JPH10155157A - Image pickup device and processing method for color image signal - Google Patents
Image pickup device and processing method for color image signalInfo
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Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image pickup apparatus for obtaining a high resolution by performing an interpolation process between pixels and a method of processing a color image signal.
【0002】[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高解像度カラー
カメラが求められている。このようなフルカラー解像度
を向上させるカメラとして3板式カメラが提供されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, high-resolution color images are suitable as input images for personal computers, and the penetration of multimedia has led to a demand for higher-resolution color cameras. A three-panel camera has been provided as a camera for improving such a full-color resolution.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、3板式カメラ
は、撮像素子が3枚あるため、単板式カメラに比べて非
常に高価であり、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。3
板式カメラは、光学部のプリズムによる色ずれ補正が必
要であり、また、3枚の撮像素子の固着が数μm前後の
高精度固着技術を必要とするので小型化を図るのが困難
であった。However, a three-panel camera is very expensive compared to a single-panel camera because it has three image pickup devices. In particular, when a CCD image sensor having 1.3 million pixels or more is used, it is very expensive. It will be expensive. 3
The plate-type camera requires correction of color misregistration by the prism of the optical unit, and it is difficult to reduce the size because the fixing of the three imaging elements requires a high-precision fixing technology of about several μm. .
【0004】一方、単板式カメラは、3板式カメラに比
べて安価であり、色ずれ補正不要、固着技術不要、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23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。On the other hand, a single-panel camera is less expensive than a three-panel camera, does not require color misregistration correction, does not require a fixing technique, has a high imaging speed, and can be used with an electronic shutter. However, the single-plate camera has low color resolution, and as shown in FIG. 23, it has been difficult to increase the resolution even by using an optical low-pass filter or the like in order to reduce the influence of aliasing.
【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。As a method of obtaining a high-resolution image, there is a method of obtaining full-color high-resolution from a plurality of frames by a wobbling method of optical path shift using a bimorph-driven CCD image sensor or the like. This method can be used for a single-plate type and a two-plate type, but has disadvantages such as a reduction in imaging speed and the inability to use an electronic shutter, and its use has been limited.
【0006】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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and an image pickup apparatus and a color image signal which can obtain high resolution at low cost without sacrificing various functions such as an electronic shutter. The purpose of the present invention is to provide a processing method.
【0007】[0007]
【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原色の画素がマトリ
クス状に配列され、前記マトリクスにおいて市松模様状
に配列されている緑画素の間隙に、それぞれ画素数が同
じ赤画素と青画素が上記緑画素を挟んで3画素分ずつ連
続してジグザグに配列されて構成される撮像素子と、上
記撮像素子の各画素が出力する色信号をそれぞれ取り込
んで記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶された各
色信号に対応する画素の近傍にある画素補間点に対し
て、前記画素補間点の近傍にある複数の画素の相関度が
大きい方向で補間処理を各色信号ごとに行う補間処理手
段とを備えることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, an image pickup apparatus according to the present invention is arranged such that pixels of three primary colors are arranged in a matrix, and green pixels arranged in a checkered pattern in the matrix. An image sensor configured by continuously arranging three red and blue pixels each having the same number of pixels in a zigzag manner with the green pixel interposed therebetween in three spaces, and a color output by each pixel of the image sensor. A storage unit that fetches and stores signals, and a pixel interpolation point near a pixel corresponding to each color signal stored in the storage unit has a correlation degree between a plurality of pixels near the pixel interpolation point. Interpolating means for performing an interpolation process for each color signal in a larger direction.
【0008】また、本発明に係るカラー画像信号の処理
方法は、3原色の画素がマトリクス状に配列され、前記
マトリクスにおいて市松模様状に配列されている緑画素
の間隙に、それぞれ画素数が同じ赤画素と青画素が上記
緑画素を挟んで3画素分ずつ連続してジグザグに配列さ
れて構成される撮像素子の各画素が出力する色信号をそ
れぞれ取り込んで記憶し、記憶された各色信号に対応す
る画素の近傍にある画素補間点に対して、前記画素補間
点の近傍にある複数の画素の相関度が大きい方向で各色
信号毎に補間処理を行うことを特徴とする。Further, in the method of processing a color image signal according to the present invention, pixels of three primary colors are arranged in a matrix, and the number of pixels is the same in a gap between green pixels arranged in a checkered pattern in the matrix. The color signal output from each pixel of the image sensor constituted by the zigzag arrangement of three red pixels and three blue pixels in succession with the green pixel interposed therebetween is fetched and stored. Interpolation processing is performed for each color signal with respect to a pixel interpolation point near a corresponding pixel in a direction in which the degree of correlation between a plurality of pixels near the pixel interpolation point is large.
【0009】[0009]
【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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】第1の実施の形態に係る撮像装置1は、単
板式であって、CCD(Charge Coupled Device )イメ
ージセンサから得られる各色信号に対して、各画素間で
適応的に補間を行うことによって高解像度化を図るもの
である。The image pickup apparatus 1 according to the first embodiment is of a single-plate type, and performs adaptive interpolation between pixels for each color signal obtained from a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. To achieve higher resolution.
【0011】第1の実施の形態に係る撮像装置1は、図
1に示すように、3原色の色信号を出力する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:Correlated Double sampling/Aut
omatic Gain Control )回路12と、ディジタル信号に
変換するA/Dコンバータ13と、ホワイトバランス,
ガンマ補正等の処理を行うカメラ信号補正処理回路14
と、適応補間処理回路15と、所定のテレビジョン信号
に変換するビデオエンコーダ16と、各回路を制御する
システムコントローラ17とを備える。As shown in FIG. 1, an imaging apparatus 1 according to a first embodiment includes a CCD image sensor 11 that outputs color signals of three primary colors, a correlated double sampling / automatic gain control (CDS / AGC: Correlated Double sampling / Aut
omatic Gain Control) circuit 12, an A / D converter 13 for converting to a digital signal, a white balance,
Camera signal correction processing circuit 14 that performs processing such as gamma correction
, An adaptive interpolation processing circuit 15, a video encoder 16 for converting into a predetermined television signal, and a system controller 17 for controlling each circuit.
【0012】CCDイメージセンサ11では、図2に示
すように、3原色の赤(R)画素,緑(G),青(B)
画素がマトリクス状に配列され、このマトリクスにおい
てG画素は市松模様状(ツインカンクス)に設けられて
いる。それぞれの画素数の等しいR画素とB画素は、G
画素の間隙であって、このG画素を挟んで3画素分ずつ
連続してジグザグに配列されている。In the CCD image sensor 11, as shown in FIG. 2, red (R) pixels of three primary colors, green (G), and blue (B).
Pixels are arranged in a matrix. In this matrix, G pixels are provided in a checkered pattern (twin-canx). R and B pixels having the same number of pixels are G
It is a gap between pixels, and is arranged in a zigzag manner by three pixels continuously with the G pixel interposed therebetween.
【0013】CCDイメージセンサ11は、全画素読出
し式のものであって、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C
DS/AGC回路12に供給する。The CCD image sensor 11 is of an all-pixel readout type. When receiving incident light from a subject, the CCD image sensor 11 generates color signals R, G, and B in accordance with the incident light to generate a C signal.
It is supplied to the DS / AGC circuit 12.
【0014】CDS/AGC回路12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色信号を出力してい
る。The CDS / AGC circuit 12 samples and holds a precharge level and a data level of each color signal, detects a difference between the precharge level and the data level, detects an accurate signal level, and removes random noise. The gain of the CDS / AGC circuit itself is automatically controlled according to the strength, and a color signal having a stable signal level is always output.
【0015】A/Dコンバータ13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12からの各色信号をディジタル信号に変換し
てカメラ信号補正処理回路14に供給する。The A / D converter 13 is driven based on a sampling pulse, and has a CDS / A
Each color signal from the GC circuit 12 is converted into a digital signal and supplied to the camera signal correction processing circuit 14.
【0016】カメラ信号補正処理回路14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信
号に施して、得られた3原色の各色信号を適応補間処理
回路15に供給する。The camera signal correction processing circuit 14 applies so-called digital signal processing such as gamma correction and knee processing to each color signal, and supplies the obtained three primary color signals to the adaptive interpolation processing circuit 15.
【0017】適応補間処理回路15には、各色信号R,
G,Bが供給され、CCDイメージセンサ11の画素配
列に対応する配列で画素信号R,画素信号G,及び画素
信号Bが記憶されている。すなわち、適応補間処理回路
15は、図3に示すように、ツインカンクスに配列され
た画素信号Gと、図4及び図5に示すように、ジグザグ
に配列された画素信号B及び画素信号Rが取り込まれて
記憶される。適応補間処理回路15は、最初に、画素信
号R及び画素信号Bに適応補間処理を施して図3に示す
ツインカンクス状に配列し、次に、ツインカンクス状に
配列された画素信号R,画素信号G,画素信号Bに対し
て、それぞれ縦方向又は横方向の補間処理を行い、色解
像度の向上を図っている。Each of the color signals R,
G and B are supplied, and pixel signals R, G and B are stored in an array corresponding to the pixel array of the CCD image sensor 11. That is, as shown in FIG. 3, the adaptive interpolation processing circuit 15 converts the pixel signals G arranged in a twin-canx manner and the pixel signals B and R arranged in a zigzag manner as shown in FIGS. Captured and stored. The adaptive interpolation processing circuit 15 first performs adaptive interpolation processing on the pixel signal R and the pixel signal B and arranges them in the twin-canx shape shown in FIG. 3, and then, the pixel signals R and pixels arranged in the twin-canx shape The interpolation processing in the vertical direction or the horizontal direction is performed on the signal G and the pixel signal B, respectively, to improve the color resolution.
【0018】具体的には、適応補間処理回路15は、カ
メラ信号補正処理回路14から各色信号R,G,Bが供
給されると、例えば色信号Rについては図6及び図7に
示すステップS1〜ステップS13までの処理を行う。More specifically, when the color signals R, G, and B are supplied from the camera signal correction processing circuit 14, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs, for example, the step S1 shown in FIGS. Steps S13 to S13 are performed.
【0019】図6に示すステップS1において、適応補
間処理回路15は、色信号Rが供給されると、図8に示
すように、ツインカンクス状に画素信号R(■印)を取
り込んで、ステップS2に進む。In step S1 shown in FIG. 6, when the color signal R is supplied, the adaptive interpolation processing circuit 15 fetches the pixel signal R (indicated by a triangle) in a twin-canx shape as shown in FIG. Proceed to S2.
【0020】ステップS2において、適応補間処理回路
15は、ポインタを最初の画素補間点に設定して、ステ
ップS3に進む。このステップS2及び後述のステップ
S4では、ポインタは、図8に示すように、取り込まれ
た画素信号R(以下、有効画素Rという)の斜め方向
(対角線方向)であって、画素補間点を挟んで6個の有
効画素Rが連続する当該画素補間点(×印)に設定され
るようになっている。In step S2, the adaptive interpolation processing circuit 15 sets the pointer to the first pixel interpolation point, and proceeds to step S3. In step S2 and step S4 described later, as shown in FIG. 8, the pointer is in a diagonal direction (diagonal direction) of the taken pixel signal R (hereinafter, referred to as an effective pixel R) and sandwiches the pixel interpolation point. Thus, six effective pixels R are set at the pixel interpolation points (marked by x) that are continuous.
【0021】ステップS3において、適応補間処理回路
15は、画素信号Rをツインカンクス配列にすべく、画
素信号Rの斜め方向の補間処理を行う。In step S3, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs an interpolation process of the pixel signal R in an oblique direction so as to make the pixel signal R into a twin-canx arrangement.
【0022】ここで、適応補間処理回路15は、上記画
素補間点の縦方向には画素信号Rが取り込まれていない
ので縦方向の補間処理を行うことができない。そこで、
縦方向の情報を含む斜め方向において補間処理を行うこ
とにより、水平方向の解像度が劣化するのを防止するこ
とができる。Here, since the pixel signal R is not taken in the vertical direction of the pixel interpolation point, the adaptive interpolation processing circuit 15 cannot perform the vertical interpolation process. Therefore,
By performing the interpolation processing in the oblique direction including the information in the vertical direction, it is possible to prevent the resolution in the horizontal direction from deteriorating.
【0023】具体的には、適応補間処理回路15は、左
上斜め方向又は左下斜め方向のいずれかの方向におい
て、上記画素補間点を挟んでそれぞれ連続する6つの画
素信号Rに基づいて、以下の式を算出して補間処理を行
って、ステップS4に進む。More specifically, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs the following based on six pixel signals R that are continuous with the pixel interpolation point interposed therebetween in either the upper left diagonal direction or the lower left diagonal direction. The formula is calculated, the interpolation process is performed, and the process proceeds to step S4.
【0024】R4=aR1+bR2+cR3+dR4+
eR5+fR6 ここで、aからfまでの値は、色信号R1からR6まで
のレベルに応じた重み付け係数である。R4 = aR1 + bR2 + cR3 + dR4 +
eR5 + fR6 Here, the values from a to f are weighting coefficients corresponding to the levels of the color signals R1 to R6.
【0025】ステップS4において、適応補間処理回路
15は、ポインタを次の画素補間点に設定して、ステッ
プS5に進む。In step S4, the adaptive interpolation processing circuit 15 sets the pointer to the next pixel interpolation point, and proceeds to step S5.
【0026】ステップS5において、適応補間処理回路
15は、×印で示す画素補間点がなくなったかを判定
し、なくなったときは上記画素補間点の補間処理を終了
してステップS6に進み、なくなっていないときはステ
ップS3に戻る。In step S5, the adaptive interpolation processing circuit 15 determines whether or not the pixel interpolation point indicated by the mark "x" has disappeared. If the pixel interpolation point has disappeared, the interpolation processing of the pixel interpolation point is terminated, and the process proceeds to step S6. If not, the process returns to step S3.
【0027】ステップS6において、適応補間処理回路
15には、図9に示すように、網の目状に配列された画
素信号R(■印)が取り込まれている。適応補間処理回
路15は、ポインタを△印で示す画素補間点に設定し
て、ステップS7に進む。ここで、ステップS6及び後
述するステップS8では、ポインタは、図9に示すよう
に、上記網の目の中心に位置する画素補間点(△印)に
設定されるようになっている。In step S6, the adaptive interpolation processing circuit 15 receives pixel signals R (marked by triangles) arranged in a mesh pattern as shown in FIG. The adaptive interpolation processing circuit 15 sets the pointer to the pixel interpolation point indicated by the triangle, and proceeds to step S7. Here, in step S6 and step S8 described later, as shown in FIG. 9, the pointer is set to a pixel interpolation point (marked by △) located at the center of the mesh.
【0028】ステップS7において、適応補間処理回路
15は、ある画素補間点について、後述するステップS
21〜ステップS37のサブルーチンに従って縦方向又
は横方向又は斜め方向の相関適応補間処理を行い、図7
に示すステップS8に進む。In step S7, the adaptive interpolation processing circuit 15 determines, for a certain pixel interpolation point, a later-described step S7.
According to the subroutine of 21 to step S37, the correlation adaptive interpolation processing in the vertical direction, the horizontal direction or the diagonal direction is performed,
The process proceeds to step S8 shown in FIG.
【0029】ステップS8において、適応補間処理回路
15は、ポインタを他の△印の画素補間点に設定して、
ステップS9に進む。In step S8, the adaptive interpolation processing circuit 15 sets a pointer to another pixel interpolation point indicated by a triangle, and
Proceed to step S9.
【0030】ステップS9において、適応補間処理回路
15は、上記画素補間点がないかを判定し、かかる画素
補間点があるときはステップS7に戻り、かかる画素補
間点がないときは△印の画素補間点の補間処理を終了し
て、ステップS10に進む。In step S9, the adaptive interpolation processing circuit 15 determines whether or not there is the pixel interpolation point. If there is such a pixel interpolation point, the process returns to step S7. The interpolation processing of the interpolation point ends, and the process proceeds to step S10.
【0031】ステップS10において、適応補間処理回
路15には、図10に示すように、ツインカンクスに配
列された画素信号R(■印)が取り込まれている。そこ
で、適応補間処理回路15は、ポインタを所定の画素補
間点(□印)に設定して、ステップS11に進む。In step S10, the adaptive interpolation processing circuit 15 receives pixel signals R (marked by triangles) arranged in a twin-canx pattern as shown in FIG. Therefore, the adaptive interpolation processing circuit 15 sets the pointer to a predetermined pixel interpolation point (square), and proceeds to step S11.
【0032】ステップS11において、適応補間処理回
路15は、後述するステップS41〜ステップS45ま
でのサブルーチンに従って、縦方向又は横方向の補間処
理を実行して、ステップS12に進む。In step S11, the adaptive interpolation processing circuit 15 executes a vertical or horizontal interpolation process in accordance with a subroutine of steps S41 to S45 described later, and proceeds to step S12.
【0033】ステップS12において、適応補間処理回
路15は、ポインタを他の画素補間点(□印)に設定し
て、ステップS13に進む。In step S12, the adaptive interpolation processing circuit 15 sets the pointer to another pixel interpolation point (marked by □), and proceeds to step S13.
【0034】ステップS13において、適応補間処理回
路15は、□印で示す画素補間点がないかを判定し、画
素補間点があるときはステップS11に戻り、画素補間
点がないときは補間処理を終了する。このように補間処
理の施された画素信号Rからなる色信号Rは、ビデオエ
ンコーダ16を介して所定のテレビジョン信号に変換さ
れて出力される。In step S13, the adaptive interpolation processing circuit 15 determines whether or not there is a pixel interpolation point indicated by a square. If there is a pixel interpolation point, the process returns to step S11. finish. The color signal R composed of the pixel signal R thus interpolated is converted into a predetermined television signal via the video encoder 16 and output.
【0035】ここで、上述したステップS7では、適応
補間処理回路15は、ポインタを設定した画素補間点に
おいて補間処理を施すべく図11及び図12に示すステ
ップS21〜ステップS37までの処理を行うようにな
っている。すなわち、適応補間処理回路15は、図9に
示す鎖線で囲まれた8つの有効画素Rの近傍の縦,横,
及び斜め方向の画素信号Rの相関度Sを算出して、この
相関度Sが最大となる方向で補間を行うべく、図11に
示すステップS21以下の処理を行う。Here, in step S7, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs the processing from step S21 to step S37 shown in FIGS. 11 and 12 so as to perform the interpolation processing at the pixel interpolation point where the pointer is set. It has become. That is, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the vertical, horizontal, and vertical positions in the vicinity of the eight effective pixels R surrounded by a chain line shown in FIG.
Then, in order to calculate the degree of correlation S of the pixel signal R in the oblique direction and perform the interpolation in the direction in which the degree of correlation S becomes the maximum, the processing from step S21 shown in FIG. 11 is performed.
【0036】なお、相関度Sは、ある方向の画素列Rn
に対して以下のように定義する。It should be noted that the degree of correlation S is represented by a pixel row Rn in a certain direction.
Is defined as follows.
【0037】S=min(Rn)/max(Rn) (S≦1であるのでS=1のとき相関度が最大) ステップS21において、適応補間処理回路15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。なお、以
下の式に表すR1〜R9は画素信号Rのレベルを示すも
のである。S = min (Rn) / max (Rn) (the correlation is maximum when S = 1 because S ≦ 1) In step S21, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the vertical correlation a. I do. Here, the vertical correlation degree a
Is specifically calculated by the following equation. Note that R1 to R9 shown in the following expressions indicate the level of the pixel signal R.
【0038】a=min(Rn)/max(Rn) min(Rn)=min(R1,R7)・min(R
2,R8)・min(R3,R9) max(Rn)=max(R1,R7)・max(R
2,R8)・max(R3,R9) 適応補間処理回路15は、算出された相関度aを変数X
に代入して、フラグAを立てて、ステップS22に進
む。A = min (Rn) / max (Rn) min (Rn) = min (R1, R7) · min (R
2, R8) · min (R3, R9) max (Rn) = max (R1, R7) · max (R
2, R8) · max (R3, R9) The adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the calculated correlation degree a as a variable X
And sets the flag A, and then proceeds to step S22.
【0039】ステップS22において、適応補間処理回
路15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S23に進む。In step S22, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the horizontal correlation degree b based on the following equation, and proceeds to step S23.
【0040】b=min(Rn)/max(Rn) min(Rn)=min(R1,R3)・min(R
4,R6)・min(R7,R9) max(Rn)=max(R1,R3)・max(R
4,R6)・max(R7,R9) ステップS23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S2
5に進み、Xが大きくないときはステップS24に進
む。B = min (Rn) / max (Rn) min (Rn) = min (R1, R3) · min (R
4, R6) · min (R7, R9) max (Rn) = max (R1, R3) · max (R
4, R6) .max (R7, R9) In step S23, the adaptive interpolation processing circuit 19 compares the value of X with the correlation b in order to compare the correlation in the vertical and horizontal directions.
It is determined whether X is greater than X. If X is greater, step S2
The process proceeds to step S5, and if X is not large, the process proceeds to step S24.
【0041】ステップS24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S25に進む。In step S24, the adaptive interpolation processing circuit 19 sets the flag B by substituting the degree of correlation b for the variable X, and proceeds to step S25.
【0042】ステップS25において、適応補間処理回
路15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S26に進む。In step S25, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the degree of correlation c in the upper left and lower right diagonal directions by the following equation, and proceeds to step S26.
【0043】c=min(Rn)/max(Rn) min(Rn)=min(R2,R3,R6)・min
(R1,R9)・min(R4,R7,R8) max(Rn)=max(R2,R3,R6)・max
(R1,R9)・max(R4,R7,R8) ステップS26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
12に示すステップS28に進み、cより大きくないと
きはステップS27に進む。C = min (Rn) / max (Rn) min (Rn) = min (R2, R3, R6) · min
(R1, R9) · min (R4, R7, R8) max (Rn) = max (R2, R3, R6) · max
(R1, R9) · max (R4, R7, R8) In step S26, the adaptive interpolation processing circuit 19 determines whether the variable X is larger than c, and when it is larger than c, proceeds to step S28 shown in FIG. If it is not larger than c, the process proceeds to step S27.
【0044】ステップS27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、ステップS28に進む。In step S27, the adaptive interpolation processing circuit 19 substitutes the value of the degree of correlation c for
, And the process proceeds to step S28.
【0045】ステップS28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S29に進む。In step S28, the adaptive interpolation processing circuit 19 calculates the degree of correlation d in the lower left and upper right diagonal directions by the following equation, and proceeds to step S29.
【0046】d=min(Rn)/max(Rn) min(Rn)=min(R2,R1,R4)・min
(R3,R7)・min(R6,R9,R8) max(Rn)=max(R2,R1,R4)・max
(R3,R7)・max(R6,R9,R8) ステップS29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S31に進み、Xが大きくないときはステッ
プS30に進む。D = min (Rn) / max (Rn) min (Rn) = min (R2, R1, R4) · min
(R3, R7) · min (R6, R9, R8) max (Rn) = max (R2, R1, R4) · max
(R3, R7) · max (R6, R9, R8) In step S29, the adaptive interpolation processing circuit 19 determines whether or not the correlation d is larger than the variable X. If X is larger, the process proceeds to step S31. If not, the process proceeds to step S30.
【0047】ステップS30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S31に進む。In step S30, the adaptive interpolation processing circuit 19 substitutes the degree of correlation d for the variable X, sets a flag D, and proceeds to step S31.
【0048】ステップS31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であるときはステップS32に進み、
フラグがAでないときはステップS33に進む。In step S31, the adaptive interpolation processing circuit 19 determines whether or not the flag set for the variable X is A. If the flag is A, the process proceeds to step S32.
If the flag is not A, the process proceeds to step S33.
【0049】ステップS32において、適応補間処理回
路15は、画素補間点の近傍における縦方向の画素信号
Rの平均を求める。例えば補間すべき画素信号Rのレベ
ルをR5とおくと、 R5=(R2+R8)/2 を算出することにより、縦方向の補間処理を行って、サ
ブルーチン処理を終了する。In step S32, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the average of the pixel signals R in the vertical direction near the pixel interpolation point. For example, assuming that the level of the pixel signal R to be interpolated is R5, by calculating R5 = (R2 + R8) / 2, the vertical interpolation processing is performed, and the subroutine processing ends.
【0050】ステップS33において、適応補間処理回
路15は、フラグがBであるかを判定し、フラグがBで
あるときはステップS34に進み、フラグがBでないと
きはステップS35に進む。In step S33, the adaptive interpolation processing circuit 15 determines whether or not the flag is B. When the flag is B, the process proceeds to step S34, and when the flag is not B, the process proceeds to step S35.
【0051】ステップS34において、適応補間処理回
路15は、 R5=(R4+R6)/2 を算出することにより、横方向の補間処理を行って、サ
ブルーチン処理を終了する。In step S34, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs a horizontal interpolation process by calculating R5 = (R4 + R6) / 2, and terminates the subroutine process.
【0052】ステップS35において、適応補間処理回
路15は、フラグがCであるかを判定し、フラグがCで
あるときはステップS36に進み、フラグがCでないと
きはステップS37に進む。In step S35, the adaptive interpolation processing circuit 15 determines whether the flag is C. If the flag is C, the process proceeds to step S36. If the flag is not C, the process proceeds to step S37.
【0053】ステップS36において、適応補間処理回
路15は、 R5=(R1+R9)/2 を算出することにより、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。In step S36, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs an oblique interpolation process by calculating R5 = (R1 + R9) / 2.
The subroutine processing ends.
【0054】ステップS37において、適応補間処理回
路15は、 R5=(R3+R7)/2 を算出することにより、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。In step S37, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs an oblique interpolation process by calculating R5 = (R3 + R7) / 2.
The subroutine processing ends.
【0055】以上の相関適応補間処理によれば、適応補
間処理回路19は、図13に示すように、適応補間処理
を R5=sR1+tR2+uR3+vR4+wR6+xR
7+yR8+zR9 によって表すことができ、画素補間点の周辺画素の相関
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。すなわち、適応補間処
理回路15は、縦,横,及び斜め方向の画素信号Rの相
関度Sを算出して、この相関度Sが最大となる方向で補
間を行うことにより、Rの色解像度を向上させることが
できる。According to the above-described correlation adaptive interpolation processing, the adaptive interpolation processing circuit 19 performs the adaptive interpolation processing as shown in FIG. 13 by R5 = sR1 + tR2 + uR3 + vR4 + wR6 + xR
7 + yR8 + zR9. The optimum adaptive interpolation processing can be performed by setting a to h after obtaining the degree of correlation between the pixels surrounding the pixel interpolation point. That is, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the degree of correlation S of the pixel signals R in the vertical, horizontal, and oblique directions, and performs interpolation in a direction in which the degree of correlation S is maximum, thereby increasing the color resolution of R. Can be improved.
【0056】なお、相関度を算出する代わりに、縦横斜
めの各方向における画素信号Rのレベル差を算出しても
よい。すなわち、上記各方向における画素信号Rのレベ
ル差が小さいときはその方向における相関度が大きくな
り、色信号のレベル差が大きいときはその方向における
相関度が小さくなるので、上記画素信号Rのレベル差の
最も小さい方向で適応補間処理を行ってもよい。Instead of calculating the degree of correlation, the level difference of the pixel signal R in each of the vertical and horizontal directions may be calculated. That is, when the level difference of the pixel signal R in each direction is small, the degree of correlation in that direction increases, and when the level difference of the color signal is large, the degree of correlation in that direction decreases. The adaptive interpolation processing may be performed in the direction in which the difference is the smallest.
【0057】また、上述のステップS11では、適応補
間処理回路15は、ツインカンクスに配列された画素信
号Rに対してさらに補間処理を実行すべく図14に示す
ステップS41以下の処理を行うようになっている。In the above step S11, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs the processing from step S41 shown in FIG. 14 onward in order to further execute the interpolation processing on the pixel signals R arranged in the twin-canc. Has become.
【0058】ステップS41において、適応補間処理回
路15は、縦方向の相関度pを計算する。ここで、縦方
向の相関度pは、図15に示すように、画素信号Rのレ
ベルをR1〜R4とすると、以下の式によって算出され
る。In step S41, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the vertical correlation p. Here, the correlation p in the vertical direction is calculated by the following equation, assuming that the levels of the pixel signals R are R1 to R4, as shown in FIG.
【0059】 p=min(R1,R2)/max(R1,R2) ステップS42において、適応補間処理回路15は、横
方向の相関度qを計算する。ここで、横方向の相関度q
は、具体的には以下の式によって算出される。P = min (R1, R2) / max (R1, R2) In step S42, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the degree of correlation q in the horizontal direction. Here, the horizontal correlation degree q
Is specifically calculated by the following equation.
【0060】 q=min(R3,R4)/max(R3,R4) ステップS43において、適応補間処理回路15は、相
関度pが相関度qより大きいかを判定し、相関度pが相
関度qより大きいときはステップS44に進み、相関度
pが相関度qより大きくないときはステップS45に進
む。Q = min (R3, R4) / max (R3, R4) In step S43, the adaptive interpolation processing circuit 15 determines whether the correlation p is larger than the correlation q, and When it is larger, the process proceeds to step S44, and when the correlation p is not larger than the correlation q, the process proceeds to step S45.
【0061】ステップS44において、適応補間処理回
路15は、例えば画素補間点のレベルをR0とすると、 R0=(R1+R2)/2 を算出することにより、縦方向の補間処理を行う。In step S44, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs a vertical interpolation process by calculating R0 = (R1 + R2) / 2, for example, when the level of the pixel interpolation point is R0.
【0062】ステップS45において、適応補間処理回
路15は、 R0=(R3+R4)/2 を算出することにより、横方向の補間処理を行う。In step S45, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs a horizontal interpolation process by calculating R0 = (R3 + R4) / 2.
【0063】すなわち、適応補間処理回路15は、画素
補間点に対する縦方向及び横方向の相関度を算出して、
この相関度の大きい方向で適応的に補間処理を実行し
て、色解像度の向上を図ることができる。That is, the adaptive interpolation processing circuit 15 calculates the vertical and horizontal correlations with respect to the pixel interpolation points,
By performing interpolation processing adaptively in the direction of the higher correlation, the color resolution can be improved.
【0064】このようにステップS1〜ステップS13
(ステップS21〜S37及びステップS41〜S45
も含む)の処理を実行することによって、適応補間処理
回路15は、補間された画素信号Rからなる高解像度の
色信号Rを出力することができる。なお、適応補間処理
回路15に取り込まれた画素信号Bについても画素信号
Rと同様に補間処理を行って、補間された画素信号Bか
らなる高解像度の色信号Bを出力することができる。As described above, steps S1 to S13
(Steps S21 to S37 and steps S41 to S45
), The adaptive interpolation processing circuit 15 can output a high-resolution color signal R including the interpolated pixel signal R. Note that the pixel signal B captured by the adaptive interpolation processing circuit 15 can be subjected to interpolation processing in the same manner as the pixel signal R, and a high-resolution color signal B composed of the interpolated pixel signal B can be output.
【0065】また、適応補間処理回路15は、ツインカ
ンクスに配列されて取り込まれた画素信号Gについて
は、上述のステップS41からステップS45までの処
理に従って縦方向又は横方向の補間処理を行うことによ
り、色解像度の向上を図る。The adaptive interpolation processing circuit 15 performs the vertical or horizontal interpolation processing on the pixel signals G arranged in the twin-canx and taken in according to the processing from step S41 to step S45 described above. To improve the color resolution.
【0066】すなわち、本実施の形態に係る撮像装置1
では、所定のカラーフィルタの配列から出力された各色
信号に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1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1は、全画素読出し式の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。That is, the imaging apparatus 1 according to the present embodiment
Then, by performing adaptive interpolation processing on each color signal output from a predetermined color filter array, it is possible to improve resolution not only in the vertical and horizontal directions but also in all directions including oblique directions. In addition, despite being inexpensive and compact because of the single-plate type, high resolution equivalent to the three-plate type can be obtained without using a pixel shifting mechanism or the like. In addition, since the imaging device 1 can obtain high resolution without using a pixel shifting mechanism or the like, an electronic shutter function can be used. Since the image pickup apparatus 1 uses the CCD image sensor 11 of the all-pixel readout type, it is possible to obtain a non-interlace image optimal for a monitor device of a personal computer or the like.
【0067】なお、上述の実施の形態では、適応補間処
理回路15は、図8に示すように、画素信号Rを取り込
んだ後に×印のある画素補間点ついて斜め方向の補間処
理を行い、そして、図9に示すように、△印のある画素
補間点について適応補間処理を行っていたが、この順番
を逆にしても良い。In the above-described embodiment, as shown in FIG. 8, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs a diagonal interpolation process on a pixel interpolation point with a cross after taking in the pixel signal R, As shown in FIG. 9, the adaptive interpolation processing is performed on pixel interpolation points marked with a triangle, but this order may be reversed.
【0068】このとき、適応補間処理回路15は、図1
6に示すように、R2〜R4,R6,R8,R9に基づ
いて、画素補間点R5に対して適応的に補間処理を施
す。具体的には、適応補間処理回路15は、上述のステ
ップS21〜ステップS35と同様の処理を行うように
なっている。At this time, the adaptive interpolation processing circuit 15
As shown in 6, based on R2 to R4, R6, R8, and R9, the pixel interpolation point R5 is adaptively subjected to interpolation processing. Specifically, the adaptive interpolation processing circuit 15 performs the same processing as in steps S21 to S35 described above.
【0069】ここで、適応補間処理回路15は、左上右
下斜め方向で補間処理を行うときは、ステップS36の
ようにR1とR9の平均値を求めることができないの
で、R9のレベル値をそのままホールドして、R5=R
9とする。Here, the adaptive interpolation processing circuit 15 cannot calculate the average value of R1 and R9 as in step S36 when performing the interpolation process in the upper left and lower right directions, so that the level value of R9 is not changed. Hold, R5 = R
9 is assumed.
【0070】同様に、適応補間処理回路15は、左下右
上斜め方向で補間処理を行うときは、ステップS37の
ようにR3とR7の平均値を求めることができないの
で、R9のレベル値をそのままホールドして、R5=R
3とする。従って、適応補間処理回路15は、斜め方向
の相関度が高いときにはその斜め方向の近傍画素の情報
を画素補間点に取り込むことによって、色解像度を向上
させることができる。Similarly, when performing the interpolation process in the lower left and upper right diagonal directions, the adaptive interpolation processing circuit 15 cannot calculate the average value of R3 and R7 as in step S37, so the level value of R9 is held as it is. And R5 = R
3 is assumed. Therefore, when the degree of correlation in the oblique direction is high, the adaptive interpolation processing circuit 15 can improve the color resolution by taking in information of the neighboring pixels in the oblique direction into the pixel interpolation points.
【0071】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、第1の実施の形態と同じ回路等につ
いては同じ符号を付け、詳細な説明は省略するものとす
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the same circuits and the like as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0072】第2の実施の形態に係る撮像装置1Aは、
例えば図17に示すように、カメラヘッド10と、パー
ソナルコンピュータ20とで構成され、カメラヘッド1
0で撮影された静止画像をパーソナルコンピュータ20
に取り込んで画像処理を行うのに好適なものである。An imaging apparatus 1A according to the second embodiment is
For example, as shown in FIG. 17, the camera head 10 and the personal computer 20
0 to the personal computer 20
This is suitable for performing image processing by importing the image data into a computer.
【0073】具体的には、カメラヘッド10は、図17
に示すように、被写体の撮像光に基づいて各色信号R,
G,Bを出力する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
ング処理や利得制御を行うCDS/AGC回路12と、
CDS/AGC回路12からの各色信号をディジタル信
号に変換するA/Dコンバータ13と、A/Dコンバー
タ13からの各色信号にガンマ補正等の信号処理を施す
カメラ信号補正処理回路14と、カメラ信号補正回路1
4からの各色信号を所定の方式に変換して出力するビデ
オエンコーダ16と、装置全体を制御するシステムコン
トローラ17と、カメラ信号補正回路14からの各色信
号に後述する簡易補間処理を施す簡易補間回路18と、
カメラ信号補正処理回路14からの各色信号を所定の信
号に変換して双方向バス21を介してパーソナルコンピ
ュータ20に送信する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)19とを備え
る。More specifically, the camera head 10
As shown in FIG. 7, each color signal R,
A CCD image sensor 11 for outputting G and B, and a CCD
A CDS / AGC circuit 12 for performing correlated double sampling processing and gain control on each color signal from the image sensor 11,
An A / D converter 13 for converting each color signal from the CDS / AGC circuit 12 into a digital signal; a camera signal correction processing circuit 14 for performing signal processing such as gamma correction on each color signal from the A / D converter 13; Correction circuit 1
A video encoder 16 for converting each color signal from the camera 4 into a predetermined method and outputting the converted signal, a system controller 17 for controlling the entire apparatus, and a simple interpolation circuit for performing a simple interpolation process described later on each color signal from the camera signal correction circuit 14 18 and
A personal computer interface (hereinafter, referred to as a personal computer I / F) 19 for converting each color signal from the camera signal correction processing circuit 14 into a predetermined signal and transmitting the signal to the personal computer 20 via the bidirectional bus 21 is provided.
【0074】また、パーソナルコンピュータ20は、図
17に示すように、双方向バス21を介して各色信号が
送信されるパソコンI/F22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:Hard
Disk Drive)メモリ23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15
と、適応補間処理回路15からの各色信をモニタ30に
出力するためのアクセラレータ24とを備える。As shown in FIG. 17, a personal computer 20 includes a personal computer I / F 22 to which each color signal is transmitted via a bidirectional bus 21 and a hard disk drive (HDD) for storing a predetermined program and the like. : Hard
Disk Drive) memory 23 and an adaptive interpolation processing circuit 15 for performing adaptive interpolation processing on each color signal from the personal computer I / F 34
And an accelerator 24 for outputting each color signal from the adaptive interpolation processing circuit 15 to the monitor 30.
【0075】ここで、簡易補間回路18は、例えば図1
8に示すように、色信号が供給されると1ライン分の画
素信号を記憶するラインメモリ18aと、ラインメモリ
18aからの1ライン分の画素信号を記憶するラインメ
モリ18bと、ラインメモリ18bからの1ライン分の
画素信号を記憶するラインメモリ18cと、各ラインメ
モリ18a,18b,18cからの画素信号に基づいて
各画素の簡易補間処理を行う画素演算器18dとを備え
る。Here, the simple interpolation circuit 18 is provided, for example, in FIG.
As shown in FIG. 8, when a color signal is supplied, a line memory 18a for storing one line of pixel signals, a line memory 18b for storing one line of pixel signals from the line memory 18a, and a line memory 18b. And a pixel calculator 18d that performs a simple interpolation process for each pixel based on the pixel signals from each of the line memories 18a, 18b, and 18c.
【0076】画素演算器18dは、ラインメモリ18
a,18b,18cから画素信号Gが供給されると、上
述の図3に示すように、この画素信号Gをツインカンク
ス状に配列して取り込む。図19に示すように、各画素
信号GのレベルをG0〜G4として、重み係数a〜dを
用いると、補間点のレベルG0を以下の式により求める
ことができる。The pixel calculator 18d is provided with a line memory 18
When the pixel signals G are supplied from a, 18b, and 18c, as shown in FIG. 3 described above, the pixel signals G are arranged and taken in a twin-canx shape. As shown in FIG. 19, when the levels of the pixel signals G are G0 to G4 and the weighting coefficients a to d are used, the level G0 of the interpolation point can be obtained by the following equation.
【0077】G0=aG1+bG2+cG3+dG4 また、画素演算器18dは、画素信号R,画素信号Bに
対しては、例えば図20及び図21に示すように、3ラ
イン分の画像信号に基づいて簡易補間処理を行うように
なっている。G0 = aG1 + bG2 + cG3 + dG4 The pixel calculator 18d performs a simple interpolation process on the pixel signals R and B based on the image signals for three lines as shown in FIGS. 20 and 21, for example. It is supposed to do.
【0078】具体的には、適応補間処理回路15は、補
間点α〜ζを重み係数a〜mを用いて以下の計算式によ
り画素補間点の信号レベルを求めるようになっている。More specifically, the adaptive interpolation processing circuit 15 obtains the signal level of the pixel interpolation point from the interpolation points α to ζ using the weighting coefficients a to m and the following equation.
【0079】図20の場合、 α=aR1+bR2+cR3 β=dR1+eR3+fR5 γ=gR5 図21の場合、 δ=hR7+iR8 ε=jR7+kR12 ζ=lR11+mR12 以上のように構成された撮像装置1Aにおいて、被写体
を撮影すると、CCDイメージセンサ11は、色信号
R,G,Bを生成し、CDS/AGC回路12,A/D
コンバータ13を介してカメラ信号補正処理回路14に
供給する。カメラ信号補正処理回路14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18
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/F19を介して各色信号をパーソナルコンピュ
ータ20に送信するようになっている。In the case of FIG. 20, α = aR1 + bR2 + cR3 β = dR1 + eR3 + fR5 γ = gR5 In the case of FIG. 21, δ = hR7 + iR8 ε = jR7 + kR12 ζ = lR11 + mR12 The sensor 11 generates color signals R, G, and B, and outputs a CDS / AGC circuit 12, an A / D
The signal is supplied to the camera signal correction processing circuit 14 via the converter 13. The camera signal correction processing circuit 14 converts the signal into a predetermined video signal via the video encoder 23 and outputs a luminance signal Y / chroma signal C.
, And outputs the respective color signals by performing simple interpolation, or transmits the respective color signals to the personal computer 20 via the personal computer I / F 19.
【0080】パーソナルコンピュータ20において、パ
ソコンI/F22は、適応補間処理回路15に各色信号
を供給する。適応補間処理回路15は、上述したステッ
プS1〜ステップS13(ステップS21〜S37及び
ステップS41〜S45も含む)の処理を行うことによ
り適応的に補間処理を施し、各色信号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。ここ
で、パーソナルコンピュータ20は、適応補間処理回路
15にて行われる高解像度化の適応補間処理をソフトウ
ェア処理により実行している。In the personal computer 20, the personal computer I / F 22 supplies each color signal to the adaptive interpolation processing circuit 15. The adaptive interpolation processing circuit 15 performs interpolation processing adaptively by performing the processing of the above-described steps S1 to S13 (including steps S21 to S37 and steps S41 to S45), and converts each color signal R, G, B into an accelerator. The signal is supplied to the monitor 50 via 36. Here, the personal computer 20 executes the high-resolution adaptive interpolation processing performed by the adaptive interpolation processing circuit 15 by software processing.
【0081】以上のように、第2の実施の形態に係る撮
像装置1A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、カメラヘッド
10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1A全体を
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、上記撮像装置1A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1A
は、全画素読出し式の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。As described above, the imaging apparatus 1A according to the second embodiment performs the adaptive interpolation processing by the software processing in the personal computer, so that the size and weight of the camera head 10 can be reduced. Even if the software is upgraded, for example, the interpolation processing can be flexibly performed without changing the entire imaging apparatus 1A. In addition, since the imaging apparatus 1A is a single-panel type, it is inexpensive and compact, but can obtain high resolution without using a pixel shifting mechanism or the like, and can also use an electronic shutter function. In addition, the imaging device 1A
Uses the CCD image sensor 11 of the all-pixels readout type, so that a non-interlace image optimal for a monitor device of a personal computer can be obtained.
【0082】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。The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, an image sensor such as a MOS may be used instead of a CCD image sensor. It goes without saying that various changes can be made in.
【0083】また、本発明は、図2に示すように、CC
Dイメージセンサ11のカラーフィルタが画素信号Rと
画素信号Gが縦方向にジグザクに配列されているものに
限られるのではなく、例えば図22に示すように、画素
信号Rと画素信号Gが横方向にジグザグに配列されるも
のであってもよいのは言うまでもない。Further, the present invention, as shown in FIG.
The color filters of the D image sensor 11 are not limited to those in which the pixel signals R and G are arranged in a zigzag manner in the vertical direction. For example, as shown in FIG. Needless to say, they may be arranged in a zigzag direction.
【0084】[0084]
【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、記憶手段に記憶された各色信号に
対応する画素の近傍にある画素補間点に対して、前記画
素補間点の近傍にある複数の画素の相関度が大きい方向
で各色信号毎に補間処理を行うことにより、単板式であ
っても高解像度のフルカラー画像を得ることができる。As described above in detail, according to the image pickup apparatus of the present invention, the pixel interpolation point is located near the pixel corresponding to each color signal stored in the storage means. By performing an interpolation process for each color signal in a direction in which the degree of correlation between a plurality of pixels in the vicinity of is large, a high-resolution full-color image can be obtained even with a single-plate system.
【0085】撮像装置では、画素補間点の近傍にある画
素の縦方向又は横方向又は斜め方向の相関度を算出し、
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
ことによって、色解像度を向上させることができる。The imaging device calculates the degree of vertical, horizontal, or oblique correlation of pixels near the pixel interpolation point,
The color resolution can be improved by performing the interpolation processing in the direction in which the calculated correlation degree is large.
【0086】撮像装置では、画素補間点を通る直線上に
画素の情報のない方向を含むときは、画素補間点を挟ん
で複数個の画素が連続する方向で画素補間点の補間処理
を行うことにより、所定の方向の解像度を劣化させるこ
となく補間処理を行うことができ、色解像度を向上させ
ることができる。When the image pickup apparatus includes a direction having no pixel information on a straight line passing through the pixel interpolation point, the pixel interpolation point is interpolated in a direction in which a plurality of pixels are continuous with the pixel interpolation point interposed therebetween. Accordingly, the interpolation processing can be performed without deteriorating the resolution in the predetermined direction, and the color resolution can be improved.
【0087】本発明に係るカラー画像信号の処理方法に
よれば、記憶された各色信号に対応する画素の近傍にあ
る画素補間点に対して、前記画素補間点の近傍にある複
数の画素の相関度が大きい方向で各色信号毎に補間処理
を行うことにより、高解像度のフルカラー画像を得るこ
とができる。According to the color image signal processing method of the present invention, the correlation of a plurality of pixels near the pixel interpolation point with the pixel interpolation point near the pixel corresponding to each stored color signal is determined. By performing the interpolation process for each color signal in the direction in which the degree is large, a high-resolution full-color image can be obtained.
【0088】カラー画像信号の処理方法では、画素補間
点の近傍にある画素の縦方向又は横方向又は斜め方向の
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により、色解像度を向上させるこ
とができる。In the method of processing a color image signal, the degree of correlation in the vertical, horizontal, or oblique direction of a pixel near a pixel interpolation point is calculated, and interpolation processing is performed in a direction in which the calculated degree of correlation is large. , The color resolution can be improved.
【0089】カラー画像信号の処理方法では、画素補間
点を通る直線上に画素の情報のない方向を含むときは、
画素補間点を挟んで複数個の画素が連続する方向で画素
補間点の補間処理を行うことにより、所定の方向の解像
度を劣化させることなく補間処理を行うことができ、色
解像度を向上させることができる。In the method of processing a color image signal, when a straight line passing through a pixel interpolation point includes a direction having no pixel information,
By performing interpolation processing of pixel interpolation points in a direction in which a plurality of pixels are continuous with respect to the pixel interpolation point, interpolation processing can be performed without deteriorating resolution in a predetermined direction, and color resolution can be improved. Can be.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置の構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】CCDイメージセンサの画素配列を説明する図
である。FIG. 2 is a diagram illustrating a pixel array of a CCD image sensor.
【図3】色信号Gが適応補間処理回路に取り込まれたと
きの状態を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state when a color signal G is taken into an adaptive interpolation processing circuit.
【図4】色信号Bが適応補間処理回路に取り込まれたと
きの状態を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a state when a color signal B is taken into an adaptive interpolation processing circuit.
【図5】色信号Rが適応補間処理回路に取り込まれたと
きの状態を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a state when a color signal R is taken into an adaptive interpolation processing circuit.
【図6】適応補間処理回路において行われる補間処理を
説明するためのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an interpolation process performed in the adaptive interpolation processing circuit.
【図7】適応補間処理回路において行われる補間処理を
説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an interpolation process performed in the adaptive interpolation processing circuit.
【図8】補間処理を実行する画素補間点を説明するため
の図である。FIG. 8 is a diagram for explaining pixel interpolation points for performing an interpolation process.
【図9】補間処理を実行する画素補間点を説明するため
の図である。FIG. 9 is a diagram for explaining pixel interpolation points for executing an interpolation process.
【図10】補間処理によりツインカンクスに配列された
画素の状態を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the state of pixels arranged in twin-canks by interpolation processing.
【図11】適応補間処理の内容を説明するフローチャー
トである。FIG. 11 is a flowchart illustrating the content of an adaptive interpolation process.
【図12】適応補間処理の内容を説明するフローチャー
トである。FIG. 12 is a flowchart illustrating the contents of an adaptive interpolation process.
【図13】画素補間点近傍の画素に基づいて適応補間処
理を実行するときの状態を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which adaptive interpolation processing is performed based on pixels near a pixel interpolation point.
【図14】適応補間処理の内容を説明するフローチャー
トである。FIG. 14 is a flowchart illustrating the contents of an adaptive interpolation process.
【図15】画素補間点近傍の画素に基づいて適応補間処
理を実行するときの状態を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a state when adaptive interpolation processing is performed based on pixels near the pixel interpolation point.
【図16】画素補間点近傍の画素に基づいて適応補間処
理を実行するときの状態を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a state when adaptive interpolation processing is performed based on pixels near a pixel interpolation point.
【図17】本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図18】簡易補間器の構成を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a simple interpolator.
【図19】簡易補間器で画素信号Gの補間処理を行うと
きの状態を説明する図である。FIG. 19 is a diagram illustrating a state when the interpolation process of the pixel signal G is performed by the simple interpolator.
【図20】簡易補間器で画素信号R及び画素信号Bの補
間処理を行うときの状態を説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a state when the interpolation process of the pixel signal R and the pixel signal B is performed by the simple interpolator.
【図21】簡易補間器で画素信号R及び画素信号Bの補
間処理を行うときの状態を説明する図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a state when the interpolation process of the pixel signal R and the pixel signal B is performed by the simple interpolator.
【図22】CCDイメージセンサのカラーフィルタの他
の配列を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing another arrangement of the color filters of the CCD image sensor.
【図23】色信号の折り返し歪の影響を説明する図であ
る。FIG. 23 is a diagram illustrating the effect of aliasing of a color signal.
11 CCDイメージセンサ、15 適応補間処理回路 11 CCD image sensor, 15 Adaptive interpolation processing circuit
Claims (6)
れ、前記マトリクスにおいて市松模様状に配列されてい
る緑画素の間隙に、それぞれ画素数が同じ赤画素と青画
素が上記緑画素を挟んで3画素分ずつ連続してジグザグ
に配列されて構成される撮像素子と、 上記撮像素子の各画素が出力する色信号をそれぞれ取り
込んで記憶する記憶手段と、 上記記憶手段に記憶された各色信号に対応する画素の近
傍にある画素補間点に対して、前記画素補間点の近傍に
ある複数の画素の相関度が大きい方向で補間処理を各色
信号ごとに行う補間処理手段とを備えることを特徴とす
る撮像装置。1. A pixel of three primary colors is arranged in a matrix, and red and blue pixels having the same number of pixels are interposed between green pixels arranged in a checkered pattern in the matrix with the green pixel interposed therebetween. An image sensor configured to be continuously arranged in a zigzag manner by three pixels, a storage unit that captures and stores a color signal output from each pixel of the image sensor, and a color signal stored in the storage unit. Interpolation processing means for performing an interpolation process for each color signal in a direction in which a degree of correlation between a plurality of pixels near the pixel interpolation point is large for a pixel interpolation point near the corresponding pixel. Imaging device.
近傍にある画素の縦方向又は横方向又は斜め方向の相関
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。2. The interpolation processing means calculates a vertical, horizontal, or diagonal correlation degree of a pixel in the vicinity of the pixel interpolation point, and performs an interpolation process in a direction in which the calculated correlation degree is large. The imaging device according to claim 1, wherein:
通る直線上に画素の情報のない方向を含むときは、上記
画素補間点を挟んで複数個の画素が連続する方向で画素
補間点の補間処理を行うことを特徴とする請求項1に記
載の撮像装置。3. The method according to claim 1, wherein when the straight line passing through the pixel interpolation point includes a direction having no pixel information, the interpolation processing means determines the pixel interpolation point in a direction in which a plurality of pixels are continuous with the pixel interpolation point interposed therebetween. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the interpolation processing is performed.
れ、前記マトリクスにおいて市松模様状に配列されてい
る緑画素の間隙に、それぞれ画素数が同じ赤画素と青画
素が上記緑画素を挟んで3画素分ずつ連続してジグザグ
に配列されて構成される撮像素子の各画素が出力する色
信号をそれぞれ取り込んで記憶し、 記憶された各色信号に対応する画素の近傍にある画素補
間点に対して、前記画素補間点の近傍にある複数の画素
の相関度が大きい方向で各色信号毎に補間処理を行うこ
とを特徴とするカラー画像信号の処理方法。4. Pixels of three primary colors are arranged in a matrix, and red and blue pixels having the same number of pixels are interposed between green pixels arranged in a checkered pattern in the matrix, respectively. The color signals output from each pixel of the image sensor that is arranged in a zigzag pattern for each three pixels are fetched and stored, and a pixel interpolation point in the vicinity of the pixel corresponding to the stored color signal is obtained. And performing an interpolation process for each color signal in a direction in which the degree of correlation between a plurality of pixels near the pixel interpolation point is large.
向又は横方向又は斜め方向の相関度を算出し、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4に記載のカラー画像信号の処理方法。5. The method according to claim 1, wherein a degree of correlation in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction of a pixel near the pixel interpolation point is calculated, and an interpolation process is performed in a direction in which the calculated degree of correlation is large. 5. The method for processing a color image signal according to item 4.
報のない方向を含むときは、上記画素補間点を挟んで複
数個の画素が連続する方向で画素補間点の補間処理を行
うことを特徴とする請求項4に記載のカラー画像信号の
処理方法。6. When a direction including no pixel information is included on a straight line passing through the pixel interpolation point, the pixel interpolation point is interpolated in a direction in which a plurality of pixels are continuous across the pixel interpolation point. 5. The method of processing a color image signal according to claim 4, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8312372A JPH10155157A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Image pickup device and processing method for color image signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8312372A JPH10155157A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Image pickup device and processing method for color image signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10155157A true JPH10155157A (en) | 1998-06-09 |
Family
ID=18028471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8312372A Withdrawn JPH10155157A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Image pickup device and processing method for color image signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10155157A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6906748B1 (en) | 1999-08-24 | 2005-06-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic camera |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP8312372A patent/JPH10155157A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6906748B1 (en) | 1999-08-24 | 2005-06-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic camera |
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---|---|---|---|
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