(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素の信号を取り出し、上記第１の画素を含む第１の水平ライン上および第１の水平ラインと隣り合う第２の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第２の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上および上記第２の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第３の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１の合成信号に対する上記第２の合成信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第１の画素の信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることを特徴とする単板カラーカメラの信号補間方法。
【請求項２】
複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素を含む第１の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第３の微小色フィルタを配された少なくとも１つの第２の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上であって上記第２の画素に隣接する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１のライン上であって上記第１の画素に隣接する上記第１の微小色フィルタを配された画素の信号から第３の合成信号を取り出し、上記第２の合成信号に対する上記第１の合成信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第３の合成信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることを特徴とする単板カラーカメラの信号補間方法。
【請求項３】
複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素を含む第１の水平ラインと隣り合う第２の水平ライン上であって上記第１の画素列に存在する上記第３の微小色フィルタを配された第２の画素の信号を取り出し、上記第２の水平ライン上であって上記第２の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上であって上記第１の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１の合成信号に対する上記第２の画素の信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第２の合成信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることを特徴とする単板カラーカメラの信号補間方法。
【請求項４】
複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素を含む第１の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第３の微小色フィルタを配された少なくとも１つの第２の画素の信号を取り出し、上記第１の水平ラインに隣り合う第２の水平ライン上であって上記第１の画素列に存在する上記第３の微小色フィルタを配された第３の画素の信号を取り出し、上記第２の画素の信号と第３の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第２の水平ライン上であって上記第３の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号と上記第１の水平ライン上であって上記第２の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上であって上記第１の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第３の合成信号を取り出し、上記第２の合成信号に対する上記第１の合成信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第３の合成信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることを特徴とする単板カラーカメラの信号補間方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偽の色信号の発生を軽減しようとする画像信号の信号処理方法の改善に関わり、特にＧをストライプ状に配し、Ｒ，Ｂを交互に配した色フィルタを組み合わせた単板カラーカメラに好適な単板カラーカメラの信号補間方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２次元状に画素を並べた固体撮像素子を一つだけ用いてカラーのビデオ信号を得る単板カラーカメラは、家庭用ビデオカメラをはじめとして、広い分野で利用されている。単板カラーカメラでは、固体撮像素子の各画素に、数種類の微小色フィルタを周期的に対応させて組み合わせる。ビデオムービーなどで一般な補色型の色フィルタを用いた場合には、輝度信号は固体撮像素子の出力信号をそのまま用いるが、Ｒ−Ｙ信号，Ｂ−Ｙ信号などのクロマ信号は、固体撮像素子から得られる数種類の色フィルタに対応した画素信号の間の演算で得る。
【０００３】
したがって、クロマ信号の空間的なサンプリング周波数は、固体撮像素子のサンプリング周波数の1/2 〜1/3 になる。さらに、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号を求める際に利用する画素信号はそれぞれで異なったものであるから、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号の空間的なサンプリング位相も、これに対応して互いに異なったものとなる。こうした理由によって、単板カラーカメラのクロマ信号は、画素による空間的なサンプリングで発生する側波帯成分の影響を受けやすく、再生画では被写体のエッジ部などで偽の色信号が発生しやすい。
【０００４】
単板カラーカメラの偽の色信号を軽減する補間処理のための従来技術には、特開平３−１２４１９０、あるいはテレビジョン学会誌vol.46，no.9，pp.1153 〜1160の「ＣＣＭ補間処理による単板カラーカメラの色モワレ抑圧」に述べられている方法がある。ここで、偽の色信号が発生する原因と、従来技術の補間処理方法を図３ないし図１１を用いて説明する。
【０００５】
図３は単板カラーカメラに用いる補色型の色フィルタの一例を示す図である。図３において、Ｍはマゼンタ色光を透過させる微小色フィルタであり、Ｇ，Ｃ，Ｙはそれぞれグリーン色光，シアン色光，イエロー色光を透過させる微小色フィルタである。各微小フィルタの水平方向の間隔ｄｘと垂直方向の間隔ｄｙは、それぞれ組み合わせる固体撮像素子の水平方向と垂直方向の画素間隔に等しく、微小フィルタのそれぞれは、固体撮像素子の各画素に１対１で対応する。
【０００６】
図４は、従来技術による単板カラーカメラの偽の色信号を軽減する補間処理の構成を示す図である。図４において、固体撮像素子１には図３に示した色フィルタが組み合わされているものとする。この結果、固体撮像素子１のｎ行目の画素列を読み出すと、Ｍ信号とＧ信号が交互に得られる。また、続くｎ＋１行目の画素列を読み出すとＣ信号とＹ信号が交互に得られる。
【０００７】
そこで、固体撮像素子１から出力される各画素信号を、遅延時間が１水平走査期間である１Ｈ遅延回路６を用いて遅延させる。これは、固体撮像素子１のたとえばｎ行目の画素列とｎ＋１行目の画素列の信号を同時に得て、（Ｍ＋Ｃ）信号と（Ｇ＋Ｙ）信号を得るためである。１Ｈ遅延回路６の出力信号は、サンプラ２，サンプラ３によって、また固体撮像素子１の出力信号はサンプラ４，サンプラ５によって、それぞれＭ信号，Ｇ信号，Ｃ信号，Ｙ信号に分離される。サンプラ２から得られたＭ信号とサンプラ４から得られたＣ信号は、加算器７に加えられて（Ｍ＋Ｃ）信号が出力される。また、サンプラ３から得られたＧ信号とサンプラ５から得られたＹ信号は加算器８に加えられて、（Ｇ＋Ｙ）信号が出力される。
【０００８】
なお、垂直方向に隣り合う２画素の信号を混合して１つの出力から読み出すタイプの固体撮像素子も一般に製造されている。こうした固体撮像素子１９を用いれば、図５に示す構成で良く、１Ｈ遅延回路６，サンプラ４，サンプラ５，加算器７，加算器８は不要となり、サンプラ２，サンプラ３から直接（Ｍ＋Ｃ）信号，（Ｇ＋Ｙ）信号が得られる。
【０００９】
ここで、固体撮像素子１に結像する被写体が、ｎ行目とｎ＋１行目の画素列付近でもつ水平方向の輝度変化をあらわす関数をｆ(x) とおく。同様に，被写体のＭ成分，Ｇ成分，Ｃ成分，Ｙ成分が持つ水平方向の変化を表す関数をそれぞれｆ(M,x) ，ｆ(G,x) ，ｆ(C,x) ，ｆ(Y,x) とおく。
【００１０】
図３より、ｎ行目とｎ＋１行目の画素列における、各微小色フィルタに対応した画素による空間的なサンプリングを考えると、ｆ(M,x) とｆ(C,x) あるいはｆ(G,x) とｆ(Y,x) は、それぞれ水平方向に同じ位相関係でサンプリングされる。これに対して，ｆ(M,x) とｆ(G,x) ，ｆ(C,x) とｆ(Y,x) は、１画素分ずれた位相でサンプリングされる。したがって、Ｍ，Ｇ，Ｃ，Ｙの画素から得られる信号が持つ水平方向の周波数成分をあらわす関数、Ｓ(M,f) ，Ｓ(G,f) ，Ｓ(C,f) ，Ｓ(Y,f) は、次の数１，数２，数３，数４であらわされる。
【００１１】
【数１】
0003667464.tif 000002
【００１２】
【数２】
0003667464.tif 000003
【００１３】
【数３】
0003667464.tif 000004
【００１４】
【数４】
0003667464.tif 000005
【００１５】
ただし、Ｆ(M,f) ，Ｆ(G,f) ，Ｆ(C,f) ，Ｆ(Y,f) は、それぞれｆ(M,x) ，ｆ(G,x) ，ｆ(C,x) ，ｆ(Y,x) をフーリエ変換によって周波数成分に変換したものとする。また、sinc(x) ＝sin(x)/xであり、δ(x) はデルタ関数である。一方、＊は次の数５の重畳積分（コンボリューション）をあらわす。なお、画素の幅dwによる影響は省略した。
【００１６】
【数５】
0003667464.tif 000006
【００１７】
数１ないし数４からわかるように、Ｓ(G,f) とＳ(Y,f) はexp(-jn π) の項をもっているので、Ｓ(M,f) やＳ(C,f) とは奇数次（ｎが奇数）に発生する高調波成分の位相が逆相となる。すなわち、被写体の水平方向の変化ｆ(x) がもつ周波数成分をあらわす関数Ｆ(f) が、図６（ａ）に示すような周波数分布をもち、Ｆ(M,f) ，Ｆ(G,f) ，Ｆ(C,f) ，Ｆ(Y,f) がそれぞれ図６（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す周波数分布をもつと、Ｓ(M,f) ，Ｓ(G,f) ，Ｓ(C,f) ，Ｓ(Y,f) の周波数成分は、図７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すものとなる。このとき、加算器７および加算器８から得られる（Ｍ＋Ｃ）信号と（Ｇ＋Ｙ）信号のもつ周波数成分（Ｓ(M,f) ＋Ｓ(C,f) ），（Ｓ(G,f) ＋Ｓ(Y,f) ）は図８（ａ），（ｂ）に示すものとなる。
【００１８】
一方、透過光の成分組成を考えると、ＭはＲ＋Ｂ，ＣはＧ＋Ｂ，ＹはＧ＋Ｒである。これを利用して（Ｍ＋Ｃ）信号から（Ｇ＋Ｙ）信号を減算すると、次の数６のように２Ｂ−Ｇとなる。
【００１９】
【数６】
0003667464.tif 000007
【００２０】
Ｇ色光は輝度信号に占める割合が大きいこと（NTSC方式のビデオ信号では59% ）から、通常、２Ｂ−Ｇは色差信号Ｂ−Ｙとして代用可能である。数６の関係と数１ないし数４を用いると、色差信号Ｂ−Ｙ（≒２Ｂ−Ｇ）のもつ水平方向の周波数成分をあらわす関数Ｓ(B-Y,f) は、次の数７であらわされる。
【００２１】
【数７】
0003667464.tif 000008
【００２２】
図７に示した周波数成分の関係と数７より、Ｓ(B-Y,f) のもつ周波数成分は、図９（ａ）に示すものとなる。ここで、図９（ａ）に示す周波数fcよりも低い周波数成分をローパスフィルタによって取り出し、クロマ信号Ｂ−Ｙとして用いると、サンプリング周波数の基本周波数1/2dx に発生した側波帯成分のうち、斜線で示した部分がクロマ信号に混入して、偽の色信号を発生させる。すなわち、低いクロマ信号に混入するのは、被写体のもつ周波数成分のうちの(1/2dx−fc）よりも高い周波数範囲に対応する部分の側波帯成分であることが分かる。したがって、偽の色信号が発生するのは、被写体が高い周波数成分をもつときであり、被写体のエッジ部分などで偽の色信号が発生しやすいことが理解できる。
【００２３】
そこで、従来技術による偽の色信号を軽減する方法では、図４に示したように、加算器７および加算器８から得られる（Ｍ＋Ｃ）信号と（Ｇ＋Ｙ）信号を、たとえば周波数ｆａまでの帯域の信号を通過するローパスフィルタ９，ローパスフィルタ１０に加える。ローパスフィルタ９，ローパスフィルタ１０から出力される信号のもつ周波数成分｛Ｓｌ(M,f) ＋Ｓｌ(C,f) ｝，｛Ｓｌ(G,f) ＋Ｓｌ(Y,f) ｝は、図８（ｃ），（ｄ）に斜線で示す部分となる。図８（ｃ），（ｄ）からわかるように、これらは、被写体のもつ周波数成分のうちのｆa よりも低い周波数範囲の成分｛Ｆｌ(M,f) ＋Ｆｌ(C,f) ｝，｛Ｆｌ(G,f) ＋Ｆｌ(Y,f) ｝と、被写体のもつ周波数成分のうちの(1/2dx−fa）よりも高い周波数範囲にあたる部分｛Ｆｈ(M,f) ＋Ｆｈ(C,f) ｝，｛Ｆｈ(G,f) ＋Ｆｈ(Y,f) ｝に対応する側波帯成分を加えたものであり、次の数８，数９の関係となる。
【００２４】
【数８】
0003667464.tif 000009
【００２５】
【数９】
0003667464.tif 000010
【００２６】
図８（ｃ），（ｄ）あるいは数８，数９より、被写体のもつ周波数成分のうち、(1/2dx−fa）よりも高い周波数範囲の成分｛Ｆｈ(M,f) ＋Ｆｈ(C,f) ｝，｛Ｆｈ(G,f) ＋Ｆｈ(Y,f) ｝が小さければ、ローパスフィルタ９およびローパスフィルタ１０の出力信号の周波数成分｛Ｓｌ(M,f) ＋Ｓｌ(C,f) ｝，｛Ｓｌ(G,f) ＋Ｓｌ(Y,f) ｝は、それぞれ被写体のもつ低周波数成分｛Ｆｌ(M,f) ＋Ｆｌ(C,f) ｝，｛Ｆｌ(G,f) ＋Ｆｌ(Y,f) ｝にほぼ等しい大きさとなる。また、局所での色の変化が少ない被写体では、その周辺において、任意の２つの色信号のもつ周波数成分をあらわす関数は、相似形に近いものとなることが期待できる。このとき、低周波数成分の比は全体の周波数成分の比にほぼ等しくなり、次の数１０が成り立つ。
【００２７】
【数１０】
0003667464.tif 000011
【００２８】
そこで図４に示す構成では、ローパスフィルタ９およびローパスフィルタ１０の出力信号を、ゲート回路１１，ゲート回路１２を介して除算器１３に加える。ゲート回路１１，ゲート回路１２は、固体撮像素子１あるいは１Ｈ遅延回路６からＭ信号とＣ信号が得られるサンプリングタイミングでは、ローパスフィルタ９から得られる（Ｍ＋Ｃ）信号の低周波数成分が除算器１３の除数側に、ローパスフィルタ１０から得られる（Ｇ＋Ｙ）信号の低周波数成分が除算器１３の被除数側に加わるよう動作する。また、固体撮像素子１あるいは１Ｈ遅延回路６からＧ信号とＹ信号が得られるサンプリングタイミングでは、ローパスフィルタ９から得られる（Ｍ＋Ｃ）信号の低周波数成分が除算器１３の被除数側に、ローパスフィルタ１０から得られる（Ｇ＋Ｙ）信号の低周波数成分が除算器１３の除数側に加わるよう動作する。さらに除算器１３の出力信号を、固体撮像素子１と１Ｈ遅延回路６の出力信号を加算する加算器１４の出力信号とともに乗算器１５に加えて、補間信号ｆｉ(x) を得る。
【００２９】
以上の動作から、たとえば固体撮像素子１，１Ｈ遅延回路６からＭ信号とＣ信号が得られるサンプリングタイミングでは、補間信号ｆｉ(x) のもつ周波数成分Ｓｉ(f) は次の数１１であらわされるものとなる。なお、数１１と図４の関係においては、変化をあらわす関数（例えばｓ(M,x) ）の２乗積分値は、その周波数成分をあらわす関数（例えばＳ(M,f) ）の２乗積分値に等しいというパーシバルの定理を根拠として、瞬時値の比もおおよそ周波数成分の比に等しいことを期待している。
【００３０】
【数１１】
0003667464.tif 000012
【００３１】
数１１に数１，数３の関係を用いると次の数１２となる。
【００３２】
【数１２】
0003667464.tif 000013
【００３３】
さらに、数８，数９を用い、局所での色の変化が少ない被写体で数１０が成り立つことを考慮すると、数１２は次の数１３となる。
【００３４】
【数１３】
0003667464.tif 000014
【００３５】
ここでｅを次の数１４の関係で置き換えると、数１３は数１５の関係になり、その周波数成分は図９（ｂ）に示すようなものとなる。
【００３６】
【数１４】
0003667464.tif 000015
【００３７】
【数１５】
0003667464.tif 000016
【００３８】
一方、固体撮像素子１，１Ｈ遅延回路６からＧ信号とＹ信号が得られるサンプリングタイミングでは、加算器１４から得られる信号ｓｏ(x) のもつ周波数成分Ｓｏ(f) は、数２，数４から次の数１６であらわされるものとなる。
【００３９】
【数１６】
0003667464.tif 000017
【００４０】
数１５と数１６の比較から、乗算器１５から得られた補間信号ｆｉ(x) のもつ周波数成分Ｓｉ(f) は、加算器１４から得られる信号のもつ周波数成分Ｓｏ(f) において、奇数次の側波帯成分の位相が反転したものとほぼ等しいことが分かる。
【００４１】
そこで、図４に示す構成では、加算器１４と乗算器１５の出力信号をゲート回路１６，ゲート回路１７に加えて、ゲート回路１６からは（Ｍ＋Ｃ）信号に対応する信号のみが、ゲート回路１７からは（Ｇ＋Ｙ）信号に対応する信号のみが得られるように制御する。すなわち、ゲート回路１７は、加算器１４から（Ｍ＋Ｃ）信号が得られるサンプリングタイミングには乗算器１５から得られる補間信号ｓｉ(x) が、また加算器１４から（Ｇ＋Ｙ）信号が出力されるときには加算器１４の出力信号ｓ０(x) を出力するよう動作する。これによってゲート回路１７から得られる加算信号ｓａ(x) の周波数成分をあらわす関数Ｓａ(f) は、数１５，数１６を加えあわせた、次の数１７であらわされるものとなる。
【００４２】
【数１７】
0003667464.tif 000018
【００４３】
Ｓｉ(f) は図９（ｂ）に示すとおりであり、Ｓｏ(f) は図８（ｂ）に示すとおりであるから、これらを加算したＳａ(f) の周波数成分は図９（ｃ）に示すものとなる。これは、サンプリング周波数の基本周波数1/2dx に発生した側波帯成分が低減されたものとなる。
【００４４】
同様に、加算器１４から（Ｇ＋Ｙ）信号が得られるサンプリングタイミングには、乗算器１５から（Ｍ＋Ｃ）信号に対応した補間信号が得られる。これを、加算器１４から得られた（Ｍ＋Ｃ）出力信号と交互に選択されるようにゲート回路１６を動作させれば、サンプリング周波数の基本周波数1/2dx に発生した側波帯成分が低減された（Ｍ＋Ｃ）信号が得られる。
【００４５】
以上の動作で、ゲート回路１６およびゲート回路１７から得られた出力信号を減算器１８に加えて色差信号を生成すれば、図９（ｄ）に示すようにサンプリング周波数の基本周波数1/2dx に発生した側波帯成分の混入が低減されて、図９（ａ）と比較すると偽の色信号が発生しにくいクロマ信号が生成できる。
【００４６】
ところで、単板カラーカメラ用色フィルタの中には、特定の色フィルタをストライプ状に配した色フィルタが存在する。その一例は図１０に示す原色系の色フィルタである。図１０においてＧ，Ｒ，Ｂは、それぞれグリーン色光，赤色光，青色光を透過させる微小色フィルタである。図１０に示す色フィルタでは、水平方向の１ラインの画素列上で、Ｇが２画素周期で配列されているのに対して、Ｒ，Ｂは４画素周期で配列されている。上述の従来技術の補間処理方法をＲ，Ｂ信号を補間する方向に適用すれば、Ｒ，Ｂ信号のサンプリング周波数を増加することが期待できる。
【００４７】
ここで、図１０に示した色フィルタのｎ行目の画素列付近における、被写体のＲ，Ｇ，Ｂ成分の変化をあらわす関数をそれぞれｆ(R,x) ，ｆ(G,x) ，ｆ(B,x) とおき、その周波数成分をあらわす関数をそれぞれＦ(R,f) ，F(G,f)，F(B,f)とおく。このとき、ｎ行目の各画素から得られるＲ，Ｇ，Ｂ信号の水平方向の周波数成分をあらわす関数Ｓ(R,f) ，Ｓ(G,f) ，Ｓ(B,f) は、次の数１８，数１９，数２０となる。
【００４８】
【数１８】
0003667464.tif 000019
【００４９】
【数１９】
0003667464.tif 000020
【００５０】
【数２０】
0003667464.tif 000021
【００５１】
この結果、Ｆ(R,f) ，F(G,f)，F(B,f)がそれぞれ図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す周波数成分であるとき、Ｓ(R,f) ，Ｓ(G,f) ，Ｓ(B,f) は図１１（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示すものとなる。図１１より、Ｓ(G,f) を例えばｆa よりも低い周波数成分を取り出すローパスフィルタに加えて得た低周波数成分Ｓｌ(G,f) には、図３に示した色フィルタでの場合と同様に、周波数1/2dx に発生する側波帯成分のうちの被写体の高い周波数に対応するものが混入する。これに対して，Ｓ(R,f) ，Ｓ(B,f) をローパスフィルタに加えて得た低周波数成分Ｓｌ(R,f) ，Ｓｌ(B,f) には，周波数1/2dx に発生する側波帯成分のうちの被写体の高い周波数に対応するものだけでなく、周波数1/4dx を中心に発生する被写体のほとんどの周波数に対応する側波帯成分が混入することがわかる。しかも、Ｓｌ(R,f) とＳｌ(B,f) では、周波数1/4dx を中心に発生する側波帯成分の位相が逆相になるので、両者の比を得る場合には特に影響が大きい。この結果、図１０に示す色フィルタに従来技術による偽の色信号低減のための補間処理方法を適用した場合には、補間信号を得る際の係数に及ぼす側波帯成分の影響によって、補間信号の誤差が大きくなる。
【００５２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術による偽の色信号を低減する補間処理方法を、Ｇが２画素周期で配列され、Ｒ，Ｂが４画素周期で配列されている色フィルタに適用した場合には、Ｒ，Ｂのサンプリング周波数が低くなるので、ローパスフィルタで取り出したＲ信号，Ｂ信号の低周波数成分に側波帯成分が占める割合が大きくなる。この結果、補間信号の誤差が大きくなって、補間信号による側波帯成分の低減効果が期待できず、偽の色信号が十分に低減できない。
【００５３】
本発明の目的は、Ｇに比べてＲ，Ｂの繰り返し周期が大きな配列の色フィルタを用いた場合にも、十分な偽の色信号の低減効果が得られる単板カラーカメラの信号補間方法を提供することにある。
【００５４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の単板カラーカメラの信号補間方法では、複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素の信号を取り出し、上記第１の画素を含む第１の水平ライン上および第１の水平ラインと隣り合う第２の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第２の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上および上記第２の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第３の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１の合成信号に対する上記第２の合成信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第１の画素の信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることとした。
【００５５】
あるいは第２の手段として、複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素を含む第１の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第３の微小色フィルタを配された少なくとも１つの第２の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上であって上記第２の画素に隣接する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１のライン上であって上記第１の画素に隣接する上記第１の微小色フィルタを配された画素の信号から第３の合成信号を取り出し、上記第２の合成信号に対する上記第１の合成信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第３の合成信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることとした。
【００５６】
また、第３の手段として、複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素を含む第１の水平ラインと隣り合う第２の水平ライン上であって上記第１の画素列に存在する上記第３の微小色フィルタを配された第２の画素の信号を取り出し、上記第２の水平ライン上であって上記第２の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上であって上記第１の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１の合成信号に対する上記第２の画素の信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第２の合成信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることとした。
【００５７】
さらに第４の手段として、複数の画素を２次元状に配列した撮像素子上の１列おきの垂直画素列である第１の画素列群に第１の色光を透過させる第１の微小光学フィルタを配し、上記撮像素子の上記第１の画素列群の間の垂直画素列である第２の画素列群に第２の色光を透過させる第２の微小光学フィルタと第３の色光を透過させる第３の微小光学フィルタを、上記第２の画素列群の各画素列における垂直に隣り合う画素の間で交互に、しかも上記第２の画素列群の水平方向に隣り合う画素列における同じ水平ライン上にある画素の間で交互に配してなる単板カラーカメラの出力信号を補間する単板カラーカメラの信号補間方法において、上記第２の画素列群に含まれる第１の画素列に存在する第２の微小色フィルタを配した第１の画素を含む第１の水平ライン上であって上記第１の画素の周辺に存在する上記第３の微小色フィルタを配された少なくとも１つの第２の画素の信号を取り出し、上記第１の水平ラインに隣り合う第２の水平ライン上であって上記第１の画素列に存在する上記第３の微小色フィルタを配された第３の画素の信号を取り出し、上記第２の画素の信号と第３の画素の信号から第１の合成信号を取り出し、上記第２の水平ライン上であって上記第３の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号と上記第１の水平ライン上であって上記第２の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第２の合成信号を取り出し、上記第１の水平ライン上であって上記第１の画素に近接して存在する上記第１の微小色フィルタを配された複数の画素の信号から第３の合成信号を取り出し、上記第２の合成信号に対する上記第１の合成信号の比に対応した第１の係数信号を取り出し、上記第３の合成信号と上記第１の係数信号を積算した第１の積算信号を取り出し、上記第１の積算信号を上記第１の画素における上記第３の微小色フィルタに対応した信号として用いることとした。
【００５８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例を、図１に示す構成図を用いて説明する。図１において、固体撮像素子１は図１０に示したＧがストライプ状でしかも水平の１ライン上では２画素周期で配列され、Ｒ，Ｂが４画素周期で配列されている原色系の色フィルタを組み合わせたものであるとする。
【００５９】
図１に示す第１の実施例において、固体撮像素子１の出力信号を遅延時間が１水平走査期間に等しい１Ｈ遅延回路６に加え、さらに１Ｈ遅延回路６の出力信号をサンプラ２，３に加えると同時に、固体撮像素子１の出力信号をサンプラ４，５に加えることは、図４に示した従来技術での構成と同様である。このとき、１Ｈ遅延回路６から例えば図１０に示す色フィルタのｎ行目の画素列の信号が得られ、固体撮像素子１からｎ＋１行目の画素列の信号が得られるとき、サンプラ２ではｎ行目のＲ信号を分離し、サンプラ３ではｎ行目のＢ信号を分離する。また、サンプラ４ではｎ＋１行目のＢ信号を分離し、サンプラ５ではｎ＋１行目のＲ信号を分離する。
【００６０】
図１に示す第１の実施例の構成が、図４に示す従来技術での構成と異なる点は、加算器７，８で加えあわせるサンプラ２ないし５の出力信号の組み合わせにある。すなわち、図４に示す従来技術の構成では、加算器７，８で加えあわせるのは、サンプラ２とサンプラ４の出力信号、あるいはサンプラ３とサンプラ５の出力信号であった。これは、同時に得られる２ラインの画素信号のうちの水平方向に同じサンプリングポイントで得られる画素信号同志である。これに対して、図１に示す第１の実施例の構成では、加算器７，８で加えあわせるのはサンプラ２とサンプラ５の出力信号、あるいはサンプラ３とサンプラ４の出力信号である。これは、同時に得られる２ラインの画素信号のうちの水平方向に異なるサンプリングポイントで得られる画素信号同志である。
【００６１】
この結果、加算器７からは、ｎ行目の画素列から得られたＲ信号とｎ＋１行目の画素列から得られたＲ信号が得られ、加算器８からは、ｎ行目の画素列から得られたＢ信号とｎ＋１行目の画素列から得られたＢ信号が得られる。こうして加算器７，８から得られたＲ信号とＢ信号は、水平方向のサンプリング周波数が２倍に増加するので、その周波数成分はそれぞれ図２（ａ），（ｂ）に示すように1/4dx の周波数には側波帯成分が存在しないものとなる。したがって、加算器７，８の出力信号をそれぞれローパスフィルタ９，１０に加えて得られるＲ，Ｂ信号の低周波数成分には、1/2dx の周波数に発生する側波帯成分のうちの被写体の高い周波数に対応した範囲の成分のみが混入する。この結果、ローパスフィルタ９，１０の出力信号をゲート回路１１，１２を経て除算回路１３に加えることによって得られる係数信号は、図３に示す色フィルタに図４に示す従来技術の構成を組み合わせた場合と同様、被写体のＲ成分とＢ成分の比に近い値となる。
【００６２】
図１の構成においてゲート回路１１，１２以降の動作は、図４に示した従来技術の場合と同様である。すなわち、ゲート回路１１，１２は、たとえば固体撮像素子１からＢ信号が得られるときには、除算器１３の除数側にローパスフィルタ１０から得られるＢ信号の低周波数成分を加え、被除数側にローパスフィルタ９から得られるＲ信号の低周波数成分を加えるよう動作する。この結果、除算器１３から得られる係数信号と固体撮像素子１から得られるＢ信号を乗算器１５に加えて得られる信号が、Ｂ信号が得られる位置に対応したＲ信号に近いものとなる。また、固体撮像素子１からＲ信号が得られるときには、除算器１３の除数側にローパスフィルタ９から得られるＲ信号の低周波数成分を加え、被除数側にローパスフィルタ１０から得られるＢ信号の低周波数成分を加えるよう動作する。この結果、除算器１３から得られる係数信号と固体撮像素子１から得られるＲ信号を乗算器１５に加えて得られる信号が、Ｒ信号が得られる位置に対応したＢ信号に近いものとなる。
【００６３】
さらに、ゲート回路３０，３１は、固体撮像素子１からＲ信号が得られるときには、ゲート回路３０から固体撮像素子１の出力信号が得られ、ゲート回路３１から乗算器１５の出力信号が得られるように動作する。また、固体撮像素子１からＢ信号が得られるときには、ゲート回路３０から乗算器１５の出力信号が得られ、ゲート回路３１から固体撮像素子１の出力信号が得られるように動作する。この結果、ゲート回路３０，３１からは、1/4dx に発生する側波帯成分が十分に低減された、それぞれ図２（ｃ），（ｄ）に示すような周波数成分を持つＲ信号とＢ信号が得られる。なお、サンプラ２０は固体撮像素子１の出力信号からＧ信号を分離する。
【００６４】
また、本発明の第２の実施例の構成を図１２に示す。図１２に示す本発明の第２の実施例の構成が、図４に示す従来技術での構成と異なる第１の点は、固体撮像素子１の出力信号を、各々の遅延時間が１画素の読み出し周期に等しく、直列に接続された遅延回路２１ないし２６に順次加えることである。
【００６５】
この結果、固体撮像素子１がたとえば図１０に示した色フィルタのうちの、図１３に抜き出したｎ行目の画素列を読み出すとき、たとえば固体撮像素子１から４ｍ＋３番目のＧ信号ｓ(G,(4m+3)dx)が読み出されるときには、遅延回路２１からは４ｍ＋２番目のＢ信号ｓ(B,(4m+2)dx)、遅延回路２２からは４ｍ＋１番目のＧ信号ｓ(G,(4m+1)dx)、遅延回路２３からは４ｍ番目のＲ信号ｓ(R,4mdx)、遅延回路２４からは４ｍ−１番目のＧ信号ｓ(G,(4m-1)dx)、遅延回路２５からは４ｍ−２番目のＢ信号ｓ(B,(4m-2)dx)、遅延回路２６からは４ｍ−３番目のＧ信号ｓ(G,(4m-3)dx)が同時に得られる。そこで、固体撮像素子１，遅延回路２２，遅延回路２４，遅延回路２６の出力信号を加算平均回路２７に加えて、ｓ(G,(4m+3)dx)，ｓ(G,(4m+1)dx)，ｓ(G,(4m-1)dx)，ｓ(G,(4m-3)dx)の加算平均信号ｓav1(4mdx) を得る。同時に、遅延回路２１，遅延回路２５の出力信号を加算平均回路２８に加えてｓ(B,(4m+2)dx)，ｓ(B,(4m-2)dx)の加算平均信号ｓav2(4mdx) を得る。ｓav1(4mdx) ，ｓav2(4mdx) は、それぞれ次の数２１，数２２に示すとおりである。
【００６６】
【数２１】
0003667464.tif 000022
【００６７】
【数２２】
0003667464.tif 000023
【００６８】
数２１，数２２を整理すると、それぞれつぎの数２３，数２４となる。
【００６９】
【数２３】
0003667464.tif 000024
【００７０】
【数２４】
0003667464.tif 000025
【００７１】
4mdxをｘとおき、数２３，数２４を周波数変換することによって周波数成分をあらわす関数Ｓav1(ｆ) ，Ｓav2(ｆ) を求めると、それぞれ次の数２５，数２６となり、図１４（ａ），（ｂ）に示すものとなる。
【００７２】
【数２５】
0003667464.tif 000026
【００７３】
【数２６】
0003667464.tif 000027
【００７４】
そこで、加算平均回路２７の出力信号をローパスフィルタ２７を経て除算回路１３の除数側に加え、加算平均回路２８の出力信号をローパスフィルタ２８を経て除算回路１３の被除数側に加える。図１４より、Ｓav1(ｆ) ，Ｓav2(ｆ) には1/4dx を中心にした側波帯成分が発生するが、たがいに同位相であるので、図１１（ｄ），（ｆ）に示した従来技術のものに比べて、除算器１３から得られる係数に及ぼす影響は軽減される。
【００７５】
一方、遅延回路２２，遅延回路２４の出力信号を加算平均回路２９に加えてｓ(G,(4m+1)dx)，ｓ(G,(4m-1)dx)の加算平均信号ｓav3(4mdx) を得る。ｓav3(4mdx) は次の数２７に示すとおりであり、4mdxをｘとおきかえて周波数変換した周波数成分をあらわす関数Ｓav3(f)は、数２８に示すものである。
【００７６】
【数２７】
0003667464.tif 000028
【００７７】
【数２８】
0003667464.tif 000029
【００７８】
ここで、図１２に示す本発明の第２の実施例の構成が、図４に示した従来技術の構成と異なる第２の点は、乗算器１５に加える信号にある。すなわち、図４に示した従来技術の構成では、補間を行なう当該位置で得られた画素の信号を加えたのに対して、図１２の構成では加算平均回路２９の出力信号を加える。この結果、乗算器１５から得られる信号の持つ周波数成分Ｓi2(f) は、数２５，数２６，数２８を用いて、次の数２９となる。
【００７９】
【数２９】
0003667464.tif 000030
【００８０】
局所での色の変化が少ない被写体では、その周辺において、任意の２つの色信号のもつ周波数成分をあらわす関数は、相似形に近いものとなることが期待できた。このとき、従来技術の説明で数１０が成り立ったように、低周波数成分Ｆｌ(G,f) ，Ｆｌ(B,f) や高周波数成分Ｆｈ(G,f) ，Ｆｈ(B,f) の比は全体の周波数成分Ｆ(G,f) ，Ｆ(B,f) の比にほぼ等しくなり、次の数３０が成り立つ。
【００８１】
【数３０】
0003667464.tif 000031
【００８２】
数３０を用いると、数２９は次の数３１のように書き直せる。
【００８３】
【数３１】
0003667464.tif 000032
【００８４】
数３１と数２０の比較から、固体撮像素子から分離されるＢ信号の周波数成分Ｓ(B,f) と、乗算回路１５の出力信号の周波数成分Ｓi2(f) では、Ｂ信号のサンプリング周波数1/4dx に発生する側波帯成分のうち、奇数次のものの位相が逆相となることが分かる。したがって、これらを加えあわせれば、図１４（ｃ）に示すような1/4dx に発生する側波帯成分が相殺されたＢ信号が得られる。
【００８５】
そこで図１２に示す本発明の第２の実施例では、たとえば遅延回路２３からＲ信号が得られるときにはゲート回路３０から遅延回路２３の出力信号を出力し、ゲート回路３１から乗算器１５の出力信号を出力する。また、遅延回路２３からＢ信号が得られるときにはゲート回路３０から乗算器１５の出力信号を出力し、ゲート回路３１から遅延回路２３の出力信号を出力する。この結果、ゲート回路３０からは1/4dx に発生する側波帯成分が相殺されたＲ信号が得られ、ゲート回路３１からは同様のＢ信号が得られる。なお、サンプラ２０がＧ信号を分離することは、図４に示した従来技術の構成と同様である。
【００８６】
また、図１５に本発明の第３の実施例の構成を示す。図１５に示す第３の実施例の構成が、図４に示した従来技術の構成と異なる第１の点は、固体撮像素子１の出力信号と１Ｈ遅延回路６の出力信号を混合することなく用いることである。また、図４に示した従来技術の構成と異なる第２の点は、図１２に示した第２の実施例の構成と同様に、補間を行う当該位置の前後で得られるＧ信号の平均値を乗算器１５に加えることである。
【００８７】
すなわち、図１５に示す第３の実施例の構成では、固体撮像素子１の出力信号を遅延時間が１水平走査期間である１Ｈ遅延回路６に加え、その出力信号を遅延時間がそれぞれ１画素の読み出し周期に等しく、直列に接続された遅延回路２１，２２に順次加える。同時に、固体撮像素子１の出力信号を、遅延時間がそれぞれ１画素の読み出し周期に等しく、直列に接続された遅延回路２３，２４に順次加える。
【００８８】
このとき、固体撮像素子１から図１０に示す色フィルタのうちの、図１６に抜き出したｎ行目の信号が得られれば、１Ｈ遅延回路６からはｎ−１行目の画素列の信号が得られる。ここでたとえば、遅延回路２３からｎ行目の4 ｍ番目のＲ信号が読み出されるとき、固体撮像素子１からはｎ行目の４ｍ＋１番目のＧ信号、遅延回路２４からはｎ行目の４ｍ−１番目のＧ信号が得られる。また、遅延回路６からはｎ−１行目の４ｍ＋１番目のＧ信号、遅延回路２１からはｎ−１行目の４ｍ番目のＢ信号、遅延回路２２からはｎ−１行目の４ｍ−１番目のＧ信号が得られる。
【００８９】
そこで、固体撮像素子１の出力信号と遅延回路２４の出力信号を加算平均回路３３に加えて、ｎ行目の４ｍ＋１番目のＧ信号とｎ行目の４ｍ−１番目のＧ信号との加算平均信号ｓav4(x)を得る。これは、図１２に示した第２の実施例における加算平均回路２９の出力信号と同一であるから、その周波数成分をあらわす関数Ｓav4(f)は、数２８に示したＳav3(f)に等しい。
【００９０】
一方、１Ｈ遅延回路６の出力信号と遅延回路２２の出力信号を加算平均回路３２に加えて、ｎ−１行目の４ｍ＋１番目のＧ信号とｎ−１行目の４ｍ−１番目のＧ信号との加算平均信号ｓav5(x)を得る。加算平均回路３３の入力信号と加算平均回路３２の入力信号とは、互いに水平方向の位相は等しく、垂直方向に１ライン分位置の異なる画素から得られたものであるから、両者の水平方向の周波数成分をあらわす関数Ｓav4(f)，Ｓav5(f)はほぼ等しい。
【００９１】
したがって、加算平均回路３２の出力信号ｓav5(x)を除算回路１３の除数側に加え、遅延回路２１から得られるｎ−１行目、４ｍ番目のＢ信号を除算回路１３の被除数側に加えて得られる出力信号を、加算平均回路の出力信号ｓav4(x)とともに乗算回路１５に加えて掛け合わせた出力信号ｓi3(x) の周波数成分をあらわす関数Ｓi3(f) は、次の数３２であらわされる。
【００９２】
【数３２】
0003667464.tif 000033
【００９３】
数３２と数２０の比較から、他の実施例と同様に乗算回路１５の出力信号の周波数成分Ｓi3(f) は、固体撮像素子から得られるＢ信号の周波数成分Ｓ(B,f) とは、サンプリング周波数1/4dx に発生する側波帯成分のうち、奇数次のものの位相が逆相となることが分かる。
【００９４】
そこで、たとえば遅延回路２３からＲ信号が得られるときにはゲート回路３０から遅延回路２３の出力信号を出力し、ゲート回路３１から乗算器１５の出力信号を出力する。また、遅延回路２３からＢ信号が得られるときにはゲート回路３０から乗算器１５の出力信号を出力し、ゲート回路３１から遅延回路２３の出力信号を出力する。この結果、ゲート回路３０からは1/4dx に発生する側波帯成分が相殺されたＲ信号が得られ、ゲート回路３１からは同様のＢ信号が得られる。なお、サンプラ２０がＧ信号を分離することは、図４に示した従来技術の構成と同様である。
【００９５】
また、本発明の第４の実施例の構成を図１７に示す。図１７に示す第４の実施例は、図１２に示した第２の実施例と、図１５に示した第３の実施例を組み合わせたものである。すなわち図１７の構成は、図１２の構成に固体撮像素子１の出力信号を１水平走査期間遅延させる１Ｈ遅延回路６と、その出力信号を１画素の読み出し周期分づつ順次遅延させる遅延回路３６，３７，３８，３９を付加している。
【００９６】
この結果、例えば固体撮像素子１から図１０に示す色フィルタのうちの図１８に抜き出したｎ行目の信号が読み出されるとき、１Ｈ遅延回路６からはｎ−１行目の画素列の信号が読み出される。ここで、遅延回路２３からｎ行目の画素列の４ｍ番目のＲ信号が得られるとき、遅延回路３７からはｎ−１行目の画素列の４ｍ＋１番目のＧ信号、遅延回路３８からはｎ−１行目の４ｍ番目のＢ信号、遅延回路３９からはｎ−１行目の４ｍ−１番目のＧ信号が得られる。
【００９７】
そこで、遅延回路３７，３９から得られる図１５に示した第３の実施例において除算回路１３に加えた信号に対応するｎ−１行目のＧ信号を、ｎ行目のＧ信号とともに加算平均回路４０に加え、遅延回路３８から得られるｎ−１行目のＢ信号をｎ行目のＢ信号とともに加算平均回路４１に加える。他の構成は図１２に示した第２の実施例の構成と同一である。このことから、図１７に示す構成を用いれば、第２の実施例あるいは第３の実施例と同様、ゲート回路３０からは1/4dx に発生する側波帯成分が相殺されたＲ信号が得られ、ゲート回路３１からは同様のＢ信号が得られることが容易に理解できる。
【００９８】
なお、本発明の実施例はハードウェアによる処理を例にとって説明したが、ソフトウェアによるコンピュータ上での処理によっても実現できることは明らかである。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の単板カラーカメラの信号補間方法によれば、補間信号を求める際の演算に影響を与える、1/4dx の周波数に発生する側波帯成分の影響を軽減できる。この結果、Ｒ，Ｂ信号の水平方向の繰り返し周期がＧ信号に比べて２倍である場合にも、Ｒ，Ｂ信号のサンプリング周波数の奇数次の高調波に発生する側波帯成分を高精度で相殺でき、偽の色信号を十分に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法を実現する第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法において各部で発生する信号の周波数成分を示す図である。
【図３】従来の単板カラーカメラの信号補間方法に用いられる、補色系色フィルタの一例を示す図である。
【図４】従来の単板カラーカメラの信号補間方法の構成を示す図である。
【図５】従来の単板カラーカメラの信号補間方法の他の構成を示す図である。
【図６】被写体のもつ周波数成分の一例を示す図である。
【図７】従来の単板カラーカメラの信号補間方法において各部で発生する信号の周波数成分を示す図である。
【図８】従来の単板カラーカメラの信号補間方法において各部で発生する信号の周波数成分を示す図である。
【図９】従来の単板カラーカメラの信号補間方法において各部で発生する信号の周波数成分を示す図である。
【図１０】従来及び本発明の単板カラーカメラの信号補間方法に用いられる、原色系色フィルタの一例を示す図である。
【図１１】被写体および従来の単板カラーカメラの信号補間方法において各部で発生する信号の周波数成分の一例を示す図である。
【図１２】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法を実現する第２の実施例の構成を示す図である。
【図１３】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法の第２の実施例の説明に使用する画素信号の配置を示す図である。
【図１４】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法において各部で発生する信号の周波数成分の一例を示す図である。
【図１５】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法を実現する第３の実施例の構成を示す図である。
【図１６】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法の第３の実施例の説明に使用する画素信号の配置を示す図である。
【図１７】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法を実現する第４の実施例の構成を示す図である。
【図１８】本発明の単板カラーカメラの信号補間方法の第４の実施例の説明に使用する画素信号の配置を示す図である。
【符号の説明】
１，１９  固体撮像素子
２，３，４，５，２０  サンプラ
６  １Ｈ遅延回路
７，８  加算器
９，１０  ローパスフィルタ
１１，１２  ゲート回路
１３  除算器
１４  加算器
１５  乗算器
１６，１７，３０，３１  ゲート回路
１８  減算器
２１，２２，２３，２４，２５，２６  遅延回路
２７，２８，２９，３２，３３，４０，４１  加算平均回路
３６，３７，３８，３９  遅延回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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