JPH08214320A - Chrominance signal converter in single plate type color camera - Google Patents

Chrominance signal converter in single plate type color camera

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Publication number
JPH08214320A
JPH08214320A JP7014922A JP1492295A JPH08214320A JP H08214320 A JPH08214320 A JP H08214320A JP 7014922 A JP7014922 A JP 7014922A JP 1492295 A JP1492295 A JP 1492295A JP H08214320 A JPH08214320 A JP H08214320A
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JP
Japan
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color
color component
signal
component signals
horizontal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7014922A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Oshima
光雄 大島
Satoru Yamada
識 山田
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a desired chrominance signal by reducing moire from a color component signal from a color filter with prescribed color arrangement without depending on color temperature. CONSTITUTION: A color image pickup element 10 outputs the color component signals Wb, Gr on, for example. (n) scanning lines from a filter with prescribed color arrangement, and outputs the color component signals Wb, Gb on (n+1) scanning lines. A concurrency part 20 performs the concurrency of the color component signals Wb, Gr, Gb and Wr. A correction part 30 calculates an addition signal (Wb+Gb) from the color component signals on the (n) lines out of concurred color component signals by a first horizontal addition circuit 32, and an addition signal (Wr+Gb) from the (n+1) lines by a second horizontal addition circuit 34, and they are supplied to a coefficient calculation circuit 38 as a ratio Hn=(Wr+Gb)/(Wb+Gr) by a comparison circuit 36. The coefficient calculation circuit 38 calculates and corrects coefficients Kn=(0.5+-0.5Hn), k(n+1)=(0.5+0.5/Hn) to correct the color component signals on the (n) and (n+1) lines, respectively. In this way, the color component signal supplied to a matrix arithmetic circuit 42 is corrected as a picture element signal suitable for density gradient and averaged on respective line, and the influence of moire is reduced.

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、単一のカラー撮像素子
にて被写体像を表わすカラー画像信号を得る単板式カラ
ーカメラにおける色信号変換装置に係り、特に、たとえ
ば、所定の配列の補色フィルタなどを透過させた複数の
色成分信号から所望のR,G,B 信号などの色信号を得る単
板式カラーカメラにおける色信号変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color signal conversion device in a single-plate color camera which obtains a color image signal representing a subject image with a single color image pickup device, and more particularly, for example, a complementary color filter having a predetermined arrangement. The present invention relates to a color signal conversion device in a single-panel color camera that obtains desired color signals such as R, G, and B signals from a plurality of color component signals that have been transmitted.

【0002】[0002]

【従来の技術】単板式カラーカメラでは、CCD(Charged
Coupled Device) などの撮像素子に所定の色配列のフィ
ルタが装着されて、この色フィルタを透過した被写体像
のそれぞれの画素を表わす色成分信号を検出して、これ
らを所望の色信号に変換して被写体像を表わす画像信号
を得る。たとえば、図2に示すようにマゼンダMg、イエ
ローYe、グリーンG、シアンCyの4種類の補色フィルタ
がそれぞれの画素毎に配列された色フィルタを用いたフ
ィールド蓄積線順次方式の単板式CCD カメラが知られて
いる。
2. Description of the Related Art CCDs (Charged
An image sensor such as a Coupled Device) is equipped with a filter of a predetermined color array, detects the color component signals representing each pixel of the subject image that has passed through this color filter, and converts these to the desired color signal. To obtain an image signal representing the subject image. For example, as shown in FIG. 2, a field accumulation line sequential type single-plate CCD camera using a color filter in which four types of complementary color filters of magenta Mg, yellow Ye, green G, and cyan Cy are arranged in each pixel is shown. Are known.

【0003】このCCD カメラでは、CCD にて垂直方向に
隣接する行の画素からの信号を加算し、混合して出力す
る。たとえば、n水平走査ラインでは、マゼンダMgおよ
びシアンCyを混合した色成分信号Wbと、グリーンGおよ
びイエローYeを混合した色成分信号Grとを交互に出力す
る。(n+1) 水平走査ラインでは、マゼンダMgおよびイエ
ローYeを混合した色成分信号Wrと、グリーンGおよびシ
アンCyを混合した色成分信号Gbを交互に出力する。これ
により、n水平走査ラインでは、直流成分に色成分信号
Wb,Gr が加算された(Wb+Gr)=(Mg+Cy)+(G+Ye)=(2R+3G+2
B) としての輝度信号成分が含まれて、基本波成分に色
成分信号Wb,Gr の差信号(Wb-Gr)=(Mg+Cy)-(G+Ye)=(2R-
G) としての色差信号成分が含まれている。同様に、(n+
1) 水平走査ラインでは、直流成分に(Wr+Gb)=(Mg+Ye)+
(G+Cy)=2R+3G+2B の輝度信号成分が含まれ、基本波成分
に(Wr-Gb)=(Mg+Ye)-(G+Cy)=(2B-G) の色差信号成分が含
まれている。
In this CCD camera, signals from pixels of vertically adjacent rows in the CCD are added, mixed, and output. For example, in the n horizontal scanning lines, the color component signal Wb in which magenta Mg and cyan Cy are mixed and the color component signal Gr in which green G and yellow Ye are mixed are alternately output. In the (n + 1) horizontal scanning line, a color component signal Wr mixed with magenta Mg and yellow Ye and a color component signal Gb mixed with green G and cyan Cy are alternately output. As a result, in the n horizontal scanning lines, the color component signal is added to the DC component.
Wb, Gr added (Wb + Gr) = (Mg + Cy) + (G + Ye) = (2R + 3G + 2
(B) includes the luminance signal component, and the fundamental wave component is the difference signal of the color component signals Wb and Gr (Wb-Gr) = (Mg + Cy)-(G + Ye) = (2R-
The color difference signal component as G) is included. Similarly, (n +
1) In the horizontal scanning line, (Wr + Gb) = (Mg + Ye) +
The luminance signal component of (G + Cy) = 2R + 3G + 2B is included, and the color difference signal component of (Wr-Gb) = (Mg + Ye)-(G + Cy) = (2B-G) is included in the fundamental wave component. It is included.

【0004】したがって、たとえば、それぞれの走査線
毎に低域フィルタをそれぞれ通して低域成分(2R+3G+2B)
を輝度信号として検出して、また、それぞれの走査線に
て基本周波数を中心とした帯域フィルタを通して、これ
を検波することによってそれぞれの色差成分(2R-G),(2B
-G) を分離して色差信号を検出する。さらに色差信号は
同時化され、これにより、輝度信号および色差信号を含
む色差線順次の複合カラー信号を得ることができる。
Therefore, for example, a low-pass filter (2R + 3G + 2B) is passed through each low-pass filter for each scanning line.
Is detected as a luminance signal, and each color difference component (2R-G), (2B-G) is detected by detecting it through a bandpass filter centered on the fundamental frequency in each scanning line.
-G) is separated to detect the color difference signal. Further, the color difference signals are synchronized with each other, whereby a color difference line-sequential composite color signal including a luminance signal and a color difference signal can be obtained.

【0005】しかし、この方式では、それぞれの走査ラ
イン毎に混合した2種類の色成分信号Wb,Gr またはWr,G
b のみから色差信号(2R-G)または(2B-G)を得ているの
で、色フィルタの分光特性に強く依存する色再現性の自
由度が小さかった。
However, in this method, two types of color component signals Wb, Gr or Wr, G mixed for each scanning line are used.
Since the color difference signal (2R-G) or (2B-G) is obtained only from b, the degree of freedom of color reproducibility that strongly depends on the spectral characteristics of the color filter was small.

【0006】そこで、たとえばテレビジョン学会技術報
告Vol.13,NO.11 の頁49〜頁54に記載された画素混合CC
D カメラにおける同時RGB 処理(西村他、1989年2月発
表)では、上記と同様な補色フィルタからの色成分信号
から色再現性を高めた色信号を得る装置が提案されてい
る。
Therefore, for example, the pixel mixture CC described in page 49 to page 54 of Technical Report Vol. 13, No. 11 of the Television Society of Japan.
For simultaneous RGB processing in a D camera (Nishimura et al., Announced in February 1989), an apparatus has been proposed that obtains a color signal with improved color reproducibility from the color component signals from the complementary color filter similar to the above.

【0007】この装置では、CCD から読み出された色成
分信号を水平遅延線にて1水平期間遅延させた信号と、
直接の信号とから水平方向および垂直方向に隣接するそ
れぞれの色成分信号Wb,Wr,Gr,Gb を検出して、これらを
マルチプレクサなどにて同時化する。
In this device, a color component signal read from the CCD is delayed by a horizontal delay line for one horizontal period, and
The color component signals Wb, Wr, Gr, Gb adjacent to each other in the horizontal direction and the vertical direction are detected from the direct signal, and these are synchronized by a multiplexer or the like.

【0008】同時化された4種類の色成分信号Wr,Gb,G
r,Wb は、マトリックス演算回路で次式(1) のように演
算することによって色信号R,G,B として生成される。こ
れにより、n水平ラインと(n+1) 水平ラインの2つのラ
インから4種類の色成分信号を用いて色信号を再現する
ことができ、その自由度が高められる。
Four types of color component signals Wr, Gb, G which are synchronized with each other
r, Wb are generated as color signals R, G, B by calculating as in the following equation (1) in a matrix calculating circuit. As a result, a color signal can be reproduced using four types of color component signals from the two lines of the n horizontal line and the (n + 1) horizontal line, and the degree of freedom can be increased.

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】この場合、任意定数α、β、γは、"0"
〜"1" の間の値でよいが、上記文献では、モアレ抑圧の
関係から次の条件を満たすように設定されていた。
In this case, the arbitrary constants α, β and γ are "0".
A value between 1 and "1" may be used, but in the above-mentioned document, the following condition was set in consideration of the moire suppression relationship.

【0011】[0011]

【数2】 [Equation 2]

【0012】[0012]

【数3】 (Equation 3)

【0013】特に、α、βは適当な色温度の白色光に対
して(2) 式を満たすように定められていた。
In particular, α and β have been set so as to satisfy the expression (2) for white light having an appropriate color temperature.

【0014】以上のように、上記文献では、補色フィル
タを有するCCD センサの出力信号から水平および垂直方
向に隣接する画素の色成分信号を同時化して、これらか
ら上式(1) 〜(3) に示すようにマトリックス演算係数を
最適化して設定し、モアレを抑圧しながら色信号R,G,B
を得て、色再現性の自由度を高めていた。
As described above, in the above-mentioned document, the color component signals of the pixels adjacent in the horizontal and vertical directions are synchronized from the output signal of the CCD sensor having the complementary color filter, and the above equations (1) to (3) are used. As shown in, the matrix calculation coefficients are optimized and set, and the color signals R, G, B are suppressed while suppressing moire.
Therefore, the degree of freedom of color reproducibility was increased.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、光源の色温度が変わるごとに(2) 式
に示すように係数α,βの最適化を図らないと色モアレ
が出てしまうため、色温度ごとに係数を用意して切り替
えなければならなかった。この場合、たとえば、太陽光
から蛍光灯などへの照明条件が変わったときに色温度を
測り、それらの色温度に基づいて係数を設定しなければ
ならない。しかし、色温度を正確に測るのが難しいの
で、係数の最適化を図るのが困難で色モアレが生じてし
まうという問題があった。また、色温度ごとの係数をそ
のときの色成分信号の種類毎に作成しなければ、色温度
ごとのステップ的な処理や急激な照明条件の変化に追随
できないという課題が残されていた。
However, in the above-mentioned conventional technique, color moire occurs unless the coefficients α and β are optimized as shown in equation (2) each time the color temperature of the light source changes. Therefore, it is necessary to prepare and switch the coefficient for each color temperature. In this case, for example, the color temperature must be measured when the illumination condition from the sunlight to the fluorescent lamp changes, and the coefficient must be set based on the color temperature. However, since it is difficult to accurately measure the color temperature, it is difficult to optimize the coefficient, which causes color moire. Further, there has been a problem that unless a coefficient for each color temperature is created for each type of color component signal at that time, it is not possible to follow stepwise processing for each color temperature and abrupt change of illumination conditions.

【0016】本発明は上記課題を解決して、異なる色温
度に対するモアレの発生を防止することができ、かつ種
々の色成分信号に対しても所定の係数のみにて対応する
ことができる簡易で安定した単板式カラーカメラにおけ
る色信号変換装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems and prevents the occurrence of moire with respect to different color temperatures, and can cope with various color component signals only with predetermined coefficients. An object of the present invention is to provide a stable color signal conversion device in a single-plate color camera.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明による単板式カラ
ーカメラにおける色信号変換装置は、上記課題を解決す
るために、所定の色配列のフィルタが装着された単一の
撮像素子から順次出力される複数の色成分信号を所望の
色信号に変換する単板式カラーカメラにおける色信号変
換装置において、撮像素子から順次出力される色成分信
号をそれぞれ水平方向および垂直方向に隣接する複数の
画素毎に検出して同時化する同時化手段と、同時化手段
にて同時化された複数の色成分信号に基づいて補正係数
を算出して、この補正係数にて同時化手段からの色成分
信号をそれぞれ補正する補正手段と、補正手段からの補
正された色成分信号に所定の演算を施して所望の色信号
を求めるマトリックス演算手段とを含み、補正手段は、
同時化された複数の色成分信号の総画素値に対する垂直
方向間の色成分信号の比に応じて、それぞれの色成分信
号が平均化された値になるように補正係数を算出し、こ
の補正係数にてそれぞれの色成分信号を補正することを
特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a color signal conversion device for a single-plate color camera according to the present invention sequentially outputs from a single image pickup device equipped with a filter having a predetermined color arrangement. In a color signal conversion device in a single-plate color camera that converts a plurality of color component signals into a desired color signal, the color component signals sequentially output from the image sensor are output for each of a plurality of pixels that are adjacent in the horizontal and vertical directions. A correction coefficient is calculated based on a plurality of color component signals which are detected and synchronized, and a plurality of color component signals which are synchronized by the synchronization means, and the color component signals from the synchronization means are respectively calculated by this correction coefficient. The correction unit includes a correction unit that corrects and a matrix calculation unit that performs a predetermined calculation on the corrected color component signal from the correction unit to obtain a desired color signal.
According to the ratio of the color component signals in the vertical direction to the total pixel value of the synchronized multiple color component signals, a correction coefficient is calculated so that each color component signal becomes an averaged value, and this correction is performed. It is characterized in that each color component signal is corrected by a coefficient.

【0018】この場合、補正手段は、同時化された複数
の色成分信号のうち水平方向の色成分信号をそれぞれ加
算する水平加算手段と、水平加算手段の加算結果から垂
直方向の比をとる垂直対比手段と、対比手段の対比結果
からそれぞれの水平走査ライン毎の補正係数を算出する
係数算出手段とを有するとよい。
In this case, the correction means includes a horizontal addition means for adding the color component signals in the horizontal direction among the plurality of synchronized color component signals, and a vertical addition means for taking the ratio in the vertical direction from the addition result of the horizontal addition means. It is preferable to have a comparing means and a coefficient calculating means for calculating a correction coefficient for each horizontal scanning line from the comparison result of the comparing means.

【0019】また、色フィルタは、マゼンダMg、シアン
Cy、グリーンG、イエローYeの4種の補色フィルタを含
み、撮像素子は、n走査ラインにてマゼンダMgおよびシ
アンCyを混合した第1の色成分信号Wbと、グリーンGお
よびイエローYeを混合した第2の色成分信号Grとを交互
に出力し、(n+1) 走査ラインにてマゼンダMgおよびイエ
ローYeを混合した第3の色成分信号Wrと、グリーンGお
よびシアンCyを混合した第4の色成分信号Gbとを交互に
出力し、同時化手段は、撮像素子からの水平方向および
垂直方向に隣接する色成分信号Wr,Wb,Gr,Gb を同時化
し、補正手段は、同時化された色成分信号Wr,Wb,Gr,Gb
に基づいて補正係数を求めてそれぞれ補正し、マトリッ
ク演算手段は、補正された色成分信号Wr,Wb,Gr,Gb から
所定の演算式にて色信号R,G,B を求めるようにすると有
利である。
The color filters are magenta Mg and cyan.
The image sensor includes four types of complementary color filters of Cy, green G, and yellow Ye, and the image pickup device mixes green G and yellow Ye with the first color component signal Wb in which magenta Mg and cyan Cy are mixed in n scanning lines. The second color component signal Gr is output alternately, and the third color component signal Wr in which magenta Mg and yellow Ye are mixed and the fourth in which green G and cyan Cy are mixed in the (n + 1) scanning line. Alternately output the color component signal Gb of the image sensor, and the synchronizing means synchronizes the adjacent color component signals Wr, Wb, Gr, Gb in the horizontal and vertical directions from the image sensor, and the correcting means synchronizes them. Color component signals Wr, Wb, Gr, Gb
It is advantageous that the correction coefficient is calculated based on each of the correction coefficients, and the matrix calculation means calculates the color signals R, G, B from the corrected color component signals Wr, Wb, Gr, Gb by a predetermined calculation formula. Is.

【0020】この場合、補正手段は、同時化されたn走
査ラインの第1の色成分信号Wbおよび第2の色成分信号
Grを加算する第1の水平加算手段と、同時化された(n+
1) 走査ラインの第3の色成分信号Wrおよび第4の色成
分信号Gbを加算する第2の水平加算手段と、第1の加算
手段からの加算信号(Wb+Gr) と第2の加算手段からの加
算信号(Wr+Gb) とからそれらの比Hn=(Wb+Gr)/(Wr+Gb)を
演算する対比手段と、この対比手段からの対比結果Hnか
らn走査ラインの色成分信号Wb,Gr をそれぞれ補正する
ための第1の補正係数k=(0.5+0.5Hn) と、(n+1) 走査ラ
インの色成分信号Wr,Gb をそれぞれ補正するための第2
の係数k(n+1)=(0.5+0.5/Hn) を算出する係数算出手段と
を含むようにするとよい。
In this case, the correction means includes the first color component signal Wb and the second color component signal of the synchronized n scanning lines.
Synchronized with the first horizontal addition means for adding Gr (n +
1) Second horizontal addition means for adding the third color component signal Wr and the fourth color component signal Gb of the scanning line, and the addition signal (Wb + Gr) from the first addition means and the second addition Comparison means for calculating the ratio Hn = (Wb + Gr) / (Wr + Gb) from the addition signal (Wr + Gb) from the means, and the color component of n scanning lines from the comparison result Hn from this comparison means The first correction coefficient k = (0.5 + 0.5Hn) for correcting the signals Wb, Gr, respectively, and the second correction coefficient for correcting the color component signals Wr, Gb of the (n + 1) scanning lines, respectively.
Coefficient calculation means for calculating the coefficient k (n + 1) = (0.5 + 0.5 / Hn).

【0021】一方、色フィルタはレッドR、グリーン
G、ブルーBを含む原色フィルタであってもよい。
On the other hand, the color filter may be a primary color filter containing red R, green G and blue B.

【0022】[0022]

【作用】本発明における単板式カラーカメラにおける色
信号変換装置によれば、所定の色配列のフィルタを透過
した色成分の信号を撮像素子にて検出して、それぞれの
走査線毎に順次色成分信号を出力する。これらは同時化
手段にて、たとえば、n水平ラインの2画素の色成分信
号と(n+1) 水平ラインの2画素の色成分信号とが同時化
されて4種類の色成分信号として出力される。それぞれ
の水平ラインの色成分信号は、水平加算手段にて加算さ
れて垂直対比手段に供給される。対比手段ではn水平ラ
インと(n+1) 水平ラインの加算された色成分信号の比を
とって係数算出手段に出力する。係数算出手段では、対
比手段からのそれぞれの水平ラインの比に応じて、それ
ぞれの色成分信号の値が平均化されるように係数を算出
して、たとえば4種類の信号をそれぞれの水平走査ライ
ンに応じて補正する。補正された色成分信号は、マトリ
ックス演算回路にて所定の演算により、たとえばR,G,B
の3種類の色信号に変換される。
According to the color signal conversion device in the single-plate color camera of the present invention, the color component signal transmitted through the filter having the predetermined color arrangement is detected by the image pickup device, and the color components are sequentially scanned for each scanning line. Output a signal. For example, the color component signals of the two pixels of the n horizontal lines and the color component signals of the two pixels of the (n + 1) horizontal line are synchronized by the synchronizing means and output as four types of color component signals. It The color component signals of each horizontal line are added by the horizontal addition means and supplied to the vertical comparison means. The comparing means calculates the ratio of the color component signals added to the n horizontal lines and the (n + 1) horizontal lines and outputs the ratio to the coefficient calculating means. The coefficient calculating means calculates a coefficient so that the values of the respective color component signals are averaged according to the ratio of the respective horizontal lines from the comparing means, and, for example, four types of signals are supplied to the respective horizontal scanning lines. Correct according to. The corrected color component signal is processed by a matrix calculation circuit according to a predetermined calculation, for example, R, G, B
Are converted into three types of color signals.

【0023】[0023]

【実施例】次に、添付図面を参照して本発明による単板
式カラーカメラにおける色信号変換装置の一実施例を詳
細に説明する。図1には、本発明による色信号変換装置
が適用された単板式カラーカメラの一実施例における要
部の構成が示されている。本実施例における色信号変換
装置は、カラー撮像素子10からの色成分信号を同時化す
る同時化部20と、同時化された色成分信号を補正する補
正部30と、色成分信号をR,G,B 色信号に変換する変換部
40とを含む。なお、図1には、単板式カラーカメラの構
成のうち本実施例に直接関係ある部分のみが示されてお
り、本実施例に直接関係のない部分はその図示が省略さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a color signal conversion device in a single plate type color camera according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the configuration of the main part of an embodiment of a single-plate color camera to which the color signal conversion device according to the present invention is applied. The color signal conversion device in the present embodiment, the synchronization unit 20 that synchronizes the color component signals from the color image sensor 10, the correction unit 30 that corrects the synchronized color component signals, the color component signal R, Converter for converting to G and B color signals
Including 40 and. It should be noted that FIG. 1 shows only the portion of the configuration of the single-plate color camera that is directly related to this embodiment, and the portion that is not directly related to this embodiment is omitted.

【0024】各部の詳細を説明すると、カラー撮像素子
10は、所定の感光画素が縦横に配列されたCCD(Charged
coupled device) に所定の色配列のフィルタが装着され
たイメージセンサであり、特に本実施例では図2に示す
補色フィルタが装着されたフィールド蓄積2行混合読出
しのインタラインCCD が有利に適用される。具体的に
は、図2に示す補色フィルタは、たとえばn水平走査ラ
インにマゼンダMgとシアンCy、およびグリーンGとイエ
ローYeの組み合わせの色フィルタが水平方向に交互に配
列され、(n+1) 水平走査ラインにマゼンダMgとイエロー
Ye、グリーンGとシアンCyの組み合わせの色フィルタが
交互に配列され、さらにそれぞれの配列の水平走査ライ
ンが垂直方向に交互に配列された補色フィルタである。
この撮像素子10にてCCD は、n水平走査ラインにてマゼ
ンダMgとシアンCyとを混合した第1の色成分信号Wbと、
グリーンGとイエローYeを混合した第2の色成分信号Gr
とを交互に点順次信号として出力する。(n+1) 水平走査
ラインでは、マゼンダMgとイエローYeとを混合した第3
の色成分信号Wrと、グリーンGとシアンCyとを混合した
第4の色成分信号Gbとを交互に点順次信号として出力す
るセンサである。
The details of each section will be described.
10 is a CCD (Charged
This is an image sensor in which a filter of a predetermined color array is mounted on a coupled device, and in particular, in this embodiment, an interline CCD for field-storage two-row mixed readout in which a complementary color filter shown in FIG. 2 is mounted is advantageously applied. . Specifically, in the complementary color filter shown in FIG. 2, for example, color filters of a combination of magenta Mg and cyan Cy, and green G and yellow Ye are alternately arranged in the horizontal direction in n horizontal scanning lines, and (n + 1) Magenta Mg and yellow on horizontal scan line
This is a complementary color filter in which color filters of a combination of Ye, green G, and cyan Cy are alternately arranged, and the horizontal scanning lines of each array are alternately arranged in the vertical direction.
The CCD in the image pickup device 10 has a first color component signal Wb in which magenta Mg and cyan Cy are mixed in n horizontal scanning lines,
Second color component signal Gr mixed with green G and yellow Ye
And are alternately output as a dot-sequential signal. In the (n + 1) horizontal scanning line, the third mixture of magenta Mg and yellow Ye
Of the color component signal Wr and the fourth color component signal Gb in which green G and cyan Cy are mixed are alternately output as a dot-sequential signal.

【0025】同時化部20は、撮像素子10から出力される
点順次の色成分信号を水平方向および垂直方向に隣接す
る画素同士にて同時化するタイミング処理回路であり、
本実施例ではn水平走査ラインからの色成分信号Wr,Gb
の2画素と、(n+1) 水平走査ラインからの色成分信号W
b,Gr の2画素、計4画素を順次同時化して出力する。
より詳細には、この同時化部20は、図1に示すようにア
ナログ・デジタル(A/D)変換器22と、1水平遅延回路(1H
DL)24と、同時化回路26とを含む。アナログ・デジタル
変換器22は、撮像素子10からの色成分信号Wr,Wb,Gr,Gb
をたとえばそれぞれ8〜10ビットのディジタルデータに
変換する信号変換回路である。このA/D 変換器22の出力
は、1水平遅延回路24および同時化回路26に供給され
る。
The synchronizing section 20 is a timing processing circuit for synchronizing dot-sequential color component signals output from the image pickup device 10 between pixels adjacent in the horizontal and vertical directions,
In this embodiment, the color component signals Wr, Gb from the n horizontal scanning lines
2 pixels and the color component signal W from the (n + 1) horizontal scanning line
2 pixels of b and Gr, 4 pixels in total, are sequentially synchronized and output.
More specifically, the synchronization unit 20 includes an analog / digital (A / D) converter 22 and a horizontal delay circuit (1H) as shown in FIG.
DL) 24 and a synchronization circuit 26. The analog / digital converter 22 includes color component signals Wr, Wb, Gr, Gb from the image sensor 10.
Is a signal conversion circuit for converting each into, for example, 8 to 10 bits of digital data. The output of the A / D converter 22 is supplied to the one horizontal delay circuit 24 and the synchronization circuit 26.

【0026】1水平遅延回路24は、1水平走査ラインの
ディジタルデータを蓄積する、たとえばFIFOメモリなど
からなるラインバッファ回路であり、A/D 変換器22を介
して同時化回路26に供給される現時点での水平走査ライ
ンのそれぞれに対応する前ラインの画素の色成分データ
をそれぞれ入力順に点順次にて出力する。同時化回路26
は、A/D 変換器22からの直接の色成分データと1水平遅
延回路24からの色成分データをそれぞれ順次2画素づつ
サンプリングして、水平方向および垂直方向に隣接する
計4画素の色成分データをマルチプレクサなどにて同時
化して出力する回路である。たとえば、A/D 変換器22か
らの(n+1) 水平走査ラインにて隣合う色成分信号Wr,Gb
を検出し、そのとき1水平走査ライン26からのn水平走
査ラインにて隣合う色成分信号Wb,Gr を検出して、これ
ら水平および垂直方向に隣接する4画素Wb,Wr,Gr,Gb を
順次マルチプレクサなどにて同時化して補正部30に出力
する。
The 1-horizontal delay circuit 24 is a line buffer circuit that stores digital data of 1 horizontal scanning line, and is composed of, for example, a FIFO memory, and is supplied to the synchronization circuit 26 via the A / D converter 22. The color component data of the pixels of the previous line corresponding to each of the current horizontal scanning lines is output dot-sequentially in the order of input. Synchronization circuit 26
Is the color component data of the direct color component data from the A / D converter 22 and the color component data from the one horizontal delay circuit 24, which are sequentially sampled every two pixels, and the color components of a total of four pixels adjacent in the horizontal direction and the vertical direction. It is a circuit that outputs data by synchronizing with a multiplexer or the like. For example, in the (n + 1) horizontal scanning line from the A / D converter 22, the adjacent color component signals Wr, Gb
, And at that time, the adjacent color component signals Wb, Gr in n horizontal scanning lines from one horizontal scanning line 26 are detected, and these four pixels Wb, Wr, Gr, Gb adjacent in the horizontal and vertical directions are detected. The signals are sequentially synchronized by a multiplexer or the like and output to the correction unit 30.

【0027】補正部30は、同時化された色成分信号Wr,W
b,Gr,Gb に所定の補正を施して出力する信号処理回路で
あり、特に、本実施例では同時化した4種類の色成分信
号Wr,Wb,Gr,Gb の総画素値に対する2つの水平走査ライ
ンの信号比に応じて、それぞれの色成分信号が平均化さ
れるように補正係数を設定して、同時化されたそれぞれ
の色成分信号を補正する回路である。詳細には、水平方
向に配列された画素の隣接した色成分信号同士の値の和
と次の水平ラインの同じ水平方向の場所の色成分信号の
値の和を比べて、その平均値になるようにnライン目と
(n+1) ライン目を補正することで色モアレを低減させる
補正係数を求めて、これにより、それぞれの色成分信号
を補正する。特に、nライン目と(n+1) ライン目で画素
値が違っていたときに、その平均値になるようにnライ
ン目のそれぞれの同時化出力には次式(4) にて算出され
た補正係数knを積算し、(n+1) ライン目のそれぞれ同時
化出力には次式(5) にて算出された補正係数k(n+1)を積
算する。
The correction unit 30 is configured to synchronize the color component signals Wr, W
This is a signal processing circuit for outputting a predetermined correction to b, Gr, Gb, and in particular, in the present embodiment, two horizontal components corresponding to the total pixel values of four types of color component signals Wr, Wb, Gr, Gb are synchronized. This is a circuit that sets a correction coefficient so that the respective color component signals are averaged according to the signal ratio of the scanning line, and corrects the synchronized respective color component signals. Specifically, the sum of the values of the adjacent color component signals of pixels arranged in the horizontal direction and the sum of the values of the color component signals at the same horizontal position on the next horizontal line are compared to obtain the average value. Like the nth line
A correction coefficient for reducing the color moiré is obtained by correcting the (n + 1) th line, and each color component signal is corrected by this. In particular, when the pixel values on the n-th line and the (n + 1) -th line are different, the simultaneous output of each of the n-th lines is calculated by the following equation (4) so that it becomes the average value. The correction coefficient k (n + 1) calculated by the following equation (5) is added to each synchronized output of the (n + 1) th line.

【0028】[0028]

【数4】 [Equation 4]

【0029】[0029]

【数5】 (Equation 5)

【0030】ただし、Hk=(Wr+Gb)/Wb+Gr) である。つま
り、同時化された4種の色成分信号の全画素の入射エネ
ルギーは、(Wb+Gr+Gb+Wr)=(2R+3G+2B)の輝度信号として
表わされるので、これに対するそれぞれの水平走査ライ
ンでの画素比をとることで、この4つの同時化信号の近
傍では同じ輝度、同じ色を当てはめてしまうことによ
り、それぞれの画素を平均化するものである。
However, Hk = (Wr + Gb) / Wb + Gr). That is, the incident energy of all pixels of the four types of color component signals that are synchronized is expressed as a luminance signal of (Wb + Gr + Gb + Wr) = (2R + 3G + 2B). By taking the pixel ratio in the scanning line, the same brightness and the same color are applied in the vicinity of these four synchronization signals, so that the respective pixels are averaged.

【0031】具体的には、本実施例の補正部30は、図1
に示すように第1の水平加算回路32と、第2の水平加算
回路34と、垂直対比回路36と、補正係数算出回路38とを
含む。第1の水平加算回路32は、同時化された色成分信
号のうち、前ラインの水平走査ラインにおける2画素の
色成分信号を受けて、これらを加算する演算回路であ
る。同様に第2の水平加算回路32は、現時点の水平走査
ラインにおける2画素の色成分信号を受けて加算する演
算回路である。たとえば、n水平走査ラインと(n+1) 水
平走査ラインの色成分信号が同時化された場合、第1の
水平加算回路32では色成分信号Wb,Gr を受けてこれらを
加算した第1の加算信号(Wr+Gb) を演算して、第2の水
平加算回路34では色成分信号Wb,Gr を受けてこれらを加
算した第2の加算信号(Wb+Gr) を演算してそれぞれ出力
する。
Specifically, the correction unit 30 of this embodiment is similar to that shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it includes a first horizontal addition circuit 32, a second horizontal addition circuit 34, a vertical comparison circuit 36, and a correction coefficient calculation circuit 38. The first horizontal addition circuit 32 is an arithmetic circuit that receives the color component signals of two pixels in the horizontal scanning line of the previous line from the synchronized color component signals and adds them. Similarly, the second horizontal addition circuit 32 is an arithmetic circuit that receives and adds the color component signals of the two pixels in the horizontal scanning line at the present time. For example, when the color component signals of the n horizontal scanning lines and the (n + 1) horizontal scanning lines are synchronized, the first horizontal addition circuit 32 receives the color component signals Wb, Gr and adds them to obtain a first horizontal addition signal. The addition signal (Wr + Gb) is calculated, and the second horizontal addition circuit 34 receives the color component signals Wb and Gr and calculates the second addition signal (Wb + Gr) by adding them, and outputs them. .

【0032】垂直対比回路36は、第1の加算信号と第2
の加算信号の比を演算する演算回路であり、たとえば除
算回路または逆数値があらかじめ蓄積されているルック
アップテーブルと積算回路などにて形成されている。特
に、本実施例では、第1の水平加算回路32の加算結果を
第2の加算回路34の加算結果にて除算した第1の比、お
よび第2の加算回路34の加算結果を第1の加算回路32の
加算結果にて除算した第2の比を出力する。具体的に
は、たとえばn水平走査ラインの色成分信号の加算信号
(Wr+Gb) と(n+1) 水平走査ラインの加算信号(Wb+Gr) を
それぞれの加算回路32,34 から受けて、第1の比Hn=(Wr
+Gb)/(Wb+Gr)と第2の比1/Hn=(Wb+Gr)/(Wr+Gb)とを演算
する。
The vertical comparison circuit 36 includes a first addition signal and a second addition signal.
Is a calculation circuit for calculating the ratio of the addition signal of, and is formed by, for example, a division circuit or a look-up table in which reciprocal values are stored in advance and an integration circuit. Particularly, in the present embodiment, the first ratio obtained by dividing the addition result of the first horizontal addition circuit 32 by the addition result of the second addition circuit 34 and the addition result of the second addition circuit 34 to the first The second ratio divided by the addition result of the adder circuit 32 is output. Specifically, for example, an addition signal of color component signals of n horizontal scanning lines
The addition signals (Wb + Gr) of (Wr + Gb) and (n + 1) horizontal scanning lines are received from the addition circuits 32 and 34, and the first ratio Hn = (Wr
+ Gb) / (Wb + Gr) and the second ratio 1 / Hn = (Wb + Gr) / (Wr + Gb) are calculated.

【0033】係数算出回路38は、対比回路36からの対比
結果に基づいて補正係数を算出し、その補正係数にて同
時化部20からの同時化された色成分信号を補正する演算
回路である。具体的には、同時化されたn水平走査ライ
ンからの色成分信号Wb,Gr に対して第1の比Hnから上式
(4) に相当する第1の補正係数kn=(0.5+0.5・Hn) を算出
してそれぞれ積算し、(n+1) 水平走査ラインからの色成
分信号Wr,Gb に対して第2の比1/Hnから上式(5) に相当
する第2の補正係数k(n+1)=(0.5+0.5/Hn) を算出して、
それぞれ積算して変換部40に出力する。
The coefficient calculation circuit 38 is an arithmetic circuit that calculates a correction coefficient based on the comparison result from the comparison circuit 36 and corrects the synchronized color component signals from the synchronization section 20 with the correction coefficient. . Specifically, from the first ratio Hn to the color component signals Wb, Gr from the synchronized n horizontal scanning lines,
The first correction coefficient kn = (0.5 + 0.5 · Hn) corresponding to (4) is calculated and integrated, and the second correction coefficient kn = (0.5 + 0.5 · Hn) is added to the color component signals Wr, Gb from the (n + 1) horizontal scanning line. From the ratio 1 / Hn, calculate the second correction coefficient k (n + 1) = (0.5 + 0.5 / Hn) corresponding to the above equation (5),
Each is integrated and output to the conversion unit 40.

【0034】変換部40は、補正された色成分信号Wb,Gr,
Wr,Gb に所定の演算を施してR,G,B信号に変換するマト
リックス演算回路42を含む信号処理回路である。本実施
例のマトリックス演算式は、上述した式(1) と同様に任
意定数α, β,γを含む次の演算式(6) 〜(8) が有利に
適用される。
The conversion section 40 includes a corrected color component signal Wb, Gr,
It is a signal processing circuit including a matrix operation circuit 42 for performing a predetermined operation on Wr, Gb to convert it into R, G, B signals. As the matrix arithmetic expression of the present embodiment, the following arithmetic expressions (6) to (8) including arbitrary constants α, β, γ are advantageously applied similarly to the above-mentioned expression (1).

【0035】[0035]

【数6】 (Equation 6)

【0036】この場合、マトリックス係数α, β,γ
は、ベタヌリの絵、すなわち空間周波数の低い画像を撮
像したときに所望の色として再現されるように設定した
係数値であってよい。たとえば、ベタヌリの白色を所定
の光源で照明したときに出力としてR,G,B の各色信号が
白色を示す割合になるように、上述した式(2),(3) に適
合するように設定するとよい。したがって、一定の光源
色温度に対しては定まった値になっている。
In this case, the matrix coefficients α, β, γ
May be a coefficient value set so as to be reproduced as a desired color when a solid picture, that is, an image with a low spatial frequency is captured. For example, if the white color of Betanuri is illuminated by a predetermined light source, the ratio of each color signal of R, G, B showing white as output is set so as to meet the above equations (2) and (3). Good to do. Therefore, it is a fixed value for a constant light source color temperature.

【0037】以上のような構成の単板式カラーカメラに
おける色信号変換装置によれば、動作状態において、ま
ず、カラー撮像素子10にて検出されたそれぞれの色成分
信号は、それぞれの走査ライン毎にたとえば、Wb,Gr,・・
・・、またはWr,Gb,・・・ として点順次にて同時化部20に供
給される。この場合、色成分信号Wbは、マゼンダMgとシ
アンCyが画素混合された信号であり、色成分信号Grはグ
リーンGとイエローYeが画素混合された信号であり、同
一走査ライン、たとえばn走査ラインの色成分信号であ
る。色成分信号Wrは、マゼンダMgとイエローYeが画素混
合された信号であり、色成分信号GbはグリーンGとシア
ンCyが画素混合された信号であり、たとえば(n+1) 走査
ラインの色成分信号である。
According to the color signal conversion device in the single-plate color camera having the above-described configuration, in the operating state, first, the respective color component signals detected by the color image pickup device 10 are detected for each scanning line. For example, Wb, Gr, ...
.., or Wr, Gb, ... Are supplied to the synchronization unit 20 in a dot-sequential manner. In this case, the color component signal Wb is a signal in which magenta Mg and cyan Cy are pixel-mixed, and the color component signal Gr is a signal in which green G and yellow Ye are pixel-mixed, and the same scan line, for example, n scan lines. Is a color component signal of. The color component signal Wr is a signal in which magenta Mg and yellow Ye are pixel-mixed, and the color component signal Gb is a signal in which green G and cyan Cy are pixel-mixed. For example, the color components of (n + 1) scanning lines It is a signal.

【0038】次に、点順次の色成分信号を受けた同時化
部20では、それぞれの色成分信号がA/D 変換器22にてデ
ィジタル変換されて、同時化回路26に直接に、および1
水平遅延回路24を介して1水平走査ライン遅延させて供
給される。これにより、同時化回路26には、たとえばn
走査ラインの色成分信号Wb,Gr,Wb,・・・・ と、(n+1) 走査
ラインの色成分信号Wr,Gb,Wb,・・・・ とが同期して順次供
給される。
Next, in the synchronizing section 20 which has received the dot-sequential color component signals, the respective color component signals are digitally converted by the A / D converter 22 and directly to the synchronizing circuit 26 and 1
It is supplied with a delay of one horizontal scanning line via the horizontal delay circuit 24. As a result, the synchronization circuit 26 is provided with, for example, n
The color component signals Wb, Gr, Wb, ... Of the scanning line and the color component signals Wr, Gb, Wb, ... Of the (n + 1) scanning line are sequentially supplied in synchronization.

【0039】次いで、同時化回路26では、順次供給され
る色成分信号のうち、たとえば、n走査ラインにて隣合
う色成分信号Wb,Gr を2画素毎に検出し、これに対応す
る(n+1) 走査ラインにて隣合う色成分信号Wr,Gb を2画
素毎に検出して、これら4種の色成分信号Wb,Gr,Wr,Gb
をマルチプレクサなどにて同時化して補正部30の水平加
算回路32,34 および係数算出回路38に供給する。この場
合、第1の水平加算回路32には、n走査ラインの色成分
信号Wb,Gr が供給され、第2の水平加算回路34には(n+
1) 走査ラインの色成分信号Wr,Gb が供給され、係数算
出回路38に4種の色成分信号Wb,Gr,Wr,Gb がそれぞれ供
給される。
Next, the synchronizing circuit 26 detects, for example, the adjacent color component signals Wb and Gr in the n scanning lines from the sequentially supplied color component signals for every two pixels, and responds to this (n +1) Detect adjacent color component signals Wr, Gb in every 2 pixels in the scanning line, and select these four types of color component signals Wb, Gr, Wr, Gb
Are supplied to the horizontal addition circuits 32 and 34 and the coefficient calculation circuit 38 of the correction unit 30 after being synchronized by a multiplexer or the like. In this case, the color component signals Wb and Gr of the n scanning lines are supplied to the first horizontal addition circuit 32, and (n +
1) The color component signals Wr, Gb of the scanning line are supplied, and the four kinds of color component signals Wb, Gr, Wr, Gb are supplied to the coefficient calculating circuit 38, respectively.

【0040】これにより、同時化されたn走査ラインの
色成分信号Wb,Gr は、第1の水平加算回路32にて加算さ
れて第1の加算信号(Wb+Gr) として垂直対比回路36に供
給される。同様に、同時化された(n+1) 走査ラインの色
成分信号Wr,Gb は第2の水平加算回路34にて加算されて
第2の加算信号(Wr+Gb) として対比回路36に供給され
る。第1の加算信号と第2の加算信号を受けた対比回路
36は、これらの比をとって、第1の比Hn=(Wr+Gb)/(Wb+G
r)と、第2の比1/Hn=(Wb+Gr)/(Wr+Gb)とをそれぞれ補正
係数算出回路38に供給する。
As a result, the color component signals Wb, Gr of the synchronized n scanning lines are added by the first horizontal addition circuit 32 and are added to the vertical comparison circuit 36 as the first addition signal (Wb + Gr). Supplied. Similarly, the color component signals Wr, Gb of the synchronized (n + 1) scanning lines are added by the second horizontal addition circuit 34 and supplied to the comparison circuit 36 as the second addition signal (Wr + Gb). To be done. A comparison circuit receiving the first addition signal and the second addition signal
36 takes these ratios and calculates the first ratio Hn = (Wr + Gb) / (Wb + G
r) and the second ratio 1 / Hn = (Wb + Gr) / (Wr + Gb) are supplied to the correction coefficient calculation circuit 38, respectively.

【0041】次いで、補正係数算出回路38では、第1の
比Hnからn走査ラインの色成分信号を補正するための第
1の補正係数kn=(0.5+0.5Hn)と、第2の比1/Hnから(n+
1) 走査ラインの色成分信号を補正するための第2の補
正係数k(n+1)=(0.5+0.5/Hn) を算出する。次に、補正係
数算出回路38は、第1の補正係数knを同時化回路26から
受けたn走査ラインの色成分信号Wb,Gr に積算して、さ
らに第2の補正係数k(n+1)を(n+1) 走査ラインの色成分
信号Wr,Gb にそれぞれ積算して、これらを変換部30に供
給する。
Next, in the correction coefficient calculation circuit 38, the first correction coefficient kn = (0.5 + 0.5Hn) for correcting the color component signals of the n scanning lines from the first ratio Hn and the second ratio 1 From / Hn (n +
1) A second correction coefficient k (n + 1) = (0.5 + 0.5 / Hn) for correcting the color component signal of the scanning line is calculated. Next, the correction coefficient calculation circuit 38 integrates the first correction coefficient kn into the color component signals Wb, Gr of the n scanning lines received from the synchronization circuit 26, and further adds the second correction coefficient k (n + 1 ) Is added to the color component signals Wr, Gb of the (n + 1) scanning line, and these are supplied to the conversion unit 30.

【0042】このように補正された色成分信号は、n水
平走査ラインの第1の加算信号(Wb+Gr) と(n+1) 水平走
査ラインの第2の加算信号(Wb+Wr) とが同じフィルタの
組合わせ、つまり(Mg+Cy+G+Ye)からなっている。この場
合、マゼンダMgは(r+b) 、シアンCyは(g+b) 、イエロー
Yeは(r+g) と表わすことができるので、(Mg+Cy+G+Ye)=
(2b+3g+2r) であり輝度信号成分を表わすと考えてよ
い。そこで、本実施例では輝度信号と色差信号が局所的
に比率が一定であると考えて色信号を求めているもので
ある。すなわち、水平方向に配列された画素の隣接した
色成分信号同士の出力値の和と次の水平ラインの同じ水
平方向の位置の色成分信号同士の出力値の和を比べて、
その平均値になるようにnライン目とn+1 ライン目を補
正している。これにより、色モアレが低減されるように
なっている。つまり、nライン目と(n+1) ライン目で値
が違っていたときにはその平均値になるようにnライン
目のそれぞれの色成分信号に第1の補正係数knを積算
し、(n+1) ライン目のそれぞれの色成分信号に第2の補
正係数k(n+1)を積算している。
The color component signals thus corrected are the first addition signal (Wb + Gr) of n horizontal scanning lines and the second addition signal (Wb + Wr) of (n + 1) horizontal scanning lines. Are the same filter combination, that is, (Mg + Cy + G + Ye). In this case, magenta Mg is (r + b), cyan Cy is (g + b), yellow
Ye can be expressed as (r + g), so (Mg + Cy + G + Ye) =
(2b + 3g + 2r), which can be considered to represent the luminance signal component. Therefore, in this embodiment, the color signal is obtained by considering that the ratio of the luminance signal and the color difference signal is locally constant. That is, comparing the sum of the output values of adjacent color component signals of pixels arranged in the horizontal direction with the sum of the output values of color component signals of the same horizontal position on the next horizontal line,
The n-th line and the n + 1-th line are corrected so that the average value is obtained. As a result, color moire is reduced. That is, when the values of the nth line and the (n + 1) th line are different, the first correction coefficient kn is added to each color component signal of the nth line so that the average value is obtained, and (n + 1) The second correction coefficient k (n + 1) is added to each color component signal of the line.

【0043】たとえば、第1の補正係数knは、 kn=0.5+0.5・Hk =0.5+0.5・(Wr+Gb)/(Wb+Gr) =0.5(Wb+Gr+Gb+Wr)/(Wb+Gr) であり、同時化された色成分信号の全入射エネルギーに
対するnラインの色成分信号の画素の比で表わされてお
り、これにより補正された色成分信号Wb,Gr は、4種の
画素上にて平均化された値となっている。
For example, the first correction coefficient kn is kn = 0.5 + 0.5.Hk = 0.5 + 0.5. (Wr + Gb) / (Wb + Gr) = 0.5 (Wb + Gr + Gb + Wr) / (Wb + Gr), which is represented by the ratio of the pixels of the n-line color component signal to the total incident energy of the synchronized color component signals, and the corrected color component signals Wb, Gr are four types. The values are averaged over the pixels.

【0044】同様に、第2の補正係数k(n+1)は、 k(n+1)=0.5+0.5/Hk =0.5+0.5・(Wb+Gr)/(Gb+Wr) =0.5(Wb+Gr+Gb+Wr)/(Gb+Wr) であり、4種の色成分信号の全画素の入射エネルギに対
する(n+1) ラインの色成分信号の画素の比で表わされて
おり、これにより補正された色成分信号Wr,Gr は4種の
画素上にて平均化された値となっている。したがって、
本実施例では、これらの4個の色成分信号の近傍にて同
じ輝度、同じ色が当てはめられることにより、垂直方向
間のモアレが低減されることになる。
Similarly, the second correction coefficient k (n + 1) is k (n + 1) = 0.5 + 0.5 / Hk = 0.5 + 0.5 (Wb + Gr) / (Gb + Wr) = 0.5 ( Wb + Gr + Gb + Wr) / (Gb + Wr), which is expressed by the ratio of the pixels of the (n + 1) line color component signal to the incident energy of all pixels of the four types of color component signals. The color component signals Wr and Gr corrected by the above are values averaged on four types of pixels. Therefore,
In the present embodiment, the same luminance and the same color are applied in the vicinity of these four color component signals, so that moire between the vertical directions is reduced.

【0045】たとえば、図3に示すように、このような
補正を行なわないと、垂直方向に隣接する水平ライン毎
にたとえば色成分信号WbとGbの組み合わせ方によって画
素の配置の上下関係が入れ替わるので、次のような色モ
アレが生じていた。それは濃度勾配がある被写体を撮像
した場合に、奇数の水平ラインではたとえば色成分信号
Wbが上でGbが下であるとすると、それぞれの出力値で演
算されたRGB 色信号値が得られる。次に偶数の水平ライ
ンでは色成分信号Gbが上でWbが下にある。それでも濃度
勾配は一定の例で説明しているので、同様な演算を行な
ったときには奇数ラインのときのRGB 色信号値と違う値
がでてしまい偶数および奇数それぞれのラインごとに縞
状のラインがモアレとして現れてしまう。奇数ラインで
は色成分信号Wbの方に強い光が入るが偶数ラインでは色
成分信号Gbの方に強い光が入るので、それぞれの比率が
異なるために違う色が現れてしまうからである。そこで
本方式のように平均値をとる方法を採用すると、この例
のように同じ濃度勾配であれば同じ色相としてでてくる
ので縞状のモアレは発生しない。
For example, as shown in FIG. 3, unless such a correction is performed, the vertical relationship of the pixel arrangement is switched for each horizontal line adjacent in the vertical direction depending on, for example, the combination of the color component signals Wb and Gb. The following color moire occurred. For example, when an object with a density gradient is imaged, the color component signal is
If Wb is on the upper side and Gb is on the lower side, RGB color signal values calculated by the respective output values are obtained. Next, in even-numbered horizontal lines, the color component signal Gb is on the upper side and Wb is on the lower side. However, since the density gradient is explained as an example with a constant value, a value different from the RGB color signal value at the time of an odd number line appears when performing the same calculation, and a striped line is generated for each even and odd line. It appears as moire. This is because strong light enters the color component signal Wb on the odd-numbered lines, but strong light enters the color component signal Gb on the even-numbered lines, and therefore different colors appear due to different ratios. Therefore, if a method of taking an average value like this method is adopted, striped moire does not occur because the same hue appears in the same hue as in this example.

【0046】次に、以上のように補正した色成分信号W
b,Gr,Gb,Wr をマトリックス演算回路42に供給する。マ
トリックス演算回路42では、マトリックス係数α,β,
γがベタヌリの白色を所定の光源で照明したときに出力
としてR,G,B の各色信号が白色を示す割合になるように
設定してある。したがって、所定の光源と同じ色温度の
光源ではもちろん、モアレのない色再現性の高い色信号
を得ることができる。また、それぞれの色成分信号が上
記のように平均化されて供給されるので、異なる色温度
の光源にて撮像された場合にも、その色温度にほとんど
影響されることなく上述したように濃度勾配に応じた色
相にてモアレが生じることなく高い色再現性にて色信号
を得ることができる。
Next, the color component signal W corrected as described above
b, Gr, Gb, Wr are supplied to the matrix operation circuit 42. In the matrix calculation circuit 42, matrix coefficients α, β,
γ is set so that each color signal of R, G, B becomes white as an output as an output when illuminating the white of Betanuri with a predetermined light source. Therefore, it is possible to obtain a color signal having high color reproducibility without moire as well as a light source having the same color temperature as the predetermined light source. Further, since the respective color component signals are averaged and supplied as described above, even when imaged by light sources having different color temperatures, the density as described above is hardly affected by the color temperature. It is possible to obtain a color signal with high color reproducibility without causing moire in the hue according to the gradient.

【0047】また、本実施例の場合、隣接する水平2画
素の信号の和を利用し、隣接する垂直2ラインの信号の
比を使用して係数を求めているので、最小の画素数の構
成2x2 画素にて色信号を求めることができ、分解能の低
下が生じない利点を有している。また、1水平画素づつ
ずらして、(Mg+G),(G+Mg) のように組み演算させられる
利点もある。
Further, in the case of the present embodiment, since the sum of the signals of the adjacent two horizontal pixels is used and the coefficient is obtained by using the ratio of the signals of the adjacent two vertical lines, the configuration of the minimum number of pixels is used. Color signals can be obtained with 2x2 pixels, which has the advantage of not lowering the resolution. In addition, there is also an advantage that the calculation can be carried out by shifting by one horizontal pixel, such as (Mg + G) and (G + Mg).

【0048】以上のように、nラインと(n+1) ラインに
て水平方向に順次2画素づつ合計4画素毎の色成分信号
Wb,Gr,Wr,Gb に基づいてそれぞれのR,G,B 信号が順次演
算されて出力される。この場合、水平方向の画素の位置
により1画素づつ異なる補正係数で計算され補正され、
それぞれの色濃度に応じた色相にてモアレが生じること
なく、R,G,B 色信号が出力される。nラインと(n+1) ラ
インの演算が終了すると、上記と同様に(n+2) と(n+3)
のラインの色成分信号から色信号が演算され、この動作
が繰り返されて、撮像された被写体像を表わすR,G,B の
画像信号が得られる。
As described above, the color component signals for every four pixels are sequentially arranged in the horizontal direction in the n line and the (n + 1) line by two pixels in total.
Based on Wb, Gr, Wr, Gb, respective R, G, B signals are sequentially calculated and output. In this case, each pixel is calculated and corrected with a different correction coefficient depending on the position of the pixel in the horizontal direction,
The R, G, B color signals are output without causing moire in the hues corresponding to the respective color densities. When the calculation of n line and (n + 1) line is completed, (n + 2) and (n + 3)
A color signal is calculated from the color component signal of the line, and this operation is repeated to obtain R, G, B image signals representing the captured subject image.

【0049】なお、輝度信号および色差信号は、マトリ
ックス演算回路42からのR,G,B 色信号をたとえば、既知
のNTSCエンコーダなどにて変換して得ることができる。
The luminance signal and the color difference signal can be obtained by converting the R, G, B color signals from the matrix calculation circuit 42 by, for example, a known NTSC encoder.

【0050】また、上記実施例では、カラーフィルタに
マゼンダMg, グリーンG,シアンCy,イエローYeを適用し
た場合の例について説明したが、本発明においては、そ
の他の組み合わせでもよい。たとえば、図4に示すよう
に、1つの補色フィルタでなく原色フィルタを1つの画
素にいくつか分割して割り当てるようにしてもよい。ま
た、上記実施例では、図2に示すようにnラインと(n+
1) ラインにてマゼンダMgおよびグリーンGがそれぞれ
同じ列に位置するように配置され、シアンCyとイエロー
Yeの位置を交互に入れ替えて配置しているが、本発明に
おいては、たとえば図5に示すように、上下のラインで
同じカラーフィルタの構成要素になるようにマゼンダMg
とグリーンGの位置が交互に配列された市松模様の補色
フィルタを適用してもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which magenta Mg, green G, cyan Cy, and yellow Ye is applied to the color filter has been described, but other combinations may be used in the present invention. For example, as shown in FIG. 4, instead of one complementary color filter, a primary color filter may be divided into some pixels and assigned. In the above embodiment, as shown in FIG. 2, n lines and (n +
1) Magenta Mg and green G are arranged on the same line in the line, cyan Cy and yellow
Although the positions of Ye are alternately arranged, in the present invention, as shown in FIG. 5, for example, magenta Mg so that the upper and lower lines become the same color filter constituent element.
A checkered complementary color filter in which the positions of and green G are alternately arranged may be applied.

【0051】さらに、上記実施例では、フィールド蓄積
色差線順次方式によるカラーカメラを例に挙げて説明し
たが、本発明ではフレーム蓄積色差線順次方式を適用し
てもよい。この場合、図7に示すように、それぞれの色
フィルタの画素に対して感光画素を配置したフィルード
蓄積方式ではインタレース走査となり、色フィルタの2
行毎に感光画素が配列されたフレーム蓄積方式ではノン
インタレース走査となって、本発明はいずれの場合でも
適用可能である。
Further, in the above-mentioned embodiment, the color camera using the field storage color difference line sequential system has been described as an example, but the frame storage color difference line sequential system may be applied in the present invention. In this case, as shown in FIG. 7, interlaced scanning is performed in the field accumulation method in which a photosensitive pixel is arranged for each color filter pixel, and the color filter 2
The present invention can be applied to any case in which a non-interlaced scan is performed in a frame storage system in which photosensitive pixels are arranged in each row.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明による
単板式カラーカメラにおける色信号変換装置によれば、
水平および垂直方向に隣接する色成分信号出力を使用し
て同じ色成分同士でそれぞれの水平ラインの画素の比率
に応じて補正係数を求めているので、色温度の変化には
関係なく、その比率に応じた補正ができ、この結果、色
モアレの発生がほとんどない色信号を得ることができ
る。したがって、色温度に応じて色フィルタ毎の光感度
をあらかじめ補正する必要がなく、それらの値を記憶し
ておく回路が不要になり、かつあらかじめ色温度を測定
しておく手間も省けるという効果を奏する。また、色フ
ィルタの生産ロットによるばらつきも考慮しなくてよい
などの利点を有することができる。
As described in detail above, according to the color signal conversion device in the single plate type color camera of the present invention,
The correction coefficient is calculated according to the ratio of the pixels of each horizontal line between the same color components using the color component signal outputs that are adjacent in the horizontal and vertical directions, so that the ratio is independent of the change in color temperature. It is possible to obtain a color signal with almost no occurrence of color moire as a result. Therefore, it is not necessary to correct the photosensitivity of each color filter in advance according to the color temperature, a circuit for storing those values is not necessary, and the effect of saving the time to measure the color temperature in advance can be reduced. Play. Further, it is possible to have an advantage that it is not necessary to consider the variation of the color filter depending on the production lot.

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

【図1】本発明による単板式カラーカメラにおける色信
号変換装置が適用される単板式カラーカメラの一実施例
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a single-plate color camera to which a color signal conversion device in a single-plate color camera according to the present invention is applied.

【図2】図1の実施例に適用される色フィルタの一例を
示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a color filter applied to the embodiment of FIG.

【図3】縞状モアレの形成過程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a process of forming a striped moire.

【図4】本発明に適用される原色色フィルタの組み合わ
せ例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a combination of primary color filters applied to the present invention.

【図5】本発明に適用される他の補色フィルタの例を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of another complementary color filter applied to the present invention.

【図6】本発明に適用される他の画素混合読出し方式を
説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining another pixel-mixing readout method applied to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 カラー撮像素子 20 同時化部 22 アナログデジタル変換器 24 1水平遅延回路 26 同時化回路 30 補正部 32 第1の水平加算回路 34 第2の水平加算回路 36 垂直対比回路 38 補正係数算出回路 40 変換部 42 マトリックス演算回路 10 Color image sensor 20 Synchronizing unit 22 Analog-to-digital converter 24 1 Horizontal delay circuit 26 Synchronizing circuit 30 Correction unit 32 First horizontal addition circuit 34 Second horizontal addition circuit 36 Vertical comparison circuit 38 Correction coefficient calculation circuit 40 Conversion Part 42 Matrix operation circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の色配列のフィルタが装着された単
一の撮像素子から順次出力される複数の色成分信号を所
望の色信号に変換する単板式カラーカメラにおける色信
号変換装置において、該装置は、 前記撮像素子から順次出力される色成分信号をそれぞれ
水平方向および垂直方向に隣接する複数の画素毎に同時
化する同時化手段と、 該同時化手段にて同時化された複数の色成分信号に基づ
いて補正係数を算出して、該補正係数にて前記同時化手
段からの色成分信号をそれぞれ補正する補正手段と、 該補正手段からの補正された色成分信号に所定の演算を
施して所望の色信号を求めるマトリックス演算手段とを
含み、 前記補正手段は、同時化された複数の色成分信号の総画
素値に対する垂直方向間の色成分信号の比に応じて、そ
れぞれの色成分信号が平均化された値になるように補正
係数を算出し、該補正係数にてそれぞれの色成分信号を
補正することを特徴とする単板式カラーカメラにおける
色信号変換装置。
1. A color signal conversion device in a single-chip color camera for converting a plurality of color component signals sequentially output from a single image pickup device equipped with a filter of a predetermined color array into a desired color signal. The apparatus includes a synchronization unit that synchronizes the color component signals sequentially output from the image sensor for each of a plurality of pixels that are adjacent in the horizontal direction and the vertical direction, and a plurality of colors that are synchronized by the synchronization unit. A correction coefficient is calculated on the basis of the component signal, and the correction coefficient corrects the color component signal from the synchronization means by the correction coefficient, and a predetermined calculation is performed on the corrected color component signal from the correction means. And a matrix operation means for obtaining a desired color signal, wherein the correction means is configured to adjust the color of each color according to the ratio of the color component signals in the vertical direction to the total pixel value of the plurality of synchronized color component signals. Minute signal calculates a correction coefficient such that the averaged value, the color signal converting apparatus in the single-plate type color camera and correcting the respective color component signals by the correction factor.
【請求項2】 請求項1に記載の色信号変換装置におい
て、前記補正手段は、同時化された複数の色成分信号の
うち水平方向の色成分信号をそれぞれ加算する水平加算
手段と、該水平加算手段の加算結果から垂直方向の比を
とる垂直対比手段と、該対比手段の対比結果からそれぞ
れの水平走査ライン毎の補正係数を算出する係数算出手
段とを有することを特徴とする単板式カラーカメラにお
ける色信号変換装置。
2. The color signal conversion apparatus according to claim 1, wherein the correction unit adds horizontal color component signals among a plurality of synchronized color component signals, and the horizontal addition unit. A single-plate color having a vertical comparison means for taking a ratio in the vertical direction from the addition result of the addition means and a coefficient calculation means for calculating a correction coefficient for each horizontal scanning line from the comparison result of the comparison means. Color signal conversion device in camera.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の色信号
変換装置において、前記色フィルタは、マゼンダMg、シ
アンCy、グリーンG、イエローYeの4種の補色フィルタ
を含み、前記撮像素子は、n水平ライン(nは自然数)
にてマゼンダMgおよびシアンCyを混合した第1の色成分
信号Wbと、グリーンGおよびイエローYeを混合した第2
の色成分信号Grとを交互に出力し、(n+1) 水平ラインに
てマゼンダMgおよびイエローYeを混合した第3の色成分
信号Wrと、グリーンGおよびシアンCyを混合した第4の
色成分信号Gbとを交互に出力し、前記同時化手段は、前
記撮像素子からの水平方向および垂直方向に隣接する色
成分信号Wr,Wb,Gr,Gb を同時化し、前記補正手段は、同
時化された色成分信号Wr,Wb,Gr,Gb に基づいて補正係数
を求めてそれぞれ補正し、前記マトリック演算手段は、
補正された色成分信号Wr,Wb,Gr,Gb から所定の演算式に
て色信号R,G,B を求めることを特徴とする単板カラーカ
メラにおける色信号変換装置。
3. The color signal conversion device according to claim 1, wherein the color filter includes four types of complementary color filters of magenta Mg, cyan Cy, green G, and yellow Ye, and the image sensor is , N horizontal lines (n is a natural number)
At the first color component signal Wb in which magenta Mg and cyan Cy are mixed, and the second in which green G and yellow Ye are mixed
And the third color component signal Wr in which magenta Mg and yellow Ye are mixed in the (n + 1) horizontal line and the fourth color in which green G and cyan Cy are mixed. Outputting the component signal Gb alternately, the synchronizing means synchronizes adjacent color component signals Wr, Wb, Gr, Gb in the horizontal and vertical directions from the image sensor, and the correcting means synchronizes them. Based on the color component signals Wr, Wb, Gr, Gb thus obtained, the correction coefficient is obtained and corrected respectively, and the matrix calculation means is
A color signal conversion device in a single-chip color camera, characterized in that color signals R, G, B are obtained from a corrected color component signal Wr, Wb, Gr, Gb by a predetermined arithmetic expression.
【請求項4】 請求項3に記載の色信号変換装置におい
て、前記補正手段は、同時化された色成分信号Wr,Wb,G
r,Gb のうちn水平ラインの第1の色成分信号Wbと第2
の色成分信号Grを加算する第1の水平加算手段と、(n+
1) 水平ラインの第3の色成分信号Wrと第4の色成分信
号Gbを加算する第2の水平加算手段と、前記第1の加算
手段からの加算信号(Wb+Gr) と前記第2の加算手段から
の加算信号(Wr+Gb) とからそれらの比Hn=(Wb+Gr)/(Wr+G
b)を演算する垂直対比手段と、該対比手段からの対比結
果Hnからn水平ラインの色成分信号Wb,Gr をそれぞれ補
正するための第1の補正係数k=(0.5+0.5Hn) および(n+
1) 水平ラインの色成分信号Wr,Gb をそれぞれ補正する
ための第2の補正係数k(n+1)=(0.5+0.5/Hn) を算出する
係数算出手段とを含むことを特徴とする単板式カラーカ
メラにおける色信号変換装置。
4. The color signal conversion device according to claim 3, wherein the correction means includes synchronized color component signals Wr, Wb, G.
Of the r and Gb, the first color component signal Wb of the n horizontal lines and the second
First horizontal addition means for adding the color component signals Gr of
1) Second horizontal addition means for adding the third color component signal Wr and the fourth color component signal Gb of the horizontal line, the addition signal (Wb + Gr) from the first addition means and the second The addition signal (Wr + Gb) from the addition means of and their ratio Hn = (Wb + Gr) / (Wr + Gb
b) and the first correction coefficient k = (0.5 + 0.5Hn) and (1) for correcting the color component signals Wb, Gr of the n horizontal lines from the comparison result Hn from the comparison means. n +
1) A coefficient calculating means for calculating a second correction coefficient k (n + 1) = (0.5 + 0.5 / Hn) for correcting the color component signals Wr, Gb of the horizontal line, respectively. Color signal converter for single-panel color camera.
【請求項5】 請求項1または請求項2に記載の色信号
変換装置において、前記色フィルタはレッドR、グリー
ンG、ブルーBを含む原色フィルタであることを特徴と
する単板式カラーカメラにおける色信号変換装置。
5. The color signal conversion device according to claim 1, wherein the color filter is a primary color filter containing red R, green G, and blue B. Signal converter.
JP7014922A 1995-02-01 1995-02-01 Chrominance signal converter in single plate type color camera Withdrawn JPH08214320A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6346969B1 (en) * 1996-12-30 2002-02-12 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Color filter array and its color interpolation apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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