JPH07236147A

JPH07236147A - 単板式カラービデオカメラの色分離回路

Info

Publication number: JPH07236147A
Application number: JP6078628A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Maenaka; 章弘前中; Yukio Mori; 幸夫森; Haruhiko Murata; 治彦村田; Hideshi Okada; 秀史岡田; Koichi Ide; 廣一井出
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-09-05
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JP2931520B2; US5552827A

Abstract

(57)【要約】【目的】複数種の色フィルタをモザイク状に配した固
体撮像デバイスの色分離回路において、偽色信号の発生
を防止すること。【構成】ＣＣＤ１からの信号が１Ｈ遅延回路１６、１
７及び選択回路１８により同時化され、水平相関が強い
場合に適した水平補間回路２４と、垂直相関が強い場合
に適した垂直補間回路２５及び相関値検出手段２３に供
給される。両補間回路２４、２５の出力は、相関値検出
手段２３の出力に従い、加算比が制御され、最終的な色
分離信号が加重加算回路２７より得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像デバイスを利
用した単板式カラービデオカメラの色分離回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像デバイスを利用した単板式カラ
ービデオカメラでは、固体撮像デバイスの各画素に対応
して特定の色（例えばＲ、Ｇ、Ｂの３色のうちのどれか
一つ）の色フィルタが設けられている。そして、特定の
色に対応した固体撮像デバイスの各画素からの信号を処
理して、色分離を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂの映像信号を作成し
ている。

【０００３】例えば、図１３の（ロ）に示したように
Ｇ、Ｒ、Ｇ、Ｒ．．．と水平方向にＧとＲのフィルタが
交互に配置されている場合を考える。この時、例えば、
Ｒのフィルタが配されている画素からは、Ｇの信号は得
られないため、この画素に対応するＧ信号を隣接する画
素からの信号で補間することにより求める。言い替えれ
ば、画素１からの信号と画素３からの信号の平均を計算
することにより、画素２に対応するＧ信号を得ることが
できる。この方法はよく知られているように、水平方向
の相関性を利用したものである。

【０００４】しかしながら、このような単純な補間方法
では、画面において、白と黒の部分が隣接するような境
界部（エッジ部）に、偽の色信号が発生することが知ら
れている。まず、この偽色信号の発生について、図１３
に従い簡単に説明する。

【０００５】図１３の（ロ）に示されたフィルタ配列の
固体撮像デバイスに対して、（イ）の様な白から黒に急
激に変化する画像の光が与えられている。このとき、各
画素からの信号出力が、（ハ）ごときであると仮定す
る。すなわち、白の部分では、Ｇ、Ｒ共に１．０であ
り、黒の部分では、それぞれ０である。ここで、２つの
隣接する同色の画素からの出力を平均して、その２つの
画素に挟まれた画素からの出力を計算する方法では、補
間処理後のＧ信号及びＲ信号は、（ニ）、（ホ）のごと
くなる。すなわち、白と黒の境界部分において、偽の色
信号が発生している。本来は、Ｇ信号、Ｒ信号それぞれ
は、（へ）、（ト）のごとくならなければならない。

【０００６】このような、偽の色信号の発生に対する対
策としては、ローパスフィルタを利用して色偽信号を目
だちにくくする方法や、上記の様な境界部分（エッジ
部）での色信号を抑圧する方法が考えられてきた（例え
ば、後者の方法については、本願出願人の平成４年特許
願第８３６１号がある）。

【０００７】しかしながら、ローパスフィルタを利用す
る方法では、色偽信号のレベルを下げることはできる
が、かえって色偽信号が発生する領域が拡大されてしま
うので、完全な解決とはならない。また、境界部分で色
信号の抑圧を行う方法では、本来あるべき色信号までも
抑圧されてしまい、境界部分での色がなくなるおそれが
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、固体撮像デ
バイスを用いた単板式カラービデオカメラにおいて、複
数の色信号成分を生成する色分離処理において、色偽信
号の発生を防止すると共に、色再現性の優れた色分離回
路を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、固体撮像デ
バイスの各画素に対応して異なる複数の色フィルタが設
けられており、各画素からの信号出力に基づき、複数の
色信号を得る色分離回路であって、複数の画素からの信
号出力を利用して、特定の画素に対応する複数の色信号
を得る補間処理手段と、この補間処理により生成される
特定の画素に対応する位置での垂直方向及び若しくは水
平方向の相関値を得る手段とを備え、この相関値に基づ
き、前期補間処理手段での処理を制御することを特徴と
する。

【００１０】

【作用】上記の構成により、特定の画素に対応する複数
の色信号を得る補間処理において、その画素に対応する
位置での垂直及び若しくは水平方向の相関関係を考慮す
ることができるので、単純な補間処理とは異なり、色偽
信号の発生を抑えることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に従い、本発明の実施例を説明す
る。

【００１２】図１は、本発明の第１実施例の構成を示す
ブロック図である。

【００１３】ＣＣＤデバイス（固体撮像デバイスの一
種）１には、撮像部２と水平転送部３が設けられてい
る。ＣＣＤ１については、図２に詳細が示されている。
すなわち、光電変換を行うフォトダイオード４、４、４
・・・はＲ、Ｇ、Ｂで示される配列の色フィルタを備え
ている。そして、このフォトダイオード及び垂直転送Ｃ
ＣＤ５、５、５・・・で撮像部が構成される。垂直転送
ＣＣＤ５は垂直駆動回路６により駆動される。水平転送
部は、第１及び第２水平転送ＣＣＤ７、８、によるデュ
アルチャンネル構造になっており、２ライン分の信号が
同時に得られるようになっている。９は水平駆動回路で
ある。

【００１４】水平転送部からの信号は、ＣＤＳ１０、１
１（相関２重サンプリング回路）とＡＧＣ１２、１３
（自動利得制御回路）で処理され、それぞれ、Ａ／Ｄ変
換回路１４、１５でデジタル信号に変換される。すなわ
ち、ＣＣＤからの信号はデジタル化されて処理されるこ
とになる。

【００１５】デジタル化されたＣＣＤ１からの出力信号
は、直接又は１Ｈ遅延回路１６、１７を介して選択回路
１８に供給される。１Ｈ遅延回路は、ＣＣＤ１からのデ
ジタル信号の１Ｈ（１水平期間）分を記憶することがで
きるメモリーであり、その出力からは、１Ｈ遅延された
信号が出力される。なお、この１Ｈ遅延回路への信号書
き込みと読み出しは、ＣＣＤ１の水平転送と同期して行
われる。このため、ＣＣＤ１の動作を制御するタイミン
グ発生回路７１と同期信号発生回路７０は同期して動作
し、同期信号発生回路からのＨＤ（水平同期信号）、Ｖ
Ｄ（垂直同期信号）、フィールド識別信号（フィールド
の偶奇を表す）、クロック信号によって、他の回路部分
の動作が制御される。

【００１６】選択回路１８は、４ライン分のデジタル信
号から、奇数フィールドか偶数フィールドかに応じて３
ライン分のデジタル信号を選択するスイッチ回路１９、
２０、２１からなる。スイッチ回路の制御はフィールド
の偶奇を現すフィールド識別信号により行われる。そし
て、奇数フィールドではＤ０、Ｄ１、Ｄ２の信号が選択
され、偶数フィールドでは、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の信号が
選択されることになる。さらに具体的に説明すると、フ
ィールド識別信号が奇数フィールドを示しているとき
（例えば、Ｌレベルの信号）、スイッチ回路１９はＤ０
を、スイッチ回路２０はＤ１を、スイッチ回路２１はＤ
２を選択する。逆にフィールド識別信号が偶数フィール
ドを示しているとき（例えばＨレベル）、スイッチ回路
１９はＤ１を、スイッチ回路２０はＤ２を、スイッチ回
路２１はＤ３を選択する。

【００１７】そして、この選択回路１８により、偶数及
び奇数フィールドに対応した３ライン分の信号Ｌ０、Ｌ
１、Ｌ２が得られる。図３は、選択回路での処理を説明
するためのタイミングチャートである。図３（ａ）から
（ｆ）は奇数フィールドについて表している。ここで、
（ａ）は奇数フィールドにおける水平同期信号（ＨＤ）
である。（ｂ）（ｃ）は１Ｈ遅延回路１７、１６の出
力、（ｄ）（ｅ）はＡ／Ｄ変換回路１５、１４の出力を
表す。（ｆ）はフィールド識別信号であり、ここでは、
奇数フィールドを示すＬレベルとなっている。図に示し
たように、奇数フィールドでは、（ｂ）（ｃ）（ｄ）の
信号がＬ２、Ｌ１、Ｌ０として選択されている。

【００１８】図３（ｇ）から（ｈ）は偶数フィールドに
ついて表している。（ｇ）は水平同期信号である。
（ｈ）（ｉ）は１Ｈ遅延回路１７、１６の出力を示して
いる。（ｊ）（ｋ）は、Ａ／Ｄ変換回路１５、１４の出
力を示している。（ｌ）は、フィールド識別信号であ
り、偶数フィールドではＨレベルとなっている。この偶
数フィールドでは、奇数フィールドと違って、（ｉ）
（ｊ）（ｋ）の信号が、選択回路１８の出力Ｌ２、Ｌ
１、Ｌ０として選択される。

【００１９】選択回路１８の出力Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２は、
それぞれ、補間処理手段２２、相関検出手段２３に供給
される。

【００２０】補間処理手段２２には、フィールド内水平
補間回路２４、フィールド内垂直補間回路２５が設けら
れている。また、相関検出手段２３には、水平方向相関
値検出手段２８と垂直方向相関検出手段２９が設けられ
ている。

【００２１】補間処理手段２２では、３ライン分のＣＣ
Ｄ１からの出力信号に基づき、水平方向の相関が強い場
合に適した補間処理（フィールド内水平補間回路２４）
と、垂直方向の相関が強い場合に適した補間処理（フィ
ールド内垂直補間回路２５）とが個別に行われる。そし
て、水平方向の相関が強い場合に適した処理が為された
場合の色信号Ｇｈ、Ｒｈ、Ｂｈと、垂直方向の相関が強
い場合に適した処理が為された場合の色信号Ｇｖ、Ｒ
ｖ、Ｂｖとが得られる。これらの導出方法については後
で詳しく説明する。

【００２２】なお、ここで、水平方向の相関が強い場合
とは、細かい横縞の画像のように、水平方向の相関が強
く、垂直方向の相関がほとんどない場合である。また、
垂直方向の相関が強い場合とは、細かい縦じまの画像の
ように、垂直方向の相関が強く、水平方向の相関がほと
んどない場合である。

【００２３】相関検出手段２３からは、水平方向の相関
値Ｓｈと垂直方向の相関値Ｓｖとが出力される。これら
２つの出力は、係数算出手段２６に与えられる。係数算
出手段２６では、両相関値Ｓｈ、Ｓｖに基づいて、水平
方向の係数Ｋｈと垂直方向の係数Ｋｖを計算する。相関
値及び係数の計算方法については後で詳しく述べる。

【００２４】色信号Ｇｈ、Ｒｈ、Ｂｈ及びＧｖ、Ｒｖ、
Ｂｖは加重加算手段２７に供給される。加重加算手段２
７には、前記係数Ｋｈ及びＫｖも供給されている。加重
加算手段２７では、係数Ｋｈを色信号Ｇｈ、Ｒｈ、Ｂｈ
に乗算し、係数Ｋｖを色信号Ｇｖ、Ｒｖ、Ｂｖに乗算
し、同じ色信号どうし（ＧｈとＧｖ、ＲｈとＲｖ、Ｂｈ
とＢｖ）を加算して、最終的な色信号Ｇｏ、Ｒｏ、Ｂｏ
を出力する。

【００２５】すなわち、水平方向及び垂直方向の相関状
態に基づき、色信号を分離するための補間処理が制御さ
れることになる。

【００２６】次に、それぞれの処理の詳細を説明する。
ここで説明する第１の実施例では、９個の画素からの信
号に基づき、１つの画素の位置に対応する３色の色信号
を作成するものである。そして、フィールド内水平補間
回路２４、フィールド内垂直補間回路２５、水平方向、
垂直方向各相関値検出回路２８、２９は、基本的には、
図４の様なデジタル処理回路となる。ここで、３０、３
１は１画素分が伝送されるに要する時間と等しい遅延時
間を備えた遅延手段であり、３２は演算手段である。

【００２７】すなわち、ＣＣＤ１における異なる画素の
ラインに対応した信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２は、遅延手段３
０、３１に入力されることにより、９画素分の信号が同
時に演算手段３２に与えられることになる。そして、演
算手段における演算により、補間処理、相関値検出処理
が行われる。

【００２８】図５は、ＣＣＤ１上の画素の配列と選択さ
れる画素との関係を示す図である。先に述べたように、
奇数フィールド時には、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のライン信号
が選択されるから、奇数番目に処理される画素は図５の
（ｂ）に示されるものとなる。また、偶数番目に処理さ
れる画素は、（ｃ）の如くなる。一方、偶数フィールド
時には、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２のライン信号が選択されるの
で、奇数番目に処理される画素は（ｄ）、偶数番目に処
理される画素は（ｅ）のごとくなる。ＣＣＤ１上の一部
の画素の配列を模式的に示す図５（ａ）と（ｂ）から
（ｅ）の関係から選択される画素のＣＣＤ上の位置が理
解できるだろう。

【００２９】水平補間回路２４及び垂直補間回路２５で
は、図６に示す演算が行われる。９個の画素を用いて演
算されるのは、中央の画素に対応する３色の色信号であ
る。図６において、３×３の格子状に配置された画素を
特定するのに、その画素が出力する色の要素の頭文字
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と位置を表す添字との組み合わせを用い
る。Ｇ２２と記載された場合は、中央の画素であり、Ｇ
信号に対応していることを示している。

【００３０】水平方向の相関が強い状況を考慮した演算
（水平補間回路２４）では、奇数番目の処理において、
ＧｈとしてＧ２２がそのまま利用される。Ｂｈは、その
同じラインの両隣の画素がＢであるから、Ｂ２１とＢ２
３の平均を計算して利用する（水平方向の相関を利用す
る）。Ｒｈについては、少し複雑となる。すなわち、Ｒ
１２の位置におけるＧ信号Ｇ１２をＧ１１とＧ１３の平
均値として計算する（すなわち水平方向の相関を利用す
る）。そして、計算で求められたＧ１２と実際に得られ
たＧ２２の比からＲｈを求めている。

【００３１】これは、輝度の変化に対して色信号の局所
的な変化は小さいためＧ信号とＲ信号またはＢ信号との
比は隣接画素間においてほぼ等しいと考えられるからで
ある。

【００３２】垂直方向の相関が強い状況を考慮した演算
（垂直補間回路２５）では、奇数番目の処理において、
Ｇｖとしては、Ｇ２２をそのまま利用する。Ｒｖは、そ
の上下の画素がＲであるから、Ｒ１２とＲ３２の平均を
計算して利用する。Ｂｖについては、上記のＲｈと同様
に求める。すなわち、Ｂ２１におけるＧ信号Ｇ２１をＧ
１１とＧ３１の平均値として計算する（垂直方向の相関
を利用する）。そして、計算で求めたＧ２１とＧ２２の
比からＢｖを計算する。

【００３３】偶数番目の処理では、処理の対象となる画
素が変わるが、演算処理の基本的な考え方は同じであ
る。すなわち、水平方向の相関が強いと場合を考慮した
処理では次の様になる。ＢｈとしてＢ２２を用い、Ｇｈ
としては、Ｇ２１とＧ２３の平均を利用する。Ｒｈにつ
いては、Ｒ１１とＲ１３の平均を求めることにより、Ｒ
１２の信号を得て、先に計算したＧｈとＧ１２の比をＲ
１２に適用することで、Ｒｈを求める。

【００３４】偶数番目の処理で垂直方向の相関が強い状
況を考慮した処理の場合、Ｂｖには、Ｂ２２をそのまま
利用する。ＧｖはＧ１２とＧ３２の平均値を用いる。Ｒ
ｖについては、Ｒ１１とＲ３１の平均を求めることによ
り、Ｒ２１を得て、Ｇ２１とＧｈの比をこのＲ２１に適
用することで、Ｒｖを求める。

【００３５】偶数フィールドでの処理の場合、図６に示
された処理と同様の処理を行うことで、Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂ
ｈ、Ｒｖ、Ｇｖ、Ｂｖの信号を得ることができる。すな
わち、偶数フィールドでの奇数番目の処理の対象となる
画素は、図５の（ｃ）と（ｄ）とから分かるように、奇
数フィールドでの偶数番目の処理画素において、ＲとＢ
を入れ換えたものであるから、演算式においてもＲとＢ
を交換すればよい。また、図５の（ｂ）（ｅ）から分か
るように、偶数フィールドでの偶数番目の処理の対象
は、奇数フィールドでの奇数番目の処理の場合とＲ、Ｇ
を入れ換えたものであるから、演算式でもＲとＧを入れ
換えれば良い。

【００３６】水平及び垂直相関値の算出には、図７に示
された演算式を利用する。つまり、各処理の対象画素に
最も多く含まれるＧ成分を利用して、相関の大小を表す
相関値を計算する。奇数フィールドの奇数番目の処理で
は、垂直方向の相関値ＳｖをＧ１２とＧ３２の差の絶対
値で表す。Ｇ１２とＧ３２は実際には存在しないので、
それぞれ、Ｇ１１、Ｇ１３及びＧ３１、Ｇ３３から計算
する。同じく奇数フィールドの奇数番目の処理での水平
方向の相関値Ｓｈは、Ｇ２１とＧ２３の差の絶対値で表
す。Ｇ２１とＧ２３は実際には存在しないので、それぞ
れ、Ｇ１１、Ｇ３１及びＧ１３、Ｇ３３から計算する。

【００３７】奇数フィールドの偶数番目の処理では、Ｇ
１２とＧ３２の差の絶対値が垂直方向の相関値Ｓｖとし
て、Ｇ２１とＧ２３の差の絶対値が水平方向の相関値Ｓ
ｈとして用いられる。

【００３８】偶数フィールドでの処理は、Ｇ成分のパタ
ーンは同じであるから同様の処理を行えばよい。ただ
し、奇数フィールドでの偶数番目の処理と偶数フィール
ドでの奇数番目の処理が同じで、奇数フィールドでの奇
数番目の処理と偶数フィールドでの偶数番目の処理が同
じであることに注意する必要がある。

【００３９】相関値検出手段２３の出力Ｓｖ、Ｓｈは、
共に相関が強い場合には値が小さくなり、相関が弱い場
合には値が大きくなる性質を備えている。

【００４０】係数算出手段２６では、相関値Ｓｖ及びＳ
ｈから水平方向及び垂直方向の係数Ｋｈ、Ｋｖを計算す
るが、ＫｈとＫｖの間には、Ｋｈ＋Ｋｖ＝１の関係が成
立する。各係数Ｋｈ、Ｋｖは次式により求める。

【００４１】

【数１】

【００４２】従って、水平方向の係数Ｋｈは、水平方向
の相関が垂直方向の相関よりも強い場合（ＳｈがＳｖよ
り小さい場合）に大きくなり、垂直方向の係数Ｋｖは、
垂直方向の相関が水平方向の相関よりも強い場合（Ｓｖ
がＳｈより小さい場合）に大きい値となる。

【００４３】すなわち、以上述べたように、ＣＣＤにお
ける１画素に対応するＲ、Ｇ、Ｂの信号成分が、その周
囲の画素（全体で９個）からの出力を利用して計算され
るが、このとき、水平方向の相関性が強い場合に適した
処理方法と、垂直方向の相関性が強い場合に適した処理
方法の２つの方法を用いて演算がなされ、その、画素付
近の水平相関と垂直相関の強弱に合わせて、上記２つの
方法による演算結果が加重加算されることになる。

【００４４】次に上記第１の実施例における動作につい
て、具体例をあげて説明する。図１２の（ａ）に示され
たような白色の入射光が処理対象の画素周辺に与えられ
た場合を考える。これは、色の成分がなく輝度レベルの
みが変化したエッジ部分である。従い、正しい結果とし
て、Ｒ、Ｇ、Ｂのレベルはすべて同じにならなければな
らない。図１２（ｂ）は、各画素からの出力レベルを模
式的に示したものである（２種類示しているのは、奇数
番目と偶数番目の処理とで、上述のように、色のパター
ンが異なるからである）。図６及び図７に従い、演算し
た結果は、（ｃ）、（ｄ）の如くなる。すなわち、中央
の位置におけるＲ、Ｇ、Ｂの成分レベルは、０．２とす
べて等しくなる。

【００４５】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。

【００４６】図８は第２の実施例の構成を示すブロック
図である。図において、図１と共通の構成要素には、同
じ符号を付してある。この第２の実施例では、第１の実
施例と異なり、色分離のための補間処理に要する画素数
は１５個となっている。更に具体的には、水平方向の相
関が強い状況に適した補間処理を行う場合には水平方向
５個、垂直方向３ライン分の画素を選択し（図９参
照）、垂直方向の相関が強い状況に適した補間処理を行
う場合には水平３個、垂直５ライン分の画素を選択す
る。

【００４７】このため、ＣＣＤ１から同時に得られる２
ライン分の信号は、４つの１Ｈ遅延手段４０、４１、４
２、４３に供給され、同時に６ライン分の信号が、選択
回路４４に入力される。選択回路４４は第１実施例と同
様複数のスイッチ回路４５から４９にて構成されてお
り、入力されている信号のフィールドが奇数フィールド
か偶数フィールドかに応じて、同時化された信号Ｄ０か
らＤ５のうちから５ライン分の信号が選択される。実際
には、奇数フィールドにおいて、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ
４、Ｄ５の信号をＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４として
出力する。偶数フィールドでは、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４の信号を、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とし
て出力する。

【００４８】そして、このうち、Ｌ０からＬ４の信号
は、フィールド内垂直補間回路５１及び垂直方向高域成
分検出手段を備えた相関検出手段５２に供給される。ま
た、Ｌ１からＬ３の信号は、フィールド内水平補間回路
５０に供給される。

【００４９】水平補間回路５０で処理の対象となる画素
は、入力信号のフィールドが偶数か、奇数かにより、
又、奇数番目の処理か、偶数番目の処理かに応じて、異
なるが、これについては、図９に示されている。

【００５０】水平補間回路５０における補間処理の実際
は、図１１に示す演算により行われる。水平補間回路５
０では、垂直方向３ライン分、水平方向５画素のデータ
を入力して、中央の位置（添字が２３となる位置）での
画素に対応した各色の信号成分を演算で求める。

【００５１】まず、奇数番目の処理においては、Ｇ成分
については、Ｇ２３をそのまま利用する。Ｒ成分につい
ては、２番目のラインの信号成分（Ｇ２１、Ｒ２２、Ｇ
２３、Ｒ２４、Ｇ２５）を用いて演算を行う。このと
き、色信号は狭い範囲では変化せず、特定の色成分の低
域成分（広い面積での色信号）と高域成分（特定の画素
での色信号）との比は他の色成分においても等しいとい
う性質を利用する。すなわち、この２番目のラインにお
いて次の関係式が成立する。

【００５２】

【数２】

【００５３】数式２において、左辺は、Ｇ成分について
の低域成分と高域成分の比を表し、右辺はＲ成分につい
ての比を表している。各分母に掛けられている係数２
は、分母の大きさを合わせるために導入されている。数
式２を変形することにより、図１１のＲ２３に関する関
係式が得られる。

【００５４】Ｇ１３とＧ３３についても、Ｒ２３と同様
に求めることができる。そして、Ｇ１３とＧ２３の関係
をＢ成分に適用することで、Ｂ２３すなわち、Ｂｈを
求めることができる。これは、第１の実施例と同様であ
る。

【００５５】偶数番目の処理においても、同様の演算を
行い、Ｇｈ、Ｒｈ、Ｂｈを求める。

【００５６】垂直補間回路５１で処理の対象となる画素
は、入力信号のフィールドが偶数か、奇数かにより、
又、奇数番目の処理か、偶数番目の処理かに応じて、異
なるが、これについては、図１０に示されている。Ｇ
ｖ、Ｒｖ、Ｂｖの求め方は、水平方向の場合と同様であ
るので、説明は省略する。

【００５７】このように、第２の実施例では、演算に用
いる画素が多いので、より正確な補間値を求めることが
できる。

【００５８】垂直方向高域成分検出手段５２は、Ｌ０、
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の信号から、フィールド内補間
を行う位置における垂直方向の高域成分を検出し（すな
わち、デジタルハイパスフィルタを構成し）、係数Ｋ
ｈ、Ｋｖを出力する。この時、垂直方向高域成分が大き
いときにはＫｈを大きくし、垂直方向高域成分が小さい
ときには、Ｋｈを小さくするようにし、Ｋｖについて
は、１−Ｋｈの値を利用する。すなわち、垂直方向の高
域成分が大きいということは、垂直方向の相関性が少な
いことを意味するからである。

【００５９】加重加算回路２７は、第１の実施例と同
様、Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ及びＲｖ、Ｇｖ、Ｂｖに係数Ｋ
ｈ、Ｋｖを掛けた上で同じ成分を加算して、Ｒｏ、Ｇ
ｏ、Ｂｏとして出力する。

【００６０】図８の実施例では、補間処理を制御するた
めの係数Ｋｈ、Ｋｖを求めるのに垂直方向高域成分の検
出により行っているが、これを水平方向高域成分の検出
により行うことも可能である。また、第１実施例のよう
に、水平方向及び垂直方向の高域成分を検出して、両方
の大きさから、Ｋｈ、Ｋｖを求めるようにすることも考
えられる。

【００６１】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。

【００６２】本実施例と第１の実施例との違いは、第１
実施例では相関値検出にＧの画素のみを使用していたの
に対し、本実施例では全画素による相関値検出手段及び
色レベル検出手段を別途設け、画面の色レベルに応じ
て、両検出出力の混合比を制御する点であり、他の部分
は全く同一である。

【００６３】即ち、Ｇの画素数は全体の１／２しかない
ためＧの画素のみを使用して相関を検出しようとすると
誤検出する場合が発生する。これを解消するためには全
画素を使用する必要がある。

【００６４】しかしながら、Ｇ以外のＢ及びＲを使用す
ると、モノクロあるいは色レベルの低いときはＲ、Ｇ、
Ｂを全て輝度と見做すことができるため正確な検出が行
えるが、色レベルが高いときは全て輝度と見做すことが
できないため正しく検出ができない。

【００６５】そこで、本実施例では色レベルの低いとき
には全画素を使用し、色レベルの高いときにはＧのみを
使用して相関を検出するようにする。

【００６６】図１４は第３の実施例の構成を示すブロッ
ク図であり、図１と異なる点は相関検出手段のみであ
る。本実施例の相関検出手段６０は第１及び第２水平方
向相関値検出回路６１、６２、第１及び第２垂直方向相
関値検出回路６３、６４、色レベル検出回路６５、係数
算出回路６６、係数器６７、６８及び加算器６９、７０
で構成される。

【００６７】第１水平方向相関値検出回路６１及び第１
垂直方向相関値検出回路６３は図１の２８、２９と全く
同一であり、Ｇに基づき相関を検出しそれぞれ相関値Ｓ
ｈ１及びＳｖ１を出力する。

【００６８】また、第２水平方向相関値検出回路６２及
び第２垂直方向相関値検出回路６４は全画素に基づいて
相関を検出し、それぞれ相関値Ｓｈ２及びＳｖ２を出力
する。この両相関値の算出は図１５に示された演算式を
使用する。つまり、Ｄ２２における相関値を求めるのに
周辺９個の画素全てを使用する。ここで、演算式は奇
数、偶数フィールド及び奇数、偶数画素に係わらず同じ
である。

【００６９】そして、相関値Ｓｈ２及びＳｖ２は係数器
６７、６８で色レベルに応じた係数が乗ぜられて加算器
６９、７０でそれぞれＳｈ１及びＳｖ１に加算されＳｈ
及びＳｖとして出力される。

【００７０】次に、前記係数の作成について説明する。
Ａ／Ｄ変換器１４、１５の出力は色レベル検出回路６５
に供給される。ここでは、２つの色差信号Ｇ−ＲとＧ−
Ｂとの和を複数の画素について求め、全てを加算したも
のを色レベルとする。この色レベルは係数算出回路６６
で色レベルに反比例する係数として算出される。即ち、
モノクロ及び色レベルの低い画像では係数が１に近くな
り、色レベルが高くなるにつれて係数が０に近くなる。
従って、この係数によって、加算器６９、７０での混合
比が可変されることになり、Ｓｈ及びＳｖは色レベルが
低いときはＳｈ２及びＳｖ２の割合が多く、色レベルが
高いときはＳｈ２及びＳｖ２の割合が少なくなる。

【００７１】次に、第１及び第２の実施例における補間
処理方法とは異なる原理に基づいて補間処理を行う第４
の実施例について説明する。

【００７２】本実施例と第１及び第２の実施例との違い
は、第１及び第２の実施例における補間処理は、輝度の
変化に対して色信号の局所的な変化は小さいためＧ信号
とＲ信号またはＢ信号との比は隣接画素間においてほぼ
等しいという性質及び特定の色成分の低域成分と高域成
分との比は他の色成分においても等しいという性質を利
用していたが、本実施例における補間処理は、色信号の
局所的な変化は小さいためＧ信号とＲ信号またはＢ信号
との差は隣接画素間においてほぼ等しいという性質及び
特定の色成分の低域成分と高域成分との差は他の色成分
においてもほぼ等しいという性質を利用した点である。

【００７３】即ち、本実施例におけるブロック図は図８
と全く同様であり、水平補間回路５０及び垂直補間回路
５１内の演算方法が第２の実施例と異なるだけであり、
水平補間回路５０における補間処理は図１６に示す演算
により行われる。まず、奇数番目の処理においては、Ｇ
成分についてはＧ２３をそのまま利用する。Ｒ成分につ
いては２番目のラインの信号成分（Ｇ２１、Ｒ２２、Ｇ
２３、Ｒ２４、Ｇ２５）を用いて演算を行う。このと
き、特定の色成分の低域成分と高域成分との差は他の色
成分においてもほぼ等しいという性質を利用する。即
ち、２番目のラインにおいては次の関係式が成立する。

【００７４】

【数３】

【００７５】数３において、左辺はＧ成分についての高
域成分と低域成分の差を表し、右辺はＲ成分についての
差を表している。数３を変形することにより、図１６の
Ｒ２３を得る関係式が得られる。Ｇ１３とＧ３３につい
ても、Ｒ２３と同様に求めることができる。

【００７６】そして、次に、Ｂ成分を求めるときは、Ｇ
信号とＲ信号またはＢ信号との差は隣接画素間において
ほぼ等しいという性質を利用する。即ち、次の関係式が
成立する。

【００７７】

【数４】

【００７８】この式を変形することによりＢ２３すなわ
ちＢｈを求めることができる。

【００７９】偶数番目の処理においても同様の演算を行
い、Ｇｈ、Ｒｈ、Ｂｈを求める。

【００８０】また、垂直補間回路５１におけるＧｖ、Ｒ
ｖ、Ｂｖの求め方も基本的には水平補間処理と同様であ
るので説明は省略する。

【００８１】このように、図１１における演算式は、演
算処理を乗算及び除算が占めていたが、図１６における
演算式は、乗算及び除算は加算および減算に置き変わっ
ており、特に回路構成が複雑となる除算を使用していな
いため演算処理回路の構成を大幅に簡単化することがで
きる。

【００８２】また、本実施例の補間処理によればモノト
ーンに近い画像に対して色偽信号が少なく高品質の画像
が得られる。

【００８３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、色
偽信号が発生しない色分離回路を提供することができ、
画質の改善がはかれる。

【００８４】また、垂直または水平の高域成分をそのま
ま出力することが可能となり、高解像度な色分離を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明で利用されるＣＣＤを示す図である。

【図３】第１実施例での信号を示す説明図である。

【図４】演算処理回路の構成を示すブロック図である。

【図５】処理対象の画素の選択を説明する説明図であ
る。

【図６】補間処理を示す説明図である。

【図７】相関検出を示す説明図である。

【図８】第２の実施例の構成を示すブロック図である。

【図９】第２の実施例における画素の選択を説明する説
明図である。

【図１０】第２の実施例における画素の選択を説明する
説明図である。

【図１１】第２実施例における補間処理を説明する説明
図である。

【図１２】発明の効果を説明するための説明図である。

【図１３】色偽信号の発生を説明する説明図である。

【図１４】第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図１５】第３の実施例における相関検出を示す説明図
である。

【図１６】第４の実施例における補間処理を説明する図
である。

【符号の説明】

１ＣＣＤ（固体撮像デバイス）２２補間処理手段２３相関値検出手段２６係数算出手段２７加重加算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田秀史大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者井出廣一大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各画素に対応して、分光感度特性の異な
る複数の種類の色フィルタが、モザイク状に配置された
固体撮像デバイスからの信号を処理する単板式カラービ
デオカメラの色分離回路において、任意の位置における
複数の色信号成分を当該位置及び周囲の位置の色信号成
分より生成する補間処理手段と、補間処理により複数の
色信号成分を生成する位置における水平方向及びもしく
は垂直方向の相関の程度を求める相関値検出手段とを備
え、前記補間処理手段における補間処理が、前記相関値
検出手段の出力に応じて、制御されることを特徴とする
色分離回路。
【請求項２】前記補間処理手段には、水平方向の相関
が強い場合に適した第１の処理手段と、垂直方向の相関
が強い場合に適した第２の処理手段を含み、前記相関値
検出手段出力により、前記第１処理手段出力と第２処理
手段出力に基づく前記補間処理手段出力が制御されるこ
とを特徴とする請求項１記載のの色分離回路。
【請求項３】前記相関値検出手段は、特定の色成分の
画素のみに基づいて相関を検出する第１水平及び垂直方
向相関値検出回路と、全ての色成分の画素に基づいて相
関を検出する第２水平及び垂直相関値検出回路と、色レ
ベルを検出する色レベル検出回路と、この色レベルに応
じて前記第１水平及び垂直方向相関値検出回路出力と前
記第２水平及び垂直方向相関値検出回路出力との混合比
を可変する混合比可変手段とからなる請求項１記載の色
分離回路。