JPH11252576A - Color image data processing method - Google Patents

Color image data processing method

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Publication number
JPH11252576A
JPH11252576A JP10047991A JP4799198A JPH11252576A JP H11252576 A JPH11252576 A JP H11252576A JP 10047991 A JP10047991 A JP 10047991A JP 4799198 A JP4799198 A JP 4799198A JP H11252576 A JPH11252576 A JP H11252576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
pixels
image data
digital signal
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP10047991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Hara
雅宏 原
Takayuki Inoue
貴之 井上
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Filing date
Publication date
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Priority to JP10047991A priority Critical patent/JPH11252576A/en
Publication of JPH11252576A publication Critical patent/JPH11252576A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a color image data processing method that generates an RGB signal corresponding to each pixel at a high speed. SOLUTION: Data are image data configured by arranging pluralities of pixels each having only one color signal among RGB three colors as a matrix and the image data including the respective color signals in RGB three colors are given to any of four pixels consisting at of 2-row, 2-column as (m-1, n-1), (m, n-1) (m-1, n) (m, n) and the data are converted into a prescribed digital signal by a lookup table LUT method. The converted digital signal is obtained by arranging the digital signal value in each color of RGB colors in a prescribed form and a most significant bit of a signal value corresponding to a color signal of two pixels in four pixels in each color is set to '0'. Then the converted digital signal values of the 4 pixels are summed and the result is outputted as a digital image signal of the (m, n) pixel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像データ
の処理方法に関し、特に、RGB三原色の色フィルタを
固体撮像素子の撮像面に配置して一個の固体撮像素子で
撮像を行う単板式のカラービデオカメラやカラースキャ
ナ等のデータ処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for processing color image data, and more particularly, to a single-chip color image sensor in which color filters of three primary colors of RGB are arranged on an imaging surface of a solid-state imaging device and an image is captured by one solid-state imaging device. The present invention relates to a data processing method for a video camera, a color scanner, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子を用いた単板式カラービデ
オカメラでは、特開平8−237672号公報に開示さ
れているように、マトリクス状に配置された画素のそれ
ぞれにRGBの各色フィルタのいずれか一色を対応させ
て、モザイク状に配置して撮像部を構成することを特徴
としている。
2. Description of the Related Art In a single-panel color video camera using a solid-state imaging device, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-237672, each of pixels arranged in a matrix is provided with one of RGB color filters. It is characterized in that the image pickup unit is configured by arranging the images in a mosaic shape in correspondence with one color.

【0003】このようなカラービデオカメラでは、各画
素からは、画素に対応して配置された色フィルタの色に
相当する色信号のみしか得られない。そこで、欠落して
いる他の2種類の色信号は、周辺画素の色信号を基にし
て補間して生成する必要がある。このように撮像時に
は、各画素で一色ずつの画像を撮像し、処理回路により
色分解を行う方式は、普及型のビデオカメラ、カラース
キャナ等で広く用いられている。
In such a color video camera, each pixel can obtain only a color signal corresponding to the color of a color filter arranged corresponding to the pixel. Therefore, the other two types of missing color signals need to be generated by interpolation based on the color signals of the peripheral pixels. As described above, a method in which each pixel captures an image of one color at the time of imaging and performs color separation by a processing circuit is widely used in popular video cameras and color scanners.

【0004】従来、この色分解は、周辺画素の色信号の
それぞれに重み係数をかけて、得られた値を加算したう
えで、全重み係数の和で除算する、つまり加算平均する
ことにより求めることが一般的であった。
Conventionally, this color separation is obtained by multiplying each of the color signals of peripheral pixels by a weighting factor, adding the obtained values, and dividing by the sum of all the weighting factors, that is, by averaging. That was common.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この方式では、画素数
が多くなる、つまり、画像解像度がますほど、処理すべ
き計算量が増大し、また、色解像度が高くなる、つまり
再現可能な色数が多くなるほど、大容量のメモリを必要
とすることになる。こうした各画素で一色ずつの撮像を
行う方式は、各画素でフルカラーの画像を撮像する方式
に比べて撮像部が簡単ですむ点が利点であり、色信号処
理を行う色分解にコストをかけすぎると、フルカラーの
撮像方式に対するメリットが薄れ、現実的でない。ま
た、計算量が増大すると、リアルタイムでの画像出力が
困難になる。
In this method, the number of pixels increases, that is, as the image resolution increases, the amount of calculation to be processed increases, and the color resolution increases, that is, the number of reproducible colors. , The more memory is required. The method of imaging one color at each pixel is advantageous in that the imaging unit is simpler than the method of capturing a full-color image at each pixel, and excessively costs color separation for performing color signal processing. In this case, the merit of the full-color imaging method is weakened, which is not practical. Also, when the amount of calculation increases, it becomes difficult to output images in real time.

【0006】本発明は、上記問題点に鑑みて、高速で各
画素に対応するRGB信号を生成可能なカラー画像デー
タ処理方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a color image data processing method capable of generating an RGB signal corresponding to each pixel at high speed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のカラー画像データ処理方法は、マトリクス
状に配列された画素の各々の色情報で構成されたカラー
入力画像データの処理方法において、各画素がRGB3
色のいずれか一色のみの色情報を有し、m、nを任意の
整数とするとき、位置(m−1、n−1)、(m、n−
1)、(m−1、n)、(m、n)の2行2列の4画素
のうちいずれか一つに必ずRGB3色の色情報が含まれ
ている画像データをカラー入力画像データとして入力す
る工程と、このカラー入力画像データの各画素データの
各々に対応させて、RGB各色のデジタル信号値を所定
形式で配列して構成され、各色のデジタル信号値のうち
これら4画素中の2画素が色情報を有する色のデジタル
信号値領域の最上位ビットを0として予め設定された所
定のデジタル信号値に変換して出力する変換工程と、こ
れら4画素それぞれの変換デジタル信号値を加算して位
置(m、n)の画素のデジタル画像信号として出力する
補間工程と、を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a color image data processing method according to the present invention is directed to a method for processing color input image data constituted by color information of respective pixels arranged in a matrix. , Each pixel is RGB3
When color information of only one of the colors is provided and m and n are arbitrary integers, positions (m-1, n-1), (m, n-
Image data in which any one of four pixels in two rows and two columns of (1), (m-1, n), and (m, n) always includes color information of three colors of RGB as color input image data An input step, and digital signal values of RGB are arranged in a predetermined format corresponding to each of the pixel data of the color input image data, and two out of these four pixels of the digital signal values of each color are arranged. A conversion step in which the most significant bit of the color digital signal value area in which the pixel has color information is set to 0 and converted to a predetermined digital signal value which is output in advance; and the converted digital signal values of these four pixels are added. And outputting the digital image signal of the pixel at the position (m, n) as a digital image signal.

【0008】これによれば、入力画像データの各画素の
画像信号には、RGBのうち一色の色信号のみが含まれ
ている。この信号をRGBそれぞれの色信号の組み合わ
せにより色を表す所定のデジタル信号に変換する。こう
して得られた各画素の変換デジタル信号は、それぞれR
GBのうち1色のみの情報を圧縮して有している。つま
り、他の色情報のデジタル値は0である。上述の4画素
の各画素のこの変換されたデジタル信号は、2画素のデ
ジタル信号値が同一の色情報を有しているが、この同一
色の情報が配置される所定のビット位置のうち最上位の
ビットはいずれも0としている。したがって、これら4
つのデジタル信号を加算することで、各画素について、
RGBの色信号を全て含む画像信号が簡単に得られる。
According to this, the image signal of each pixel of the input image data contains only one color signal of RGB. This signal is converted into a predetermined digital signal representing a color by a combination of RGB color signals. The converted digital signal of each pixel obtained in this way is R
Information of only one color of GB is compressed and stored. That is, the digital values of the other color information are 0. In this converted digital signal of each of the four pixels described above, the digital signal values of the two pixels have the same color information. The upper bits are all 0. Therefore, these four
By adding two digital signals, for each pixel,
An image signal including all RGB color signals can be easily obtained.

【0009】このうち、変換工程は、カラー入力画像デ
ータの各画素データの各々に対応させて、RGB各色の
デジタル信号値を所定形式で配列して構成された所定の
デジタル信号値で、前記4画素のうちで同一の色情報を
有する2画素の一方の画素については、色信号を表すデ
ジタル信号値領域の各ビットが全て0であるデジタル信
号値を出力するものであってもよい。
In the conversion step, the digital signal values of RGB are arranged in a predetermined format corresponding to each of the pixel data of the color input image data. One of the two pixels having the same color information among the pixels may output a digital signal value in which each bit of the digital signal value area representing the color signal is all zero.

【0010】これによれば、4画素の1画素のみがRG
B各色のうち一色のみの色信号を含む。したがって、補
間工程では、単純にこれら4画素分の信号を加算するこ
とで、各画素について、RGBの色信号を全て含む画像
信号が簡単に得られる。
According to this, only one of the four pixels is RG.
A color signal of only one of the B colors is included. Therefore, in the interpolation step, by simply adding the signals of these four pixels, an image signal including all the RGB color signals can be easily obtained for each pixel.

【0011】これら4画素のうち2画素は、G色の色情
報を有していることが好ましい。G信号は、輝度に対す
る寄与度が最も大きいから、得られる画像の解像度劣化
が小さい。
It is preferable that two of the four pixels have G color information. Since the G signal has the largest contribution to the luminance, the resolution degradation of the obtained image is small.

【0012】これらカラー入力画像データに対応する予
め設定されたデジタル信号値の組み合わせは変更可能で
あることが好ましい。これによれば、補正や補間の条件
を外部からの指示により変更可能である。
It is preferable that a preset combination of digital signal values corresponding to the color input image data can be changed. According to this, the conditions for correction and interpolation can be changed by an external instruction.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。なお、各図面において
同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を
附し、重複する説明を省略する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

【0014】図1は、本発明に係る画像処理を用いた単
板式デジタル出力カラービデオカメラによる撮像システ
ムの全体構成を表すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an imaging system using a single-chip digital output color video camera using image processing according to the present invention.

【0015】このシステムは、カメラ部1と、パーソナ
ルコンピュータ(PC)3からなり、PC3には、カメ
ラ部1の出力信号を処理するためのフレームグラバボー
ド2が装着されている。また、PC3には、カメラ部1
で撮像した画像を表示するモニタ4と、各種の入力を行
うためのキーボード5、マウス6等が接続されている。
This system comprises a camera unit 1 and a personal computer (PC) 3. A frame grabber board 2 for processing an output signal of the camera unit 1 is mounted on the PC 3. Also, the camera unit 1 is provided in the PC 3.
Is connected to a monitor 4 for displaying an image picked up by a keyboard 5 and a mouse 6 for performing various inputs.

【0016】次に、各部の詳細な構造について説明す
る。まず、カメラ部1は、マトリクス状に配列された画
素を有するCCD(Charge Coupled Device)、MOS
(MetalOxide Semiconductor)などの固体撮像素子11
と、この固体撮像素子11の画素面に、それぞれの画素
にRGBのうちいずれか一色の色フィルタをモザイク状
に配置して構成された市松状色フィルタ12と、固体撮
像素子11の出力信号から相関二重サンプリングにより
ノイズを除去するCDS(Correlated Double Samplin
g)回路13と、出力信号を増幅するアンプ回路14
と、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するA
/D変換器15と、外部回路との入出力を行うデジタル
I/F16と、全体の動作を制御するクロック信号を発
生するタイミングパルス発生器17と、により構成され
ている。
Next, the detailed structure of each part will be described. First, a camera unit 1 includes a CCD (Charge Coupled Device) having pixels arranged in a matrix, a MOS
(MetalOxide Semiconductor) or other solid-state imaging device 11
A checker-like color filter 12 in which a color filter of any one of RGB is arranged in each pixel in a mosaic pattern on a pixel surface of the solid-state imaging device 11, and an output signal of the solid-state imaging device 11. CDS (Correlated Double Samplin) that removes noise by correlated double sampling
g) Circuit 13 and amplifier circuit 14 for amplifying the output signal
A for converting an analog image signal into a digital image signal
It comprises a / D converter 15, a digital I / F 16 for inputting and outputting to and from an external circuit, and a timing pulse generator 17 for generating a clock signal for controlling the overall operation.

【0017】フレームグラバボード2は、カメラ部1の
デジタルI/F16に接続されるデジタルI/F21
と、カメラ部1から送られてきたデジタル信号を所定形
式の別のデジタル信号に変換するLUT(Look Up Tabl
e)回路22と、変換された信号を蓄積して所定のタイ
ミングで出力するバッファ機能を有するFIFO(Firs
t in First out)回路23と、PC3とのデータの入出
力を行うPCIバスI/F24とを備えている。ここ
で、LUT回路22は、多数のメモリから構成されてお
り、予め入力値に対応するアドレスに出力すべきデータ
を格納しておくことで、入力値に対応するデータを高速
で出力する機能を有している。
The frame grabber board 2 has a digital I / F 21 connected to the digital I / F 16 of the camera unit 1.
And a LUT (Look Up Tabl) for converting a digital signal sent from the camera unit 1 into another digital signal of a predetermined format.
e) FIFO (Firs) having a circuit 22 and a buffer function of accumulating the converted signal and outputting it at a predetermined timing
t in First out) circuit 23 and a PCI bus I / F 24 for inputting and outputting data to and from the PC 3. Here, the LUT circuit 22 includes a large number of memories, and has a function of outputting data corresponding to an input value at high speed by storing data to be output in an address corresponding to the input value in advance. Have.

【0018】PC3は、フレームグラバボード2とデー
タをやり取りするPCIバスI/F31と、入力された
データの処理を行うCPU32と、入力データを保持す
るメモリ33およびHD34とを備えている。
The PC 3 includes a PCI bus I / F 31 for exchanging data with the frame grabber board 2, a CPU 32 for processing input data, a memory 33 for holding input data, and an HD 34.

【0019】次に、本装置の動作について説明する。こ
こで、市松状色フィルタ12には、様々な色配置が考え
られるが、一般的には、図2(a)に示されるような配
列が広く用いられている。これは、画像輝度に対しては
G信号が最も寄与度が大きく、G信号の比率が高いこと
が好ましいため、全体の半分の画素にG色の色フィルタ
を配置し、残る画素にR、Bの色フィルタを一列毎に交
互に配置するものである。以下、この配置の色フィルタ
12を用いた例で説明する。説明の理解を容易にするた
め、4×4画素の画素配列で説明することとし、同図
(b)に示すように、各画素に順に固有の番号をつけ
る。そして、全体を2×2画素ごとに区分して、その2
×2画素内での当該画素の位置を表す番号を0〜3で表
すこととする。したがって、上記の4×4画素にこの画
素位置番号をつけると、同図(c)に示されるようにな
る。
Next, the operation of the present apparatus will be described. Here, various color arrangements are conceivable for the checkered color filter 12, but in general, an arrangement as shown in FIG. 2A is widely used. This is because it is preferable that the G signal has the largest contribution to the image luminance and that the ratio of the G signal be high. Therefore, a G color filter is arranged in half of the pixels, and the R and B pixels are arranged in the remaining pixels. Are alternately arranged for each row. Hereinafter, an example using the color filters 12 having this arrangement will be described. In order to facilitate the understanding of the description, the description will be made using a pixel array of 4 × 4 pixels, and as shown in FIG. Then, the whole is divided into 2 × 2 pixels,
A number indicating the position of the pixel in × 2 pixels is represented by 0 to 3. Accordingly, when the above 4 × 4 pixels are assigned this pixel position number, the result is as shown in FIG.

【0020】被写体像は、市松状色フィルタ12を透過
して、各画素ではRGBのいずれかの色成分のみの光が
透過されて、固体撮像素子11に入射し、それぞれの画
素において特定の色信号の輝度を表す電気信号に変換さ
れる。この信号は画素毎にCDS回路13に送出され、
ノイズが除去された後、アンプ回路14で増幅され、A
/D変換器15で例えば12ビットのデジタル信号に変
換されて、デジタルI/F16を介してカメラ部1の外
部へ送出される。これらの回路は、いずれもタイミング
パルス発生器により同期されており、デジタルI/F1
6は同期信号とこれを基に画素の位置番号を示す位置信
号を合わせて出力している。
The subject image is transmitted through a checkered color filter 12, and each pixel is transmitted with light of only one of the RGB color components, enters the solid-state image sensor 11, and has a specific color at each pixel. It is converted into an electric signal representing the luminance of the signal. This signal is sent to the CDS circuit 13 for each pixel,
After the noise is removed, the signal is amplified by the amplifier circuit 14, and A
The digital signal is converted into a 12-bit digital signal by the / D converter 15 and sent out of the camera unit 1 via the digital I / F 16. Each of these circuits is synchronized by a timing pulse generator, and a digital I / F 1
Reference numeral 6 outputs a synchronizing signal and a position signal indicating the position number of a pixel based on the synchronizing signal.

【0021】カメラ部1から出力された信号は、フレー
ムグラバボード2のデジタルI/F21を介して、LU
T回路22に送られ、ここで所定形式のデジタル信号に
変換されてFIFO回路23に送られる(この変換動作
の詳細については後述する)。このLUT回路22の信
号変換動作は、PCIバスI/F24を介してPC3に
より制御される。変換されたデジタル信号は、FIFO
回路23から所定のタイミングでPCIバスI/F2
4、31を介してPC3内部に送られる。PC3内部に
送られたデータは、メモリ33やHD34内部に格納さ
れ、CPU32により所定の処理が施されて、モニタ4
上に表示される。なお、カメラ部1、フレームグラバボ
ード2の動作条件及びCPU32内での画像データの処
理条件は、キーボード5、マウス6を用いてオペレータ
が制御することが可能である。
The signal output from the camera unit 1 is transmitted to the LU via the digital I / F 21 of the frame grabber board 2.
The signal is sent to the T circuit 22, where it is converted into a digital signal of a predetermined format and sent to the FIFO circuit 23 (the details of this conversion operation will be described later). The signal conversion operation of the LUT circuit 22 is controlled by the PC 3 via the PCI bus I / F 24. The converted digital signal is FIFO
At a predetermined timing from the circuit 23, the PCI bus I / F2
The data is sent to the inside of the PC 3 via 4, 31. The data sent to the PC 3 is stored in the memory 33 or the HD 34, subjected to predetermined processing by the CPU 32, and
Displayed above. The operating conditions of the camera unit 1 and the frame grabber board 2 and the processing conditions of the image data in the CPU 32 can be controlled by an operator using the keyboard 5 and the mouse 6.

【0022】次に、画像データの処理について詳細に説
明する。本装置は、高速撮像モードと高精細撮像モード
の2つの撮像モードを有する。以下、それぞれの撮像モ
ードに分けて説明する。まず、高速撮像モードから説明
する。
Next, the processing of image data will be described in detail. This apparatus has two imaging modes: a high-speed imaging mode and a high-definition imaging mode. Hereinafter, each imaging mode will be described separately. First, the high-speed imaging mode will be described.

【0023】図3は、図2(a)に示す市松状フィルタ
12を配置した場合のカメラ部1から出力されるデジタ
ル画像信号が表す色信号の画素毎の配置を示すものであ
る。図4は、この信号のビット配置を示すものである。
それぞれの画素からは、RGBの各色の1色のみの色信
号が出力される。図4に示されるように、この色信号の
デジタル画像データが16ビットのうち下位12ビット
(例えば、R0(11)からR0(0))に割り当てら
れ、最上位2ビットには、図2(c)に示した位置番号
が2進数値で示される。間の2ビットはここでは、不使
用ビットであり、0、1のいずれが入力されていてもよ
い。また、有効データのパリティビットとして用いても
よい。画像データを16ビットにするのは、PCでの処
理が簡単にできるからである。
FIG. 3 shows the arrangement of the color signals represented by the digital image signals output from the camera unit 1 for each pixel when the checker filter 12 shown in FIG. 2A is arranged. FIG. 4 shows the bit arrangement of this signal.
Each pixel outputs a color signal of only one of the RGB colors. As shown in FIG. 4, the digital image data of this color signal is assigned to lower 12 bits (for example, R 0 (11) to R 0 (0)) of the 16 bits, The position number shown in 2 (c) is indicated by a binary value. Here, the two bits between them are unused bits, and any of 0 and 1 may be input. Further, it may be used as a parity bit of valid data. The reason why the image data is set to 16 bits is that processing on a PC can be simplified.

【0024】このデータがLUT回路22に入力され
る。LUT回路22からの出力画像データは、ここで
は、上位からR信号5ビット、G信号6ビット、B信号
5ビットが配置された形式の16ビットデータとする。
これは一般的なDOS/Vパソコン等で使用されている
ハイカラー(色解像度65536色)の画像データであ
る。図5、LUT回路22で処理されて出力されるデー
タの画素との対応を示す配置図であり、図6は、このデ
ータ信号のビット配置を示す図である。
This data is input to the LUT circuit 22. Here, the output image data from the LUT circuit 22 is 16-bit data in a format in which 5 bits of an R signal, 6 bits of a G signal, and 5 bits of a B signal are arranged from the higher order.
This is high-color (color resolution 65536 colors) image data used in general DOS / V personal computers and the like. FIG. 5 is a layout diagram showing correspondence between pixels processed and output by the LUT circuit 22 and pixels, and FIG. 6 is a diagram showing a bit layout of this data signal.

【0025】ここで、R’、G’、B’は、図4で示さ
れる入力データに対応する出力データであり、入力デー
タをそれぞれ5ビットに圧縮したデータであって、圧縮
時に同時にγ補正やホワイトバランスなどの色補正を行
うことも可能である。このとき、G信号が格納される領
域は6ビットあるため、最上位の1ビットには必ず0が
入る。こうして得られた、各画素の信号は、必ずRGB
のうち1色の原色を表示するデータとなる。
Here, R ', G', and B 'are output data corresponding to the input data shown in FIG. 4 and are data obtained by compressing the input data to 5 bits, respectively. It is also possible to perform color correction such as image and white balance. At this time, since the area for storing the G signal has 6 bits, 0 is always entered in the most significant bit. The signal of each pixel obtained in this way is always RGB
Out of the primary colors.

【0026】このデータ信号はPC3に送られ、近傍4
画素分のデータを加算して出力される。図7(a)
(b)(c)は、こうして加算されて出力されるデータ
のRGB色成分の画素との対応を示しており、図8は、
このデータのビット配置を示している。これらの図から
明らかなように、RB信号の値は近傍4画素で同一の値
になる(ただし、R信号の値が同一の4画素とB信号の
値が同一の4画素は1行1列分ずれている)。そして、
G信号については各画素異なった値になる。これは、G
信号のみ2画素分の画素値の加算になっているからであ
る。ここで、加算前のデータは、図6に示されるよう
に、G信号の最上位ビットを0に設定している。これ
は、G信号のデジタル値を半分にしていることに相当す
る。そして、その後2画素分を加算しているから、平均
値を算出しているのと同じことになる。また、加算後に
半分にして平均をとるのと異なり、加算後のデジタル値
がG信号の格納領域からR信号の格納領域にはみ出すこ
とがなく、色分解能が保たれる。
This data signal is sent to PC3,
The data for the pixels are added and output. FIG. 7 (a)
(B) and (c) show the correspondence between the data added and output in this way and the pixels of the RGB color components, and FIG.
The bit arrangement of this data is shown. As is clear from these figures, the values of the RB signals are the same in the four neighboring pixels (however, four pixels having the same R signal value and four pixels having the same B signal value are in one row and one column). Minutes off). And
The G signal has a different value for each pixel. This is G
This is because pixel values of two pixels alone are added. Here, in the data before the addition, the most significant bit of the G signal is set to 0 as shown in FIG. This corresponds to halving the digital value of the G signal. Then, since two pixels are added thereafter, it is the same as calculating the average value. Unlike the case where the average is obtained by halving after addition, the digital value after addition does not protrude from the storage area of the G signal to the storage area of the R signal, and the color resolution is maintained.

【0027】ここでは、PC3で加算を行う例を説明し
たが、この加算は、1行分と1画素分のディレイ回路を
用いれば、ハード的に容易に実現可能であり、これによ
り加算を行ってもよい。
Here, an example in which the addition is performed by the PC 3 has been described. However, this addition can be easily realized by hardware if a delay circuit for one row and one pixel is used. You may.

【0028】図9は、この処理の一例を示したものであ
り、カメラ部出力のうちR信号の出力値を2倍、G信号
の出力値を4倍、B信号の出力値を8倍に線形補正する
補正処理を合わせて行った場合のLUT回路22の出力
データと、最終的な出力データをカメラ部の出力と合わ
せて示したものである。
FIG. 9 shows an example of this processing. In the camera unit output, the output value of the R signal is doubled, the output value of the G signal is quadrupled, and the output value of the B signal is doubled. The output data of the LUT circuit 22 when the correction processing for performing the linear correction is also performed, and the final output data are shown together with the output of the camera unit.

【0029】このように、本発明によれば、簡単な構成
で高速での補間処理が可能となる。また、色信号のうち
一色の信号は各画素で異なるものとなるので、解像度の
劣化がない。
As described above, according to the present invention, high-speed interpolation can be performed with a simple configuration. Further, since one color signal among the color signals is different for each pixel, there is no deterioration in resolution.

【0030】次に、高精細撮像モードについて説明す
る。高精細モードでも、LUT回路22までの入力は、
高速モードと同様に処理される。つまり、LUT回路2
2への入力データは、図4に示される形式のものとな
る。この高精細モードでは、LUT回路22は、入力デ
ータをそのまま処理することなく出力してもよいし、あ
るいはビット数を代えずに、特定の補正処理を行っても
よい。また、ここで、デジタル画像データ以外の付加情
報を除去してもよい。こうして処理済あるいは未処理の
データは、PC3に送られる。この高精細モードでは、
補間処理に各種の既知のアルゴリズムを用いることがで
きるが、ここでは、欠落している色情報を3×3画素の
周辺画素から補間するアルゴリズムを用いた場合につい
て、図10を参照して説明する。
Next, the high definition imaging mode will be described. Even in the high-definition mode, the input up to the LUT circuit 22 is
Processing is performed in the same manner as in the high-speed mode. That is, the LUT circuit 2
The input data to 2 has the format shown in FIG. In the high-definition mode, the LUT circuit 22 may output the input data without processing it, or may perform a specific correction process without changing the number of bits. Here, additional information other than the digital image data may be removed. The processed or unprocessed data is sent to the PC 3. In this high definition mode,
Various known algorithms can be used for the interpolation processing. Here, a case where an algorithm for interpolating missing color information from 3 × 3 pixel peripheral pixels is used will be described with reference to FIG. .

【0031】図10(a)に示される各画素が一色の色
信号のみを有する画像データを基に、太線で囲んだ2×
2画素について各画素の欠落している色情報を補間した
結果を図10(b)〜(e)に示す。この場合は、RG
Bとも各画素で異なる色信号が得られるので、上述の高
速モードに比べてより色信号の画像解像度が向上する。
しかし、一方、演算処理が多くなり、少なくとも3ライ
ン分をメモリに取り込む必要があるため、処理速度は高
速モードに比べて遅くなる。したがって、例えば、高速
での処理が必要な場合、例えばピント合わせ時には、前
記高速撮像モードを用い、特に色ごとに画面解像度が必
要な場合には、高精細撮像モードを用いれば好ましい。
Based on image data in which each pixel shown in FIG. 10A has only one color signal, 2 ×
FIGS. 10B to 10E show the results of interpolating missing color information of each pixel for two pixels. In this case, RG
Since a different color signal is obtained for each pixel for B, the image resolution of the color signal is further improved as compared with the high-speed mode described above.
However, on the other hand, the number of arithmetic processes increases, and at least three lines need to be stored in the memory. Therefore, for example, when high-speed processing is required, for example, at the time of focusing, the high-speed imaging mode is preferably used. In particular, when a screen resolution is required for each color, it is preferable to use the high-definition imaging mode.

【0032】カメラ部の出力は12ビットでなくとも、
14ビット、16ビットあるいはこれよりビット長の長
いデータでもよい。高速モード時の出力データもR、
G、B5ビットずつの15ビット長データや、8ビット
ずつの24ビット長データなど各種の形式のデータとす
ることができる。
Even if the output of the camera unit is not 12 bits,
Data having a bit length of 14 bits, 16 bits or longer may be used. Output data in high-speed mode is also R,
Various types of data can be used, such as 15-bit data of 5 bits each for G and B, and 24-bit data of 8 bits each.

【0033】色フィルタの配置には、このほか図11
(a)〜(h)に示される各種の配列を用いることがで
きる。これらの場合は、いずれも、高速撮像モード時に
データを変換するときに4画素中の2画素に配列されて
いる色信号を表すデータ領域の最上位ビットを0となる
ように変換すればよい。このようにすることで、加算時
にオーバーフローすることがなく、簡単に平均値を算出
できる。
In addition to the arrangement of the color filters, FIG.
Various sequences shown in (a) to (h) can be used. In any of these cases, when data is converted in the high-speed imaging mode, the data may be converted so that the most significant bit of the data area representing the color signals arranged in two out of four pixels becomes zero. By doing so, it is possible to easily calculate the average without overflow during addition.

【0034】あるいは、高速撮像モード時には、4画素
中で複数配列されている色フィルタに対応する画素の出
力をLUT回路で0に変換し、残る画素の出力は、この
色信号を表すデータ領域をフルに用いて変換してもよ
い。例えば、図2(c)に示す位置番号1の画素からの
色信号出力を0に変換する。この場合は、各画素の出力
データのビット配置は図12に示されるようになる。こ
の結果、最終的な出力データのビット配置は図13に示
されるようになる。この演算は、加算演算であるが、4
画素のうち各ビットに有意な値を有しているのは1画素
のみであるから、単純に論理和をとることで、加算がで
きる。したがって、特にハードウェア的に回路を構成す
る場合は、装置構成が単純ですむ。
Alternatively, in the high-speed imaging mode, outputs of pixels corresponding to a plurality of color filters arranged in a plurality of four pixels are converted to 0 by an LUT circuit, and outputs of the remaining pixels are converted to a data area representing the color signal. You may use it fully and convert. For example, the color signal output from the pixel of position number 1 shown in FIG. In this case, the bit arrangement of the output data of each pixel is as shown in FIG. As a result, the bit arrangement of the final output data is as shown in FIG. This operation is an addition operation.
Since only one pixel has a significant value in each bit among the pixels, the addition can be performed by simply taking a logical sum. Therefore, particularly when the circuit is configured by hardware, the device configuration is simple.

【0035】LUT回路は、複数の変換セットを予め内
蔵した構成のものでも、PCからの指示により変換セッ
トの書き換えが可能な構成としたものでもいずれでも用
いることができる。
The LUT circuit can be used either with a configuration in which a plurality of conversion sets are built-in in advance, or with a configuration in which the conversion sets can be rewritten by an instruction from a PC.

【0036】以上の説明では、単板式デジタルカラーカ
メラを画像入力装置として用いた例について説明した
が、本装置はこれに限られるものではなく、色フィルタ
を用いた各種の画像入力システム、例えば、カラースキ
ャナ、カラーコピー機等の入力画像や各画素が一色のみ
の画像情報を有する画像データの処理に広く用いること
ができる。
In the above description, an example was described in which a single-panel digital color camera was used as an image input device. However, the present invention is not limited to this, and various image input systems using color filters, for example, It can be widely used for processing input images such as color scanners and color copiers and image data in which each pixel has image information of only one color.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、入力画像データを加算処理が容易な形式に高速で変
換することができるので、高速での補間処理が可能とな
っている。この際に、少なくとも1色の色信号が各画素
で異なるので、解像度情報を保つことができる。
As described above, according to the present invention, since the input image data can be converted at a high speed into a format which can be easily added, the interpolation process can be performed at a high speed. At this time, since the color signal of at least one color differs for each pixel, the resolution information can be maintained.

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

【図1】本発明の実施形態の全体構成ブロック図であ
る。
FIG. 1 is an overall configuration block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の画素と色フィルタの配置を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of pixels and color filters of the device of FIG. 1;

【図3】LUT回路への入力データの画素との対応を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating correspondence between input data to a LUT circuit and pixels.

【図4】図3のデータのビット配置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a bit arrangement of data in FIG. 3;

【図5】高速撮像モードのLUT回路からの出力データ
の画素との対応を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating correspondence between output data from a LUT circuit and pixels in a high-speed imaging mode.

【図6】図5のデータのビット配置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a bit arrangement of data of FIG. 5;

【図7】高速撮像モードの本装置の出力データの画素と
の対応を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating correspondence between output data of the present apparatus and pixels in the high-speed imaging mode.

【図8】図7のデータのビット配置を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a bit arrangement of data in FIG. 7;

【図9】高速撮像モードの処理の一例を示した図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of processing in a high-speed imaging mode.

【図10】高精細撮像モードの出力データの画素との対
応を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating the correspondence between output data and pixels in a high-definition imaging mode.

【図11】色フィルタの異なる配置例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a different arrangement example of color filters.

【図12】図5のデータの別のビット配置を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing another bit arrangement of the data of FIG. 5;

【図13】図7のデータの別のビット配置を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing another bit arrangement of the data in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…カメラ部、2…フレームグラバボード、3…パーソ
ナルコンピュータ、4…モニタ、5…キーボード、6…
マウス、11…固体撮像素子、12…市松状色フィル
タ、15…A/D変換器、22…LUT回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Camera part, 2 ... Frame grabber board, 3 ... Personal computer, 4 ... Monitor, 5 ... Keyboard, 6 ...
Mouse, 11: solid-state image sensor, 12: checkered color filter, 15: A / D converter, 22: LUT circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリクス状に配列された画素の各々の
色情報で構成されたカラー入力画像データの処理方法に
おいて、 各画素がRGB3色のいずれか一色のみの色情報を有
し、m、nを任意の整数とするとき、位置(m−1、n
−1)、(m、n−1)、(m−1、n)、(m、n)
の2行2列の4画素のうちいずれか一つに必ずRGB3
色の色情報が含まれている画像データをカラー入力画像
データとして入力する工程と、 前記カラー入力画像データの各画素データの各々に対応
させて、RGB各色のデジタル信号値を所定形式で配列
して構成され、各色のデジタル信号値のうち前記4画素
中の2画素が色情報を有する色のデジタル信号値領域の
最上位ビットを0として予め設定された所定のデジタル
信号値に変換して出力する変換工程と、 前記4画素それぞれの変換デジタル信号値を加算して位
置(m、n)の画素のデジタル画像信号として出力する
補間工程と、 を備えていることを特徴とするカラー画像データ処理方
法。
1. A method of processing color input image data constituted by color information of pixels arranged in a matrix, wherein each pixel has color information of only one of three colors of RGB, m, n Is an arbitrary integer, the position (m-1, n
-1), (m, n-1), (m-1, n), (m, n)
RGB3 must be assigned to any one of the 4 pixels in 2 rows and 2 columns
Inputting image data containing color information of a color as color input image data; and arranging digital signal values of RGB colors in a predetermined format in correspondence with respective pixel data of the color input image data. The digital signal value of each color is converted into a predetermined digital signal value by setting the most significant bit of a digital signal value area of a color in which two of the four pixels have color information to 0, and outputs the digital signal value. A color image data process comprising: adding a converted digital signal value of each of the four pixels; and outputting a digital image signal of a pixel at a position (m, n). Method.
【請求項2】 マトリクス状に配列された画素の各々の
色情報で構成されたカラー入力画像データの処理方法に
おいて、 各画素がRGB3色のいずれか一色のみの色情報を有
し、m、nを任意の整数とするとき、位置(m−1、n
−1)、(m、n−1)、(m−1、n)、(m、n)
の2行2列の4画素のうちいずれか一つに必ずRGB3
色の色情報が含まれている画像データをカラー入力画像
データとして入力する工程と、 前記カラー入力画像データの各画素データの各々に対応
させて、RGB各色のデジタル信号値を所定形式で配列
して構成された所定のデジタル信号値で、前記4画素の
うちで同一の色情報を有する2画素の一方の画素につい
ては、色信号を表すデジタル信号値領域の各ビットが全
て0であるデジタル信号値を出力する変換工程と、 前記4画素それぞれの変換デジタル信号値を加算して位
置(m、n)の画素のデジタル画像信号として出力する
補間工程と、 を備えていることを特徴とするカラー画像データ処理方
法。
2. A method of processing color input image data constituted by color information of pixels arranged in a matrix, wherein each pixel has color information of only one of three colors of RGB, m, n Is an arbitrary integer, the position (m-1, n
-1), (m, n-1), (m-1, n), (m, n)
RGB3 must be assigned to any one of the 4 pixels in 2 rows and 2 columns
Inputting image data containing color information of a color as color input image data; and arranging digital signal values of RGB colors in a predetermined format in correspondence with respective pixel data of the color input image data. A digital signal in which each bit of a digital signal value region representing a color signal is 0 for one of two pixels having the same color information among the four pixels with a predetermined digital signal value A conversion step of outputting a value, and an interpolation step of adding the converted digital signal values of the four pixels and outputting as a digital image signal of a pixel at a position (m, n). Image data processing method.
【請求項3】 前記4画素のうち2画素は、G色の色情
報を有していることを特徴とする請求項1あるいは2に
記載のカラー画像データ処理方法。
3. The color image data processing method according to claim 1, wherein two of the four pixels have color information of G color.
【請求項4】 前記カラー入力画像データに対応する予
め設定されたデジタル信号値の組み合わせは変更可能で
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
カラー画像データ処理方法。
4. The color image data processing method according to claim 1, wherein a preset combination of digital signal values corresponding to the color input image data can be changed.
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