JPH04304089A - Signal interpolation device - Google Patents

Signal interpolation device

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JPH04304089A
JPH04304089A JP3068109A JP6810991A JPH04304089A JP H04304089 A JPH04304089 A JP H04304089A JP 3068109 A JP3068109 A JP 3068109A JP 6810991 A JP6810991 A JP 6810991A JP H04304089 A JPH04304089 A JP H04304089A
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Abstract

PURPOSE:To reduce the false color signal occurring at the edge part of an object even when the size of high frequency component of the object occupies larger proportion than that of low frequency component or not to degrade the improving effect on the false color signal at the peripheral part of the object where the brightness changes sharply. CONSTITUTION:An optical low-pass filter 12 provided on the front surface of an imaging device 2 combined with plural kinds of color filters reduces the component intruding as a side band component from spacial frequency components of the object within the bands of low-pass filters 7, 8 which are conversion means when a factor is determined. When a detection circuit 14 does not detect the sharp change of the object, a gate circuit 13 operates to interpolate with the average value of the back and forth picture signals obtained from a correction circuit 5.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子を用いた
単板カラーカメラで発生する、色モワレの低減に好適な
信号補間装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal interpolation device suitable for reducing color moire that occurs in a single-chip color camera using a solid-state image sensor.

【0002】0002

【従来の技術】固体撮像素子を1つだけ用いてカラーの
ビデオ信号を得る単板カラーカメラは、家庭用ビデオム
ービーをはじめとして広く実用に供されている。このよ
うなカメラでは、固体撮像素子の各画素に、透過光が異
なる数種の色フィルタを周期的に対応させている。この
ため、異なる色フィルタに対応する画素信号間の演算で
求めた色信号では、空間的なサンプリング周波数が、撮
像素子固有の画素のサンプリング周波数の1/2〜1/
3に低下する。この結果、各色信号にはサンプリングに
起因して発生する側波帯成分が混入しやすく、再生画で
は被写体のエッジ部等で発生する偽の色信号、すなわち
色モワレが問題になる。
2. Description of the Related Art Single-chip color cameras that use only one solid-state image sensor to obtain color video signals are widely used in home video movies and other applications. In such a camera, each pixel of the solid-state image sensor is periodically associated with several types of color filters that transmit different light. Therefore, for color signals obtained by calculation between pixel signals corresponding to different color filters, the spatial sampling frequency is 1/2 to 1/2 of the pixel sampling frequency unique to the image sensor.
It drops to 3. As a result, sideband components generated due to sampling are likely to be mixed into each color signal, and false color signals, ie, color moiré, generated at edges of the object, etc., become a problem in reproduced images.

【0003】単板カラーカメラの色モワレを軽減する方
法には、例えば特開昭54−131819号公報あるい
は特願平1−262158号に示される技術がある。上
記特開昭54−131819号公報は画素信号の前後で
得られる信号のいずれか一方で補正するものであるが、
つぎに、特願平1−262158号に示された技術につ
いて、図2、図3、図4を用いて簡単に説明する。図2
は上記技術の色モワレ改善方法の構成を示す図であって
、1はレンズ、2は撮像素子、3および4は分離回路、
5および6は補正回路、7および8はそれぞれローパス
フィルタを示し、9、10、11はそれぞれ割り算回路
、かけ算回路、加算回路を示している。図3は従来技術
における単板カラーカメラ用色フィルタの一例を示す図
、図4は図3に示す色フィルタを組み合わせた場合に、
撮像素子から得られる出力信号がもつ周波数成分の一例
を示す図である。
[0003] As a method for reducing color moire in a single-panel color camera, there is a technique disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 131819/1982 or Japanese Patent Application No. 262158/1999. The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-131819 corrects either the signals obtained before or after the pixel signal, but
Next, the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 1-262158 will be briefly explained using FIGS. 2, 3, and 4. Figure 2
is a diagram showing the configuration of the color moire improvement method of the above technology, in which 1 is a lens, 2 is an image sensor, 3 and 4 are separation circuits,
5 and 6 are correction circuits, 7 and 8 are low-pass filters, and 9, 10, and 11 are a division circuit, a multiplication circuit, and an addition circuit, respectively. FIG. 3 is a diagram showing an example of a color filter for a single-chip color camera in the prior art, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of frequency components of an output signal obtained from an image sensor.

【0004】ここで、上記色フィルタは図3に示すとお
り、透過光がW(白)、G(緑)、Cy(シアン)、Y
e(黄)である微小フィルタを垂直2画素×水平2画素
の繰り返しで配列したものであり、それぞれの微小フィ
ルタが撮像素子2の各画素に対応している。また、上記
撮像素子2は連続する2ラインの画素信号を同時に、し
かも分離して取り出せるものとする。
Here, as shown in FIG. 3, the color filter has transmitted light of W (white), G (green), Cy (cyan), and Y.
e (yellow) microfilters are arranged in a repeating pattern of 2 vertical pixels x 2 horizontal pixels, and each microfilter corresponds to each pixel of the image sensor 2. It is also assumed that the image sensor 2 is capable of simultaneously and separately extracting two consecutive lines of pixel signals.

【0005】図3に示す色フィルタを用いたとき、水平
方向成分だけを考えたW、G、Cy、Yeの各画素によ
る空間的なサンプリングの関数lw(x)、lg(x)
、lc(x)、ly(x)は、それぞれ次式で示される
When using the color filter shown in FIG. 3, the spatial sampling functions lw(x) and lg(x) of each pixel of W, G, Cy, and Ye considering only the horizontal component are
, lc(x), and ly(x) are each expressed by the following equations.

【0006】[0006]

【数1】[Math 1]

【0007】[0007]

【数2】[Math 2]

【0008】ただし、Pxは撮像素子2の水平方向画素
ピッチであり、dxは画素の水平方向のアパーチャサイ
ズである。これらの式をフーリエ級数に展開すると次の
とおりになる。
[0008] Here, Px is the horizontal pixel pitch of the image sensor 2, and dx is the horizontal aperture size of the pixels. Expanding these equations into a Fourier series gives the following:

【0009】[0009]

【数3】[Math 3]

【0010】0010

【数4】[Math 4]

【0011】ここで被写体の水平方向の変化をあらわす
関数をs(x)とし、そのうちの各色フィルタの透過光
成分の変化を表わす関数を、それぞれsw(x)、sg
(x)、sc(x)、sy(x)とすると、各画素信号
の変化を表わす関数swo(x)、sgo(x)、sc
o(x)、syo(x)はそれぞれ次式で示すようにな
る。
Here, the function representing the change in the horizontal direction of the subject is s(x), and the functions representing the changes in the transmitted light component of each color filter are sw(x) and sg, respectively.
(x), sc(x), sy(x), functions representing changes in each pixel signal swo(x), sgo(x), sc
o(x) and syo(x) are each expressed by the following equations.

【0012】0012

【数5】[Math 5]

【0013】[0013]

【数6】[Math 6]

【0014】[0014]

【数7】[Math 7]

【0015】[0015]

【数8】[Math. 8]

【0016】(3)式ないし(8)式より、各画素信号
がもつ周波数成分を表わす関数Swo(f)、Sgo(
f)、Sco(f)、Syo(f)はそれぞれ次式のよ
うに書き表わされる。
From equations (3) to (8), functions Swo(f) and Sgo(
f), Sco(f), and Syo(f) are each expressed as in the following equations.

【0017】[0017]

【数9】[Math. 9]

【0018】[0018]

【数10】[Math. 10]

【0019】[0019]

【数11】[Math. 11]

【0020】[0020]

【数12】[Math. 12]

【0021】ただし、Sw(f)、Sg(f)、Sc(
f)、Sy(f)はそれぞれsw(x)、sg(x)、
sc(x)、sy(x)がもつ周波数成分を表わす関数
であり、*は重畳積分演算(f1(x)*f2(x)=
∫f1(y)・f2(x−y)dy:コンボリューショ
ン)を表わすものとする。(9)式、(10)式、(1
1)式、(12)式の比較から明らかなように、Swo
(f)あるいはSco(f)とSgo(f)あるいはS
yo(f)とはサンプリングに起因して発生する高調波
の側波帯成分のうち、奇数次の成分の位相がπだけ異な
ったものになる。したがって、被写体がモノクロームで
あり、水平方向の周波数成分S(f)が図4(a)に示
すとおりであるとき、W、G、Cy、Yeの画素信号が
もつ周波数成分はそれぞれ図4(b)、図4(c)、図
4(d)、図4(e)に示すとおりである。 なおここでは、モノクロームの被写体に対するR(赤)
、G(緑)、B(青)の感度の比は2:2:1とした。
However, Sw(f), Sg(f), Sc(
f) and Sy(f) are sw(x), sg(x), respectively
It is a function that represents the frequency component of sc(x) and sy(x), and * is a convolution integral operation (f1(x)*f2(x)=
∫f1(y)·f2(x-y)dy: convolution). Equation (9), Equation (10), (1
As is clear from the comparison of equations 1) and (12), Swo
(f) or Sco(f) and Sgo(f) or S
yo(f) is the phase of odd-numbered components of the harmonic sideband components generated due to sampling that differs by π. Therefore, when the subject is monochrome and the horizontal frequency component S(f) is as shown in FIG. 4(a), the frequency components of the W, G, Cy, and Ye pixel signals are as shown in FIG. 4(b). ), as shown in FIGS. 4(c), 4(d), and 4(e). Note that here, R (red) for a monochrome subject is used.
, G (green), and B (blue) sensitivity ratio was 2:2:1.

【0022】上記の画素信号を用いて、例えばB信号を
求めるには次式で示す演算、すなわち
In order to obtain, for example, the B signal using the above pixel signal, the calculation shown in the following equation, ie

【0023】[0023]

【数13】[Math. 13]

【0024】を行えばよく、その周波数成分SB(f)
は図4(f)に示すものとなる。図4(f)から明らか
なようにsB(x)はベースバンドのB信号に比べて大
きな奇数次の側波帯成分を持っている。上記側波帯成分
のうち、NTSC方式のクロマ信号の帯域内(単板カラ
ーカメラでは通常0.5MHz以内)で、ベースバンド
の信号に混入する成分がB信号の色モワレの原因になる
。したがって、0.5MHz以下の帯域で奇数次の側波
帯成分がベースバンドの信号に混入するのを防止できれ
ば、色モワレを除去することができる。
It is sufficient to perform the following, and the frequency component SB(f)
is shown in FIG. 4(f). As is clear from FIG. 4(f), sB(x) has larger odd-order sideband components than the baseband B signal. Among the sideband components, components mixed into the baseband signal within the band of the chroma signal of the NTSC system (usually within 0.5 MHz in a single-chip color camera) cause color moire in the B signal. Therefore, if it is possible to prevent odd-numbered sideband components from being mixed into the baseband signal in a band of 0.5 MHz or less, color moiré can be removed.

【0025】そこで図2に示した構成では、レンズ1を
通って被写体像に対応する撮像素子2の出力信号を、分
離回路3、4によって例えばWとGとの画素信号に分離
した後、補正回路5、6を経てローパスフィルタ7およ
び8に加え、それぞれの低周波数成分を取り出す。ここ
で、補正回路5、6の一例は、分離回路3、4から駆動
パルスに同期して得られる個々の画素信号の間に、一般
的な補間信号である前後の画素信号の加算平均信号を加
えるものである。ローパスフィルタ7、8によって取り
出される低周波数成分は、例えば図4(b)、図4(c
)に示す斜線の部分である。なお、ローパスフィルタ7
、8は入力信号の低周波数成分を分離したのち、その低
周波数成分が持つパワーを検出するものであってもよい
Therefore, in the configuration shown in FIG. 2, the output signal of the image sensor 2 that passes through the lens 1 and corresponds to the subject image is separated into, for example, W and G pixel signals by the separation circuits 3 and 4, and then corrected. It is added to low-pass filters 7 and 8 via circuits 5 and 6, and the respective low frequency components are taken out. Here, an example of the correction circuits 5 and 6 adds an average signal of the previous and subsequent pixel signals, which is a general interpolation signal, between the individual pixel signals obtained from the separation circuits 3 and 4 in synchronization with the drive pulse. It is something to add. The low frequency components extracted by the low-pass filters 7 and 8 are shown in FIGS. 4(b) and 4(c), for example.
) is the shaded area. In addition, the low-pass filter 7
, 8 may separate the low frequency components of the input signal and then detect the power of the low frequency components.

【0026】このとき、被写体が持つ水平方向の周波数
成分S(f)が図4(a)に示されるように比較的低周
波数成分が大きく、高周波数成分が小さいものであるな
らば、図4の(b)、(c)の観測から明らかなように
、ローパスフィルタ7およびローパスフィルタ8で取り
出される低周波数成分に混入する側波帯成分の、ベース
バンド成分に対する比率は十分小さくなる。そこで、ロ
ーパスフィルタ7およびローパスフィルタ8の出力信号
を、割り算回路9に加えて求めた両者の比は、おおよそ
被写体が持つW成分とG成分との比に近い値になる。 このようにして割り算回路9で得られる、例えばGの低
周波数成分に対するWの低周波数成分の比率を、かけ算
回路10によって分離回路4から得られるGの画素信号
と掛け合わせる。この結果、かけ算回路10からは図4
(g)に示すとおりベースバンド成分の大きさがほぼ図
4(b)に示す被写体のW成分の大きさに等しく、奇数
次の側波帯成分の位相が図4(b)とは逆位相である周
波数成分を持つ信号が得られる。こうして得られたかけ
算回路10の出力信号を、加算回路11によって分離回
路3から得られるWの画素信号と加え合わせれば、図4
(h)に示すとおり、奇数次の側波帯成分が十分低減さ
れたW信号が得られる。同様にして各画素信号の奇数次
の側波帯成分を低減すれば、これらの信号を用い(13
)式の演算によって得られたB信号においても、奇数次
の側波帯成分は低減され色モワレが大幅に改善される。
At this time, if the horizontal frequency component S(f) of the subject is such that the low frequency component is relatively large and the high frequency component is small, as shown in FIG. As is clear from the observations in (b) and (c), the ratio of the sideband components mixed in the low frequency components extracted by the low-pass filters 7 and 8 to the baseband components is sufficiently small. Therefore, the ratio obtained by adding the output signals of the low-pass filter 7 and the low-pass filter 8 to the dividing circuit 9 is approximately a value close to the ratio of the W component and the G component of the subject. In this way, the ratio of the W low frequency component to the G low frequency component obtained by the division circuit 9 is multiplied by the G pixel signal obtained from the separation circuit 4 by the multiplication circuit 10. As a result, from the multiplication circuit 10,
As shown in (g), the magnitude of the baseband component is approximately equal to the magnitude of the W component of the subject shown in Figure 4(b), and the phase of the odd-numbered sideband component is opposite to that in Figure 4(b). A signal with frequency components is obtained. If the output signal of the multiplication circuit 10 obtained in this way is added to the W pixel signal obtained from the separation circuit 3 by the addition circuit 11, the result is as shown in FIG.
As shown in (h), a W signal with sufficiently reduced odd-order sideband components is obtained. If the odd-numbered sideband components of each pixel signal are reduced in the same way, using these signals (13
) Also in the B signal obtained by calculating the equation, odd-numbered sideband components are reduced and color moiré is significantly improved.

【0027】しかしながら、図5(a)に示すように、
被写体が持つ周波数成分が高い周波数領域でも大きな場
合には、WおよびGの画素信号が持つ周波数成分は、そ
れぞれ図5(b)、(c)に示すとおりである。このと
きローパスフィルタ7、ローパスフィルタ8から得られ
るW、Gの低周波数成分では、図5(b)、(c)の斜
線部分に示すように、ベースバンド成分に対する側波帯
成分の比率が大きくなるので、割り算回路9から得られ
る信号の大きさは、被写体が持つW成分とG成分の比と
は異なるものとなる。このため、割り算回路9の出力信
号と分離回路4から得られるGの画素信号とをかけ算回
路10に加えて得られる信号の周波数成分は、図5(d
)に示すようにベースバンド成分の大きさが図5(b)
のものとは若干異なるものになる。この結果、かけ算回
路10の出力信号と分離回路3から得られるWの画素信
号とを、加算回路11によって加え合わせた信号の周波
数成分は、図5(e)に示すように、ベースバンド成分
の大きさが本来のW成分の大きさとは若干異なり、奇数
次の側波帯成分が若干残るものとなる。
However, as shown in FIG. 5(a),
If the frequency component of the subject is large even in the high frequency range, the frequency components of the W and G pixel signals are as shown in FIGS. 5(b) and 5(c), respectively. At this time, in the low frequency components of W and G obtained from the low-pass filter 7 and the low-pass filter 8, the ratio of the sideband component to the baseband component is large, as shown in the shaded areas in FIGS. 5(b) and 5(c). Therefore, the magnitude of the signal obtained from the division circuit 9 is different from the ratio of the W component and the G component of the subject. Therefore, the frequency component of the signal obtained by multiplying the output signal of the division circuit 9 by the G pixel signal obtained from the separation circuit 4 and adding it to the multiplication circuit 10 is
), the magnitude of the baseband component is as shown in Figure 5(b).
It will be slightly different from the one. As a result, the frequency component of the signal obtained by adding the output signal of the multiplication circuit 10 and the W pixel signal obtained from the separation circuit 3 by the addition circuit 11 is the baseband component, as shown in FIG. 5(e). The size is slightly different from the original W component, and some odd-order sideband components remain.

【0028】また、水平方向の明るさの変化が図6(a
)に示す波形であるモノクロームの被写体を想定し、そ
れぞれx=2n・Pxの位置がWの画素に対応し、x=
(2n+1)・Pxの位置がGの画素に対応する場合を
考える(ただしnは整数)。ここで明るさの変化は、x
=(2n−1)・Pxとx=2n・Pxの間に存在する
ものとする。このとき図2に示す従来例の構成において
、分離回路3および分離回路4から得られるWおよびG
の画素信号は、それぞれ図6(b)、(c)に斜線を施
して示すものとなる。また、分離回路3、4の出力信号
を補正回路5、6に加えて得られる出力波形は、それぞ
れ図6(b)、(c)に破線で示したものである。これ
らの信号の大きさがピークで一致するようにゲインの校
正を行い、両者間の差信号を求めれば図6(d)に示す
ものとなる。差信号の大きさは、これらの信号を用いて
求めた色信号で発生する色モワレの大きさに対応する。
Furthermore, the change in brightness in the horizontal direction is shown in FIG. 6(a).
), the position of x=2n・Px corresponds to the pixel of W, and x=
Consider the case where the position of (2n+1)·Px corresponds to the G pixel (where n is an integer). Here, the change in brightness is x
It is assumed that x exists between =(2n-1)·Px and x=2n·Px. At this time, in the conventional configuration shown in FIG. 2, W and G obtained from the separation circuit 3 and the separation circuit 4
The pixel signals shown in FIGS. 6(b) and 6(c) are indicated by diagonal lines, respectively. Further, the output waveforms obtained by applying the output signals of the separation circuits 3 and 4 to the correction circuits 5 and 6 are shown by broken lines in FIGS. 6(b) and 6(c), respectively. If the gains are calibrated so that the magnitudes of these signals match at their peaks, and the difference signal between them is determined, the signal shown in FIG. 6(d) will be obtained. The magnitude of the difference signal corresponds to the magnitude of color moiré that occurs in the color signal obtained using these signals.

【0029】ここで図6(b)、(c)に破線で示す補
正回路の出力信号を、例えば次式の演算
Here, the output signal of the correction circuit shown by broken lines in FIGS. 6(b) and 6(c) is calculated by, for example, the following equation.

【0030】[0030]

【数14】[Math. 14]

【0031】を行うローパスフィルタ7、ローパスフィ
ルタ8に加えてW、Gの低周波数信号を求めると、それ
ぞれ図6(b)、(c)に細線で示した波形になる。こ
の結果、図2に示す構成の補間処理を施すと、図6(e
)、(f)に示すW、Gの信号が得られる。したがって
、その差信号は図6(g)に示すものとなる。図6(d
)、(g)の比較から明らかなように、補間処理を施す
ことによってW信号とG信号の差信号は大幅に低減する
If the W and G low frequency signals are obtained in addition to the low pass filter 7 and low pass filter 8 that perform the following, the waveforms shown by thin lines in FIGS. 6(b) and 6(c), respectively, are obtained. As a result, when the interpolation process of the configuration shown in FIG.
), and the W and G signals shown in (f) are obtained. Therefore, the difference signal is as shown in FIG. 6(g). Figure 6 (d
) and (g), the difference signal between the W signal and the G signal is significantly reduced by performing the interpolation process.

【0032】しかし、図6(d)、(g)を詳細に比較
すると、補間処理を施した場合の差信号は、原信号が急
峻に変化するx=(2n−1)・Pxからx=2n・P
xの間では補間処理前のものに比べて大幅に小さくなる
のに対して、x=(2n−2)・Px以下、x=(2n
+1)・Px以上では若干劣化する。
However, when comparing FIGS. 6(d) and (g) in detail, the difference signal when the interpolation process is performed is as follows: 2n・P
Between x, it is significantly smaller than before interpolation processing, whereas when
+1)・Px or higher causes slight deterioration.

【0033】[0033]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の信号補
間方法は、被写体のエッジ部等で発生する偽の色信号を
大幅に軽減できるが、被写体が持つ周波数成分のうちの
高い周波数成分の大きさが、低周波数成分の大きさと比
較して大きな割合を占める場合には、改善効果が低減す
るという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] The signal interpolation method of the prior art described above can significantly reduce false color signals generated at the edges of the object, but the magnitude of the high frequency components of the object There has been a problem in that the improvement effect is reduced when the low frequency component occupies a large proportion compared to the magnitude of the low frequency component.

【0034】本発明の第1目的は、被写体が持つ高い周
波数成分の大きさが低周波数成分の大きさと比較して大
きな割合を占める場合にも、被写体のエッジ部で発生す
る偽の色信号を大幅に軽減できる信号補間装置を得るこ
とにある。
[0034] The first object of the present invention is to eliminate false color signals generated at the edges of an object even when the magnitude of high frequency components of the object is large compared to the magnitude of low frequency components. The object of the present invention is to obtain a signal interpolation device that can be significantly reduced.

【0035】また、上記従来技術の信号補間方法は、急
峻に明るさが変化する被写体の局所では偽の色信号を大
幅に軽減できるが、周辺部では若干劣化するという問題
があった。本発明の第2の目的は、急峻に明るさが変化
する被写体の周辺部でも偽の色信号に対する改善効果が
劣化することがない信号補間装置を得ることにある。
Furthermore, although the signal interpolation method of the prior art described above can significantly reduce false color signals in local areas of an object where the brightness changes sharply, there is a problem in that the signals deteriorate slightly in the peripheral areas. A second object of the present invention is to provide a signal interpolation device in which the effect of improving false color signals does not deteriorate even in the periphery of an object where brightness changes sharply.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、複数
の光電変換部に複数種の色フィルタを繰り返し対応させ
た撮像素子と、上記撮像素子の前面に設けた被写体の解
像度を制限する光学的なフィルタと、上記複数の光電変
換部のうちの任意の光電変換部から得られる第1の信号
と同種の上記色フィルタに対応する第1の信号列を、上
記撮像素子の出力信号から取り出す第1のサンプル手段
と、上記第1の信号列とは対応する上記色フィルタが異
なる第2の信号列を、上記撮像素子の出力信号から取り
出す第2のサンプル手段と、上記第1のサンプル手段の
出力信号を変換する第1の変換手段と、上記第2のサン
プル手段の出力信号を変換する第2の変換手段と、上記
第1の変換手段の出力信号と上記第2の変換手段の出力
信号との比に対応した係数を求める係数手段と、上記第
1の信号と上記係数手段の出力信号との間の演算を行う
演算手段と、上記第2のサンプル手段の出力信号を、上
記演算手段の出力信号で補間する補間手段を備えること
により達成される。
[Means for Solving the Problems] The first object is to provide an image sensor in which multiple types of color filters are repeatedly associated with a plurality of photoelectric conversion sections, and to limit the resolution of a subject provided in front of the image sensor. An optical filter and a first signal sequence corresponding to the color filter of the same type as the first signal obtained from any photoelectric conversion unit of the plurality of photoelectric conversion units are obtained from the output signal of the image sensor. a first sample means for extracting a second signal train having a different color filter corresponding to the first signal train from the output signal of the image sensor; a first conversion means for converting the output signal of the means; a second conversion means for converting the output signal of the second sample means; and a first conversion means for converting the output signal of the second sample means; a coefficient means for calculating a coefficient corresponding to the ratio with the output signal; a calculation means for performing an operation between the first signal and the output signal of the coefficient means; and an output signal of the second sample means. This is achieved by providing interpolation means for interpolating the output signal of the calculation means.

【0037】また、上記第2の目的は、原信号との関係
が、それぞれ互いに異なる複数種の信号を交互に取り出
して並べた信号源から、任意に選んだ第1の信号と、上
記原信号との関係が同種である第1の信号列を上記信号
源から取り出す第1のサンプル手段と、上記信号源から
上記第1の信号列とは種類が異なる第2の信号列を取り
出す第2のサンプル手段と、上記第1のサンプル手段の
出力信号を変換する第1の変換手段と、上記第2のサン
プル手段の出力信号を変換する第2の変換手段と、上記
第1の変換手段の出力信号と上記第2の変換手段の出力
信号との比に対応する係数を求める係数手段と、上記第
1の信号と上記係数手段の出力信号との間の演算を行う
演算手段と、上記第2の信号列のうちの上記第1の信号
の周辺で得られる信号から、第1の補間信号を得る補正
手段と、上記第1の信号の周辺での上記原信号の急峻な
変化を検出する検出手段と、上記検出手段の出力信号に
応じて、上記演算手段の出力信号と上記補正手段の出力
信号とを切り替えて出力する切り替え手段と、上記第2
のサンプル手段の出力信号を、上記切り替え手段の出力
信号で補間する補間手段を備えることにより達成される
[0037] The second object is to combine a first signal arbitrarily selected from a signal source in which a plurality of signals having different relationships with the original signal are alternately extracted and arranged, and the original signal. a first sampling means for extracting from the signal source a first signal sequence having the same type of relationship with the first signal sequence; and a second sampling means for extracting a second signal sequence different in type from the first signal sequence from the signal source. a sampling means, a first converting means for converting the output signal of the first sampling means, a second converting means for converting the output signal of the second sampling means, and an output of the first converting means. a coefficient means for calculating a coefficient corresponding to the ratio of the signal to the output signal of the second conversion means; a calculation means for performing an operation between the first signal and the output signal of the coefficient means; a correction means for obtaining a first interpolated signal from a signal obtained around the first signal in the signal train; and a detection means for detecting a steep change in the original signal around the first signal. means, switching means for switching and outputting the output signal of the calculation means and the output signal of the correction means according to the output signal of the detection means;
This is achieved by providing interpolation means for interpolating the output signal of the sampling means with the output signal of the switching means.

【0038】[0038]

【作用】本発明による信号補間装置では、複数種の色フ
ィルタを組み合わせた撮像素子の前面に設けた光学的フ
ィルタが、被写体が持つ空間的な周波数成分のうちから
側波帯成分となり、上記係数を求める際の変換手段であ
るローパスフィルタの帯域内に混入する成分を低減する
ように動作する。この結果、上記ローパスフィルタから
得られる信号の比は、2つの信号のベースバンド成分の
比に近い値となるので、これを用いた上記演算手段の出
力信号による補間によって、偽の色信号に対する十分な
改善効果を得ることができる。
[Operation] In the signal interpolation device according to the present invention, the optical filter provided in front of the image sensor, which combines multiple types of color filters, generates sideband components from among the spatial frequency components of the subject, and uses the above-mentioned coefficients. It operates to reduce components mixed into the band of a low-pass filter, which is a conversion means when determining . As a result, the ratio of the signals obtained from the low-pass filter has a value close to the ratio of the baseband components of the two signals, so interpolation using the output signal of the calculation means is sufficient to prevent false color signals. It is possible to obtain significant improvement effects.

【0039】また、本発明によれば、上記検出手段が上
記第1の信号の周辺における被写体の急峻な変化を検出
しない場合には、上記切り替え手段が上記第1の信号の
周辺で得られる上記第2の色信号列から求めた信号を用
いて補間を行うように動作するので、被写体の急峻な変
化から離れた位置まで、急峻な変化の影響が及ぶことは
ない。
Further, according to the present invention, when the detection means does not detect a sharp change in the subject around the first signal, the switching means detects the sharp change obtained around the first signal. Since interpolation is performed using the signal obtained from the second color signal sequence, the effect of the abrupt change does not extend to positions far away from the abrupt change in the subject.

【0040】[0040]

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図1は本発明による信号補間装置の一実施例を示す
構成図、図7は上記実施例で得られる信号の周波数成分
を示す図、図8は光学的なローパスフィルタの動作を示
す図、図9は本発明の他の実施例の構成を示す図、図1
0は本発明の実施例で得られる信号波形の一例を示す図
である。上記実施例の撮像素子2には図2に示した従来
例と同様に、図3に示す色フィルタを組み合わせるもの
とする。上記実施例が図2に示した従来例の構成と相異
する点は、レンズ1と撮像素子2との間に光学ローパス
フィルタ12を備えていることである。すなわち本実施
例の構成は、レンズ1を通った被写体像が光学ローパス
フィルタ12を経由して撮像素子2に至り、上記撮像素
子2の出力信号を分離回路3と分離回路4とによって、
例えばWとGの画素信号に分離したのち、補正回路5お
よび6を経てローパスフィルタ7および8に加え、それ
ぞれの低周波数成分を取り出す。上記ローパスフィルタ
7および8の出力信号を割り算回路9に加え、得られた
画素信号Gの低周波数成分に対する画素信号Wの低周波
数成分の比率を、かけ算回路10により上記分離回路4
から得られる画素信号と掛け合わせ、上記かけ算回路1
0の出力信号を加算回路11により上記分離回路3から
得られるWの画素信号と加え合わせ、奇数次の側波帯成
分を低減したW信号を得る。上記光学ローパスフィルタ
12は、例えば厚さdを目的の通過帯域に対応させた水
晶板を用いて実現することができる。すなわち図8(a
)に光学系の光路方向での断面図を示すように、レンズ
(図の上方、図示せず)より水晶板15に入射した光は
、直進する光路と角度θだけ屈折して進む光路との2つ
の光路に分かれ、水晶板15からは2つの平行光となっ
て撮像素子2に向う。この結果、撮像素子2の撮像面に
は距離がd・tanθだけずれた2重像が結像する。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a signal interpolation device according to the present invention, FIG. 7 is a diagram showing frequency components of a signal obtained in the above embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing the operation of an optical low-pass filter. 9 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention, FIG.
0 is a diagram showing an example of a signal waveform obtained in an embodiment of the present invention. As in the conventional example shown in FIG. 2, the color filter shown in FIG. 3 is combined with the image sensor 2 of the above embodiment. The difference between the above embodiment and the configuration of the conventional example shown in FIG. 2 is that an optical low-pass filter 12 is provided between the lens 1 and the image sensor 2. That is, the configuration of this embodiment is such that the subject image passing through the lens 1 reaches the image sensor 2 via the optical low-pass filter 12, and the output signal of the image sensor 2 is transmitted to the separation circuit 3 and the separation circuit 4.
For example, after separating into W and G pixel signals, the signals are passed through correction circuits 5 and 6 and then applied to low-pass filters 7 and 8 to extract their respective low frequency components. The output signals of the low-pass filters 7 and 8 are added to the dividing circuit 9, and the ratio of the low frequency component of the pixel signal W to the low frequency component of the resulting pixel signal G is calculated by the multiplying circuit 10 to the dividing circuit 9.
The above multiplication circuit 1 multiplies the pixel signal obtained from
The output signal of 0 is added to the W pixel signal obtained from the separation circuit 3 by the addition circuit 11 to obtain the W signal with the odd-order sideband components reduced. The optical low-pass filter 12 can be realized using, for example, a crystal plate whose thickness d corresponds to a target passband. That is, Fig. 8(a
) shows a cross-sectional view of the optical system in the optical path direction, the light that enters the crystal plate 15 from the lens (upper part of the figure, not shown) has an optical path that travels straight and an optical path that is refracted by an angle θ. The light is split into two optical paths, and from the crystal plate 15 becomes two parallel lights and heads towards the image sensor 2. As a result, a double image is formed on the imaging surface of the image sensor 2, the distance being shifted by d·tan θ.

【0041】このとき、被写体像の水平方向での明るさ
の変化を表わす関数をs(x)とおくと、撮像素子2の
撮像面に結像する像の明るさの変化を表わす関数o(x
)は次式となる。
At this time, if the function representing the change in brightness of the subject image in the horizontal direction is s(x), then the function o( x
) is the following formula.

【0042】[0042]

【数15】[Math. 15]

【0043】ただし、dx=d・tanθである。した
がってs(x)=exp(j2πf・x)とおくとo(
x)は次のようになる。
However, dx=d·tanθ. Therefore, if we set s(x)=exp(j2πf・x), o(
x) becomes as follows.

【0044】[0044]

【数16】[Math. 16]

【0045】すなわち被写体像が持つ周波数成分は、水
晶板を通過することによってcos(πf・dx)で表
わされる周波数特性が掛け合わされたものとなり、この
結果、図8(b)に示す特性の光学的なローパスフィル
タが実現される。
In other words, the frequency components of the subject image are multiplied by the frequency characteristics expressed by cos(πf·dx) when they pass through the crystal plate, and as a result, the optical characteristics shown in FIG. 8(b) are obtained. A low-pass filter is realized.

【0046】したがって、被写体が持つ周波数成分が図
5(a)に示すように、低周波数成分と比較して大きな
高い周波数成分を持っていても、光学ローパスフィルタ
12を通過して撮像素子2に結像する像が持つ周波数成
分は、図7(a)に示す高い周波数成分が抑圧されたも
のとなる。この結果、分離回路3および4によって分離
されたW、Gの画素信号が持つ周波数成分は、図7(b
)、(c)に示すとおりになる。図5(b)、(c)に
示す従来例の場合との比較から明らかなように、図7(
b)、(c)ではローパスフィルタ7、8の帯域内で、
ベースバンド成分に混入する側波帯成分が十分低減され
る。これにより、ローパスフィルタ7、8の出力信号を
割り算回路9に加えて得られる信号は、W、Gのベース
バンド成分の比に近い値となる。なお、ローパスフィル
タ7、8が入力信号の低周波数成分を分離したのち、そ
の低周波数成分が持つパワーを検出するものであっても
よいことは従来技術での場合と同様である。
Therefore, even if the frequency component of the subject has a high frequency component that is larger than the low frequency component, as shown in FIG. The frequency components of the image to be formed are those in which the high frequency components shown in FIG. 7(a) are suppressed. As a result, the frequency components of the W and G pixel signals separated by the separation circuits 3 and 4 are
), as shown in (c). As is clear from the comparison with the conventional example shown in FIGS. 5(b) and 5(c), FIG.
In b) and (c), within the band of the low-pass filters 7 and 8,
Sideband components mixed into the baseband component are sufficiently reduced. As a result, the signal obtained by adding the output signals of the low-pass filters 7 and 8 to the divider circuit 9 has a value close to the ratio of the W and G baseband components. Note that the low-pass filters 7 and 8 may separate the low frequency components of the input signal and then detect the power of the low frequency components, as in the case of the prior art.

【0047】これを掛け算回路10によって図7(c)
に示す分離したGの画素信号と掛け合わせると、図7(
d)に示すように図7(b)の分離回路3の出力信号と
はベースバンド成分の大きさがほぼ等しく、奇数次の側
波帯成分の位相が逆相である周波数成分をもつ信号が得
られる。上記演算は係数を直接掛け合わせる方法や係数
を変化した上で掛け合わせる方法等がある。この結果、
かけ算回路10の出力信号と分離回路3の出力信号とを
、加算回路11によって加え合わせて得られる信号は、
図7(e)に示すように奇数次の側波帯成分が十分低減
されたものとなる。したがって、これらの信号を用いて
得られるクロマ信号からは偽の色信号が抑圧され、再生
画上の色モワレの除去が実現できる。
FIG. 7(c) shows this by the multiplication circuit 10.
When multiplied by the separated G pixel signal shown in Figure 7 (
As shown in d), the output signal of the separation circuit 3 in FIG. 7(b) is a signal having a frequency component in which the magnitude of the baseband component is almost the same and the phase of the odd-numbered sideband component is opposite. can get. The above calculations include a method of directly multiplying the coefficients, a method of changing the coefficients, and then multiplying the coefficients. As a result,
The signal obtained by adding the output signal of the multiplication circuit 10 and the output signal of the separation circuit 3 by the addition circuit 11 is as follows.
As shown in FIG. 7(e), the odd-order sideband components are sufficiently reduced. Therefore, false color signals are suppressed from chroma signals obtained using these signals, and color moire on reproduced images can be removed.

【0048】なお、水晶板を用いた光学的なローパスフ
ィルタは、被写体の高い周波数成分を低減する効果自体
が、色モワレを低減するために利用されている。しかし
、水晶板だけによる方法では、高い周波数成分が低減さ
れるとはいえ、クロマ信号の周波数帯域に混入する側波
帯成分がそのまま偽の色信号になる。このため、十分な
色モワレの低減効果を得るには、図8(c)に示すよう
に水晶板を2枚用いて3重像に分離するなど、さらに高
い周波数成分を低減する方法が必要である。3重像に分
離する方法では被写体の周波数成分に対して、図8(d
)に示す周波数特性が掛け合わされるので、色モワレは
十分低減されるけれども解像度が大きく劣化する。 これに対して本発明の方法では、補間によって側波帯成
分自体が低減されるので、水晶板1枚だけでもクロマ信
号の周波数帯域に混入する側波帯成分は十分抑圧され、
偽の色信号に対する低減効果は絶大である。
Note that the optical low-pass filter using a quartz plate is used to reduce color moire due to its effect of reducing high frequency components of the subject. However, in the method using only a crystal plate, although high frequency components are reduced, sideband components mixed in the frequency band of the chroma signal remain as false color signals. Therefore, in order to obtain a sufficient effect of reducing color moiré, it is necessary to use a method to further reduce higher frequency components, such as using two crystal plates to separate triple images as shown in Figure 8(c). be. In the method of separating into triple images, the frequency components of the subject are
) are multiplied, color moiré is sufficiently reduced, but resolution is significantly degraded. In contrast, in the method of the present invention, the sideband components themselves are reduced by interpolation, so the sideband components mixed into the frequency band of the chroma signal can be sufficiently suppressed with just one crystal plate.
The effect of reducing false color signals is enormous.

【0049】一方、本発明の第2の目的に対する一実施
例を、図9に示す構成図により説明する。図9に示す構
成図が図2に示す従来技術の構成図と異なる点は、かけ
算回路10の出力信号をゲート回路13を介して加算回
路11に加えることである。このとき、上記ゲート回路
13のもう一方の入力には、補正回路5の出力信号を加
える。上記補正回路5の動作は図2に示す従来技術の構
成のものと同様である。また、ゲート回路13は撮像素
子2の出力信号から被写体の明るさの急峻な変化を検出
する検出回路14の出力信号で制御される。
On the other hand, an embodiment of the second object of the present invention will be explained with reference to the configuration diagram shown in FIG. The configuration diagram shown in FIG. 9 differs from the conventional configuration diagram shown in FIG. 2 in that the output signal of the multiplication circuit 10 is applied to the addition circuit 11 via the gate circuit 13. At this time, the output signal of the correction circuit 5 is applied to the other input of the gate circuit 13. The operation of the correction circuit 5 is similar to that of the prior art configuration shown in FIG. Furthermore, the gate circuit 13 is controlled by the output signal of a detection circuit 14 that detects a sudden change in the brightness of the subject from the output signal of the image sensor 2.

【0050】ここで検出回路14の動作の一例は、例え
ば撮像素子2からGの画素信号G0が得られる図6(c
)に示すx=(2n−1)・Pxにおいては、画素信号
G0とx=(2n−3)・Pxで得られる画素信号G−
1との差信号D1、および画素信号G0とx=(2n+
1)・Pxで得られる画素信号G+1との差信号D2、
および図6(b)に示すx=(2n−2)・Pxで得ら
れる画素信号W−1と、x=2n・Pxで得られる画素
信号W+1との差信号D3を求め、これらのうちのいず
れかが別に定めた境界値よりも大きいかどうかの判別信
号を出力する。このときの境界値の一例を示すならば、
差信号D1あるいはD2と比較する境界値には画素信号
G0、G−1、G+1のうちの最大値の数分の1(例え
ば1/2)、差信号D3と比較する境界値には画素信号
W−1、W+1のうちの最大値の数分の1など、その値
を差信号が越えれば被写体の変化が明らかである大きさ
を選べばよい。
Here, an example of the operation of the detection circuit 14 is shown in FIG.
) at x=(2n-1)・Px, the pixel signal G0 and the pixel signal G− obtained at x=(2n-3)・Px
1, and the pixel signal G0 and x=(2n+
1) Difference signal D2 with pixel signal G+1 obtained at Px,
Then, calculate the difference signal D3 between the pixel signal W-1 obtained at x=(2n-2)・Px and the pixel signal W+1 obtained at x=2n・Px shown in FIG. 6(b), and A determination signal is output to determine whether any of them is larger than a separately determined boundary value. To give an example of the boundary value at this time,
The boundary value to be compared with the difference signal D1 or D2 is a fraction (for example, 1/2) of the maximum value of the pixel signals G0, G-1, G+1, and the boundary value to be compared with the difference signal D3 is the pixel signal. A value such as a fraction of the maximum value of W-1 and W+1 may be selected so that if the difference signal exceeds that value, a change in the subject is obvious.

【0051】このようにして検出回路14から得た出力
信号が、被写体の明るさの急峻な変化を示すものである
とき、ゲート回路13はかけ算回路10の出力信号を加
算回路11に送り、被写体の明るさが急峻な変化を示す
ものでないとき、ゲート回路13は補正回路5の出力信
号を加算回路11に送る。この結果、検出回路14の動
作が例えば上記のとおりであるとき、上記ゲート回路1
3からは、x=(2n−2)・Pxないしx=(2n+
1)・Pxの範囲では上記かけ算回路10の出力信号が
得られ、それ以外の範囲では上記補正回路5からの出力
信号が得られる。すなわち、上記ゲート回路13からは
、x=(2n−2)・Pxないしx=(2n+1)・P
xの範囲で図6(e)に示すGの画素信号が得られ、そ
れ以外の範囲では図6(b)に示すGの画素信号が得ら
れるので、図10(b)に示すGの画素信号になる。 また、同様の処理をWの画素信号に対して施すことによ
って、図6(f)および(c)の信号から図10(a)
に示すWの画素信号が合成される。この結果、2つの出
力信号の大きさを校正して求めた差信号は図10(c)
に示すものとなる。
When the output signal obtained from the detection circuit 14 in this manner indicates a sharp change in the brightness of the subject, the gate circuit 13 sends the output signal of the multiplication circuit 10 to the addition circuit 11 to detect the subject. When the brightness does not show a sharp change, the gate circuit 13 sends the output signal of the correction circuit 5 to the addition circuit 11. As a result, when the operation of the detection circuit 14 is as described above, the gate circuit 1
From 3, x=(2n-2)・Px or x=(2n+
1).In the range of Px, the output signal of the multiplication circuit 10 is obtained, and in the other range, the output signal of the correction circuit 5 is obtained. That is, from the gate circuit 13, x=(2n-2)・Px or x=(2n+1)・P
The G pixel signal shown in FIG. 6(e) is obtained in the x range, and the G pixel signal shown in FIG. 6(b) is obtained in the other range, so It becomes a signal. In addition, by applying similar processing to the pixel signal of W, the signal in FIG. 10(a) is obtained from the signals in FIGS.
The W pixel signals shown in are synthesized. As a result, the difference signal obtained by calibrating the magnitude of the two output signals is shown in Figure 10(c).
It will be as shown below.

【0052】図6(d)、(g)と図10(c)との比
較から、図9に示す構成の実施例によれば、被写体の明
るさが急峻に変化する部分の差信号が、従来技術の方法
と同様大幅に改善され、しかも、周辺部での差信号が従
来技術の方法に比べて小さい差信号が得られる。
Comparing FIGS. 6(d) and 6(g) with FIG. 10(c), it can be seen that according to the embodiment with the configuration shown in FIG. A difference signal is obtained which is significantly improved like the prior art method, but with a smaller difference signal at the periphery than the prior art method.

【0053】上記のように本発明の説明は、2種の色信
号が交互に得られる撮像素子の出力信号から、画素のサ
ンプリング周期ごとに各色信号を得る場合を例にとって
行ったが、互いに相関が大きな3種類以上の信号を一定
の順序でサンプリングして並べた信号から、サンプリン
グ周期ごとに各信号を再生する場合に拡張することが可
能である。
As described above, the present invention has been described using an example in which each color signal is obtained every pixel sampling period from the output signal of an image sensor in which two types of color signals are obtained alternately. It is possible to extend this method to the case where each signal is reproduced at each sampling period from a signal obtained by sampling and arranging three or more types of signals with large values in a fixed order.

【0054】なお、本発明の実施例の説明は、ハードウ
ェア的手段を用いる場合を例にとって行ったが、汎用の
コンピュータ等を用いることによって、ソフトウェア的
手段によっても同様に実現可能なことは明らかである。
Although the embodiments of the present invention have been described using hardware means as an example, it is clear that they can be similarly realized by software means by using a general-purpose computer or the like. It is.

【0055】[0055]

【発明の効果】上記のように本発明による信号補間装置
は、少なくとも1次元方向に複数の光電変換部を配列し
、上記複数の光電変換部に複数種の色フィルタを繰り返
し対応させた撮像素子と、上記撮像素子の前面に設けた
被写体の解像度を制限する光学的なフィルタと、上記複
数の光電変換部のうちの、任意の光電変換部から得られ
る第1の信号と同種の上記色フィルタに対応する第1の
信号列を、上記撮像素子の出力信号から取り出す第1の
サンプル手段と、上記第1の信号列とは対応する上記色
フィルタが異なる第2の信号列を、上記撮像素子の出力
信号から取り出す第2のサンプル手段と、上記第1のサ
ンプル手段の出力信号を変換する第1の変換手段と、上
記第2のサンプル手段の出力信号を変換する第2の変換
手段と、上記第1の変換手段の出力信号と上記第2の変
換手段の出力信号との比に対応した係数を求める係数手
段と、上記第1の信号と上記係数手段の出力信号との間
の演算を行う演算手段と、上記第2のサンプル手段の出
力信号を上記演算手段の出力信号で補間する補間手段を
備えたことにより、被写体がもつ高い周波数成分の大き
さが、低周波数成分の大きさと比較して大きな割合を占
める場合にも、被写体のエッジ部で発生する偽の色信号
を大幅に軽減できる。また、本発明の信号補間装置によ
れば、急峻に明るさが変化する被写体の周辺部でも偽の
色信号に対する改善効果が劣化するということはない。
As described above, the signal interpolation device according to the present invention comprises an image sensor in which a plurality of photoelectric conversion sections are arranged in at least one dimension, and a plurality of types of color filters are repeatedly associated with the plurality of photoelectric conversion sections. and an optical filter provided in front of the image sensor to limit the resolution of the object, and the color filter of the same type as the first signal obtained from any photoelectric conversion unit among the plurality of photoelectric conversion units. a first sampling means for extracting a first signal sequence corresponding to the output signal of the image sensor from the output signal of the image sensor; a second sample means for extracting from the output signal of the first sample means; a first conversion means for converting the output signal of the first sample means; and a second conversion means for converting the output signal of the second sample means; coefficient means for calculating a coefficient corresponding to the ratio of the output signal of the first conversion means and the output signal of the second conversion means; and a calculation between the first signal and the output signal of the coefficient means. and an interpolation means that interpolates the output signal of the second sampling means with the output signal of the calculation means, so that the magnitude of the high frequency component of the subject can be compared with the magnitude of the low frequency component. Even when a large proportion of the image is captured, false color signals generated at the edges of the subject can be significantly reduced. Further, according to the signal interpolation device of the present invention, the effect of improving false color signals does not deteriorate even in the periphery of a subject where the brightness changes sharply.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明による信号補間装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a signal interpolation device according to the present invention.

【図2】従来技術による信号補間装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a signal interpolation device according to the prior art.

【図3】色フィルタの配列の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an arrangement of color filters.

【図4】従来技術で得られる信号がもつ周波数成分の一
例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of frequency components of a signal obtained by the conventional technique.

【図5】従来技術で得られる信号がもつ周波数成分の他
の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of frequency components of a signal obtained by the conventional technique.

【図6】従来技術で得られる信号波形の一例を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a signal waveform obtained by the conventional technique.

【図7】本発明の実施例で得られる信号の周波数成分を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing frequency components of a signal obtained in an embodiment of the present invention.

【図8】光学的なローパスフィルタの動作を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing the operation of an optical low-pass filter.

【図9】本発明による信号補間装置の他の実施例の構成
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the signal interpolation device according to the present invention.

【図10】上記実施例で得られる信号波形の一例を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a signal waveform obtained in the above embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2    撮像素子 3、4    サンプル手段(分離回路)5、6   
 補正手段 7、8    変換手段(ローパスフィルタ)12  
  光学的ローパスフィルタ 13    切り替え手段(ゲート回路)14    
検出手段
2 Image sensor 3, 4 Sample means (separation circuit) 5, 6
Correction means 7, 8 Conversion means (low-pass filter) 12
Optical low-pass filter 13 Switching means (gate circuit) 14
Detection means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも1次元方向に複数の光電変換部
を配列し、上記複数の光電変換部に複数種の色フィルタ
を繰り返し対応させた撮像素子と、上記撮像素子の前面
に設けた被写体の解像度を制限する光学的なフィルタと
、上記複数の光電変換部のうちの任意の光電変換部から
得られる、第1の信号と同種の上記色フィルタに対応す
る第1の信号列を、上記撮像素子の出力信号から取り出
す第1のサンプル手段と、上記第1の信号列とは対応す
る上記色フィルタが異なる第2の信号列を、上記撮像素
子の出力信号から取り出す第2のサンプル手段と、上記
第1のサンプル手段の出力信号を変換する第1の変換手
段と、上記第2のサンプル手段の出力信号を変換する第
2の変換手段と、上記第1の変換手段の出力信号と上記
第2の変換手段の出力信号との比に対応した係数を求め
る係数手段と、上記第1の信号と上記係数手段の出力信
号との間の演算を行う演算手段と、上記第2のサンプル
手段の出力信号を、上記演算手段の出力信号で補間する
補間手段とを備えた信号補間装置。
1. An image sensor comprising a plurality of photoelectric conversion sections arranged in at least one dimension, and a plurality of types of color filters repeatedly associated with the plurality of photoelectric conversion sections; The first signal sequence corresponding to the color filter of the same type as the first signal obtained from an optical filter that limits resolution and an arbitrary photoelectric conversion unit among the plurality of photoelectric conversion units is imaged. a first sample means for extracting from the output signal of the image pickup element; a second sample means for extracting from the output signal of the image sensor a second signal sequence corresponding to the first signal sequence and having a different color filter; a first conversion means for converting the output signal of the first sample means; a second conversion means for converting the output signal of the second sample means; a coefficient means for calculating a coefficient corresponding to a ratio of the output signal of the second conversion means; a calculation means for performing an operation between the first signal and the output signal of the coefficient means; and a second sampling means. and interpolation means for interpolating the output signal with the output signal of the arithmetic means.
【請求項2】原信号との関係がそれぞれ互いに異なる複
数種の信号を交互に取り出して並べた信号源から、任意
に選んだ第1の信号と上記原信号との関係が同種である
第1の信号列を、上記信号源から取り出す第1のサンプ
ル手段と、上記信号源から上記第1の信号列とは種類が
異なる第2の信号列を取り出す第2のサンプル手段と、
上記第1のサンプル手段の出力信号を変換する第1の変
換手段と、上記第2のサンプル手段の出力信号を変換す
る第2の変換手段と、上記第1の変換手段の出力信号と
上記第2の変換手段の出力信号との比に対応する係数を
求める係数手段と、上記第1の信号と上記係数手段の出
力信号との間の演算を行う演算手段と、上記第2の信号
列のうちの上記第1の信号の周辺で得られる信号から、
第1の補間信号を得る補正手段と、上記第1の信号の周
辺での上記原信号の急峻な変化を検出する検出手段と、
上記検出手段の出力信号に応じて、上記演算手段の出力
信号と上記補正手段の出力信号とを切り替えて出力する
切り替え手段と、上記第2のサンプル手段の出力信号を
、上記切り替え手段の出力信号で補間する補間手段とを
備えた信号補間装置。
2. A first signal arbitrarily selected from a signal source in which a plurality of types of signals having different relationships with the original signal are alternately taken out and arranged, and a first signal having the same type of relationship with the original signal. a first sampling means for extracting a signal sequence from the signal source; a second sampling means for extracting a second signal sequence different in type from the first signal sequence from the signal source;
a first conversion means for converting the output signal of the first sample means; a second conversion means for converting the output signal of the second sample means; a coefficient means for calculating a coefficient corresponding to the ratio of the output signal of the second conversion means; a calculation means for performing an operation between the first signal and the output signal of the coefficient means; From the signals obtained around my first signal,
correction means for obtaining a first interpolated signal; detection means for detecting a steep change in the original signal around the first signal;
switching means for switching and outputting the output signal of the calculation means and the output signal of the correction means according to the output signal of the detection means; and interpolation means for interpolating signals.
【請求項3】上記第1の変換手段および上記第2の変換
手段は、入力信号の低周波数成分を出力するローパスフ
ィルタであることを特徴とする請求項1または請求項2
記載の信号補間装置。
3. The first converting means and the second converting means are low-pass filters that output low frequency components of the input signal.
The signal interpolation device described.
【請求項4】上記第1の変換手段および上記第2の変換
手段は、入力信号の低周波数成分がもつパワーに対応し
た信号を、出力することを特徴とする請求項1または請
求項2記載の信号補間装置。
4. The first converting means and the second converting means output a signal corresponding to the power of the low frequency component of the input signal. signal interpolator.
【請求項5】上記演算手段は、上記係数手段の出力信号
と上記第1の信号との乗算を行うことを特徴とする請求
項1または請求項2記載の信号補間装置。
5. The signal interpolation device according to claim 1, wherein said calculation means multiplies the output signal of said coefficient means and said first signal.
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