JPH0654332A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH0654332A
JPH0654332A JP4201413A JP20141392A JPH0654332A JP H0654332 A JPH0654332 A JP H0654332A JP 4201413 A JP4201413 A JP 4201413A JP 20141392 A JP20141392 A JP 20141392A JP H0654332 A JPH0654332 A JP H0654332A
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JP
Japan
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signal
signals
coefficient
color
pixel
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Pending
Application number
JP4201413A
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English (en)
Inventor
Yasushi Asada
耕史 浅田
Ryushi Nishimura
龍志 西村
Hiroyasu Otsubo
宏安 大坪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH0654332A publication Critical patent/JPH0654332A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画素混合方式の撮像素子を用いた撮像装置で
色モアレの軽減を図る。 【構成】 撮像素子1の撮像面には、4種類の色フィル
タが所定の順序で配列されており、撮像素子1はこれを
2行ずつ同時に読み出す。この撮像素子1の出力信号を
ディジタル化した原信号S(n)を、適応色処理回路7
に供給するとともに、1H遅延回路5で遅延して1H遅
延信号S(n−1)を得、さらにこれを1H遅延回路6
で遅延して2H遅延信号S(n−2)を得、1H遅延信
号S(n−1)とともに適応色処理回路7に供給する。
適応色処理回路7は、これら入力信号毎に夫々のレベル
を表わす基準信号を生成し、これら基準信号に応じた係
数を生成して、かかる係数に応じた原信号S(n)と2
H遅延信号S(n−2)との加算平均の信号S2を形成
し、また、1H遅延信号S(n−1)に係数を乗じて信
号S1を形成する。かかる信号S1,S2から色差信号
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、異なる分光感度の色フ
ィルタが撮像面に配列された撮像素子を備えた撮像装置
に係り、特に、撮像素子の出力から色フィルタ夫々に対
応する色信号を得るに際して発生する偽信号(モアレ)
の抑圧に関する。
【0002】
【従来の技術】現在の撮像装置はその多くが単板式の撮
像素子を用いている。かかる単板式の撮像装置では、撮
像素子の撮像面上に異なる分光感度の色フィルタが画素
単位で配列されており、撮像素子は、撮像面に結像した
被写体像を撮像することにより、色フィルタ夫々毎の色
信号からなる信号を出力する。そして、この撮像素子の
出力信号から色フィルタ夫々に対応する色信号を抽出
し、これら色信号を演算処理することにより、色差信号
や輝度信号を得ている。
【0003】しかし、このように撮像素子の出力信号か
ら各色信号を抽出するためには、この出力信号を抽出し
ようとする色信号の画素信号に同期してサンプルホール
ドするのであるが、このサンプリング密度が低いため
に、信号の高周波成分が低周波側に折り返すことにな
り、これによって大きなモアレが生じて画質を劣化させ
てしまう。
【0004】問題となるモアレには色モアレと輝度モア
レがあり、そのうち色モアレには、水平方向の急激な信
号レベルの変化のために発生する水平色モアレと、垂直
方向の急激な信号レベルの変化のために発生する垂直色
モアレとがある。
【0005】垂直色モアレを軽減する方法の一例が、例
えば、特開昭63−299692号公報に記載されてい
る。これは次のようなものである。即ち、これは1行読
出し方式のCCD撮像素子を用いるものであって、この
撮像素子は、奇フィールドで、W(無彩色)フィルタと
G(緑)フィルタとが交互に配列されてなるフィルタ列
とCy(シアン)フィルタとYe(イエロー)フィルタ
とが交互に配列されてなるフィルタ列とを1H(但し、
1Hは1水平走査期間)毎に交互に読み取り、偶フィー
ルドで、上記とは配列順序が逆となっている夫々のフィ
ルタ列を同様に1H毎に交互に読み取る。これにより、
撮像素子からは、Wフィルタによる画素信号とGフィル
タによる画素信号とが交互に配列されてなる信号と、C
yフィルタによる画素信号とYeフィルタによる画素信
号とが交互に配列されてなる信号とが1H毎に交互に出
力される。
【0006】かかる撮像素子の出力信号は1H遅延さ
れ、この1H遅延信号と撮像素子の出力信号とから、夫
々の色フィルタに対応した画素信号のサンプルホールド
と減算処理とにより、(W−Cy)信号,(Ye−G)
信号,(Cy−G)信号及び(W−Ye)信号が形成さ
れる。そして、(W−Cy)信号と(Ye−G)信号と
を加算することによって原色のR信号が形成され、(C
y−G)信号と(W−Ye)信号とを加算することによ
って原色のB信号が形成されて、これらR,B信号と別
途生成された輝度信号とから色差信号(R−Y),(B
−Y)が生成される。
【0007】以上の処理において、被写体像の水平方向
の輪郭等によって垂直方向の急激な信号レベルの変化が
あると、上記の1H遅延信号と撮像素子の出力信号との
間に信号レベルの大きな差が生ずると、垂直方向の相関
がなくなることによって得られたR,B信号に色誤差成
分、即ち、垂直色モアレが発生することになる。例えば
(W−Cy)信号を例にとると、この場合のW信号とC
y信号とはこの垂直方向の急激な信号レベルの変化があ
る場所を挾んだ上下のWフィルタ,Cyフィルタに対応
した画素信号をサンプルホールドしたものであり、これ
ら間に大きなレベルの差がある。この差が垂直色モアレ
の原因となるのであるが、これを周波数的にみると、垂
直方向には、各画素信号は1H周期でサンプリングされ
て抽出されるため、そのサンプリング周波数が垂直方向
の急激な信号レベルの変化を生じさせる高周波成分に対
して周波数が低く、このため、この高周波成分の低域側
への折り返しが垂直色モアレとして画面上に現われるの
である。
【0008】このため、上記特開昭63−299692
号公報に記載される従来技術では、上記遅延信号を生成
する1H遅延回路の入出力信号のレベルの違いを検出
し、この違いに応じて遅延信号のレベルを制御し、撮像
素子の出力信号と遅延信号とのレベル差がなくなるよう
にしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、上記従
来技術では、1行読出し方式のCCD撮像素子を用いた
場合、垂直色モアレを軽減することができる。しかし、
かかる従来技術は、撮像画面の2列の色フィルタ列(即
ち、2行)を同時に読み取って夫々からの読取り信号を
混合して出力する、現在主流となっているいわゆる画素
混合方式のCCD撮像素子を用いて撮像装置には有効で
はない。
【0010】ここで、画素混合方式のCCD撮像素子に
ついては特開平2−280496号公報に記載されてい
るが、これを図2,図3を用いて説明する。図2はかか
る撮像素子での色フィルタの配列を示すものである。こ
こでは、5行の一部が示されており、上から第1行はM
g,G,Mg,……と色フィルタが配列され、以下、第
2行はYe,Cy,Ye,……と、第3行は第1行と等
しくMg,G,Mg,……と、第4行は第2行とは順序
が逆にCy,Ye,Cy,……と夫々色フィルタが配列
されている。そして、かかる4つの行の配列が繰り返さ
れる。
【0011】かかる色フィルタの配列において、撮像素
子での読取りは次のように行なわれる。即ち、上下2つ
の行が同時に読み取られ、これらの行からの信号が混合
されて撮像素子から出力されるのであるが、いま、図2
に示すように、奇フィールドの或るライン(水平走査期
間)で、A1で示す上記第1,第2行が読み取られたと
すると、同じ奇フィールドの次のラインでは、A2で示
す上記第3,第4行が同時に読み取られる。このよう
に、ライン毎に上下2行ずつ読み取られて、同時に読み
取られた2行のラインからの信号は混合されて出力され
る。従って、いま、Mgフィルタから読み取られた画素
信号とYeフィルタから読み取られた画素信号との混合
画素信号を(Mg+Ye)とし、Gフィルタから読み取
られた画素信号とCyフィルタから読み取られた画素信
号との混合画素信号を(G+Cy)とし、Mgフィルタ
から読み取られた画素信号とCyフィルタから読み取ら
れた画素信号との混合画素信号を(Mg+Cy)とし、
Gフィルタから読み取られた画素信号とYeフィルタか
ら読み取られた画素信号との混合画素信号を(G+Y
e)とすると、奇フィールドでは、混合画素信号(Mg
+Ye),(G+Cy)が交互に配列されてなる信号と
混合画素信号(Mg+Cy),(G+Ye)が交互に配
列されてなる信号とがライン毎に交互に得られることに
なる。
【0012】また、偶フィールドでは、奇フィールドに
対して1行ずれた読み取りが行なわれる。即ち、図2に
おいて、或るラインで、B1で示す上記第2,第3行が
読み取られたとすると、次のラインでは、B2で示す上
記第4,第5行が同時に読み取られる。そして、この場
合も、同時に読み取られた2行からの信号は混合されて
出力されるから、奇フィールドと同様に、混合画素信号
(Mg+Ye),(G+Cy)が交互に配列されてなる
信号と混合画素信号(Mg+Cy),(G+Ye)が交
互に配列されてなる信号とがライン毎に交互に得られる
ことになる。
【0013】このようにして得られた撮像素子の出力信
号から、次のようにして、原色信号R,G,Bが生成さ
れる。
【0014】即ち、これは、2つの1H遅延回路を用い
て撮像素子の出力信号を1H遅延した1H遅延信号と2
H遅延した2H遅延信号とを得、撮像素子の出力信号と
これら1H,2H遅延信号とを処理して原色信号を生成
するものであって、いま、 Wr=Mg+Ye Gb=G +Cy Gr=G +Ye Wb=Mg+Cy とすると、撮像素子の出力信号S(n),1H遅延信号
S(n−1)及び2H遅延信号S(n−2)の混合画素
信号のタイミング関係は図3に示すようになる。但し、
2H遅延信号S(n−2)では、その画素信号Wr,G
bに、撮像素子の出力信号S(n)の画素信号Wr,G
bと区別するために、ダッシュをつけている。また、1
/fscは画素信号の周期である。
【0015】かかる撮像素子の出力信号S(n),1H
遅延信号S(n−1)及び2H遅延信号S(n−2)は
RGBマトリクス回路に供給され、撮像素子の出力信号
S(n)と2H遅延信号S(n−2)が加算平均されて
画素信号(Wr+Wr’)/2,(Gb+Gb’)/2
が分離され、1H遅延信号S(n−1)から画素信号G
r,Wbが分離される。ここで、Mg=R+B,Ye=
R+G,Cy=G+Bであるから、 Wr(=Wr’)=Mg+Ye=2R +G +B Gb(=Gb’)=G +Cy= G +B Gr=G +Ye= R+2G Wb=Mg+Cy= R+ G+2B であり、従って、上記画素信号(Wr+Wr’)/2,
(Gb+Gb’)/2,Gr,Wbをマトリクス演算処
理することによって原色信号R,G,Bが得られること
になる。勿論、次のラインでは、撮像素子の出力信号S
(n)と2H遅延信号S(n−2)との加算平均の信号
から画素信号(Gr+Gr’)/2,(Wb+Wb’)
/2が分離され、1H遅延信号S(n−1)から画素信
号Wr,Gbが分離されて、原色信号R,G,Bが得ら
れる。かかる処理によると、得られた原色信号R,G,
Bはくし形フィルタを通過したのと同様の処理がなされ
ていて、そのS/Nが向上する。
【0016】なお、上記のように、原色信号を得るため
に、1H遅延信号S(n−1)から画素信号を分離する
のに加え、撮像素子の出力信号S(n)と2H遅延信号
S(n−2)との加算平均の信号から画素信号を分離し
てその画素信号をも用いることを、原信号と2H遅延信
号から1H遅延信号への補間という。
【0017】ところで、かかる処理によると、撮像素子
の出力信号S(n)と2H遅延信号S(n−2)とが単
純に加算平均されて画素信号(Wr+Wr’)/2,
(Gb+Gb’)/2が分離されるようにしているの
で、垂直方向の相関性が低い場合(垂直エッジが存在す
る場合)、画素信号WrとWr’,画素信号GbとG
b’夫々のレベル差が大きくなり、画素信号(Wr+W
r’)/2,(Gb+Gb’)/2のレベルは正確な信
号レベルを表わしていないことになる。このため、入力
レベルに応じた正確な信号レベルでの上記補間ができ
ず、このことが垂直色モアレの原因となっている。
【0018】かかる原因による垂直色モアレは、上記の
マトリクス演算処理でのマトリクス係数の工夫によって
かなり抑えられているものであるが、fl/4の位置に
発生するフリッカ−性の色モアレ等は、フィールドスチ
ル画像において、まだ充分目立つような状態にある。
【0019】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
モアレを充分抑圧することができた撮像装置を提供する
ことである。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、分光感度の異なる複数種の色フィルタを
備えた撮像素子の出力を原信号とし、この原信号の1H
遅延信号と2H遅延信号とを得、これら原信号、1H遅
延信号、2H遅延信号を用いて原色信号R,G,Bを生
成するのに必要な4つの補色信号を求めるのであるが、
このために、まず、これら原信号、1H遅延信号、2H
遅延信号夫々から夫々の信号に応じた基準信号を生成し
てこれら基準信号に応じた係数を原信号、1H遅延信
号、2H遅延信号毎に求め、原信号、1H遅延信号、2
H遅延信号夫々に対応する係数を乗じ、しかる後、4つ
の補色信号のうちの2つを1H遅延信号から求め、残り
の2つを原信号と2H遅延信号とから基準信号の比に従
った補間によって求める。
【0021】
【作用】補色信号を生成する際、原信号から1H遅延信
号に補間する場合を考えると、1H遅延信号のレベルに
合わせて原信号から補間するためには、原信号と1H遅
延信号の夫々の基準信号を求め、これらの比に応じて原
信号のレベルを変えて補間を行なう。2H遅延信号から
1H遅延信号に補間する場合も同様にすれば、より実際
の入力に近い形で補色信号が再現され、信号のレベル差
が生じない。こうすれば、垂直エッジがある場合でも垂
直方向の相関性が低下しないので、垂直色モアレが軽減
される。また、基準信号の比を求めるとき、補間先の信
号レベルと補間元の信号レベルのうち常に大きい方が分
母にくるようにすれば、補間元の信号が増幅されて補間
されることがなくなり、S/N劣化を防ぐことができ
る。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。図1は本発明による撮像装置の一実施例を示すブロ
ックであって、1は撮像素子、2は駆動回路、3は前処
理回路、4はA/D変換回路、5,6は1H遅延回路、
7は適応色処理回路、8,9は色信号分離回路、10は
マトリクス回路、11は色信号処理回路、12は輝度信
号生成回路、13はエンコード回路である。
【0023】同図において、駆動回路2により駆動され
る撮像素子1は、その撮像面に結像した被写体像を光電
変換して電気信号を出力する。なお、ここでは、撮像素
子1の撮像面に図2に示した配列で色フィルタが設けら
れており、図2で説明したように画素の読取りが行なわ
れるものとする。撮像素子1より出力されるこの電気信
号は、前処理回路3によって増幅,雑音低減等の処理が
なされた後、A/D変換回路4でディジタル信号に変換
される。A/D変換回路4の出力ディジタル信号は適応
色処理回路7に供給されるとともに、1H遅延回路5で
遅延されて1H遅延ディジタル信号となって適応色処理
回路7に供給され、さらに、この1H遅延ディジタル信
号が1H遅延回路6で遅延されて2H遅延ディジタル信
号となって適応色処理回路7に供給される。
【0024】なお、以下では、A/D変換回路4の出力
ディジタル信号を原信号とし、1H遅延ディジタル信号
を1H遅延信号、2H遅延ディジタル信号を2H遅延信
号とする。従って、これら原信号,1H遅延信号,2H
遅延信号での画素信号の関係は、例えば、図3に示した
信号S(n),S(n−1),S(n−2)と同様にな
るから、以下では、原信号をS(n),1H遅延信号を
S(n−1),2H遅延信号S(n−2)とする。
【0025】適応色処理回路7では、補間により、これ
ら原信号S(n)、1H遅延信号S(n−1)及び2H
遅延信号S(n−2)から、異なる補色の画素信号から
なる2系列の補色信号S1,S2が生成され、夫々色分
離回路8,9に供給される。色分離回路8,9では供給
された補色信号から各補色毎に画素信号が分離され、補
色信号S11,S12,S21,S22としてマトリク
ス回路10に供給される。マトリクス回路10では、こ
れら補色信号S11,S12,S21,S22をマトリ
クス演算して原色信号R,G,Bを生成し、色信号処理
回路11に出力する。色信号処理回路11では、供給さ
れたこれら原色信号R,G,Bを、ガンマ処理等を行な
った後、演算処理して色差信号(R−Y,B−Y)に変
換し、エンコード回路13に出力する。
【0026】一方、A/D変換回路4の出力ディジタル
信号a、1H遅延回路5から出力される1H遅延ディジ
タル信号b及び1H遅延回路6から出力される2H遅延
ディジタル信号cは輝度信号生成回路12に供給され、
輝度信号が生成されてエンハンサ処理やガンマ処理等の
処理がなされる。この輝度信号はエンコード回路13に
供給され、色信号処理回路11からの色差信号(R−
Y,B−Y)とからカラー映像信号が形成される。
【0027】かかる構成において、適応色処理回路7
は、上記のように、補間により、原信号S(n),1H
遅延信号S(n−1)及び2H遅延信号S(n−2)か
ら2系統の補色信号S1,S2を生成するのであるが、
この補間は、原信号S(n),1H遅延信号S(n−
1),2H遅延信号S(n−2)夫々から所定の基準信
号を検出し、これら基準信号に応じた比率で行なわれ
る。ここでは、これら基準信号として原信号S(n),
1H遅延信号S(n−1),2H遅延信号S(n−2)
での各ラインの輝度信号を利用するものとし、これら輝
度信号の比に応じて原信号S(n)と2H遅延信号S
(n−2)とから1H遅延信号S(n−1)に補色信号
が補間される場合の適応色処理回路7の一具体例につい
て、図4により説明する。但し、同図において、14〜
16は基準信号生成回路、17は係数合成回路、18〜
20は係数回路、21は加算回路、22は係数回路であ
り、図1に対応する部分には同一符号を付けて重複する
説明を省略する。
【0028】図4において、A/D変換回路4から出力
される原信号S(n)は係数回路18と基準信号生成回
路14とに供給され、1H遅延回路5から出力される1
H遅延信号S(n−1)は係数回路19と基準信号生成
回路15とに供給され、1H遅延回路6から出力される
2H遅延信号S(n−2)は係数回路20と基準信号生
成回路16とに供給される。基準信号生成回路14、1
5、16では夫々、原信号S(n)、1H遅延信号S
(n−1)、2H遅延信号bの各ライン毎に基準信号と
しての輝度信号Y(n),Y(n−1),Y(n−2)
が形成される。これら輝度信号Y(n),Y(n−
1),Y(n−2)は係数合成回路17に供給され、原
信号S(n)、1H遅延信号S(n−1)、2H遅延信
号S(n−2)に対する係数k1,k2,k3が生成さ
れる。これら係数k1,k2,k3は夫々、係数回路1
8、19、20により、原信号S(n)、1H遅延信号
S(n−1)、2H遅延信号S(n−2)に乗ぜられ
る。係数回路19の出力信号は補色信号S1として色信
号分離回路8に供給され、また、係数回路18,20の
出力信号は加算回路21と係数回路22で同種類の画素
信号どうし加算平均化され、補色信号S2として色信号
分離回路9に供給される。
【0029】このように、基準信号生成回路14、1
5、16より出力された各ラインの基準信号に応じて、
係数合成回路17により、原信号S(n)、1H遅延信
号S(n−1)及び2H遅延信号S(n−2)に対する
係数が作られるのであるが、補間された信号のレベルが
元のレベル以上にならないようにアルゴリズムが考慮し
てある。これは、補間された信号のレベルが元の信号レ
ベル以上に大きくなれば、S/N劣化の原因となるから
である。
【0030】また、ここでは、基準信号として各ライン
の輝度信号を利用しているが、これは、図2に示す色フ
ィルタ配置の場合、各ラインにおける隣接画素の和がそ
のまま輝度信号となるからである。
【0031】以上のような係数k1,k2,k3は、例
えば、次のように設定される。 k1=Y(n−1)/MAX(Y(n),Y(n−1)) k2={Y(n)/MAX(Y(n−1),Y(n))+Y(n−2)/M AX(Y(n−1),Y(n−2))}/2 k3=Y(n−1)/MAX(Y(n−1),Y(n−2)) ここで、係数k1の場合、分母がMAX(Y(n),Y
(n−1))なので、Y(n−1)≦Y(n)であれ
ば、k1=Y(n−1)/Y(n)≦1となり、Y(n
−1)>Y(n)であっても、k1は1より大きくはな
らない。従って、補間によって原信号S(n)が増幅さ
れることはない。係数k3についても同様である。ま
た、係数k2も1より大きくならないが、1H遅延信号
にもこの係数k2を掛けているのは、原信号S(n)と
2H遅延信号S(n−2)とから補間された補色信号の
レベルと、1H遅延信号S(n−1)のレベルとを等し
くするためである。これらにレベル差があると、正確な
色再現ができない。
【0032】ここで、適応色処理回路7の出力される原
信号S(n)と2H遅延信号S(n−2)の出力より補
間された結果の信号、即ち、係数回路22の出力信号S
1、係数回路19から出力される1H遅延信号S(n−
1)のレベル調整された信号S2は、次のようになる。 S2={k1・S(n)+k3・S(n−2)}/2 S1=k2・S(n−1) 即ち、各ラインより出力された画素信号が、夫々のライ
ンの基準信号の比に応じて補間される。
【0033】図5は図4における基準信号生成回路の一
具体例を示すブロック図であって、23,24は1画素
遅延回路、25,26は加算回路、27は係数回路であ
る。
【0034】同図において、この具体例を、図4での基
準信号生成回路14,15,16のいずれでも同じであ
るが、基準信号生成回路14として説明すると、この基
準信号生成回路14には、図1でのA/D変換回路4か
ら原信号S(n)が供給される。この原信号S(n)
は、撮像素子1(図1)での色フィルタ配置が図2に示
されるものとすると、図3で示したように画素信号が配
列された信号である。この原信号S(n)は1画素遅延
回路23,24でもって2画素分遅延され、加算回路2
5と係数回路27とにより、原信号S(n)と同種の画
素信号どおしで加算平均される。この加算平均によって
得られた信号と原信号S(n)が1画素遅延回路23で
1画素分遅延して得られる信号とが、加算回路26によ
って異種の画素信号どおしで加算され、この結果、次の
ようにして、輝度信号Y(n)が得られる。即ち、上記
のように、Mg=R+B,Ye=R+G,Cy=G+B
であるから、 Y(n)=Mg+Ye+G+Cy=2R+3G+2B であり、これは輝度信号を表わしている。
【0035】なお、ここで、上記のように原信号S
(n)をその2画素分遅延した信号と加算平均するよう
にしたのは、上記の加算が等価的に同タイミングで得ら
れる4種類の補色Mg,Ye,G,Cyの画素信号であ
るようにするためであり、1画素遅延回路23から加算
回路26に供給される画素信号を中心として、これに前
後する同種の画素信号の加算平均を取ることにより、こ
の中心となる画素信号と等価的に同タイミングとみなさ
れるこの中心となる画素信号とは異種の画素信号が得ら
れることになる。
【0036】図6は図4における係数合成回路17の一
具体例を示すブロック図であって、32,33は比較回
路、34〜37は割算回路、38は加算回路、39は係
数回路である。
【0037】同図において、入力される基準信号(輝度
信号)Y(n)とY(n−1)とが比較回路32で比較
され、それらのうちの大きい方が選択されて出力され
る。また、この比較回路32の出力信号は割算回路35
に供給され、基準信号Y(n−1)を割算する。この割
算回路35の出力が上記の係数k1である。また、入力
される基準信号Y(n−1)とY(n−2)とが比較回
路33で比較され、それらのうちの大きい方が選択され
て出力される。この比較回路33の出力信号は割算回路
36に供給され、基準信号Y(n−1)を割算する。こ
の割算回路36の出力が上記の係数k3である。さら
に、比較回路32の出力信号は割算回路34に供給され
て基準信号Y(n)を割算し、比較回路33の出力信号
は割算回路37に供給されて基準信号Y(n−2)を割
算する。これら割算回路34,37の出力は加算回路3
8と係数回路39とによって加算平均され、上記の係数
k2が得られる。
【0038】図7は図1における色信号分離回路8,9
の一具体例を示すブロック図であって、28,29は1
画素遅延回路、30は加算回路、31は係数回路であ
る。
【0039】この具体例を図1の色信号分離回路8とす
ると、ここには、係数回路19(図4)から出力される
係数k2が乗ぜられた1H遅延信号S(n−1)である
信号S1が供給される。この信号S1から画素信号Wb
とGrとを分離するのであるが、この場合、単純に分離
しただけでは、得られた信号は1画素おきの間欠信号と
なるために、この欠落した部分を同種の画素信号で補充
するようにする。ところで、かかる補充は、信号S1を
1画素分遅延し、この遅延された信号の画素信号を補充
用として用いればよいが、単にこのような補充方法で
は、同じ情報内容の画素信号が2回連続して繰り返すこ
とになる。
【0040】例えば、この信号S1が、…,Gr0,W
b0,Gr1,Wb1,Gr2,Wb2,Gr3,Wb
3,…のように画素信号が配列されているとすると、こ
れから分離した各画素信号の欠落部分にこの信号S1を
1画素分遅延した信号の同じ画素信号で補充したとする
と、得られるGr信号は、…,Gr0,Gr0,Gr
1,Gr1,Gr2,Gr2,Gr3,Gr3,…とな
り、また、得られるWb信号は、…,Wb0,Wb0,
Wb1,Wb1,Wb2,Wb2,Wb3,Wb3,…
となる。これにより、得られる色信号の水平解像度が劣
化する。
【0041】そこで、この具体例では、図7に示すよう
に、供給された信号S1を1画素遅延回路28で1画素
分遅延した信号S11を得るとともに、この1画素分遅
延した信号S11をさらに1画素遅延回路29で遅延し
て2画素分遅延された信号S11’を得、これと入力さ
れた信号S1との加算回路30及び係数回路31による
加算平均の信号S12を得るようにしている。
【0042】そこで、いま、i番目の画素信号Griと
j番目の画素信号Grjとを加算平均した画素信号をG
rij、i番目の画素信号Wbiとj番目の画素信号Wbj
とを加算平均した画素信号をWbijとすると、1H遅延
回路28から得られる信号S11、係数回路31から得
られる信号S12夫々の画素信号及びそれらのタイミン
グ関係は図8に示すようになる。
【0043】かかる信号S11、S12は図1のマトリ
クス回路10に供給されて夫々の画素信号が分離され、
信号S11、S12の一方から分離された画素信号の欠
落部に他方で分離された同種の画素信号が補充される。
これにより、図8に示すようなGr信号、Wb信号が得
られることになる。かかる信号では、その欠落部を補充
する画素信号がその前後の画素信号(例えば、画素信号
Gr0とGr1)の加算平均した画素信号(例えば、画
素信号Gr01)であり、水平解像度の劣化が防止でき
る。
【0044】以上のように、撮像素子の出力信号から各
補色信号を分離し、これら補色信号から原色信号を生成
するに際し、単にこの撮像素子の出力信号から各補色信
号を分離しただけでは生ずる各補色信号の欠落部分をな
くして連続した信号とするために、撮像素子の出力信号
を原信号とし、この原信号から1H遅延信号,2H遅延
信号を生成し、この1H遅延信号から分離される各補色
信号の欠落部分を原信号と2H遅延信号とを加算平均し
た信号で補間するが、この実施例では、適応色処理回路
7により、これら原信号,1H遅延信号毎にそれらのレ
ベルに応じた基準信号を得、これら基準信号に応じた比
率でこれら原信号と1H遅延信号とを加算平均して上記
の補間のための信号を形成しているので、単に原信号と
2H遅延信号とをそのまま加算平均した信号を補間信号
とするのに比べ、撮像素子の撮像面での垂直方向の補色
信号の変化が忠実に現われることになり、従って、より
実際の入力に近い形で補色信号が再現されて補色信号の
実際のレベルからのレベル差が生じない。これにより、
垂直エッジがある場合でも、垂直方向の相関性が低下し
ないので、垂直色モアレが軽減されることになる。
【0045】また、基準信号の比を求めるとき、上記式
で表わされる係数k1,k3から明らかなように、補間
先の信号レベルと補間元の信号レベルのうち常に大きい
方が分母にくるようにしているので、補間元の信号が増
幅されて補間されることがなくなり、S/N劣化を防ぐ
ことができる。
【0046】図9は本発明による撮像装置の他の実施例
を示すブロック図であって、40〜42は色信号分離回
路、43は適応色処理回路であり、図1に対応する部分
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【0047】図9において、原信号S(n),1H遅延
信号S(n−1),2H遅延信号S(n−2)は夫々色
信号分離回路40,41,42に供給される。これら色
信号分離回路40,41,42は図7に示した色信号分
離回路と同様の構成をなしており、これらの図7で説明
した処理動作により、色信号分離回路40で原信号S
(n)から信号S21’,S22’が、色信号分離回路
41で1H遅延信号S(n−1)から信号S11’,S
12’が、色信号分離回路42で2H遅延信号S(n−
2)から信号S21”,S22”が夫々生成され、適応
色処理回路43に供給される。ここで、信号S21’,
S11’,S21”は図7での信号S11に対応し、信
号S22’,S12’,S22”は図7での信号S12
に対応するものとする。
【0048】適応色処理回路43では、これら供給され
た信号毎に基準信号が生成され、これら基準信号に応じ
た比率で原信号と2H遅延信号から1H遅延信号への補
間が行なわれて、図1での色信号分離回路8から得られ
るのと同様の信号S11,S12が、同じく色信号分離
回路9から得られるのと同様の信号S21,S22が夫
々出力される。従って、図1に示した実施例と同様に、
かかる信号S11,S12,S21,S22がマトリク
ス回路10に供給されることにより、原色信号R,G,
Bが生成され、これら原色信号R,G,Bが色信号処理
回路11に供給されることにより、2つの色差信号R−
Y,B−Yが得られる。
【0049】次に、図10により、図9での適応色処理
回路43の一具体例について説明する。但し、同図にお
いて、44〜46は加算回路、47〜54は係数回路、
55,56は加算回路である。
【0050】ここでも、上記の基準信号を輝度信号とす
る。図10において、入力された信号S21’,S2
2’は、夫々係数回路47,48に供給されるととも
に、加算回路44で加算され、信号S21’,S22’
に対する基準信号としての輝度信号Y(n)が生成され
る。また、入力された信号S11’,S12’は、夫々
係数回路49,50に供給されるとともに、加算回路4
5で加算され、信号S11’,S12’に対する基準信
号としての輝度信号Y(n−1)が生成される。さら
に、入力された信号S21”,S22”は、夫々係数回
路51,52に供給されるとともに、加算回路46で加
算され、信号S21”,S22”に対する基準信号とし
ての輝度信号Y(n−2)が生成される。
【0051】なお、例えば、色信号分離回路40は図7
に示す構成をなしているから、この色信号40と加算回
路44とで図4に示す基準信号生成回路と同様の構成を
なしている。従って、上記の輝度信号Y(n),Y(n
−1),Y(n−2)は、また、原信号S(n),1H
遅延信号S(n−1),2H遅延信号S(n−2)夫々
の輝度信号でもある。
【0052】これら輝度信号Y(n),Y(n−1),
Y(n−2)は基準信号として係数合成回路17に供給
され、先の実施例と同様にして、先の式で表わされる原
信号S(n),S(n−1),S(n−2)に対する係
数k1,k2,k3、即ち、 k1=Y(n−1)/MAX(Y(n),Y(n−1)) k2={Y(n)/MAX(Y(n−1),Y(n))+Y(n−2)/M AX(Y(n−1),Y(n−2))}/2 k3=Y(n−1)/MAX(Y(n−1),Y(n−2)) が生成出力される。
【0053】そして、係数回路47,48で夫々色信号
分離回路40の出力信号S21’,S22’に係数k1
が乗算され、同様に、係数回路49,50で夫々色信号
分離回路41の出力信号S11’,S12’に係数k2
が、係数回路51,52で夫々色信号分離回路42の出
力信号S21”,S22”に係数k3が夫々乗算され
る。係数回路49,50の出力信号S11,S12は図
1での色信号分離回路8から出力される信号S11,S
12と同様の信号である。係数回路47の出力信号と係
数回路51の出力信号とは加算回路55と係数回路53
とによって加算平均され、また、係数回路48の出力信
号と係数回路52の出力信号とは加算回路56と係数回
路54とによって加算平均され、夫々信号S21,S2
2として出力される。これら信号S21,S22も図1
での色信号分離回路9から出力される信号S11,S1
2と同様の信号である。
【0054】なお、この適応色処理回路43において、
その入力信号S21’,S22’,S11’,S1
2’,S21”,S22"に対する上記出力信号S11,
S12,S21,S22は次のように表わされる。 S11=k2・S11’ S12=k2・S12’ S21=(k1・S21’+k3・S21”)/2 S22=(k1・S22’+k3・S22”)/2 以上のように、この実施例においても、図1に示した実
施例と同様の信号S11,S12,S21,S22から
色差信号を求めるものであるから、図1に示した実施例
と同様に、撮像素子への実際の入力レベルに近い形で補
色信号が再現され、垂直色モアレが軽減されることにな
る。
【0055】なお、上記実施例では、基準信号として輝
度信号を用いたが、夫々の信号のレベルの比率を表わす
ものであれば、他の任意の信号を基準信号として用いる
ことができる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上下ラインより画素信号を補間するに際し、各ラインの
信号レベルの比に応じて補間信号を形成するものである
から、垂直方向の相関性を高めることができ、垂直色モ
アレの少ない良好な画質の再生画像を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による撮像装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1における撮像素子での色フィルタ配列の一
具体例を示す図である。
【図3】図2で示した色フィルタ配列での図1における
撮像素子の出力信号とその1H遅延信号,2H遅延信号
の画素信号の位相関係を示す図である。
【図4】図1における適応色処理回路の一具体例を示す
ブロック図である。
【図5】図4における基準信号生成回路の一具体例を示
すブロック図である。
【図6】図4における係数合成回路の一具体例を示すブ
ロック図である。
【図7】図1における色信号分離回路の一具体例を示す
ブロック図である。
【図8】図7に示した具体例の動作を示す図である。
【図9】本発明による撮像装置の他の実施例を示すブロ
ック図である。
【図10】図9における適応色処理回路の一具体例を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1 撮像素子 5,6 1H遅延回路 7 適応色処理回路 8,9 色信号分離回路 10 マトリクス回路 11 色信号処理回路 13 エンコード回路 14〜16 基準信号生成回路 17 係数合成回路 18〜20 係数回路 21 加算回路 22 係数回路 40〜42 色信号分離回路 43 適応色処理回路 44〜46 加算回路 47〜54 係数回路 55,56 加算回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像面に分光感度の異なる複数種の色フ
    ィルタが配列され、第1の色に対する画素信号と第2の
    色に対する画素信号とが交互に配列されてなる信号と、
    第3の色に対する画素信号と第4の色に対する画素信号
    とが交互に配列されてなる信号とを1H(但し、1Hは
    1水平走査期間)毎に交互に出力する撮像部を備えた撮
    像装置において、 該撮像部の出力信号を1H遅延し、1H遅延信号として
    出力する第1の1H遅延手段と、 該1H遅延信号を1H遅延し、2H遅延信号として出力
    する第2の1H遅延手段と、 該撮像部の出力信号、該1H遅延信号、該2H遅延信号
    毎に基準信号を生成し、該基準信号の比に応じて該撮像
    部の出力信号と該2H遅延信号から該1H遅延信号への
    補間を行なう適応色処理手段とを設け、該適応色処理手
    段の出力信号から色信号を生成することを特徴とする撮
    像装置。
  2. 【請求項2】 撮像面に分光感度の異なる複数種の色フ
    ィルタが配列され、第1の色に対する画素信号と第2の
    色に対する画素信号とが交互に配列されてなる信号と、
    第3の色に対する画素信号と第4の色に対する画素信号
    とが交互に配列されてなる信号とを1H(但し、1Hは
    1水平走査期間)毎に交互に出力する撮像部を備えた撮
    像装置において、 該撮像部の出力信号を1H遅延し、1H遅延信号として
    出力する第1の1H遅延手段と、 該1H遅延信号を1H遅延し、2H遅延信号として出力
    する第2の1H遅延手段と該撮像部の出力信号から第1
    の基準信号を生成する手段と該1H遅延信号から第2の
    基準信号を生成する手段と該2H遅延信号から第3の基
    準信号を生成する手段と該第1,第2,第3の基準信号
    の比に応じた第1,第2,第3の係数を生成し、その比
    が1を超えるときには、第1,第2,第3の係数を1と
    する手段と該撮像部の出力信号に該第1の係数をかける
    第1の係数回路と該1H遅延信号に該第2の係数をかけ
    る第2の係数回路と該2H遅延信号に該第3の係数をか
    ける第3の係数回路と該第1,第3の係数回路の出力信
    号を加算平均する加算平均手段とを設け、該第2の係数
    回路の出力信号と該加算平均手段の出力信号とから色信
    号を生成することを特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 前記第1,第2,第3の基準信号は、時間的に前後する
    隣接画素信号の和であることを特徴とする撮像装置。
  4. 【請求項4】 請求項2または3において、 前記第1の係数k1,第2の係数k2,第3の係数k3
    を、前記第1,第2,第3の基準信号を夫々Y(n),
    Y(n−1),Y(n−2)として、夫々 k1=Y(n−1)/MAX{Y(n),Y(n−1)} k2=〔Y(n)/MAX{Y(n),Y(n−1)}+Y(n−2) /MAX{Y(n−1),Y(n−2)}〕/2 k3=Y(n−1)/MAX{Y(n−1),Y(n−2)} とすることを特徴とする撮像装置。
  5. 【請求項5】 撮像面に分光感度の異なる複数種の色フ
    ィルタが配列され、第1の色に対する画素信号と第2の
    色に対する画素信号とが交互に配列されてなる信号と、
    第3の色に対する画素信号と第4の色に対する画素信号
    とが交互に配列されてなる信号とを1H(但し、1Hは
    1水平走査期間)毎に交互に出力する撮像部を備えた撮
    像装置において、 該撮像部の出力信号を1H遅延し、1H遅延信号として
    出力する第1の1H遅延手段と、 該1H遅延信号を1H遅延し、2H遅延信号として出力
    する第2の1H遅延手段と、 該撮像部の出力信号を第1の画素に対応する信号データ
    と第2の画素に対応する信号データとに分離する第1の
    分離手段と、 該1H遅延信号を第3の画素に対応する信号データと第
    4の画素に対応する信号データとに分離する第2の分離
    手段と、 該2H遅延信号を第1の画素に対応する信号データと第
    2の画素に対応する信号データとに分離する第3の分離
    手段と、 該第1の分離手段で分離された該第1,第2の画素に対
    する信号データを加算して第1の基準信号とする手段
    と、 該第2の分離手段で分離された該第3,第4の画素に対
    する信号データを加算して第2の基準信号とする手段
    と、 該第3の分離手段で分離された該第1,第2の画素に対
    する信号データを加算して第3の基準信号とする手段
    と、 該第1,第2,第3の基準信号の比に応じた第1,第
    2,第3,第4,第5,第6の係数を生成し、その比が
    1を超えるときには、該第1,第2,第3,第4,第
    5,第6の係数を1とする手段と、 該第1の分離手段で分離された該第1の画素に対する信
    号データに該第1の係数をかける第1の係数回路と、 該第1の分離手段で分離された該第2の画素に対する信
    号データに該第2の係数をかける第2の係数回路と、 該第3の画素に対する信号データに該第3の係数をかけ
    る第3の係数回路と、 該第4の画素に対する信号データに該第4の係数をかけ
    る第4の係数回路と、 該第3の分離手段で分離された該第1の画素に対する信
    号データに該第5の係数をかける第5の係数回路と、 該第3の分離手段で分離された該第2の画素に対する信
    号データに該第6の係数をかける第6の係数回路と、 該第1,第5の係数回路の出力信号を加算平均する第1
    の加算手段と、 該第2,第6の係数回路の出力信号を加算平均する第2
    の加算手段とを設け、手段の出力信号から色信号を生成
    することを特徴とする撮像装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 前記第1,第2,第3の基準信号は夫々輝度信号Y
    (n),Y(n−1),Y(n−2)であって、 前記第1の係数k1,第2の係数k2,第3の係数k
    3,第4の係数k4,第5の係数k5,第6の係数k6
    を、夫々 k1=k2=Y(n−1)/MAX{Y(n),Y(n−1)} k3=k4=〔Y(n)/MAX{Y(n),Y(n−1)}+Y(n−2 ) /MAX{Y(n−1),Y(n−2)}〕/2 k3=k4=Y(n−1)/MAX{Y(n−1),Y(n−2)} とすることを特徴とする撮像装置。
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