JPH10150668A - 撮像装置及びカラー画像信号の処理方法 - Google Patents

撮像装置及びカラー画像信号の処理方法

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JPH10150668A
JPH10150668A JP8306788A JP30678896A JPH10150668A JP H10150668 A JPH10150668 A JP H10150668A JP 8306788 A JP8306788 A JP 8306788A JP 30678896 A JP30678896 A JP 30678896A JP H10150668 A JPH10150668 A JP H10150668A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子シャッタ等の諸機能を犠牲にすることな
く、安価でかつ高解像度を得ることができる。 【解決手段】 適応補間処理回路１９は、ＤＳＰ１５で
ホワイトバランス調整の施された画像データＲ，Ｇ，Ｂ
が供給され、図示しない内部メモリでＲＧ画像を合成す
る。適応補間処理回路１９は、縦，横，斜めの各方向の
相関度を計算した後、相関度が最大となる方向において
ＲＧ画像に基づいて補間を行えば、それに直交する方向
にＬＰＦ処理を施すことにはならないので、直交方向の
解像度を劣化させない。すなわち適応補間処理回路１９
は、補間すべき部分の周辺の画像データの相関に応じて
適応的に補間することで、解像度の向上を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画素間の補間処理
を行って高解像度を得る撮像装置及びカラー画像信号の
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高解像カラー画像は、パーソナル
・コンピュータの入力画像として適しており、いわゆる
マルチメディアの浸透によってますます安価な高解像度
カラーカメラが求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、単板式カメ
ラは、３板式カメラに比べて安価であり、色ずれ補正が
不要で、固着が技術不要であって、さらに撮像速度が速
く電子シャッタが可能である。しかし、単板式カメラ
は、色解像度が低く、図２５に示すように、折り返し歪
の影響を軽減するために光学ローパスフィルタ等を用い
ても解像度を高めることが困難であった。
【０００４】また、通常のカメラは、いわゆるフィルム
カメラに比べてダイナミックレンジが不足し、画像に白
潰れあるいは黒潰れ部分が目立ってしまうという問題が
生じた。これに対して、複数のフレームメモリを用い
て、シャッタ時間の異なる２枚のＣＣＤ（Charge Coupl
ed Devise）イメージセンサが出力するフレーム画像か
ら合成画像信号を生成して、高ダイナミックレンジを得
る２板式カメラが提案されている。しかし、２板式カメ
ラは、複数のフレームメモリを用いるために電子シャッ
タ機能を設けることができず、高速シャッタ機能を発揮
することができなかった。
【０００５】高解像度の画像を得る方法として、バイモ
ルフ駆動のＣＣＤイメージセンサ等による光路シフトの
ウォーブリング手法によって複数のフレームからフルカ
ラー高解像度を得るものがある。この手法は、単板式及
び２板式に用いることができるが、撮像速度の低下，電
子シャッタの使用が不可能等の欠点があり、用途が限定
されてしまった。
【０００６】また、カラー解像度を向上させるカメラと
して、３枚のＣＣＤイメージセンサを有する３板式カメ
ラがある。３板式カメラは、ＣＣＤイメージセンサが１
枚の単板式カメラに比べて高価であり、とりわけ１３０
万画素以上のＣＣＤイメージセンサを用いると非常に高
価になってしまう。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、電子シャッタ等の諸機能を犠牲にする
ことなく、安価でかつ高解像度を得ることができる撮像
装置及びカラー画像信号の処理方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る撮像装置は、３原色にそれぞれ対応
して市松模様状に配列された画素の色信号をそれぞれ出
力する撮像部と、上記撮像部が出力した各色信号のうち
特定の２原色の各色信号を取り込んで記憶する記憶手段
と、上記記憶手段に取り込んだ各色信号に対応する画素
によって囲まれる画素を輝度信号の補間箇所とし、前記
補間箇所を挟んで位置する各画素の相関度の大きい方向
に位置する画素の各色信号に基づいて、上記補間箇所の
画素の輝度信号を補間することにより補間処理済みの輝
度信号を生成する補間処理手段と、補間済みの輝度信号
の低域成分を除去して高域輝度信号を生成するハイパス
フィルタと、上記高域輝度信号と上記撮像部で生成され
た３原色の各色信号とを合成する合成手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【０００９】したがって、上記撮像装置は、撮像部で生
成された３原色の色信号に基づいて高域輝度信号を生成
するとともに、上記３原色の色信号のそれぞれに上記高
域輝度信号を合成することによって、解像度の良好な画
像を得ることができる。
【００１０】本発明に係るカラー画像信号の処理方法
は、３原色にそれぞれ対応して市松模様状に配列された
画素の各色信号のうち特定の２原色の各色信号を輝度信
号として取り扱い、前記特定の２原色の各色信号に対応
する画素によって囲まれる画素を輝度信号の補間箇所と
し、この補間箇所を中心としてそれぞれ対をなす画素間
の相関度を算出し、算出された相関度の大きい対をなす
画素の各色信号に基づいて輝度信号の補間処理を行い、
上記補間処理済みの輝度信号の低域成分を除去して高域
輝度信号を生成し、上記３原色の各色信号にそれぞれ上
記高域輝度信号を合成することを特徴とする。
【００１１】したがって、上記カラー画像信号の処理方
法は、撮像部で生成された３原色の色信号に基づいて高
域輝度信号を生成するとともに、上記３原色の色信号の
それぞれに上記高域輝度信号を合成することによって、
解像度の良好な画像を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【００１３】第１の実施の形態に係る撮像装置は、単板
式であって、例えば１枚のＣＣＤ（Charge Coupled Dev
ice ）イメージセンサから得られる各色信号に対して画
素間の適応補間により生成された高域輝度成分を合成す
ることによって、高解像度化を図るものである。
【００１４】第１の実施の形態に係る撮像装置１０は、
例えば図１に示すように、ＣＣＤドライバ１２により駆
動される１枚のＣＣＤイメージセンサ１１と、相関二重
サンプリング／自動利得制御（ＣＤＳ／ＡＧＣ：Correl
ated Double sampling/Automatic Gain Control ）回路
１３と、Ａ／Ｄコンバータ１４と、ディジタルシグナル
プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）１５
と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７と、バッファメモ
リ１８と、適応補間処理回路１９と、ハイパスフィルタ
（ＨＰＦ）２０と、バッファメモリ２１と、加算回路２
２と、ビデオエンコーダ２３とを備える。
【００１５】ＣＣＤイメージセンサ１１は、例えば全画
素同時読出しのものであって、図２に示すように、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各画素が市松模様状の配
列で構成される。ＣＣＤイメージセンサ１１は、被写体
からの入射光を受光すると、この入射光に応じて色信号
Ｒ，Ｇ，Ｂを生成してＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３に供給す
る。
【００１６】ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３は、各色信号のプ
リチャージレベルとデータレベルをサンプルホールド
し、その差分を検出して正確な信号レベルを検出するこ
とによりランダム雑音を除去し、さらに、各色信号の強
弱に応じてＣＤＳ／ＡＧＣ回路自体の利得を自動的に制
御して常に信号レベルの安定した撮像信号を出力してい
る。
【００１７】Ａ／Ｄコンバータ１４は、サンプリングパ
ルスに基づいて駆動するようになっていて、ＣＤＳ／Ａ
ＧＣ回路１３からの各色信号をディジタル信号に変換し
てＤＳＰ１５に供給する。
【００１８】ＤＳＰ１５は、ガンマ補正，ニー処理等の
いわゆるディジタル信号処理を各色データに施して、得
られた３原色の各色信号をＬＰＦ１７及び適応補間処理
回路１９に供給する。
【００１９】ＬＰＦ１７は、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの高帯
域成分をカットして、低域成分の色データＲＬ，ＧＬ，
ＢＬをバッファメモリ１８を介して加算回路２２に供給
する。
【００２０】一方、適応補間処理回路１９は、色信号
Ｒ，Ｇから局所画素相関度を計算し、その相関度が最大
になる画素で補間を行って高解像度の輝度信号を得る。
【００２１】ここで、適応補間処理回路１９は、ＤＳＰ
１５でホワイトバランス調整の施された各色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂが供給され、図３に示すように、内部メモリ１９
ａでＲＧ画像を合成する。ホワイトバランス調整後にお
いて色信号Ｒと色信号Ｇのレベルは同じに調整されてい
るので、色信号Ｒ，Ｇが有する輝度信号Ｙの情報に着目
すると、図３の点線で囲った３×３の近傍では、図４に
示すように輝度信号Ｙ１〜Ｙ９が配列されているとみな
すことができる。
【００２２】相関度Ｓは、ある方向の画素列Ｙｎに対し
て以下のように定義される。
【００２３】Ｓ＝ｍｉｎ（Ｙｎ）／ｍａｘ（Ｙｎ） なお、Ｓ≦１であるので、Ｓ＝１のとき相関が最大とな
る。
【００２４】縦，横，斜めの各方向の相関度を計算した
後、相関度が最大となる方向で補間を行えば、それに直
交する方向にＬＰＦ処理を施すことにはならないので、
直交方向の解像度は劣化しない。換言すると、相関に応
じて適応的に補間することで解像度の向上を図ることが
できる。
【００２５】かかる補間処理を行うために、適応補間処
理回路１９は、具体的には図５に示すステップＳ１以下
の処理を行う。
【００２６】ステップＳ１において、適応補間処理回路
１９は、色信号Ｒ，Ｇのみを内部メモリ１９ａに取り込
んで、図３に示すＲＧ画像を得て、ステップＳ２に進
む。
【００２７】ステップＳ２において、ポインタを最初の
画像補間点に設定して、ステップＳ３に進む。
【００２８】ステップＳ３において、適応補間処理回路
１９は、縦方向の相関度ａを計算する。ここで、縦方向
の相関度ａは、具体的には以下の式によって算出され
る。
【００２９】 ａ＝ｍｉｎ（Ｙｎ）／ｍａｘ（Ｙｎ） ｍｉｎ（Ｙｎ）＝ｍｉｎ（Ｙ１，Ｙ４，Ｙ７）・ｍｉｎ（Ｙ２，Ｙ８） ・ｍｉｎ（Ｙ３，Ｙ６，Ｙ９） ｍａｘ（Ｙｎ）＝ｍａｘ（Ｙ１，Ｙ４，Ｙ７）・ｍａｘ（Ｙ２，Ｙ８） ・ｍａｘ（Ｙ３，Ｙ６，Ｙ９） 適応補間処理回路１９は、算出されたａを変数Ｘに代入
して、この変数ＸにフラグＡを立てて、ステップＳ４に
進む。
【００３０】ステップＳ４において、適応補間処理回路
１９は、横方向の相関度ｂを以下の式に基づいて計算し
て、ステップＳ５に進む。
【００３１】 ｂ＝ｍｉｎ（Ｙｎ）／ｍａｘ（Ｙｎ） ｍｉｎ（Ｙｎ）＝ｍｉｎ（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３）・ｍｉｎ（Ｙ４，Ｙ６） ・ｍｉｎ（Ｙ７，Ｙ８，Ｙ９） ｍａｘ（Ｙｎ）＝ｍａｘ（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３）・ｍａｘ（Ｙ４，Ｙ６） ・ｍａｘ（Ｙ７，Ｙ８，Ｙ９） ステップＳ５において、適応補間処理回路１９は、縦方
向と横方向の相関度を比較すべく、Ｘの値が相関度ｂよ
り大きいかを判定し、Ｘが大きいときはステップＳ７に
進み、Ｘが大きくないときはステップＳ６に進む。
【００３２】ステップＳ６において、適応補間処理回路
１９は、変数Ｘに相関度ｂを代入して、フラグＢを立て
て、ステップＳ７に進む。
【００３３】ステップＳ７において、適応補間処理回路
１９は、左上右下斜め方向の相関度ｃを以下の式により
計算して、ステップＳ８に進む。
【００３４】 ｃ＝ｍｉｎ（Ｙｎ）／ｍａｘ（Ｙｎ） ｍｉｎ（Ｙｎ）＝ｍｉｎ（Ｙ２，Ｙ６）・ｍｉｎ（Ｙ４，Ｙ８） ｍａｘ（Ｙｎ）＝ｍａｘ（Ｙ２，Ｙ６）・ｍａｘ（Ｙ４，Ｙ８） ステップＳ８において、適応補間処理回路１９は、変数
Ｘがｃより大きいかを判定し、ｃより大きいときは図６
に示すステップＳ１０に進み、ｃより大きくないときは
ステップＳ９に進む。
【００３５】ステップＳ９において、適応補間処理回路
１９は、変数Ｘに相関度ｃの値を代入して、フラグＣを
立てて、図６に示すステップＳ１０に進む。
【００３６】ステップＳ１０において、適応補間処理回
路１９は、左下右上斜め方向の相関度ｄを以下の式によ
って算出して、ステップＳ１１に進む。
【００３７】 ｄ＝ｍｉｎ（Ｙｎ）／ｍａｘ（Ｙｎ） ｍｉｎ（Ｙｎ）＝ｍｉｎ（Ｙ２，Ｙ４）・ｍｉｎ（Ｙ６，Ｙ８） ｍａｘ（Ｙｎ）＝ｍａｘ（Ｙ２，Ｙ４）・ｍａｘ（Ｙ６，Ｙ８） ステップＳ１１において、適応補間処理回路１９は、変
数Ｘより相関度ｄが大きいかを判定し、Ｘが大きいとき
はステップＳ１３に進み、Ｘが大きくないときはステッ
プＳ１２に進む。
【００３８】ステップＳ１２において、適応補間処理回
路１９は、変数Ｘに相関度ｄを代入し、フラグＤを立て
て、ステップＳ１３に進む。
【００３９】ステップＳ１３において、適応補間処理回
路１９は、変数Ｘに立てていたフラグがＡであるかを判
定し、フラグがＡであるときは縦方向の補間を行い（ス
テップＳ１４）、フラグがＡでないときはステップＳ１
５に進む。ステップＳ１４では、適応補間処理回路１９
は、例えば（Ｙ２＋Ｙ８）／２のように、Ｙ５に対する
縦方向の輝度信号Ｙの平均を算出して、縦方向の補間処
理を行う。
【００４０】ステップＳ１５において、適応補間処理回
路１９は、フラグがＢであるかを判定し、フラグがＢで
あるときは横方向の補間を行い（ステップＳ１６）、フ
ラグがＢでないときはステップＳ１７に進む。ステップ
Ｓ１６では、適応補間処理回路１９は、例えば（Ｙ４＋
Ｙ６）／２のように、Ｙ５に対する横方向の輝度信号Ｙ
の平均を算出して、横方向の補間処理を行う。
【００４１】ステップＳ１７において、適応補間処理回
路１９は、フラグがＣであるかを判定し、フラグがＣで
あるときは左上右下斜め方向の補間を行い（ステップＳ
１８）、フラグがＣでないときはステップＳ１９に進
む。ステップＳ１８では、適応補間処理回路１９は、例
えば（Ｙ１＋Ｙ９）／２のように、Ｙ５に対する左上右
下斜め方向の輝度信号Ｙの平均を算出して、斜め方向の
補間処理を行う。
【００４２】ステップＳ１９において、適応補間処理回
路１９は、フラグがＤであるかを判定し、フラグがＤで
あるときは左下右上斜め方向の補間を行い（ステップＳ
２０）、フラグがＤでないときはステップＳ２１に進
む。ステップＳ２０では、適応補間処理回路１９は、例
えば（Ｙ３＋Ｙ７）／２のように、Ｙ５に対する左下右
上斜め方向の輝度信号Ｙの平均を算出して、斜め方向の
補間処理を行う。
【００４３】ステップＳ２１において、適応補間処理回
路１９は、ポインタを次の画像補間点に設定して、ステ
ップＳ２２に進む。
【００４４】ステップＳ２２において、適応補間処理回
路１９は、ポインタが最後の画像補間点に設定されたか
を判定して、ポインタが最後の画像補間点に設定された
ときは補間処理を終了し、最後の画像補間点に設定され
ていないと判定したときは上述のステップＳ３に戻っ
て、ステップＳ３以下の画像補間処理を実行する。
【００４５】以上のように、適応補間処理回路１９は、
適応補間処理を次式 Ｙ５＝ａＹ１＋ｂＹ２＋ｃＹ３＋ｄＹ４＋ｅＹ６＋ｆＹ
７＋ｇＹ８＋ｈＹ９ によって表すことができ、周辺画素の相関度を求めてか
らａ〜ｈを設定することにより、最適な適応補間処理を
行うことができる。なお、相関度の代わりに画素間の類
似度で計算してもよい。
【００４６】ここで、ステップＳ１８及びステップＳ２
０では、具体的には図７のステップＳ３１以下のサブル
ーチン処理を行っている。
【００４７】ステップＳ３１において、適応補間処理回
路１９は、ポインタの近傍Ｒの分散度σを計算する。
【００４８】同じ色の分散度σは、局所近傍空間内にお
いて平均値からの偏差のばらつきを示すものである。例
えば分散度σが小さければ、その色での相関はどの方向
でも同じであることであり、適応補間の効果がなくな
る。すなわち、σＲが小さければＲを除いたＧで縦と横
のみの適応補間を行うようにすれば十分である。
【００４９】ここで、分散度σを以下のように定義する
と、 σ色＝ｍｉｎ（色全画素）／ｍａｘ（色全画素） 図８の場合は σＲ＝ｍｉｎ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）／ｍａｘ（Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４） となる。
【００５０】ステップＳ３２において、適応補間処理回
路１９は、分散度σが所定値より大きいかを判定し、大
きいときはステップＳ３３に進み、大きくないときはス
テップＳ３４に進む。
【００５１】ステップＳ３３において、適応補間処理回
路１９は、斜め方向の補間処理を行う。ここで、ステッ
プＳ１８からの処理を行っているときは左上右下斜め方
向の補間処理を行い、ステップＳ２０からの処理を行っ
ているときは左下右上斜め方向の補間処理を行って、サ
ブルーチン処理を終了する。
【００５２】一方、ステップＳ３２で分散度σが大きく
ないと判定したときのステップＳ３４において、適応補
間処理回路１９は、上述したステップＳ３で算出した縦
方向の相関度ａとステップＳ４で算出した横方向の相関
度ｂのうち、相関度の大きい方向において補間処理を行
って、サブルーチン処理を終了する。
【００５３】すなわち、適応補間処理回路１９は、分散
度σが大きいときは斜め方向の補間処理を行い、分散度
σが小さいときはその色（Ｒ）での相関はどの方向もほ
とんど同じであって適応補間処理の効果がそれほど大き
くないので、Ｒを除いて一般画像の中で最も頻度の高い
Ｇのみで縦方向又は横方向の適応補間を行うようになっ
ている。換言すると、分散度σが小さいときは、カラー
画像のＲ及びＧのレベルの違いによる適応補間処理のわ
ずかなずれを回避すべく、最も頻度が高くレベルの高い
Ｇのみで補間処理を行うことにより、より高解像な画像
を得ることができる。
【００５４】以上の処理により輝度信号Ｙが補間される
と、適応補間処理回路１９は、図９に示す輝度信号Ｙ及
び色信号Ｒ，ＧをＨＰＦ２０に供給する。
【００５５】ＨＰＦ２０は、適応補間処理回路１９で得
られた輝度信号から低帯域成分をカットすることによ
り、図１０に示すように、高域成分の輝度信号ＹＨを生
成して、この高域輝度信号ＹＨをバッファメモリ２１を
介して加算回路２２に供給する。
【００５６】加算回路２２は、低帯域成分の各色信号Ｒ
Ｌ，ＧＬ，ＢＬに対して高帯域成分の輝度信号ＹＨをそ
れぞれ合成することによって、高解像度の色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂを出力する。また、ビデオエンコーダ２３は、加
算回路２２で生成された高解像度の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを
例えばＮＴＳＣ（National Television System Committ
ee）方式のビデオ信号にエンコードして、外部に設けら
れた図示しないモニタ装置にビデオ信号を供給するよう
になっている。
【００５７】以上のように、本実施の形態に係る撮像装
置１０では、カラーフィルタの配列からＲＧ画素で適応
補間処理を施すことにより、縦横のみならず斜め方向も
含む全方向の解像度を向上することができる。また、単
板式であるために安価でコンパクトであるにも拘らず、
画素ずらし機構等を用いることなく３板式相当の高解像
度を得ることができる。また、上記撮像装置１０は、画
素ずらし機構等を用いることなく高解像度を得ることが
できるので、電子シャッタ機能も使用することができ
る。撮像装置１０は、全画素同時読出し式のＣＣＤイメ
ージセンサ１１を用いているので、パーソナルコンピュ
ータのモニタ装置等に最適なノンインターレス画像を得
ることができる。
【００５８】つぎに、本発明の第２の実施の形態につい
て説明する。なお、上述の実施の形態と同じ回路等につ
いては同じ符号を付けて詳細な説明は省略し、以下、他
の実施の形態においても同様に説明する。
【００５９】第２の実施の形態に係る撮像装置３０は、
図１１に示すように、撮像部３０Ａとコンピュータ部３
０Ｂとで構成され、撮像部３０Ａで得られた色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂの適応補間処理をコンピュータ部３０Ｂのソフト
処理で行うことによって、フレキシブル（多種類・多機
能）に高解像度の画像の取込を行うことができるもので
ある。
【００６０】撮像部３０Ａは、例えば図１１に示すよう
に、ＣＣＤイメージセンサ１１と、ＣＣＤイメージセン
サ１１を駆動するＣＣＤドライバ１２と、ＣＣＤイメー
ジセンサ１１からの各色信号に相関二重サンプリング処
理及び利得制御を施すＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３と、ＣＤ
Ｓ／ＡＧＣ回路１３から各色信号をディジタル化するＡ
／Ｄコンバータ１４と、Ａ／Ｄコンバータ１４からのデ
ィジタル化された各色信号にディジタル信号処理を施す
ＤＳＰ１５と、ＤＳＰ１５からの各色信号を所定のビデ
オ信号に変換するビデオエンコーダ２３とを備える。こ
れらの回路は、第１の実施の形態と同様の機能を有す
る。
【００６１】また、撮像部３０Ａは、ＤＳＰ１５からの
各色信号に簡易な補間処理を施す簡易補間回路３１と、
ＤＳＰ１５からの各色信号をコンピュータ部３０Ｂに送
信するために所定の信号変換処理を施すパーソナルコン
ピュータインターフェース（以下、パソコンＩ／Ｆとい
う）３２とを備え、画素間が補間された各色信号を出力
し、また、双方向バス３３を介してコンピュータ部３０
Ｂに各色信号を送信したり、コンピュータ部３０Ｂから
の制御信号を受信することができるようになっている。
【００６２】一方、コンピュータ部３０Ｂは、例えばパ
ーソナルコンピュータに用いて好適なものであり双方向
バス３３を介して各色信号が送信されるパソコンＩ／Ｆ
３４と、所定のプログラム等を保存するハード・ディス
ク・ドライブ（ＨＤＤ：HardDisk Drive）メモリ３５
と、パソコンＩ／Ｆ３４からの各色信号の高域成分をカ
ットするＬＰＦ１７と、ＬＰＦ１７からの各色信号を記
憶するバッファメモリ１８と、パソコンＩ／Ｆ３４から
の各色信号に適応補間処理を施す適応補間処理回路１９
と、適応補間処理回路１９からの各色信号の低域成分を
カットするＨＰＦ２０と、ＨＰＦ２０からの輝度信号Ｙ
Ｈを記憶するバッファメモリ２１と、バッファメモリ１
８，２１からの信号を加算する加算回路２２と、加算回
路２２からの各色信号をモニタ５０に出力するためのア
クセラレータ３６とを備える。
【００６３】以上のように構成された撮像装置３０にお
いて、ＣＣＤイメージセンサ１１は、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ
を生成し、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３，Ａ／Ｄコンバータ
１４を介してＤＳＰ１５に供給する。ＤＳＰ１５は、ビ
デオエンコーダ２３を介して所定のビデオ信号に変換し
て輝度信号Ｙ／クロマ信号Ｃを出力し、また、簡易補間
回路３１を介して簡易補間を施して各色信号を出力した
り、パソコンＩ／Ｆ３２を介して各色信号をコンピュー
タ部３０Ｂに送信するようになっている。
【００６４】コンピュータ部３０Ｂにおいて、パソコン
Ｉ／Ｆ３４は、適応補間処理回路１９及びＬＰＦ１７に
各色信号を供給する。ＬＰＦ１７は、各色信号の高域成
分を除去した後、各色信号をバッファメモリ１８を介し
て加算回路２２に供給する。
【００６５】適応補間処理回路１９は、上述したステッ
プＳ１〜ステップＳ２２及びステップＳ３１〜ステップ
Ｓ３４の処理を行うことにより適応補間を施し、図９に
示す輝度信号Ｙ及び各色信号Ｒ，Ｇ，ＢをＨＰＦ２０に
供給する。ＨＰＦ２０は、輝度信号Ｙ及び各色信号の低
域成分をカットすることにより得られる高域の輝度信号
ＹＨをバッファメモリ２１を介して加算回路２２に供給
する。
【００６６】加算回路２２は、バッファメモリ１８から
の各色信号ＲＬ，ＧＬ，ＢＬに高域輝度信号Ｙを加算し
て生成された高解像度の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを、アクセラ
レータ３６を介してモニタ５０に供給する。
【００６７】以上のように、第２の実施の形態に係る撮
像装置３０は、適応補間処理をパーソナルコンピュータ
内のソフトウェア処理で行うことにより、撮像部３０Ａ
の小型化・軽量化を図るとともに、上記ソフトウェアが
例えばバージョンアップしても撮像部３０Ａを代えるこ
となくフレキシブルに補間処理を行うことができる。ま
た、カラーフィルタの配列からＲＧ画素で適応補間処理
を施すことにより、縦横のみならず斜め方向も含む全方
向の解像度を向上することができる。また、上記撮像装
置３０は、単板式であるために安価でコンパクトである
にも拘らず、画素ずらし機構等を用いることなく高解像
度を得ることができ、電子シャッタ機能も使用すること
ができる。また、撮像装置３０は、全画素同時読出し式
のＣＣＤイメージセンサ１１を用いているので、パーソ
ナルコンピュータのモニタ装置等に最適なノンインター
レス画像を得ることができる。
【００６８】つぎに、本発明の第３の実施の形態につい
て説明する。
【００６９】第３の実施の形態に係る撮像装置６０は、
静止画カメラに好適なものであり、図１２に示すよう
に、カメラヘッドユニット（ＣＨＵ：Camera Head Uni
t）に用いて好適な撮像部６０Ａ内の回路を撮像する瞬
間だけ稼働し、コンピュータ部６０Ｂから撮像要求がな
いときには待機モードになって省電力化を図るものであ
る。
【００７０】具体的には、撮像部６０Ａは、例えば図１
２に示すように、ＣＣＤイメージセンサ１１と、ＣＣＤ
イメージセンサ１１からの各色信号に相関二重サンプリ
ング処理を施すＣＤＳ回路１３ａと、ＣＤＳ回路１３ａ
からの各色信号の利得を制御するＡＧＣ回路１３ｂと、
ＡＧＣ回路１３ｂからの各色信号の高域成分を除去する
ＬＰＦ６１と、ＬＰＦ６１からの各色信号をディジタル
化するＡ／Ｄコンバータ１４と、Ａ／Ｄコンバータ１４
からの各色信号に所定の信号変換を施すパソコンＩ／Ｆ
３２と、ＣＣＤイメージセンサ１１を駆動するための読
出しパルス等を生成するタイミングジェネレータ６２
と、アイリス制御回路６３と、アイリス制御回路６３に
基づいてアイリスの調整等を行うレンズブロック６４と
を備える。
【００７１】ＣＣＤイメージセンサ１１は、タイミング
ジェネレータ６２からの掃き出しパルス及び読出しパル
スに基づいて有効電荷蓄積期間（電子シャッタ期間）が
制御される。また、静止画撮像のために単発撮像（電子
シャッタ期間を１フレーム又は数フレーム期間に設定し
て各色信号のみをパソコンへ転送すること）を行えば十
分なので、タイミングジェネレータ６２がＣＣＤイメー
ジセンサ１１に供給するクロックは低周波数になってい
る。
【００７２】パソコンＩ／Ｆ３２は、コンピュータ部６
０Ｂからの撮像モードの要求に基づいて全回路の機能を
オンにしたり、待機モードの要求に基づいてパソコンＩ
／Ｆ３２以外の回路の機能をオフにする。従って、撮像
部６０Ａは、待機モードのときに電力の消費を抑制し
て、省電力化を図ることができる。
【００７３】また、コンピュータ部６０Ｂは、パソコン
Ｉ／Ｆ３４と、所定のプログラム等を保存するＨＤＤメ
モリ３５と、パソコンＩ／Ｆ３４からの各色信号に所定
の信号処理を施す信号処理回路６５と、信号処理回路６
５からの各色信号の高域成分をカットするＬＰＦ１７
と、ＬＰＦ１７からの各色信号を記憶するバッファメモ
リ１８と、パソコンＩ／Ｆ３４からの各色信号に適応補
間処理を施す適応補間処理回路１９と、適応補間処理回
路１９からの各色信号の低域成分をカットするＨＰＦ２
０と、ＨＰＦ２０からの各色信号を記憶するバッファメ
モリ２１と、バッファメモリ１８，２１からの信号を加
算する加算回路２２と、加算回路２２からの各色信号を
モニタ５０に出力するためのアクセラレータ３６と、撮
像部６０Ａに電源を供給するための電源回路６６とを備
える。
【００７４】撮像部６０Ａのモードの切換制御は、コン
ピュータ部６０Ｂのカメラ制御用ソフトが稼働している
状態において、キーボード入力等に基づいて行われる。
すなわち、撮像部６０Ａの有する電子シャッタ制御，ア
イリス制御，待機モードの制御はコンピュータ部６０Ｂ
によって行われ、また、撮像部６０Ａからの各色信号に
対する適応補間処理やディジタル信号処理もコンピュー
タ部６０Ｂ内の適応補間処理回路１９及び信号処理回路
６５で行われるようになっている。
【００７５】以上のように構成された撮像装置６０にお
いて、コンピュータ部６０Ｂの制御に基づいて待機モー
ドに設定されているときは、撮像部６０Ａは、電源回路
６６から電源が供給されずパソコンＩ／Ｆ３２を除いた
全回路の機能が停止する。
【００７６】そして、撮像部６０Ａは、電源回路６６か
ら電源が供給されて撮像モードに設定されると全回路が
機能するようになる。このとき、例えばコンピュータ部
６０Ｂは、キーボード等の操作手段の操作設定に基づい
て、パソコンＩ／Ｆ３２，アイリス制御回路６３を介し
てアイリスを調整することができる。
【００７７】また、コンピュータ部６０Ｂが撮像部６０
Ａに撮像要求すると、ＣＣＤイメージセンサ１１は、１
フレーム又は数フレーム期間の電子シャッタ期間に得ら
れた各色信号をＣＤＳ回路１３ａ，ＡＧＣ回路１３ｂ等
を介してパソコンＩ／Ｆ３２に供給する。パソコンＩ／
Ｆ３２は、各色信号に所定の信号変換処理を行って双方
向バス３３を介してパソコンＩ／Ｆ３４に供給する。
【００７８】コンピュータ部６０Ｂにおいて、信号処理
回路６５は、パソコンＩ／Ｆ３４からの各色信号にディ
ジタル信号処理を施して、この各色信号をＬＰＦ１７等
を介して加算回路２２に供給するとともに、適応補間処
理回路１９にも供給する。適応補間処理回路１９は、信
号処理回路６５からの各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから高解像度
の輝度信号Ｙを生成してＨＰＦ２０等を介して加算回路
２２に供給する。加算回路２２は、各色信号ＲＬ，Ｇ
Ｌ，ＢＬと高解像度の輝度信号ＹＨとを合成して出力す
ることにより、高解像度の各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成
し、アクセラレータ３６を介してモニタ５０に供給する
ことができる。
【００７９】以上のように、第３の実施の形態に係る撮
像装置６０は、撮像するときのみ撮像部６０Ａを稼働し
て、待機モードのときには撮像部６０Ａの各回路の機能
を停止させることにより、省電力化を図ることができ
る。また、撮像装置６０は、撮像部６０Ａで生成された
各色信号について、適応補間処理のみならずニー処理・
ガンマ補正等のディジタル信号処理をもコンピュータ部
６０Ｂ内のソフトウェア処理で行うことにより、撮像部
６０Ａの小型化・軽量化を図るとともに、上記ソフトウ
ェアが例えばバージョンアップしても撮像部６０Ａを代
えることなくフレキシブルに行うことができる。また、
カラーフィルタの配列からＲＧ画素で適応補間処理を施
すことにより、縦横のみならず斜め方向も含む全方向の
解像度を向上することができる。上記撮像装置６０は、
単板式であるために安価でコンパクトであるにも拘ら
ず、画素ずらし機構等を用いることなく高解像度を得る
ことができるので、電子シャッタ機能も使用することが
できる。なお、撮像装置６０は、全画素同時読出し式の
ＣＣＤイメージセンサ１１を用いているので、コンピュ
ータ部６０Ｂを介してモニタ装置５０にノンインターレ
ス画像を供給することができる。
【００８０】つぎに、第４の実施の形態に係る撮像装置
について説明する。第４の実施の形態に係る撮像装置
は、２枚の撮像素子を用いてダイナミックレンジを拡大
するとともに、高解像度の画像を得ることができるもの
である。
【００８１】第４の実施の形態に係る撮像装置８０は、
例えば図１３に示すように、撮像レンズ８１によって集
光されて光学フィルタ８２で色分離された撮像光がハー
フミラーブロック８３を介して入射されるＣＣＤイメー
ジセンサ８４，８６と、ＣＣＤイメージセンサ８４から
の画素信号に適応補間処理を施す適応補間処理部８５
と、ＣＣＤイメージセンサ８６からの画素信号に適応補
間処理を施す適応補間処理部８７と、適応補間処理部８
５，８７からの各色信号を合成する画像合成部８８と、
画像合成部８８で合成された各色信号を所定のビデオ信
号に変換するビデオエンコーダ８９と、全体を制御する
システムコントローラ９０とを備える。
【００８２】ここで、ＣＣＤイメージセンサ８４，８６
は、例えば全画素同時読出しのものであって、上述の図
２に示すように、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各画
素が市松配列で構成される。
【００８３】また、ＣＣＤイメージセンサ８４は、図１
４に示すように、ＣＣＤイメージセンサ８６に比べて、
掃き捨てパルスから読出しパルスまでの期間である有効
電荷蓄積期間が短く設定されている。従って、ＣＣＤイ
メージセンサ８４は、ＣＣＤイメージセンサ８６に比べ
て、全体的に光量の少ない各色信号を出力するようにな
っている。
【００８４】ここで、適応補間処理部８５と適応補間処
理部８７とは同じ構成になっている。具体的には、適応
補間処理部８５，８７は、図１５に示すように、ＣＣＤ
イメージセンサ８４，８６からの各色信号に相関二重サ
ンプリング処理等を施すＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３と、Ｃ
ＤＳ／ＡＧＣ回路１３から各色信号をディジタル化する
Ａ／Ｄコンバータ１４と、Ａ／Ｄコンバータ１４からの
ディジタル化された各色信号にディジタル信号処理を施
すＤＳＰ１５とを備える。
【００８５】適応補間処理部８５，８７は、さらに、Ｄ
ＳＰ１５から供給される各色信号の高域成分をカットす
るＬＰＦ１７と、ＬＰＦ１７からの各色信号を記憶する
バッファメモリ１８と、ＤＳＰ１５からの各色信号に適
応補間処理を施す適応補間処理回路１９と、適応補間処
理回路１９からの各色信号の低域成分をカットするＨＰ
Ｆ２０と、ＨＰＦ２０からの各色信号を記憶するバッフ
ァメモリ２１と、バッファメモリ１８，２１の各色信号
を加算する加算回路２２とを備える。
【００８６】画像合成部８８は、適応補間処理部８５か
らの信号レベルの低い各色信号と適応補間処理部８７か
らの通常の信号レベルの各色信号とを選択して出力する
ものであり、図１６に示すように、ＬＰＦ９１と、レベ
ル比較器９２と、切換回路９３とを備える。
【００８７】ＬＰＦ９１は、適応補間処理部８５から供
給される画素データの不要な高域成分を除去して、この
各色信号をレベル比較器９２に供給する。
【００８８】レベル比較器９２は、図１７（Ａ）に示す
ように、ＬＰＦ９１から供給される各色信号ＨＤ１のレ
ベルと白潰れが生じるレベルに設定されたスレショール
ドレベルとを比較して、図１７（Ｂ）に示すように、各
色信号ＨＤ１のレベルが高いときにＨレベルのスイッチ
制御信号を出力するようになっている。
【００８９】切換回路９３では、端子ａに適応補間処理
部８５からの各色信号ＨＤ１が供給され、端子ｂに適応
補間処理部８７からの各色信号ＨＤ２が供給される。切
換回路９３は、レベル比較器９２からＨレベルのスイッ
チ制御信号が供給されると端子ａに供給されている各色
信号ＨＤ１を出力し、レベル比較器９２からＬレベルの
信号が供給されると端子ｂに供給されている各色信号Ｈ
Ｄ２を出力するようになっている。
【００９０】換言すると、切換回路９３の端子ａには図
１７（Ａ）に示す各色信号ＨＤ１が供給され、端子ｂに
は図１７（Ｃ）に示す各色信号ＨＤ２が供給される。各
色信号ＨＤ２が白潰れを生じていない期間は、スイッチ
制御信号がＬレベルになっているので、図１７（Ｄ）に
示すように、切換回路９３は各色信号ＨＤ２を出力す
る。各色信号ＨＤ２に白潰れが生じている期間は、スイ
ッチ制御信号はＨレベルになって、図１７（Ｄ）に示す
ように、切換回路９３は各色信号ＨＤ１を出力する。
【００９１】したがって、例えば室内から屋外を撮影し
ているときに各色信号ＨＤ２に白潰れが生じると、画像
合成部８８は、この白潰れが生じた部分に各色信号ＨＤ
１を挿入することにより白潰れの生じない各色信号を出
力して、ダイナミックレンジを拡大することができる。
【００９２】以上のように、撮像装置８０は、２枚のＣ
ＣＤイメージセンサの出力信号に対してそれぞれ適応補
間処理を施して高解像度画像を得ることができ、かつ、
シャッタ時間の異なる各色信号を選択して合成すること
によってダイナミックレンジの向上を図ることができ、
銀塩写真に匹敵する各色信号を得ることができる。ま
た、カラーフィルタの配列からＲＧ画素で適応補間処理
を施すことにより、縦横のみならず斜め方向も含む全方
向の解像度を向上することができる。また、上記撮像装
置８０は、画素ずらし機構等を用いることなく高解像度
を得ることができるので、電子シャッタ機能も使用する
ことができる。なお、撮像装置８０は、全画素同時読出
し式のＣＣＤイメージセンサ８４，８６を用いているの
で、パーソナルコンピュータのモニタ装置等に最適なノ
ンインターレス画像を得ることができる。
【００９３】また、撮像装置８０におけるハーフミラー
ブロック８３とＣＣＤイメージセンサ８４の間にＮＤ
（Neutral Density）フィルタ９５を設け、ＣＣＤイメ
ージセンサ８４，８６のシャッタ時間を同じにしてもよ
い。すなわち、ＣＣＤイメージセンサ８４は、ＮＤフィ
ルタ９５を介して入射光を受光すると全体的に光量の少
ない各色信号を生成し、シャッタ時間を短くした場合と
同様の各色信号を生成することができる。
【００９４】つぎに、第５の実施の形態に係る撮像装置
について説明する。
【００９５】第５の実施の形態に係る撮像装置は、白潰
れのみならず黒潰れも生じないように、図１６に示した
画像合成部８８の代わりに、白潰れモード又は黒潰れモ
ードの切換を行うことができる画像合成部８８ａを設け
たものである。
【００９６】画像合成部８８ａにおいて、切換回路９４
は、具体的には図１８に示すように、適応補間処理部８
５からの各色信号ＨＤ１が供給される端子ｃ，ｆと、適
応補間処理部８７からの各色信号ＨＤ２が供給される端
子ｄ，ｅと、端子ｃ又は端子ｄに供給された各色信号を
選択して出力するスイッチ９４Ｘと、端子ｅ又は端子ｆ
に供給された各色信号を選択して出力するスイッチ９４
Ｙとを備える。スイッチ９４Ｘ，９４Ｙは、互いに連動
して、システムコントローラ９０で切換制御されてい
る。すなわち、システムコントローラ９０は、白潰れ補
正モードになったときはスイッチ９４Ｘを端子ｃに，ス
イッチ９４Ｙを端子ｄに設定して、また、黒潰れ補正モ
ードになったときはスイッチ９４Ｙを端子ｅに，スイッ
チ９４Ｙを端子ｆに設定するようになっている。そし
て、スイッチ９４Ｘは、選択出力した各色信号をＬＰＦ
９１及び切換回路９３の端子ａに供給する。スイッチ９
４Ｙは、選択出力した各色信号を切換回路９３の端子ｂ
に供給する。
【００９７】ＬＰＦ９１は、各色信号の高域成分を除去
してレベル比較器９２に供給する。レベル比較器９２
は、図１９（Ａ）に示すように、ＬＰＦ９１から供給さ
れる各色信号のレベルとスレショールドレベルとを比較
して、図１９（Ｂ）に示すように、各色信号のレベルの
方が高いときにスイッチ制御信号を出力するようになっ
ている。ここで、システムコントローラ９０は、白潰れ
補正モード又は黒潰れ補正モードに応じてスレショール
ドレベルを設定するようになっている。そして、切換回
路９３は、レベル比較器９２からＨレベルのスイッチ制
御信号が供給されると端子ａに供給されている各色信号
を出力し、Ｌレベルのスイッチ制御信号が供給されると
端子ｂに供給されている各色信号を出力するようになっ
ている。
【００９８】ここで、黒潰れ補正モードに設定される
と、システムコントローラ９０は、スイッチ９４Ｘを端
子ｄに、スイッチ９４Ｙを端子ｆに切換設定して、スレ
ショールドレベルを黒潰れ補正に応じた所定のレベルに
設定する。このとき切換回路９３では、端子ａには図１
９（Ａ）に示す各色信号ＨＤ２が供給され、端子ｂには
図１９（Ｃ）に示す各色信号ＨＤ１が供給される。
【００９９】各色信号ＨＤ１が黒潰れを生じていないと
きは、図１９（Ｂ）に示すようにスイッチ制御信号がＨ
レベルになっているので、切換回路９３は、図１９
（Ｄ）に示すように、各色信号ＨＤ１を出力する。各色
信号ＨＤ１に黒潰れが生じると、スイッチ制御信号はＬ
レベルになって、切換回路９３は、図１９（Ｄ）に示す
ように、各色信号ＨＤ２を出力する。
【０１００】すなわち、画像合成部８８ａは、例えば屋
外から室内を撮影する場合等において一方の各色信号に
黒潰れが生じると、黒潰れの生じた部分に他方の各色信
号を挿入することにより、黒潰れのない各色信号を出力
することができる。
【０１０１】なお、白潰れモードに設定されると、画像
合成部８８ａでは、スイッチ９４Ｘは端子ｃに設定さ
れ、スイッチ９４Ｙは端子ｄに設定される。すなわち、
画像合成部８８ａは、画像合成部８８と等価になって、
白潰れのない各色信号を出力することができる。
【０１０２】つぎに第６の実施の形態に係る撮像装置に
ついて説明する。
【０１０３】第６の実施の形態に係る撮像装置は、３板
式であって、図２０に示すように、撮像レンズ１０１に
より集光されて光学フィルタ１０２で色分離された撮像
光をＲ，Ｇ，Ｂの３原色に分解するダイクロイックミラ
ー１０３と、分解された撮像光に応じて色信号Ｒを出力
するＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒと、色信号Ｇを出力
するＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇと、色信号Ｂを出力
するＣＣＤイメージセンサ１０４Ｂとを備える。
【０１０４】ここで、ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，
１０４Ｇ，１０４Ｂは、全画素同時読出し式のものであ
る。また、ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｇ
は、図２１に示すように、半ピッチ斜め画素ずらしをし
て、ＧＲ配列をツインカンクス配列にしている。
【０１０５】また、撮像装置１００は、ＣＣＤイメージ
センサ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂからの各色信号に
相関二重サンプリング処理・利得制御を施すＣＤＳ／Ａ
ＧＣ回路１３と、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３からの各色信
号をディジタル化するＡ／Ｄコンバータ１４と、Ａ／Ｄ
コンバータ１４からの各色信号にガンマ補正等の所定の
ディジタル信号処理を行うＤＳＰ１５と、ＤＳＰ１５か
らの各色信号の高域成分を除去するＬＰＦ１７と、ＬＰ
Ｆ１７からの各色信号を記憶するバッファメモリ１８
と、ＤＳＰ１５からの各色信号に適応補間の処理を施す
適応補間処理回路１９と、適応補間処理回路１９からの
各色信号の低域成分を除去して高域の輝度信号を生成す
るＨＰＦ２０と、ＨＰＦ２０からの高域輝度信号を記憶
するバッファメモリ２１と、バッファメモリ１８からの
各色信号とバッファメモリ２１からの輝度信号を合成す
る加算回路２２とを備える。
【０１０６】以上のように構成された撮像装置１００に
おいて、適応補間処理回路１９には、ＤＳＰ１５からの
各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが供給される。適応補間処理回路１
９内の内部メモリ１９ａには、図２２（Ａ）に示すよう
に、ツインカンクス配列で色信号Ｒ，Ｇが記憶される。
【０１０７】適応補間処理回路１９は、ツインカンクス
配列の色信号Ｒ，Ｇの補間部分にポインタを設定して、
適応補間処理を行う前に縦方向及び横方向の相関度を算
出して、相関度の大きい方向において適応補間処理を行
う。
【０１０８】ここで、適応補間処理回路１９に供給され
る各色信号はホワイトバランス調整後においてＲとＧの
レベルが同じに調整されているので、画素データＲ，Ｇ
が有する輝度信号Ｙの情報に着目すると、任意のポイン
タＹ０近傍では図２３に示すように輝度信号Ｙ１〜Ｙ４
が配列されているとみなすことができる。従って、 Ｙ０＝ａＹ１＋ｂＹ２＋ｃＹ３＋ｄＹ４ となる。なお、ａ〜ｄの値は縦方向又は横方向の画素相
関によって決定される。
【０１０９】具体的には、適応補間処理回路１９は、横
方向のＹ１とＹ２、縦方向のＹ３とＹ４のレベル差を求
めて、そのレベル差が小さい方向は相関度が大きいと判
断し、相関度が大きい方向でＹ０の補間処理を行う。例
えば横方向の相関度が大きいときは、Ｙ０＝（Ｙ１＋Ｙ
２）／２として求めることができる。
【０１１０】なお、相関度は、画素間の類似度で求めて
もよい。従って、類似度が最も大きくなる方向において
補間処理を行うこともできる。
【０１１１】適応補間処理回路１９は、図２２（Ｂ）に
示すように、ツインカンクス配列の色信号Ｒ，Ｇの補間
部分に輝度信号を補間したものをＨＰＦ２０に供給す
る。ＨＰＦ２０は、色信号Ｒ，Ｇ及び輝度信号の低域成
分を除去することにより高解像度の輝度信号を生成し
て、この輝度信号をバッファメモリ２１を介して加算回
路２２に供給する。加算回路２２は、ＤＳＰ１５からＬ
ＰＦ１７等を介して供給される低域成分の各色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂと高域成分の輝度信号とを加算合成して、高解像
度の各色信号を生成する。
【０１１２】加算回路２２で生成された各色信号は、図
２４（Ａ）に示す従来のスペクトル特性に比べて、図２
４（Ｂ）に示すスペクトル特性により高域が劣化するこ
となく、縦横の解像度がほぼ倍になっている。
【０１１３】すなわち、適応補間処理回路１９は、適応
補間処理により縦又は横方向近辺においても近似的に適
応補間処理を行って、ツインカンクス領域における信号
生成を良好にし、画質の良好な各色信号を生成すること
ができる。換言すると、適応補間処理は、水平又は垂直
方向に近い信号成分に対して近似的に作用し、折り返し
成分を軽減させる効果があり、全体的に高画質の各色信
号を生成することができる。
【０１１４】以上のように、撮像装置１００は、縦方向
又は横方向の相関度が大きい方向において補間処理を行
って高域成分の輝度信号を生成し、この輝度信号を中域
以下の各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ等しく合成するこ
とにより、高解像度で画質の良好な各色信号を生成する
ことができる。また、撮像装置１００は、画素ずらし機
構等を用いることなく高解像度を得ることができるの
で、電子シャッタ機能も使用することができる。さら
に、撮像装置１００は、全画素同時読出し式のＣＣＤイ
メージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを用いてい
るので、パーソナルコンピュータのモニタ装置等に最適
なノンインターレス画像を得ることができる。
【０１１５】なお、ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１
０４Ｇ，１０４Ｂの画素は、図２１に示すツインカンク
ス配列のものに限定されることなく、例えば図２に示す
市松模様状の配列であってもよい。このとき、ＣＣＤイ
メージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂで生成され
た色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３，Ａ／
Ｄコンバータ１４等を介して適応補間処理回路１９に供
給される。そして、適応補間処理回路１９は、第１の実
施の形態で説明したような補間処理を行うことができ
る。
【０１１６】また、第２の実施の形態と同様に、ＬＰＦ
１７，バッファメモリ１８，適応補間処理回路１９，Ｈ
ＰＦ２０，バッファメモリ２１，加算回路２２で行う高
域の輝度信号の生成をパーソナルコンピュータのソフト
処理によって行ってもよい。これにより、撮像装置の小
型化・軽量化を図るとともに、上記ソフトウェアが例え
ばバージョンアップしても撮像装置を代えることなくフ
レキシブルに行うことができる。
【０１１７】なお、本発明は、上述の実施の形態に限定
されるものではなく、例えばＣＣＤイメージセンサの代
わりにＭＯＳ等の撮像素子を用いてもよく、特許請求の
範囲に記載された範囲内で種々の変更ができるのは勿論
である。
【０１１８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る撮像装置によれば、補間箇所を中心としてそれぞれ対
向する画素の方向において相関度を算出し、この相関度
の大きい方向において２原色の各色信号に基づいて輝度
信号を生成して低域成分を除去し、この高解像度の高域
輝度信号と色信号とを合成することにより高解像度の３
原色の各色信号を生成することができる。すなわち、上
記撮像装置によれば、補間箇所を中心とする全ての方向
の解像度を向上させることができ、また、光路シフトの
ウォーブリング手法を用いていないので電子シャッタ等
の諸機能の妨げになることを回避することができる。
【０１１９】上記撮像装置では、斜め方向の補間処理を
行う前に補間処理を行う部分の周辺の分散度が小さいと
きには信号レベルの高い色信号が設けられている方向で
あって上記算出した相関度の大きい方向において補間処
理を施すことにより、カラー画像のレベルの違いによる
適応補間処理のわずかなずれを回避して、最も頻度が高
くかつレベルの高い色信号のみで補間処理を行って、よ
り高解像な画像を得ることができる。
【０１２０】上記撮像装置では、縦方向又は横方向又は
斜め方向の相関度の最も大きい方向において取り込んだ
各色信号間の補間処理を施すことにより、各画像におけ
る各方向の解像度に応じて最も解像度の低い方向の解像
度を向上させることができる。
【０１２１】上記撮像装置では、単板式又は多板式であ
っても高解像度の画像を得ることができる。
【０１２２】また、本発明に係る補間処理方法によれ
ば、補間箇所を中心としてそれぞれ対向する画素の方向
において相関度を算出し、算出された相関度の大きい方
向においてにおいて、所定の２原色の各色信号に基づい
て輝度信号を生成して低域成分を除去し、この高解像度
の高域輝度信号と色信号とを合成することにより高解像
度の３原色の各色信号を生成することができる。すなわ
ち、上記補間処理方法によれば、補間箇所を中心とした
全ての方向の解像度を向上させることができ、また、光
路シフトのウォーブリング手法を用いていないので、撮
像装置に設けられている電子シャッタ等の諸機能の妨げ
になることを回避することができる。
【０１２３】上記撮像方法では、斜め方向の補間処理を
行う前に補間処理を行う部分の周辺の分散度が小さいと
きには信号レベルの高い色信号が設けられている方向で
あって上記算出した相関度の大きい方向において補間処
理を施すことにより、カラー画像のレベルの違いによる
適応補間処理のわずかなずれを回避して、最も頻度が高
くかつレベルの高い色信号のみで補間処理を行って、よ
り高解像な画像を得ることができる。
【０１２４】上記補間処理方法では、縦方向又は横方向
又は斜め方向の相関度の最も大きい方向において取り込
んだ各色信号間の補間処理を施すことにより、各画像に
おける各方向の解像度に応じて最も解像度の低い方向の
解像度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の具
体的な構成を示すブロック図である。
【図２】上記撮像装置のＣＣＤイメージセンサが市松模
様状の配列で構成された状態を示す図である。
【図３】内部メモリにＲＧ画像データを合成したときの
状態を示す図である。
【図４】ＲＧ画像データの輝度信号の情報が配列されて
いるときの状態を説明する図である。
【図５】適応補間処理を説明するためのフローチャート
である。
【図６】適応補間処理を説明するためのフローチャート
である。
【図７】適応補間処理を説明するためのフローチャート
である。
【図８】分散度に応じて適応補間処理するときのＲ，Ｇ
の状態を説明する図である。
【図９】補間処理された後のＲＧ画像と輝度信号Ｙの配
列を示す図である。
【図１０】高域成分の輝度信号ＹＨが生成されたときの
状態を示す図である。
【図１１】他の実施の形態に係る撮像装置の具体的な構
成を示すブロック図である。
【図１２】他の実施の形態に係る撮像装置の具体的な構
成を示すブロック図である。
【図１３】他の実施の形態に係る撮像装置の具体的な構
成を示すブロック図である。
【図１４】上記撮像装置のＣＣＤイメージセンサの有効
電荷蓄積期間を説明するためのタイミングチャートであ
る。
【図１５】上記撮像装置の適応補間処理部の構成を示す
ブロック図である。
【図１６】上記撮像装置の画像合成部の構成を示すブロ
ック図である。
【図１７】画像データの信号レベルの状態を示す図であ
る。
【図１８】上記撮像装置の他の画像合成部の構成を示す
ブロック図である。
【図１９】画像データの信号レベルの状態を示す図であ
る。
【図２０】他の実施の形態に係る撮像装置の具体的な構
成を示すブロック図である。
【図２１】上記撮像装置のＣＣＤイメージセンサの画素
配列を示す図である。
【図２２】適応補間処理回路に記憶された画像データ
Ｒ，Ｇ及び補間された輝度信号Ｙの配列を示す図であ
る。
【図２３】適応補間処理回路における適応補間処理を説
明する図である。
【図２４】適応補間処理された画像データのスペクトル
特性を示す図である。
【図２５】従来の光学ローパスフィルタ等を用いたとき
の折り返し歪の影響を説明する図である。
【符号の説明】
１１ ＣＣＤイメージセンサ、１９ 適応補間処理回
路、２０ ＨＰＦ、２２加算回路 簡易補間回路３１ パソコンＩ／Ｆ３２ パソコンＩ／Ｆ４１→３４ ＨＤＤメモリ４２ →３５ アクセラレータ４３→３６ ＬＰＦ６１ 信号処理回路７１ →６５ 電源回路７２ →６６ 以上済み

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３原色にそれぞれ対応して市松模様状に
    配列された画素の色信号をそれぞれ出力する撮像部と、 上記撮像部が出力した各色信号のうち特定の２原色の各
    色信号を取り込んで記憶する記憶手段と、 上記記憶手段に取り込んだ各色信号に対応する画素によ
    って囲まれる画素を輝度信号の補間箇所とし、前記補間
    箇所を挟んで位置する各画素の相関度の大きい方向に位
    置する画素の各色信号に基づいて、上記補間箇所の画素
    の輝度信号を補間することにより補間処理済みの輝度信
    号を生成する補間処理手段と、 補間済みの輝度信号の低域成分を除去して高域輝度信号
    を生成するハイパスフィルタと、 上記高域輝度信号と上記撮像部で生成された３原色の各
    色信号とを合成する合成手段とを備えることを特徴とす
    る撮像装置。
  2. 【請求項２】 上記補間処理手段は、上記補間箇所を中
    心として縦方向又は横方向又は斜め方向において相関度
    を算出し、算出された相関度の大きい方向において補間
    処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装
    置。
  3. 【請求項３】 上記補間処理手段は、上記補間箇所の斜
    め方向で補間処理を施す前に、補間箇所周辺の色信号の
    分散度を算出し、分散度が小さいときには信号レベルの
    高い色信号に基づいて上記算出した相関度の大きい方向
    において補間処理を施すことを特徴とする請求項２に記
    載の撮像装置。
  4. 【請求項４】 上記撮像部は、３原色にそれぞれ対応し
    て市松模様状に配列された画素の色信号をそれぞれ出力
    する１枚の撮像素子であることを特徴とする請求項１に
    記載の撮像装置。
  5. 【請求項５】 上記撮像部は、３原色にそれぞれ対応し
    て市松模様状に配列された画素の色信号をそれぞれ複数
    の撮像素子から出力することを特徴とする請求項１に記
    載の撮像装置。
  6. 【請求項６】 上記記憶手段は、上記撮像部が出力した
    各色信号のうち赤色信号及び緑色信号を取り込んで記憶
    し、 上記補間処理手段は、上記算出された相関度の大きい方
    向において取り込んだ赤色信号及び緑色信号に基づいて
    上記輝度信号を生成することを特徴とする請求項１に記
    載の撮像装置。
  7. 【請求項７】 ３原色にそれぞれ対応して市松模様状に
    配列された画素の各色信号のうち特定の２原色の各色信
    号を輝度信号として取り扱い、前記特定の２原色の各色
    信号に対応する画素によって囲まれる画素を輝度信号の
    補間箇所とし、この補間箇所を中心としてそれぞれ対を
    なす画素間の相関度を算出し、 算出された相関度の大きい対をなす画素の各色信号に基
    づいて輝度信号の補間処理を行い、 上記補間処理済みの輝度信号の低域成分を除去して高域
    輝度信号を生成し、 上記３原色の各色信号にそれぞれ上記高域輝度信号を合
    成することを特徴とするカラー画像信号の処理方法。
  8. 【請求項８】 取り込んだ画素によって囲まれる補間箇
    所を中心として縦方向又は横方向又は斜め方向において
    相関度を算出し、算出された相関度の大きい方向におい
    て補間処理を行うことを特徴とする請求項７に記載のカ
    ラー画像信号の処理方法。
  9. 【請求項９】 斜め方向の補間処理を施す前に、補間箇
    所周辺の分散度を算出し、分散度が小さいときには信号
    レベルの高い色信号が設けられている方向であって上記
    算出した相関度の大きい方向において上記２原色の各色
    信号に基づいて輝度信号を生成して上記補間場所に取り
    込むことを特徴とする請求項８に記載のカラー画像信号
    の処理方法。
  10. 【請求項１０】 ３原色の色信号のうち赤色信号及び緑
    色信号の各色信号を輝度信号として取り扱い、前記赤色
    信号及び緑色信号に対応する画素によって囲まれる画素
    を輝度信号の補間箇所とすることを特徴とする請求項７
    に記載のカラー画像信号の処理方法。
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