JPH04329788A - Color image pickup device - Google Patents

Color image pickup device

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JPH04329788A
JPH04329788A JP3100034A JP10003491A JPH04329788A JP H04329788 A JPH04329788 A JP H04329788A JP 3100034 A JP3100034 A JP 3100034A JP 10003491 A JP10003491 A JP 10003491A JP H04329788 A JPH04329788 A JP H04329788A
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color
power
difference
signals
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Akihiko Shiraishi
白石 昭彦
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Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To obtain a picture with excellent resolution and S/N, and less moire by obtaining a luminance signal whose spectral characteristic is corrected by a simple method. CONSTITUTION:The image pickup device employs an image pickup element (sensor) 101 provided with R, G, B filters of the Bayer arrangement. When a discrimination circuit 131 discriminates it that a high frequency component in the horizontal direction is large base on an output of the image pickup element 101, a switch 128 is thrown to obtain a timing to eliminate a color difference carrier in the horizontal direction and when not, the switch 128 is thrown to obtain a timing to eliminate a color difference carrier in the vertical direction. Moreover, a 1st difference signal or a 3rd difference signal being an output of an adder 129 and a 2nd difference signal or a 4th difference signal being an output of an adder 130 are subject to a constant number of multiple processing, and the result is added to a luminance signal YS by an adder 117 thereby obtaining a luminance signal Y whose spectral characteristic is corrected.

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、2次元的に複数個の受
光素子(画素)が配置された撮像素子を備えたカラー撮
像装置に関し、特に解像度が良く、モワレが少なくS/
N比の良い画像を出力できるカラー撮像装置に関するも
のである。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a color imaging device equipped with an imaging device in which a plurality of light receiving elements (pixels) are two-dimensionally arranged.
The present invention relates to a color imaging device that can output images with a good N ratio.

【0002】0002

【従来の技術】図6,図7,図8は従来より知られてい
るカラー固体撮像素子の色フィルタの配列構成の例を示
す図である。図6は赤色光透過フィルタR,緑色光透過
フィルタG,青色光透過フィルタBが垂直にストライプ
状に並んだいわゆるストライプフィルタと呼ばれる構成
である。これに対し、図7,図8はいわゆるモザイクフ
ィルタと呼ばれる構成で、図7では緑色光透過フィルタ
Gが垂直にストライプ状になっており、赤色光透過フィ
ルタRおよび青色光透過フィルタBがそれぞれ2行おき
2列に水平方向にGフィルタの間に配置され、また、図
8ではマゼンダ光透過フィルタMg,緑色光透過フィル
タGr,シアン光透過フィルタCy,黄色光透過フィル
タYeが水平方向に2画素,垂直方向に4画素の8個の
色フィルタを1単位とし、図に示す順序で配置されてい
る。
2. Description of the Related Art FIGS. 6, 7, and 8 are diagrams showing examples of color filter arrangement configurations of conventionally known color solid-state imaging devices. FIG. 6 shows a configuration called a so-called stripe filter in which a red light transmitting filter R, a green light transmitting filter G, and a blue light transmitting filter B are vertically arranged in a stripe shape. On the other hand, FIGS. 7 and 8 have a configuration called a mosaic filter, and in FIG. 7, the green light transmission filter G is vertically striped, and the red light transmission filter R and the blue light transmission filter B are each two stripes. In FIG. 8, magenta light transmission filter Mg, green light transmission filter Gr, cyan light transmission filter Cy, and yellow light transmission filter Ye are arranged horizontally between G filters in every other row and two columns. , 8 color filters of 4 pixels in the vertical direction form one unit, and are arranged in the order shown in the figure.

【0003】しかしながら、これらの色フィルタ配列を
持つ撮像素子には次のような問題がある。すなわち、図
6に示す構成の色フィルタを設けた撮像素子では、サン
プリング周波数の1/3の周波数に色信号キャリアが発
生するため、ナイキスト周波数であるサンプリング周波
数の1/2の周波数までを解像できず解像度が劣る。
[0003] However, these image pickup devices having color filter arrays have the following problems. In other words, in an image sensor equipped with a color filter having the configuration shown in FIG. 6, color signal carriers are generated at a frequency that is 1/3 of the sampling frequency, so it is possible to resolve frequencies up to 1/2 of the sampling frequency, which is the Nyquist frequency. The resolution is inferior.

【0004】図7に示す構造の色フィルタを設けた撮像
素子は、垂直方向にバンドの異なるRフィルタとBフィ
ルタが並んでいるため、垂直方向に色モワレが発生しや
すく、特に有彩色画像で見苦しいシーンが出てくる。
[0004] In an image sensor equipped with a color filter having the structure shown in FIG. 7, R filters and B filters with different bands are arranged vertically, so color moire tends to occur in the vertical direction, especially in chromatic images. An ugly scene appears.

【0005】図8に示す構成の色フィルタを受けた撮像
素子は、バンドの広い補色フィルタで構成されているた
め、図7に示す構成の色フィルタを設けた撮像素子より
色モワレは出にくいが、画素の出力信号間の差信号で色
信号を形成するため、色信号のS/N比が悪く、さらに
、出力信号を量子化しディジタル処理を行う際に、色信
号の量子化誤差が大きくなり好ましくない。
[0005] An image sensor receiving a color filter having the configuration shown in FIG. 8 is composed of complementary color filters with a wide band, so color moire is less likely to occur than an image sensor having a color filter having the configuration shown in FIG. Since the color signal is formed from the difference signal between the output signals of pixels, the S/N ratio of the color signal is poor, and furthermore, when the output signal is quantized and digitally processed, the quantization error of the color signal becomes large. Undesirable.

【0006】さらに、図7,図8に示す構成の色フィル
タを設けた撮像素子ともサンプリング周波数の1/2の
周波数に色信号キャリアが発生するめ、ナイキスト周波
数であるサンプリング周波数の1/2の周波数までを解
像することができない。
Furthermore, since color signal carriers are generated at a frequency of 1/2 of the sampling frequency in both image sensors equipped with color filters having the configurations shown in FIGS. 7 and 8, the frequency of 1/2 of the sampling frequency, which is the Nyquist frequency, is cannot be resolved.

【0007】これに対し、米国特許明細書第39710
65号に開示されている、いわゆるベイヤー配列と呼ば
れる色フィルタ配列を有する撮像素子がある。これは図
9に示すように、撮像素子の画素の水平方向のピッチを
PH ,垂直方向のピッチをPV とすると、緑色光透
過フィルタGは、水平方向のピッチ2PH ,垂直方向
のピッチPV で水平方向にPH だけオフセットされ
たオフセットサンプリング構造で配置され、赤色光透過
フィルタRおよび青色光透過フィルタBは水平方向のピ
ッチ2PH ,垂直方向のピッチ2PV の矩形格子状
サンプリング構造で配置されているものである。このよ
うなベイヤー配列を有する撮像素子を用いると、モワレ
が少なく、かつ、S/N比の良い良好な画像が得られる
ことが知られている。
In contrast, US Patent No. 39710
There is an image sensor having a color filter array called a Bayer array, which is disclosed in Japanese Patent No. 65. As shown in FIG. 9, if the horizontal pitch of the pixels of the image sensor is PH and the vertical pitch is PV, the green light transmitting filter G has a horizontal pitch of 2PH and a vertical pitch of PV. The red light transmission filter R and the blue light transmission filter B are arranged in a rectangular lattice sampling structure with a pitch of 2PH in the horizontal direction and a pitch of 2PV in the vertical direction. be. It is known that when an image sensor having such a Bayer array is used, a good image with less moire and a good S/N ratio can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このベ
イヤー配列を有する撮像素子を用いても以下に示す問題
が発生する。すなわち、図10(a),(b)はそれぞ
れ図9に示す色フィルタの撮像素子で発生する信号キャ
リアの位置を2次元周波数平面(fH ,fV )上に
表した時の第1象限の特性図である。ここで、図10(
a)に示す周波数平面上の特性図は、図9の撮像素子の
各画素からの出力信号をそのままスイッチングして切り
換えることにより輝度信号を形成しており、図10(b
)に示す周数平面上の特性図は、図9の撮像素子のGフ
ィルタが配置された画素からの信号のみを用いて輝度信
号を形成している。
However, even if an image sensor having the Bayer array is used, the following problems occur. That is, FIGS. 10(a) and 10(b) respectively show the characteristics of the first quadrant when the positions of signal carriers generated in the image sensor of the color filter shown in FIG. 9 are expressed on a two-dimensional frequency plane (fH, fV). It is a diagram. Here, Figure 10 (
The characteristic diagram on the frequency plane shown in a) shows that a luminance signal is formed by switching the output signal from each pixel of the image sensor in FIG.
In the characteristic diagram on the frequency plane shown in ), a luminance signal is formed using only the signal from the pixel in which the G filter of the image sensor shown in FIG. 9 is arranged.

【0009】いずれの場合も周波数空間上、(1/2P
H ,0)および(0,1/2PV )に色信号のキャ
リアが発生していることがわかる。すなわち、ベイヤー
配設を有する撮像素子の場合もサンプリング周波数の1
/2の周波数に色信号キャリアが発生するため、ナイキ
スト周波数であるサンプリング周波数の1/2の周波数
までを解像することができない。
In either case, (1/2P
It can be seen that color signal carriers are generated at (H,0) and (0,1/2PV). In other words, even in the case of an image sensor having a Bayer arrangement, the sampling frequency is 1
Since a color signal carrier is generated at a frequency of /2, it is not possible to resolve frequencies up to 1/2 of the sampling frequency, which is the Nyquist frequency.

【0010】さらに、各画素からの出力信号をスイッチ
ングして切り換えたり、Gフィルタが配置された画素か
らの信号のみを用いる単純合成の輝度信号では正しい分
光特性を持つ輝度信号が得られず、したがって出力画像
の色再現性等に悪影響を及ぼす。このため、輝度信号の
低域成分だけを正しい分光特性を持つ輝度信号に置き換
える処理が従来より行われているが、この正しい分光特
性を持つ輝度信号を形成するための回路規模が大幅に増
加する。
Furthermore, a brightness signal with correct spectral characteristics cannot be obtained by switching the output signal from each pixel or by simply synthesizing the brightness signal using only the signal from the pixel in which the G filter is arranged. This adversely affects the color reproducibility of the output image. For this reason, conventional processing has been carried out to replace only the low-frequency components of the luminance signal with a luminance signal having the correct spectral characteristics, but this significantly increases the circuit scale to form the luminance signal with the correct spectral characteristics. .

【0011】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、簡易な手法で分光特性の補正された輝度信号を
得ることができ、解像度が良く、モワレが少なく、S/
N比の良好な画像を得ることのできるカラー撮像装置を
提供することを目的とするものである。
The present invention was made in view of these problems, and it is possible to obtain a luminance signal with corrected spectral characteristics by a simple method, and has good resolution, little moire, and S/
It is an object of the present invention to provide a color imaging device that can obtain images with a good N ratio.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明では、前記目的を
達成するため、カラー撮像装置を次の(1)のとおりに
構成する。
Means for Solving the Problems In the present invention, in order to achieve the above object, a color imaging device is configured as follows (1).

【0013】(1)被写体像を輝度情報と色情報を有す
る電気信号に変換するカラー撮像装置であって、つぎの
a,b,c,dの構成要素を備えたカラー撮像装置。 a.画素が水平方向のピッチPH ,垂直方向のピッチ
PV の矩形格子状に配置された撮像素子。 b.前記画素に対応して設けられた、水平方向のピッチ
2PH ,垂直方向のピッチPV で水平方向にPH 
だけオフセットされたオフセットサンプリング構造を有
する第1の色フィルタと、水平方向のピッチ2PH ,
垂直方向のピッチ2PVの矩形格子状サンプリング構造
を有する第2の色フィルタおよび第3の色フィルタとを
有する色フィルタアレイ。 c.前記第1の色フィルタ,第2の色フィルタ,第3の
色フィルタに対応する画素から出力された第1の色信号
,第2の色信号,第3の色信号にもとづいて、第1の色
信号のうち第2の色信号の画素と同じ列の画素による信
号のみを同時化し、第2の色信号との差をとった第1の
差信号と、第1の色信号のうち第3の色信号の画素と同
じ列の画素による信号のみを同時化し、第3の色信号と
の差をとった第2の差信号とから前記色情報を形成する
第1の色信号形成手段、並びに第1の色信号のうち第2
の色信号の画素と同じ行の画素による信号のみを同時化
し、第2の色信号との差をとった第3の差信号と、第1
の色信号のうち第3の色信号の画素と同じ行の画素によ
る信号のみを同時化し、第3の色信号との差をとった第
4の差信号とから前記色情報を形成する第2の色情報形
成手段を有し、被写体像における走査方向またはこれに
直交する方向の周波数成分に応じて該第1の色情報形成
手段と該第2の色情報形成手段とを切り換える色情報形
成手段。
(1) A color imaging device that converts a subject image into an electrical signal having brightness information and color information, and includes the following components a, b, c, and d. a. An image sensor in which pixels are arranged in a rectangular grid with a pitch PH in the horizontal direction and a pitch PV in the vertical direction. b. PH in the horizontal direction with a pitch of 2 PH in the horizontal direction and a pitch PV in the vertical direction provided corresponding to the pixels.
a first color filter having an offset sampling structure offset by a horizontal pitch of 2PH,
A color filter array comprising a second color filter and a third color filter having a rectangular grid sampling structure with a vertical pitch of 2 PV. c. Based on the first color signal, second color signal, and third color signal output from the pixels corresponding to the first color filter, second color filter, and third color filter, the first color signal is Of the color signals, only the signals from pixels in the same column as the pixels of the second color signal are synchronized, and a first difference signal obtained by taking the difference from the second color signal, and a third difference signal of the first color signal are synthesized. a first color signal forming means for forming the color information from a second difference signal obtained by synchronizing only the signals from the pixels in the same column as the pixels of the color signal, and taking the difference from the third color signal; The second of the first color signals
A third difference signal obtained by synchronizing only the signals from the pixels in the same row as the pixels of the color signal, and taking the difference from the second color signal, and the first
A second color signal that synchronizes only the signals from pixels in the same row as the pixels of the third color signal among the color signals, and forms the color information from a fourth difference signal obtained by taking the difference from the third color signal. color information forming means, the color information forming means switching between the first color information forming means and the second color information forming means according to a frequency component in the scanning direction of the subject image or in a direction perpendicular thereto; .

【0014】d.前記第1の差信号または第3の差信号
と前記第2の差信号または第4の差信号とをそれぞれ定
数倍し、これらを前記第1の色信号,第2の色信号,第
3の色信号のうちの少なくとも1つ以上の信号を合成し
て得られる信号に、加算することで前記輝度情報を形成
する輝度情報形成手段。
d. The first difference signal or the third difference signal and the second difference signal or the fourth difference signal are each multiplied by a constant, and these are multiplied by the first color signal, the second color signal, and the third difference signal. Luminance information forming means for forming the luminance information by adding it to a signal obtained by combining at least one or more of the color signals.

【0015】[0015]

【作用】前記(1)の構成により、2次元周波数空間上
の(1/2PH ,0)および(0,1/2PV )に
ある白黒の被写体についての色差信号のキャリアが消滅
し、モワレが抑制される。
[Operation] With the configuration (1) above, carriers of color difference signals for black and white objects located at (1/2PH, 0) and (0,1/2PV) on the two-dimensional frequency space disappear, suppressing moire. be done.

【0016】また、合成して得た輝度情報に、第1と第
2または第3と第4の差信号を定数倍にした信号が加算
され、輝度情報の分光特性が補正される。
Further, a signal obtained by multiplying the first and second or third and fourth difference signals by a constant is added to the luminance information obtained by combining, and the spectral characteristics of the luminance information are corrected.

【0017】[0017]

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。 図1は本発明の第1実施例である“カラー撮像装置”の
ブロック図である。撮像素子(センサ)101には図9
(a)に示すベイヤー配列のR,G,Bフィルタ(フィ
ルタアレイ)が設けられている。撮像素子101から1
画素ごとに読み出された画像信号は色分離部102によ
りR,G,B信号に分離された後、ホワイトバランス部
111でR,G,B信号のゲインがホワイトバランスセ
ンサ(AWB)120より得られた色温度情報をもとに
ホワイトバランス調整され、次にγ変換部112でγ変
換され、その後A/D(アナログ−ディジタル)変換器
103でA/D変換される。
[Examples] The present invention will be explained in detail below using examples. FIG. 1 is a block diagram of a "color imaging device" which is a first embodiment of the present invention. The image sensor (sensor) 101 is shown in FIG.
A Bayer array R, G, B filter (filter array) shown in (a) is provided. Image sensor 101 to 1
The image signal read out for each pixel is separated into R, G, and B signals by the color separation unit 102, and then the gains of the R, G, and B signals are obtained from the white balance sensor (AWB) 120 by the white balance unit 111. The white balance is adjusted based on the color temperature information obtained, and then γ conversion is performed in a γ conversion unit 112, and then A/D conversion is performed in an A/D (analog-digital) converter 103.

【0018】輝度信号はスイッチ回路(SWY)126
によりスイッチングされることにより読み出し順に並べ
られ、高域成分を含む輝度信号YS として取り出され
る。この輝度信号YS は、後述する第1の差信号また
は第3の差信号R(γ乗)−G1(γ乗)、第2の差信
号または第4の差信号B(γ乗)−G2 (γ乗)の定
数倍を加算した信号と加算器117で加算され、D/A
(ディジタル−アナログ)変換器118でD/A変換さ
れ出力される。
The brightness signal is transmitted through the switch circuit (SWY) 126
are arranged in the reading order by switching, and are taken out as a luminance signal YS containing high-frequency components. This luminance signal YS is a first difference signal or a third difference signal R (γ power) − G1 (γ power), a second difference signal or a fourth difference signal B (γ power) − G2 ( The adder 117 adds the signal obtained by adding a constant multiple of
A (digital-to-analog) converter 118 performs D/A conversion and outputs the signal.

【0019】一方、A/D変換器103の出力のうちG
(γ乗)信号は、スイッチ(SW)128により図2(
a)に示すタイミング1、または(b)に示すタイミン
グ2の2つのタイミングでそれぞれ図示の位置にあるG
1 (γ乗)信号とG2 (γ乗)信号に分離される。 これはスイッチ128を例えば1水平走査期間ごとに切
り換えることで可能である。この2つのタイミング1,
2の切り換えは後述する判定回路131により、被写体
の輝度信号に応じて行われる。このように分離されたG
1 (γ乗)信号,G2 (γ乗)信号はR(γ乗)信
号,B(γ乗)信号とともに補間フィルタ106,10
7,108,109に入力され、各々同時化された信号
R(γ乗),G1 (γ乗),G2 (γ乗),B(γ
乗)となる。なお、補間フィルタ106〜109では補
間による同時化のみならず、2次元ローパスフィルタリ
ング,エッジ強調等の線形処理も行われる。これらの処
理は線形処理のため、後で述べる加算処理やマトリクス
処理等の処理と順序を入れ替えてもよい。
On the other hand, among the outputs of the A/D converter 103, G
The (γ power) signal is transmitted by the switch (SW) 128 as shown in FIG.
G at the positions shown at the two timings, timing 1 shown in a) or timing 2 shown in (b).
It is separated into a G1 (γ power) signal and a G2 (γ power) signal. This is possible by switching the switch 128, for example, every horizontal scanning period. These two timings 1,
The switching between 2 and 2 is performed by a determination circuit 131, which will be described later, in accordance with the luminance signal of the subject. G separated in this way
1 (γ power) signal and G2 (γ power) signal are sent to interpolation filters 106 and 10 together with R (γ power) signal and B (γ power) signal.
The signals R (γ power), G1 (γ power), G2 (γ power), and B (γ power) are input to 7, 108, and 109 and are synchronized, respectively.
). Note that the interpolation filters 106 to 109 perform not only synchronization by interpolation, but also linear processing such as two-dimensional low-pass filtering and edge emphasis. Since these processes are linear processes, the order may be replaced with processes such as addition processing and matrix processing, which will be described later.

【0020】同時化されたR(γ乗)信号,G1 (γ
乗)信号は加算器129で第1の差信号,第3の差信号
R(γ乗)−G1 (γ乗)となり、B(γ乗)信号と
G2 (γ乗)信号は加算器130で第2の差信号,第
4の差信号B(γ乗)−G2 (γ乗)となり、これら
が色差信号マトリクス処理部113に入力され、
The synchronized R (γ power) signal, G1 (γ
The adder 129 converts the signal to the first difference signal and the third difference signal R (to the γ power) - G1 (to the γ power), and the B (to the γ power) signal and the G2 (to the γ power) signal to the adder 130. The second difference signal and the fourth difference signal B (γ power) − G2 (γ power) are inputted to the color difference signal matrix processing unit 113,

【00
21】
00
21]

【数1】[Math 1]

【0022】という変換が行われ、色差信号R−Y,B
−Yが生成される。
The following conversion is performed, and the color difference signals R-Y,B
-Y is generated.

【0023】ここで、G1 (γ乗),G2 (γ乗)
信号の切り換えが図2(a)に示すタイミング1で行わ
れる場合を想定し、周波数空間上(1/2PH ,0)
にある白黒の被写体が撮像素子101により採取される
とする。この被写体は周期2PH の縦縞であり、この
ような被写体に対してはR(γ乗)=G1 (γ乗),
B(γ乗)=G2 (γ乗)となるため、加算器129
,130より出力されるR(γ乗)−G1 (γ乗)信
号,B(γ乗)−G2 (γ乗)信号はいずれも零とな
る。ゆえに、色差マトリクス処理部113から出力され
る色差信号R−Y,B−Yも零となり出力されない。こ
のことは、周波数(1/2PH,0)での色差信号のキ
ャリアが消滅することを意味している。別の解釈をすれ
ば、周波数(1/2PH ,0)上でのR(γ乗)信号
のキャリアとG1 (γ乗)信号のキャリアは同位相で
あり、B(γ乗)信号のキャリアとG2 (γ乗)信号
のキャリアは同位相であり、したがって、これらの第1
,第2の差信号R(γ乗)−G1 (γ乗),B(γ乗
)−G2 (γ乗)のこの周波数でのキャリアを消滅さ
せることができるため、色差信号のキャリアが発生しな
いのである。
Here, G1 (γ power), G2 (γ power)
Assuming that the signal is switched at timing 1 shown in Fig. 2(a), in the frequency space (1/2PH, 0)
Assume that a black-and-white subject is captured by the image sensor 101. This object has vertical stripes with a period of 2PH, and for such an object, R (γ power) = G1 (γ power),
Since B (γ power) = G2 (γ power), the adder 129
, 130, the R (γ power)-G1 (γ power) signal and the B (γ power) −G2 (γ power) signal are both zero. Therefore, the color difference signals R-Y and B-Y output from the color difference matrix processing section 113 also become zero and are not output. This means that the carrier of the color difference signal at the frequency (1/2PH, 0) disappears. In other words, the carrier of the R (γ power) signal and the carrier of the G1 (γ power) signal on the frequency (1/2PH, 0) are in phase, and the carrier of the B (γ power) signal is in phase. The carriers of the G2 (γ power) signals are in phase, so these first
, the carrier of the second difference signal R (γ power) - G1 (γ power), B (γ power) - G2 (γ power) can be eliminated at this frequency, so no color difference signal carrier is generated. It is.

【0024】次にG1 (γ乗),G2 (γ乗)信号
の切り換えが図2(b)に示すタイミング2で行われる
場合を想定し、周波数空間上(0,1/2PV )にあ
る白黒の被写体が撮像素子101により採取されたとす
る。この被写体は周期2PV の横縞であり、このよう
な被写体に対しては、加算器129,130より出力さ
れるR(γ乗)−G1 (γ乗)信号,B(γ乗)−G
2 (γ乗)信号はいずれも零となる。ゆえに色差マト
リクス処理部113から出力される色差信号R−Y,B
−Yも零となり出力されない。このことは、周波数(0
,1/2PV )での色差信号のキャリアが消滅するこ
とを意味している。別の解釈をすれば、周波数(0,1
/2PV )上でのR(γ乗)信号のキャリアとG1 
(γ乗)信号のキャリアは同位相であり、B(γ乗)信
号のキャリアとG2 (γ乗)信号のキャリアは同位相
であり、したがってこれらの第3,第4の差信号R(γ
乗)−G1 (γ乗),B(γ乗)−G2 (γ乗)の
この周波数でキャリアを消滅させることができるため、
色差信号のキャリアが発生しないのである。
Next, assuming that the G1 (γ power) and G2 (γ power) signals are switched at timing 2 shown in FIG. Suppose that a subject is captured by the image sensor 101. This object has horizontal stripes with a period of 2 PV, and for such an object, the R (γ power) - G1 (γ power) signal and B (γ power) - G signal output from adders 129 and 130 are used.
2 (γ power) signals are all zero. Therefore, the color difference signals RY, B output from the color difference matrix processing section 113
-Y also becomes zero and is not output. This means that the frequency (0
, 1/2PV), which means that the carrier of the color difference signal disappears. Another interpretation is that the frequency (0, 1
/2PV) and the carrier of the R (γ power) signal on G1
The carriers of the (γ power) signal are in the same phase, and the carriers of the B (γ power) signal and the G2 (γ power) signal are in the same phase. Therefore, these third and fourth difference signals R(γ
Since the carrier can be extinguished at this frequency of (γ power) - G1 (γ power), B (γ power) - G2 (γ power),
No carrier of the color difference signal is generated.

【0025】これらの色差信号は引き続くD/A変換器
114,115でD/A変換され出力される。
These color difference signals are then D/A converted by D/A converters 114 and 115 and output.

【0026】さらに第3の差信号R(γ乗)−G1 (
γ乗),第4の差信号B(γ乗)−G2 (γ乗)は定
係数乗算器132,133により定数倍され、加算器1
34で加算され、輝度信号YS に加算器117で加算
され、分光特性の補正された輝度信号Yを得ることがで
きる。
Furthermore, the third difference signal R (γ power) −G1 (
The fourth difference signal B (γ power) - G2 (γ power) is multiplied by a constant by constant coefficient multipliers 132 and 133, and
34 and added to the luminance signal YS in an adder 117 to obtain a luminance signal Y whose spectral characteristics have been corrected.

【0027】この原理を以下に説明する。撮像素子10
1の各画素からの出力信号を単純合成し、得られた輝度
信号をYS とする。輝度信号YS は本実施例では各
画素からの出力信号をスイッチ回路126によりスイッ
チングされることにより得られるものであるが、色分離
された色信号のうちの1つ、例えばG信号をそのまま用
いたものであってもよい。これに対し、分光特性が視感
度と等しくなるよう補正された輝度信号をYL とする
。輝度信号YL は同時化された各色信号の線形結合よ
り形成することができる。
This principle will be explained below. Image sensor 10
The output signals from each pixel of 1 are simply combined, and the obtained luminance signal is designated as YS. In this embodiment, the luminance signal YS is obtained by switching the output signal from each pixel by the switch circuit 126, but it is also possible to use one of the color-separated color signals, for example, the G signal, as it is. It may be something. On the other hand, let YL be the luminance signal corrected so that the spectral characteristics are equal to the visibility. The luminance signal YL can be formed by a linear combination of the synchronized color signals.

【0028】[0028]

【数2】[Math 2]

【0029】と表わすことができる。NTSC方式の場
合、   δ=0.30,α+β=0.59,ε=0.11 
           ……(2)である。輝度信号Y
L は輝度信号YS に比べて低帯域である。輝度信号
YS のうち、YL と同じ帯域を持つ輝度信号をYS
Lとする。
It can be expressed as: In the case of NTSC system, δ=0.30, α+β=0.59, ε=0.11
...(2). Luminance signal Y
L has a lower band than the luminance signal YS. Among the luminance signals YS, the luminance signals having the same band as YL are designated as YS.
Let it be L.

【0030】このとき、輝度信号YはYS の低域部分
YSLを正しい分光特性を持つ輝度信号YL に置き換
えることにより、補正される。すなわち、   Y=(YS −YSL)+YL =YL +(YL
 −YSL)          ……(3)ここで輝
度信号YSLは各色信号の線形結合で表わすことができ
る。これを
At this time, the luminance signal Y is corrected by replacing the low frequency portion YSL of YS with a luminance signal YL having correct spectral characteristics. That is, Y = (YS - YSL) + YL = YL + (YL
-YSL) ... (3) Here, the luminance signal YSL can be expressed as a linear combination of each color signal. this

【0031】[0031]

【数3】[Math 3]

【0032】とする。このとき(3)式の右辺のカッコ
の中は次のものとなる。すなわち、
[0032] In this case, the contents in the parentheses on the right side of equation (3) are as follows. That is,

【0033】[0033]

【数4】[Math 4]

【0034】 ここで      δ−s=t−α      ならば
s+t=α+δ δ+α+β+ε=s+t+u+w(=1)だからβ+ε
=u+w したがって ε−w=u−β ここで   C1 =δ−s=t−α            
                        …
…(5)  C2 =ε−w=u−β        
                         
   ……(6)とおくと、
Here, if δ-s=t-α, then s+t=α+δ δ+α+β+ε=s+t+u+w (=1), so β+ε
=u+w Therefore ε-w=u-β Here C1 = δ-s=t-α

...(5) C2 = ε-w=u-β

...(6), then

【0035】[0035]

【数5】[Math 5]

【0036】これを(3)式に代入してSubstituting this into equation (3),

【0037】[0037]

【数6】[Math 6]

【0038】となる。したがって輝度信号Yの分光特性
の補正は単純合成により得られた輝度信号YS に第1
,第2の差信号または第3,第4の差信号R(γ乗)−
G1 (γ乗),R(γ乗)−G2 (γ乗)の定数倍
を加算することにより行うことができる。
[0038] Therefore, correction of the spectral characteristics of the luminance signal Y is performed using the first luminance signal YS obtained by simple synthesis.
, the second difference signal or the third and fourth difference signals R (γ power) −
This can be done by adding a constant times G1 (γ power) and R (γ power)−G2 (γ power).

【0039】輝度信号YS がスイッチ回路126によ
りスイッチングがされることにより得られるものである
とき、(4)式のs,t,u,wは   s=t=u=w=0.25           
                     ……(8
)となるから、(2),(5),(6)式よりα=0.
20,β=0.39,   C1 =0.05,C2 =−0.14     
                   ……(9)が
得られる。
When the luminance signal YS is obtained by switching by the switch circuit 126, s, t, u, w in equation (4) are s=t=u=w=0.25.
...(8
), so from equations (2), (5), and (6), α=0.
20, β = 0.39, C1 = 0.05, C2 = -0.14
...(9) is obtained.

【0040】また、輝度信号YS がG信号をそのまま
用いたものであるとき、(4)式のs,t,u,wは 
 s=w=0,t=u=0.5           
                   ……(10)
となるから、(2),(5),(6)よりα=0.20
,β=0.39   C1 =0.30,C2 =0.11      
                    ……(11
)が得られる。
Furthermore, when the luminance signal YS is the G signal used as it is, s, t, u, w in equation (4) are
s=w=0, t=u=0.5
...(10)
Therefore, from (2), (5), and (6), α=0.20
, β=0.39 C1 =0.30, C2 =0.11
...(11
) is obtained.

【0041】このようにして分光特性の補正された輝度
信号Yは、D/A変換器118でD/A変換され出力さ
れる。なお、一般に色差信号R−Y,B−Y、輝度の低
域成分YL は輝度信号Yに比べ充分帯域が狭いため、
補間し同時化されたR(γ乗),G1 (γ乗),G2
 (γ乗),B(γ乗)信号の加算器129,130、
色差マトリクス処理部113、輝度信号生成回路127
等での処理は間引きなどを行って輝度信号Yの処理より
遅いクロックで行ってもよい。
The luminance signal Y whose spectral characteristics have been corrected in this way is D/A converted by the D/A converter 118 and output. In general, the color difference signals R-Y, B-Y and the low-frequency component YL of luminance have sufficiently narrow bands compared to the luminance signal Y, so
Interpolated and simultaneous R (γ power), G1 (γ power), G2
(γ power), B (γ power) signal adders 129, 130,
Color difference matrix processing section 113, luminance signal generation circuit 127
The processing may be performed using a slower clock than the processing of the luminance signal Y by thinning out or the like.

【0042】なお、図1に示す処理ブロック図より得ら
れる出力信号をアナログ記録する場合、D/A変換器1
18,114,115は必要であるが、何らかの磁気媒
体,光磁気媒体,E2 PROM(electrica
llyerasabl PROM) 等にディジタル記
録する場合入れなくてもよい。
Note that when recording the output signal obtained from the processing block diagram shown in FIG. 1 in analog form, the D/A converter 1
18, 114, and 115 are necessary, but some magnetic media, magneto-optical media, E2 PROM (electrica
It is not necessary to include it when digitally recording on a memory card such as llyerasabl PROM).

【0043】次に判定回路131について説明する。図
3(a)はこの判定回路の一構成を示すものである。こ
こではスイッチ回路126より出力される輝度信号Yに
水平方向のバンドパスフィルタ31をかけ、水平方向の
高周波成分を抽出する。これが比較回路32に入力され
、あるスレッショルドレベルトと比較される。そして、
スレッショルドレベルより大きく、水平方向の高周波成
分が大きいと判定された場合には、水平方向の色差信号
のキャリアを消滅させるタイミング1が選択され、そう
でない場合は垂直方向の色差信号のキャリアを消滅させ
るタイミング2が選択される(図2参照)。
Next, the determination circuit 131 will be explained. FIG. 3(a) shows one configuration of this determination circuit. Here, the luminance signal Y output from the switch circuit 126 is applied with a horizontal band pass filter 31 to extract horizontal high frequency components. This is input to the comparison circuit 32 and compared with a certain threshold level. and,
If it is determined that the high frequency component in the horizontal direction is larger than the threshold level, timing 1 is selected to eliminate the carrier of the horizontal color difference signal; otherwise, the carrier of the vertical color difference signal is eliminated. Timing 2 is selected (see FIG. 2).

【0044】また、判定回路131は図3(b)に示す
構成をとってもよい。すなわち、スイッチ回路126よ
り出力される輝度信号Yに垂直方向のバンドパスフィル
タ61をかけ、垂直方向の高周波成分を抽出する。これ
が比較回路62に入力され、あるスレッショルドレベル
と比較される。そして、スレッショルドレベルより大き
く、垂直方向の高周波成分が大きいと判定された場合に
は、垂直方向の色差信号のキャリアを消滅させるタイミ
ング2が選択され、そうでない場合は水平方向の色差信
号のキャリアを消滅させるタイミング1が選択される。
Further, the determination circuit 131 may have the configuration shown in FIG. 3(b). That is, the luminance signal Y output from the switch circuit 126 is applied to the vertical band pass filter 61 to extract the high frequency component in the vertical direction. This is input to a comparison circuit 62 and compared with a certain threshold level. If it is determined that the high frequency component in the vertical direction is larger than the threshold level, timing 2 is selected to eliminate the carrier of the vertical color difference signal, and if not, the carrier of the horizontal color difference signal is deleted. Timing 1 for extinguishing is selected.

【0045】以上説明したように、本実施例では、ベイ
ヤー配列の色フィルタを用いているので、モワレが少な
く、S/N比が良好であり、またベイヤー配列にあった
信号処理手段を用いているのが解像度が良い。
As explained above, in this embodiment, since a Bayer array color filter is used, there is little moire, the S/N ratio is good, and the signal processing means suitable for the Bayer array is used. The resolution is good.

【0046】また、簡易な手法で分光特性の補正された
輝度情報が得られる。
Furthermore, brightness information whose spectral characteristics have been corrected can be obtained using a simple method.

【0047】次に本発明の第2実施例を説明する。図4
は本実施例の“カラー撮像装置”の信号処理ブロック図
を示す。撮像素子(センサ)401には図9に示すベイ
ヤー配列のR,G,Bフィルタが設けられている。撮像
素子401から1画素ごとに読み出された画像信号は色
分離部402によりR,G,B信号に分離された後、ホ
ワイトバランス部411でR,G,B信号のゲインをホ
ワイトバランスセンサ420より得られた色温度情報を
もとにホワイトバランス調整され、次にγ変換部412
でγ変換され、その後A/D変換器403でA/D変換
される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Figure 4
shows a signal processing block diagram of the “color imaging device” of this embodiment. The image sensor (sensor) 401 is provided with R, G, and B filters in a Bayer array as shown in FIG. An image signal read out pixel by pixel from the image sensor 401 is separated into R, G, and B signals by a color separation unit 402, and then a white balance unit 411 adjusts the gains of the R, G, and B signals to a white balance sensor 420. The white balance is adjusted based on the color temperature information obtained from the γ conversion unit 412.
The signal is γ-converted by the A/D converter 403, and then A/D converted by the A/D converter 403.

【0048】輝度信号はG(γ乗)信号を補間フィルタ
425によりオフセットサンプリング構造を2次元的に
補間した後、D/A変換器418でD/A変換され出力
される。なお、補間フィルタでは補間による同時化のみ
ならず2次元ローパスフィルタリング,エッジ強調等の
処理も行われる。
The luminance signal is a G (γ-th power) signal which is subjected to two-dimensional interpolation of the offset sampling structure by an interpolation filter 425, and then D/A converted by a D/A converter 418 and output. Note that the interpolation filter performs not only synchronization by interpolation, but also processes such as two-dimensional low-pass filtering and edge enhancement.

【0049】一方、A/D変換器403の出力のうちG
(γ乗)信号は、スイッチ428により図2(a)に示
すタイミング1または(b)に示すタイミング2の2つ
のタイミングでそれぞれに示すような位置にあるG1 
(γ乗)信号とG2 (γ乗)信号に分離される。これ
はスイッチ428を例えば1水平走査期間ごとに切り換
えることが可能である。2つのタイミング1,2の切換
は後述する判定回路431により被写体の輝度信号に応
じて行われる。
On the other hand, among the outputs of the A/D converter 403, G
(γ power) signal is generated by the switch 428 at two timings, timing 1 shown in FIG. 2(a) or timing 2 shown in FIG.
(γ power) signal and G2 (γ power) signal. This can be done by switching the switch 428, for example, every horizontal scanning period. Switching between the two timings 1 and 2 is performed by a determination circuit 431, which will be described later, in accordance with the luminance signal of the subject.

【0050】このように分離されたG1 (γ乗)信号
,G2 (γ乗)信号は、R(γ乗)信号,B(γ乗)
信号とともに補間フィルタ406,407,408,4
09に入力され、各々同時化された信号R(γ乗),G
1 (γ乗),G2 (γ乗),B(γ乗)となる。な
お、補間フィルタでは補間による同時化のみならず、2
次元ローパスフィルタリング,エッジ強調等の線型処理
も行われる。これらの処理は線型な処理のため、後で述
べる加算処理等の処理と順序を入れかえてもよい。同時
化されたR(γ乗)信号,G1 (γ乗)信号は加算器
429で差信号R(γ乗)−G1 (γ乗)となり、B
(γ乗)信号とG2 (γ乗)信号は加算器430で差
信号B(γ乗)−G2 (γ乗)となり、第1の実施例
と同様、色差信号マトリスク処理部413により色差信
号R−Y,B−Yが生成される。
The thus separated G1 (γ power) signal and G2 (γ power) signal are the R (γ power) signal and B (γ power) signal.
Along with the signal, interpolation filters 406, 407, 408, 4
09, and the respective synchronized signals R (γ power) and G
1 (γ power), G2 (γ power), and B (γ power). Note that the interpolation filter not only performs synchronization by interpolation, but also performs two
Linear processing such as dimensional low-pass filtering and edge enhancement is also performed. Since these processes are linear processes, the order may be switched with processes such as addition processing, which will be described later. The synchronized R (γ power) signal and G1 (γ power) signal become a difference signal R (γ power) − G1 (γ power) in the adder 429, and B
The (γ power) signal and the G2 (γ power) signal are converted into a difference signal B (γ power)−G2 (γ power) by an adder 430, and the color difference signal R is processed by the color difference signal matrix processing unit 413 as in the first embodiment. -Y, BY are generated.

【0051】ここで、G1 (γ1 ),G2 (γ乗
)信号の切り換えが図2(a)に示すタイミング1で行
われることを想定し、周波数空間上(1/2PH ,0
)にある白黒の被写体が撮像素子401により採取され
たとする。この被写体は周期2PH の縦縞であり、こ
のような被写体に対しては、加算器429,430より
出力されるR(γ乗)−G1 (γ乗)信号,B(γ乗
)−G2 (γ乗)信号はいずれも零となる。ゆえに色
差信号R−Y,B−Yは零となり出力されない。このこ
とは周波数(1/2PH ,0)での色差信号のキャリ
アが消滅することを意味している。別の解釈をすれば、
周波数(1/2PH ,0)上でのR(γ乗)信号のキ
ャリアとG1 (γ乗)信号のキャリアは同位相であり
、B(γ乗)信号のキャリアとG2 (γ乗)信号のキ
ャリアは同位相であり、従って、これらの第1,第2の
差信号R(γ乗)−G1 (γ乗),B(γ乗)−G2
 (γ乗)のこの周波数でのキャリアを消滅させること
ができるため、色差信号のキャリアが発生しないのであ
る。
Here, assuming that switching between the G1 (γ1) and G2 (γ1) signals is performed at timing 1 shown in FIG.
) is captured by the image sensor 401. This object has vertical stripes with a period of 2PH, and for such an object, the R (γ power) - G1 (γ power) signal, B (γ power) - G2 (γ power) signal output from the adders 429 and 430 are (squared) signals are all zero. Therefore, the color difference signals R-Y and B-Y become zero and are not output. This means that the carrier of the color difference signal at the frequency (1/2PH, 0) disappears. If you interpret it another way,
The carrier of the R (γ power) signal and the carrier of the G1 (γ power) signal on the frequency (1/2PH, 0) are in phase, and the carrier of the B (γ power) signal and the G2 (γ power) signal are in phase. The carriers are in phase, so these first and second difference signals R (γ power) - G1 (γ power), B (γ power) - G2
Since carriers at this frequency of (γ power) can be eliminated, carriers of color difference signals are not generated.

【0052】次に、G1 (γ乗),G2 (γ乗)信
号の切り換えが図2(b)に示すタイミングで行われる
ことを想定し、周波数空間上(0,1/2PV )にあ
る白黒の被写体が撮像素子401により採取されたとす
る。この被写体は周期2PV の横縞であり、このよう
な被写体に対しては、加算器429,430より出力さ
れるR(γ乗)−G1 (γ乗),B(γ乗)−G2 
(γ乗)信号はいずれも零となる。ゆえに色差信号R−
Y,B−Yは零となり出力されない。このことは周波数
(0,1/2PV )での色差信号のキャリアが消滅す
ることを意味している。別の解釈をすれば、周波数(0
,1/2PV )上でのR(γ乗)信号のキャリアとG
1(γ乗)信号のキャリアは同位相であり、B(γ乗)
信号のキャリアとG2 (γ乗)信号のキャリアは同位
相であり、従って、これらの第3,第4の差信号R(γ
乗)−G1 (γ乗),B(γ乗)−G2 (γ乗)の
この周波数でのキャリアを消滅させることができるため
、色差信号のキャリアが発生しないのである。これらの
色差信号はひき続くD/A変換器414,415でD/
A変換され出力される。なお、一般に色差信号R−Y,
B−Yは輝度信号Yに比べ充分帯域がせまいため、補間
し同時化されたR(γ乗),Y1 (γ乗),Y2 (
γ乗),B(γ乗)信号の加算器429,430等での
処理は、間引きなどを行って輝度信号の処理より遅いク
ロックで行ってもよい。
Next, assuming that the G1 (γ power) and G2 (γ power) signals are switched at the timing shown in FIG. Assume that the subject is captured by the image sensor 401. This object has horizontal stripes with a period of 2PV, and for such an object, R (γ power) - G1 (γ power), B (γ power) - G2 output from adders 429 and 430.
(γ power) signals are all zero. Therefore, the color difference signal R-
Y and BY become zero and are not output. This means that the carrier of the color difference signal at the frequency (0,1/2 PV) disappears. Another interpretation is that the frequency (0
, 1/2PV) and the carrier of the R (γ power) signal and G
The carriers of 1 (γ power) signals are in the same phase, and B (γ power)
The carrier of the signal and the carrier of the G2 (γ power) signal are in the same phase, therefore, their third and fourth difference signals R(γ
Since the carriers at these frequencies of B (gamma power) - G1 (gamma power) and B (gamma power) - G2 (gamma power) can be eliminated, carriers of color difference signals are not generated. These color difference signals are converted into D/A converters 414 and 415.
A is converted and output. Note that generally the color difference signals RY,
B-Y has a sufficiently narrow band compared to the luminance signal Y, so the interpolated and synchronized R (γ power), Y1 (γ power), Y2 (
The processing of the γ power), B (γ power) signals by the adders 429, 430, etc. may be performed using a clock slower than the processing of the luminance signal by performing thinning or the like.

【0053】なお、図4に示す処理ブロック図より得ら
れる出力信号をアナログ記録する場合、D/A変換器4
18,414,415は必要であるが、何らかの磁気媒
体,光磁気媒体,E2 PROM等にディジタル記録す
る場合は入れなくてもよい。
Note that when recording the output signal obtained from the processing block diagram shown in FIG. 4 in analog form, the D/A converter 4
18, 414, and 415 are necessary, but they do not need to be included when digitally recording on some kind of magnetic medium, magneto-optical medium, E2 PROM, etc.

【0054】次に判定回路431について説明する。本
実施例においても図3に示す構成の判定回路を用いる。 図3(a)の構成では、補間フィルタ425より出力さ
れる輝度信号Yに水平方向のバンドパスフィルタ31を
かけ、水平方向の高周波成分を抽出する。これが比較回
路32に入力され、あるスレッショルドレベルと比較さ
れる。そして、スレッショルドレベルより大きく、水平
方向の高周波成分が大きいと判定された場合には、水平
方向の色差信号のキャリアを消滅させるタイミング1が
選択され、そうでない場合は垂直方向の色差信号のキャ
リアを消滅させるタイミング2が選択される(図2参照
)。
Next, the determination circuit 431 will be explained. Also in this embodiment, a determination circuit having the configuration shown in FIG. 3 is used. In the configuration of FIG. 3A, the luminance signal Y output from the interpolation filter 425 is applied to the horizontal band pass filter 31 to extract the high frequency component in the horizontal direction. This is input to the comparison circuit 32 and compared with a certain threshold level. If it is determined that the high frequency component in the horizontal direction is larger than the threshold level, timing 1 is selected to eliminate the carrier of the horizontal color difference signal, and if not, the carrier of the vertical color difference signal is deleted. Timing 2 for extinction is selected (see FIG. 2).

【0055】図3(b)の構成では、補間フィルタ42
5より出力される輝度信号Yに垂直方向のバンドパスフ
ィルタ61をかけ、垂直方向の高周波成分を抽出する。 これが比較回路62に入力され、あるスレッショルドレ
ベルと比較される。そして、スレッショルドレベルより
大きく、垂直方向の高周波成分が大きいと判定された場
合には、垂直方向の色差信号のキャリアを消滅させるタ
イミング2が選択され、そうでない場合は水平方向の色
差信号のキャリアを消滅させるタイミング1が選択され
る(図2参照)。
In the configuration of FIG. 3(b), the interpolation filter 42
A vertical band pass filter 61 is applied to the luminance signal Y outputted from 5 to extract high frequency components in the vertical direction. This is input to a comparison circuit 62 and compared with a certain threshold level. If it is determined that the high frequency component in the vertical direction is larger than the threshold level, timing 2 is selected to eliminate the carrier of the vertical color difference signal, and if not, the carrier of the horizontal color difference signal is deleted. Timing 1 for extinction is selected (see FIG. 2).

【0056】なお、撮像素子のカラーフィルタは必ずし
もR,G,Bフィルタでなくてもよく、図5(a)に示
すように第1,2,3の色フィルタがY(輝度信号の分
光特性に近いフィルタ),R,Bであるべイヤー配列や
、図5(b)に示すように第1,2,3の色フィルタが
W(白色),R,Bであるベイヤー配列等でもよく、第
1の色信号を図2(a),(b)に示すごとく分離し、
第1〜第4の差信号を形成した時、色差信号R−Y,B
−Yが前記“数1”に示すがごとく、第1〜第4の差信
号からマトリクスにより線型演算で求められるものであ
れば何であってもよい。(マトリクスの係数は“数1”
と同じである必要ない。)
Note that the color filters of the image sensor do not necessarily have to be R, G, and B filters, and as shown in FIG. A Bayer array in which the filters are similar to the filter), R, and B, or a Bayer array in which the first, second, and third color filters are W (white), R, and B as shown in FIG. 5(b), etc., may be used. Separating the first color signal as shown in FIGS. 2(a) and (b),
When the first to fourth difference signals are formed, the color difference signals R-Y, B
-Y may be anything as long as it can be determined by linear calculation using a matrix from the first to fourth difference signals as shown in the above-mentioned "Equation 1". (The coefficient of the matrix is “Math. 1”
It doesn't have to be the same as. )

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像素子にベイヤー配列のフィルタアレイを設け、適切
に信号処理をほどこすことにより、簡易な手法で分光特
性の補正のできた輝度情報を得ることができ、解像度が
良く、モワレが少なく、S/N比の良好な画像を得るこ
とのできるカラー撮像装置を提供できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
By installing a Bayer array filter array on the image sensor and applying appropriate signal processing, it is possible to obtain luminance information with corrected spectral characteristics using a simple method, with good resolution, little moire, and high S/N. A color imaging device that can obtain images with good ratio can be provided.

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

【図1】  第1実施例のブロック図[Figure 1] Block diagram of the first embodiment

【図2】  第1実施例の説明図[Figure 2] Explanatory diagram of the first embodiment

【図3】  判定回路の構成図[Figure 3] Block diagram of determination circuit

【図4】  第2実施例のブロック図[Figure 4] Block diagram of second embodiment

【図5】  ベイヤー配列の例を示す図[Figure 5] Diagram showing an example of Bayer array

【図6】  色
フィルタの配列例を示す図
[Figure 6] Diagram showing an example of arrangement of color filters

【図7】  色フィルタの配
列例を示す図
[Figure 7] Diagram showing an example of arrangement of color filters

【図8】  色フィルタの配列例を示す図
[Figure 8] Diagram showing an example of arrangement of color filters

【図9】  ベイヤー配列の例を示す図[Figure 9] Diagram showing an example of Bayer array

【図10】図9
の色フィルタによる信号キャリアの位置を示す図
[Figure 10] Figure 9
Diagram showing the position of the signal carrier by the color filter of

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101  撮像素子 106〜109  補間フィルタ 128  スイッチ 129,130  加算器 131  判定回路 132,133  定係数乗算器 117,134  加算器 101 Image sensor 106-109 Interpolation filter 128 Switch 129,130 Adder 131 Judgment circuit 132, 133 Constant coefficient multiplier 117, 134 Adder

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  被写体像を輝度情報と色情報を有する
電気信号に変換するカラー撮像装置であって、つぎのa
,b,c,dの構成要素を備えたことを特徴とするカラ
ー撮像装置。 a.画素が水平方向のピッチPH ,垂直方向のピッチ
PV の矩形格子状に配置された撮像素子。 b.前記画素に対応して設けられた、水平方向のピッチ
2PH ,垂直方向のピッチPV で水平方向にPH 
だけオフセットされたオフセットサンプリング構造を有
する第1の色フィルタと、水平方向のピッチ2PH ,
垂直方向のピッチ2PVの矩形格子状サンプリング構造
を有する第2の色フィルタおよび第3の色フィルタとを
有する色フィルタアレイ。 c.前記第1の色フィルタ,第2の色フィルタ,第3の
色フィルタに対応する画素から出力された第1の色信号
,第2の色信号,第3の色信号にもとづいて、第1の色
信号のうち第2の色信号の画素と同じ列の画素による信
号のみを同時化し、第2の色信号との差をとった第1の
差信号と、第1の色信号のうち第3の色信号の画素と同
じ列の画素による信号のみを同時化し、第3の色信号と
の差をとった第2の差信号とから前記色情報を形成する
第1の色信号形成手段、並びに第1の色信号のうち第2
の色信号の画素と同じ行の画素による信号のみを同時化
し、第2の色信号との差をとった第3の差信号と、第1
の色信号のうち第3の色信号の画素と同じ行の画素によ
る信号のみを同時化し、第3の色信号との差をとった第
4の差信号とから前記色情報を形成する第2の色情報形
成手段を有し、被写体像における走査方向またはこれに
直交する方向の周波数成分に応じて該第1の色情報形成
手段と該第2の色情報形成手段とを切り換える色情報形
成手段。 d.前記第1の差信号または第3の差信号と前記第2の
差信号または第4の差信号とをそれぞれ定数倍し、これ
らを前記第1の色信号,第2の色信号,第3の色信号の
うちの少なくとも1つ以上の信号を合成して得られる信
号に、加算することで前記輝度情報を形成する輝度情報
形成手段。
Claim 1: A color imaging device that converts a subject image into an electrical signal having brightness information and color information, comprising:
, b, c, and d. a. An image sensor in which pixels are arranged in a rectangular grid with a pitch PH in the horizontal direction and a pitch PV in the vertical direction. b. PH in the horizontal direction with a pitch of 2 PH in the horizontal direction and a pitch PV in the vertical direction provided corresponding to the pixels.
a first color filter having an offset sampling structure offset by a horizontal pitch of 2PH,
A color filter array comprising a second color filter and a third color filter having a rectangular grid sampling structure with a vertical pitch of 2 PV. c. Based on the first color signal, second color signal, and third color signal output from the pixels corresponding to the first color filter, second color filter, and third color filter, the first color signal is Of the color signals, only the signals from pixels in the same column as the pixels of the second color signal are synchronized, and a first difference signal obtained by taking the difference from the second color signal, and a third difference signal of the first color signal are synthesized. a first color signal forming means for forming the color information from a second difference signal obtained by synchronizing only the signals from the pixels in the same column as the pixels of the color signal, and taking the difference from the third color signal; The second of the first color signals
A third difference signal obtained by synchronizing only the signals from the pixels in the same row as the pixels of the color signal, and taking the difference from the second color signal, and the first
A second color signal that synchronizes only the signals from pixels in the same row as the pixels of the third color signal among the color signals, and forms the color information from a fourth difference signal obtained by taking the difference from the third color signal. color information forming means, the color information forming means switching between the first color information forming means and the second color information forming means according to a frequency component in the scanning direction of the subject image or in a direction perpendicular thereto; . d. The first difference signal or the third difference signal and the second difference signal or the fourth difference signal are each multiplied by a constant, and these are multiplied by the first color signal, the second color signal, and the third difference signal. Luminance information forming means for forming the luminance information by adding it to a signal obtained by combining at least one or more of the color signals.
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