JPH1127685A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のフィールド読み出し用ＤＳＰを持つカ
メラで高画質のフレーム画像を得る。 【解決手段】 （ａ）に示す色フィルタ配列を有するＣ
ＣＤの撮像データにおいて、（ｂ）に示すように、１ラ
イン目＋２ライン目、２ライン目＋３ライン目、３ライ
ン目＋４ライン目、…のように各ラインについて隣接す
る２ラインの２つの画素を加算し、この加算出力から水
平、垂直の輪郭強調信号を作成し、これに基づいて輝度
信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＣＤ等の固体撮像
素子を用いた撮像装置に関し、特にその信号処理に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のビデオカムコーダ等のＣＣＤを用
いた撮像装置において、そのディジタル信号処理回路
（ＤＳＰ）がフィールド読み出し用に設定されている撮
像装置によりフレーム静止画像の撮像を行う場合、次の
ような信号処理が行われていた。

【０００３】図８はＣＣＤの撮像面を示すもので、Ｃ
（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｇ（グ
リーン）の色フィルタが図示のように画素毎に配列され
ている。このＣＣＤで撮像された１フレーム分の画像デ
ータをメモリに取り込み、この画像データの画素データ
を図９のようにして組み合わせる。尚、Ｗｂ＝Ｃ＋Ｍ、
Ｇｒ＝Ｙ＋Ｇ、Ｇｂ＝Ｃ＋Ｇ、Ｗｒ＝Ｙ＋Ｍとする。こ
の図９のように組み合わせることにより、先ずｏｄｄフ
ィールドを作成し、次にｅｖｅｎフィールドを作成する
処理を行うようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図９で説
明した信号処理方法を用いた場合、ｏｄｄ、ｅｖｅｎフ
ィールドに分けて処理するために、垂直方向の隣接画素
は１画素飛び越えた画素となり、このため相関が遠くな
ってしまい、垂直方向の輪郭強調が低周波数領域に偏っ
てしまうと共に、偽色が増加するという問題があった。

【０００５】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、高画質の画像を得ることのできる撮
像装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、複数
の色フィルタが画素毎に所定に配列された撮像素子を含
む撮像手段と、上記撮像手段から得られる撮像データの
各ラインについてそれぞれ垂直方向に隣接する２つの画
素データを用いて演算処理する演算処理手段と、上記演
算処理手段の出力から輝度信号を生成する輝度信号生成
手段とを設けている。

【０００７】

【発明の実施の形態】図６は本発明を適用したディジタ
ルスチルカメラの構成を示すブロック図である。図６に
おいて、不図示の被写体像は光学系１及び光学ＬＰＦ
（ローパスフィルタ）を介してＣＣＤ３の撮像面に結像
される。ＣＣＤ３によって光電変換された電気信号とし
ての撮像信号はＣＤＳ回路４でノイズ除去等が施された
後、Ａ／Ｄコンバータ５でディジタルの撮像データに変
換される。この撮像データの１画面分はメモリコントロ
ーラ６を通じてメモリ７に蓄えられる。

【０００８】メモリ７内の生データはメモリコントロー
ラ６により、後述するＤＳＰ８の仕様に合った信号形式
にデータが組み合わされた後、ＤＳＰ８に入力されて信
号処理される。処理されたデータはさらにＪＰＥＧ回路
９で圧縮処理された後、Ｉ／Ｆ１０を介してフラッシュ
メモリ１１あるいはハードディスク１２等の記録媒体に
記録される。またシステムコントローラ１３はメモリコ
ントローラ６を制御すると共に、ＣＣＤドライバ１４を
制御する。

【０００９】図７はＤＳＰ８の構成を示すブロック図で
ある。前記メモリ７に蓄えられた１画面分の生データは
メモリコントローラ６においてＤＳＰ８の仕様に合わせ
た信号形式に変換された後、図７のＤＳＰ８に入力され
る。入力されたデータはＣＭＡＴ（色信号処理回路）１
５に与えられると共に、ＨＬＰＦ（水平ローパスフィル
タ）１６以下の回路で輝度信号処理が行われる。

【００１０】ＣＭＡＴ１５では、まずＷｂ、Ｇｒ、Ｇ
ｂ、Ｗｒ信号からマトリクス変換によってＲ、Ｇ、Ｂ信
号を生成する。その後各Ｒ、Ｇ、Ｂ信号はＬＰＦ１７を
通じて色信号となる。輝度信号処理では、まずＨＬＰＦ
１６により有彩色の折り返しを除去する。次にＨＡＰＣ
（水平系の輪郭強調回路）１８、ＶＡＰＣ（垂直系の輪
郭強調回路）１９によって水平、垂直輪郭強調信号を生
成する。各輪郭強調信号は加算器２０で加算された後、
ＢＣ（ベースクリップ）回路２１に入力し、小レベルの
信号はクリップされてゼロとなる。その後、加算器２２
でＨＬＰＦ１６からの信号と加算されて輝度信号とな
る。そして輝度信号、色信号は図６のＪＰＥＧ回路９に
送られて圧縮され、記録媒体に記録される。

【００１１】次に１画面分の生データからＤＳＰ８に入
力される信号形式への変換方法について説明する。図１
（ａ）は得られた１画面分のＣＣＤデータの配列を説明
する図である。そこから輝度信号生成のためのデータの
作り方を説明するのが図１（ｂ）である。輝度信号の場
合は垂直方向の加算の仕方が １ライン目＋２ライン目 ２ライン目＋３ライン目 ３ライン目＋４ライン目 … のように、各ラインについてそれぞれ垂直方向に隣接す
る２つの画素を加算している。即ち、垂直方向に相関が
近いラインを加算している。

【００１２】そのために垂直方向の輪郭強調信号を該当
ラインと上下２ラインで生成するための参照ラインがＣ
ＣＤ面上に計４ラインで済むことになり、細かな制御が
可能となる。これに対して従来例では図９に示したよう
に、垂直方向の輪郭強調信号を該当ラインと上下２ライ
ンで生成しようとすると、参照ラインがＣＣＤ面上に計
６ラインになってしまい、垂直方向の細かな輪郭の強調
が不可能になってしまう。

【００１３】次に色信号生成のためのデータの作り方を
説明するのが図２（ａ）（ｂ）である。色信号について
は色生成のためのＤＳＰ８に送り込む順番が決まってい
るために基本的には従来例と同様の作り方となる。即ち
ｏｄｄ（ａ）、ｅｖｅｎ（ｂ）フィールドに分けて信号
を入力し、次の順番に従って色信号を生成する。ｏｄｄ
（ａ）フィールドでは、 １ライン目＋２ライン目 ３ライン目＋４ライン目 ５ライン目＋６ライン目 … ｅｖｅｎ（ｂ）フィールドでは、 ２ライン目＋３ライン目 ４ライン目＋５ライン目 ６ライン目＋７ライン目 … というように、ｏｄｄフィールドでは、各奇数ラインに
次の偶数ラインのデータを加算し、ｅｖｅｎフィールド
では偶数ラインに次の奇数ラインのデータを加算するよ
うにしている。

【００１４】つまり輝度信号生成の場合の撮像データ中
の各画素データの処理順番と、色信号生成の場合の撮像
データ中の各画素データの処理順番とが異なっているこ
とから、輝度信号についてより相関の近い処理で生成す
ることができる。

【００１５】次に他の実施の形態として、上記実施の形
態とは異なる色フィルタ配列を持つＣＣＤ３を使った場
合について説明する。図３はその色フィルタ配列であ
り、垂直方向の間引きを行っても色信号を上記実施の形
態の配列なみに生成処理することができるものである。

【００１６】そのフィルタ配列における輝度信号生成の
仕方を説明するのが図４である。輝度信号については上
記実施の形態と同様に垂直方向に２画素加算によって生
成する。もちろん従来例のようにインターレースした組
み合わせ（垂直方向の相関が遠い）ではなく、上記実施
の形態のように垂直方向の相関が近い組み合わせで行っ
ている。そのために垂直方向の輪郭を明確に再現するこ
とができる。

【００１７】一方、色信号生成の仕方を説明するのが図
５である。色信号についてはあらかじめ決まった組み合
わせでＤＳＰ８に入力する必要があり、単に垂直方向に
加算しただけでは所定の信号にならない。そこで水平方
向に補間をして所定の組み合わせになるようにする。例
えば水平２画素目、垂直２＋３画素目のＷｒ信号は２行
目の隣接Ｍ、３行目の隣接Ｙをそれぞれ水平方向に加算
して生成する。即ち、 Ｗｒ＝（Ｍ１２＋Ｍ３２＋Ｙ１３＋Ｙ３３）／２ によって生成される。同様に水平３画素目、垂直２＋３
画素目のＧｂ信号は２行目の隣接Ｇ、３行目の隣接Ｃを
それぞれ水平方向に加算して生成する。即ち、 Ｇｂ＝（Ｇ２２＋Ｇ４２＋Ｃ２３＋Ｃ４３）／２

【００１８】このようにして補間処理によって適正な組
み合わせの信号としてＤＳＰ８に入力し、色信号を生成
する。補間処理をすることによって水平方向に若干の帯
域の低下が見込まれるが、実際には色信号になった段階
で帯域制限が行われるのが通例であり、大きな問題とは
ならない。また、一方で加算によりＳ／Ｎが改善される
場合もある。

【００１９】このようにして全画面について時分割に輝
度信号、色信号を生成した後に合成することで、いわゆ
るＲ、Ｇ、Ｂの３プレーンの画像データとなる。もちろ
んＪＰＥＧ圧縮のように輝度と色とが分かれていた方が
よい場合には、合成せずにそのまま圧縮処理を行っても
よい。

【００２０】尚、上述した各実施の形態では、垂直方向
の２つの画素を加算処理して各ラインの信号を作成して
いるが、減算処理、平均処理、並べ換え処理を行って各
ラインの信号を作成してもよく、これらの処理を選択可
能にしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高画質な
画像を生成することができる。特にフィールド読み出し
用の既存のディジタル信号処理回路を持つ撮像装置によ
り、フレーム画像を撮像する場合に高画質な画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるＣＣＤの色フィルタ
配列及び輝度信号の生成を示す構成図である。

【図２】色信号の生成を示す構成図である。

【図３】本発明の他の実施の形態によるＣＣＤの色フィ
ルタ配列を示す構成図である。

【図４】輝度信号の生成を示す構成図である。

【図５】色信号の生成を示す構成図である。

【図６】本発明による撮像装置のブロック図である。

【図７】ディジタル信号処理回路のブロック図である。

【図８】従来のＣＣＤの色フィルタの配列を示す構成図
である。

【図９】従来の信号処理を示す構成図である。

【符号の説明】

３ ＣＣＤ ６ メモリコントローラ ７ メモリ ８ ディジタル信号処理回路（ＤＳＰ） １３ システムコントローラ １５ 色信号処理回路 １６ 水平ローパスフィルタ １８ 水平系輪郭強調回路 １９ 垂直系輪郭強調回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八巻 英明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 久保 亮司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 笹倉 孝男 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 竹田 伸弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 池田 政人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の色フィルタが画素毎に所定に配列
   された撮像素子を含む撮像手段と、 上記撮像手段から得られる撮像データの各ラインについ
   てそれぞれ垂直方向に隣接する２つの画素データを用い
   て演算処理する演算処理手段と、 上記演算処理手段の出力から輝度信号を生成する輝度信
   号生成手段とを設けたことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 上記演算処理が、加算処理、減算処理、
   平均処理、並べ換え処理の何れか１つの処理である請求
   項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 上記輝度信号生成手段は、上記演算処理
   手段の出力から水平、垂直の輪郭強調信号を作成して上
   記出力に加算することを特徴とする請求項１記載の撮像
   装置。
4. 【請求項４】 上記撮像データの各画素データを所定の
   順序に従って処理することにより色信号を生成する色信
   号生成手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の撮
   像装置。
5. 【請求項５】 上記色信号生成手段は、上記撮像データ
   の奇数ラインに次の偶数ラインを加算することにより奇
   数フィールドの色信号を生成し、上記撮像データの偶数
   ラインに次の奇数ラインを加算することにより偶数フィ
   ールドの色信号を生成することを特徴とする請求項４記
   載の撮像装置。