(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に多数のカラーフィルタ要素が配列され、第１および第２の色のカラーフィルタ要素を有するカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを受光面に設けられ、前記第１および第２の色のカラーフィルタ要素に対応する第１および第２の色成分の画素信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された第１および第２の色成分の画素信号を用いて、前記第１の色成分の画素信号が得られる処理画素における第２の色成分の補間信号を生成する補間手段とを備え、
前記補間手段が、第２の色成分の画素信号が得られる周辺画素のうち、前記処理画素に最も近い複数の周辺画素において得られる画素信号の相加平均値に補間係数を乗じることにより前記第２の色成分の補間信号を生成し、
前記補間係数が、前記処理画素の画素信号の値と、前記第１の色成分の画素信号が得られる周辺画素のうち、前記処理画素に最も近い複数の周辺画素において得られる画素信号の相加平均値との比であることを特徴とする補間信号生成装置。
【請求項２】
前記カラーフィルタ要素の配列がベイヤ−配列であることを特徴とする請求項１に記載の補間信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラ等の画像読取装置に設けられ、撮像素子から出力された画素信号に補間処理を施して、補間信号を生成する補間信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像の画素信号を生成する撮像素子として、受光部の各フォトダイオードに、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）またはブルー（Ｂ）のカラーフィルタ要素が設けられ、各フォトダイオードによってＲ、ＧまたはＢの画素信号が得られるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような撮像素子では、１つの画素に関して、Ｒ、ＧまたはＢ成分の画素信号だけが得られるため、例えばＲ成分の画素信号が得られる画素については、信号処理回路において、隣接する画素における複数のＧまたはＢ成分の画素信号の相加平均値を算出することにより、ＧまたはＢ成分の画素信号（以下補間信号という）が生成される。このような補間処理では、補間信号が複数の同一色成分の画素信号の相加平均値であるので、画素間の輝度変化が平均化されてなだらかになる。このため隣接した画素相互間の輝度変化が平坦になり、この補間信号を用いて生成される画像の解像度が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は、撮像素子から出力される画素信号に補間処理を行なって補間信号を生成し、この補間信号を用いて生成される画像の解像度を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像生成装置は、格子状に多数のカラーフィルタ要素が配列され、第１および第２の色のカラーフィルタ要素を有するカラーフィルタと、カラーフィルタを受光面に設けられ、第１および第２の色のカラーフィルタ要素に対応する第１および第２の色成分の画素信号を出力する撮像素子と、撮像素子から出力された第１および第２の色成分の画素信号を用いて、第１の色成分の画素信号が得られる処理画素における第２の色成分の補間信号を生成する補間手段とを備え、補間手段が、第１の色成分の画素信号の値が前記処理画素の周辺画素から処理画素へと変化する傾向を考慮して、処理画素における第２の色成分の補間信号を生成することを特徴としている。
【０００６】
好ましくは、補間手段は第２の色成分の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素に最も近い複数の周辺画素において得られる画素信号の相加平均値に補間係数を乗じることにより第２の色成分の補間信号を生成する。さらに好ましくは、補間係数は処理画素の画素信号の値と、第１の色成分の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素に最も近い複数の周辺画素において得られる画素信号の相加平均値との比である。
【０００７】
例えば、カラーフィルタ要素の配列はベイヤー配列である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の本実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の補間信号生成装置を適用したデジタルカメラを示す斜視図である。
【０００９】
デジタルカメラ１０の正面１０ａにはレンズ鏡筒１３が設けられ、レンズ鏡筒１３には撮影光学系１２が保持されている。デジタルカメラ１０の背面１０ｃには、図示しないファインダが設けられる。
【００１０】
デジタルカメラ１０の上面１０ｂには液晶表示装置（ＬＣＤ）１１が設けられ、さらに操作パネル１５と表示パネル１７とが配設される。操作パネル１５には、デジタルカメラ１０の動作を操作するための種々の操作ボタン１５ａが設けられ、操作パネル１５にはデジタルカメラ１０の動作状態等を示す文字または図形が表示可能である。またデジタルカメラ１０の上面１０ｂには、画像を記録するためのレリーズボタン１６が設けられる。
【００１１】
図２を参照してデジタルカメラ１０の電気的構成について説明する。ＣＰＵ４０には、操作パネル１５、表示パネル１７、レリーズボタン１６が接続されており、このデジタルカメラ１０は操作パネル１５に設けられる種々の操作ボタンおよびレリーズボタン１６を押下することにより操作され、ＣＰＵ４０により制御される。
【００１２】
撮影光学系１２の後方にはミラー２１およびシャッタ２２を介して撮像素子（ＣＣＤ）３０が設けられており、ミラー２１の上方にはファインダ光学系２３が配設されている。
【００１３】
ＣＣＤ３０はエリアセンサであり、その受光部は多数のフォトダイオードにより構成されている。このＣＣＤ３０の受光部にはベイヤー配列のオンチップカラーフィルタが設けられており、オンチップカラーフィルタの各レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のカラーフィルタ要素はそれぞれ受光部の各フォトダイオードに対応した位置に配置される。各フォトダイオードにおいてそのカラーフィルタ要素の色に対応した画素信号が生成される。
【００１４】
通常、ミラー２１は実線で示す傾斜状態に配置されており、撮影光学系１２から取込まれた光をファインダ光学系２３に導く。このときシャッタ２２は閉じており、ＣＣＤ３０に向かう光路を閉塞している。これに対しレリーズボタン１６が押下され、撮影が行なわれる時、ミラー２１はミラー駆動回路２４の制御により上方に回動せしめられ、破線で示す水平状態となる。このミラー２１の回動にともない、シャッタ２２はシャッタ駆動回路２５の制御により開口せしめられ、その結果撮影光学系１２から取込まれた光はＣＣＤ３０の受光部に結像される。
【００１５】
ＣＰＵ４０にはタイミング発生回路４１が接続され、ＣＰＵ４０の制御によりタイミング発生回路４１はタイミング信号を発生する。このタイミング信号に基づいて、ＣＣＤ駆動回路３２と相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４２とアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４３とが駆動せしめられ、ＣＣＤ駆動回路３２によりＣＣＤ３０の駆動が制御される。
【００１６】
レリーズボタン１６が押下されると、撮影が開始せしめられる。すなわちＣＣＤ駆動回路３２によりＣＣＤ３０が駆動され、ＣＣＤ３０により被写体像に対応した画素信号が生成され、この画素信号に基づいて被写体像がＬＣＤ１１に表示される。
【００１７】
詳述すると、被写体からの光は撮影光学系１２を通過してＣＣＤ３０の受光部に照射される。この照射光がＣＣＤ３０により検出され、そこからＲ、Ｇ、Ｂの各色成分を含むアナログ画素信号が１画像分出力される。このアナログ画素信号はＣＤＳ回路４２においてリセット雑音を除去され、Ａ／Ｄ変換器４３においてデジタル画素信号に変換される。そしてデジタル画素信号は信号処理回路（ＤＳＰ）４４を介して画像メモリ４５に一旦格納される。
【００１８】
デジタル画素信号は画像メモリ４５から読み出され、ＤＳＰ４４により補間処理を施され、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分毎の色画素信号に変換される。この色画素信号は色補正、ガンマ補正等の所定の処理を施されて、ＬＣＤ表示回路５０の内蔵メモリ（図示せず）に一旦格納される。そしてＬＣＤ表示回路５０の制御によりデジタル色画素信号はその内蔵メモリから読み出され、このデジタル色画素信号に基づく画像がＬＣＤ１１に表示される。
【００１９】
ＬＣＤ１１に表示された画像が操作者により確認され、再びレリーズボタン１６が押下されると、メモリカード６０への画像記録が行なわれる。この画像記録動作について説明する。画像メモリ４５にはデジタル画素信号が格納されている。このデジタル画素信号は、ＤＳＰ４４において補間処理を施され、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分毎の色画素信号に変換される。この色画素信号がメモリカードコントローラ６２において輝度信号と色差信号に変換され、さらに輝度信号と色差信号は圧縮処理等の所定の処理を施され、メモリカードスロット６１を介してメモリカード６０に格納される。
【００２０】
図３はＣＣＤ３０の受光部に設けられるオンチップカラーフィルタの構成、すなわちカラーフィルタ要素Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の配列の一例を示している。この配列はベイヤー配列であり、多数のカラーフィルタ要素Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が格子状に配列されている。詳述すると、Ｇのカラーフィルタ要素Ｆ２が１つおきに配列され、その隙間に他の２色が配されている。すなわち隣合うカラーフィルタ要素Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の色は相互に異なっている。また１つの行Ｌn では、Ｇのカラーフィルタ要素Ｆ２の間にＲのカラーフィルタ要素Ｆ１が設けられており、この行Ｌn の図中上下に位置する行Ｌn+1 では、Ｇのカラーフィルタ要素Ｆ２の間にＢのカラーフィルタ要素Ｆ３が設けられている。換言すると、四角形のＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタが２×２のマトリクスを最小単位として図３における水平方向および垂直方向に繰り返し配列されており、２×２のマトリクス内には、２つのＧのカラーフィルタが対角に配置され、残りの対角に、ＲのカラーフィルタとＢのカラーフィルタとが１つずつ配置されている。
【００２１】
上述のようなオンチップカラーフィルタの各カラーフィルタ要素Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３はそれぞれＣＣＤ３０の受光部の各フォトダイオードに対応している。すなわち１つのフォトダイオードに対して１つの色のカラーフィルタ要素が設けられる。各フォトダイオードにより検出された光はＣＣＤ３０から画素信号として点順次で出力されるため、この画素信号のＲ、Ｇ、Ｂの各色成分の出力順序すなわち配列は、オンチップカラーフィルタの各カラーフィルタ要素Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の配列に等しい。
【００２２】
ＣＣＤ３０の受光部の各フォトダイオードはＣＣＤ３０により得られる画像の各画素に対応している。図４にＣＣＤ３０の各フォトダイオードすなわち各画素の配列の一部を示し、さらに各画素において得られる画素信号の色成分を示す。各画素Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３では、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色成分の画素信号が得られる。各画素で得られる画素信号は既述のように所定の処理を施され、一旦画像メモリ４５に格納され、補間処理を行なうために、画像メモリ４５から読み出される。この補間処理について図４から図８を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態の補間処理では、処理を施すべき或る画素（処理画素）について、その処理画素で得られる画素信号の色成分（第１の色成分）とは異なる色成分（第２の色成分）の画素信号（補間信号）が所定の補間演算により生成される。この補間演算では、周辺画素で得られる第２の色成分の画素信号の相加平均値（生成色成分相加平均値）が算出され、さらにこの生成色成分相加平均値には、第１の色成分の画素信号の値が周辺画素から処理画素へ変化する傾向を考慮するために、補間係数が乗じられる。
【００２４】
補間処理の演算について詳述する。処理画素が図４に示す画素Ｄ１または画素Ｄ３であり、その画素ではＲ成分またはＢ成分の画素信号が実際に得られ、生成すべき補間信号の色成分がＢ成分またはＲ成分である場合の画素の配置を図５に示す。ここでは処理画素Ｓが図４に示すＲ成分の画素信号が得られる画素Ｄ１であり、その画素Ｄ１におけるＢ成分の補間信号を生成する場合について説明する。補間信号を生成すべき色成分（この場合Ｂ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は４つの画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４である。この４つの周辺画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は処理画素Ｓの対角線上に４つ存在しており、これらの周辺画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４で得られるＢ成分の画素信号の値を用いて生成色成分相加平均値が算出される。すなわち生成色成分相加平均値をＡ１、画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４で得られる画素信号の値をそれぞれＫｐ1 、Ｋｐ2 、Ｋｐ3 、Ｋｐ4 としたとき、生成色成分相加平均値Ａ１は（１）式により算出される。
Ａ１＝（Ｋｐ1 ＋Ｋｐ2 ＋Ｋｐ3 ＋Ｋｐ4 ）／４          ・・・（１）
【００２５】
処理画素Ｓで得られる画素信号と同一の色成分（この場合Ｒ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は４つの画素Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４である。この４つの画素Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４で得られるＲ成分の画素信号の相加平均値（補間係数相加平均値）と、処理画素Ｓで得られるＲ成分の画素信号の値との比が補間係数として算出される。すなわち補間係数をＨ１、処理画素Ｓで得られる画素信号の値をＫｓ、画素Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４で得られる画素信号の値をそれぞれＫｗ1 、Ｋｗ2 、Ｋｗ3 、Ｋｗ4 としたとき、補間係数Ｈ１は（２）式で示される。
Ｈ１＝Ｋｓ／（（Ｋｗ1 ＋Ｋｗ2 ＋Ｋｗ3 ＋Ｋｗ4 ）／４）・・・（２）
【００２６】
Ｂ成分の補間信号の値は前述の（１）式により求めた生成色成分相加平均値Ａ１に補間係数Ｈ１が乗じることにより算出される。すなわち補間信号の値をＪ１とすると、補間信号の値Ｊ１は（３）式により求められる。
Ｊ１＝Ａ１×Ｈ１                                      ・・・（３）
【００２７】
処理画素Ｓが図４に示すＢ成分の画素信号が得られる画素Ｄ３であり、処理画素ＳにおけるＲ成分の補間信号を算出する場合も同様に、補間信号は（１）から（３）式により算出される。
【００２８】
図６には、処理画素が図４に示す画素Ｄ１または画素Ｄ３であり、その画素では、Ｒ成分またはＢ成分の画素信号が実際に得られ、生成すべき補間信号の色成分がＧ成分である場合の画素の配置を示す。ここでは処理画素Ｓが図４に示す画素Ｄ１であり、その画素Ｄ１におけるＧ成分の補間信号を生成する場合について説明する。補間信号を生成すべき色成分（この場合Ｇ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は４つの画素Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８である。すなわち４つの周辺画素Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８は処理画素Ｓの上下左右に隣接しており、これらの周辺画素Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８の画素信号の値を用いて生成色成分相加平均値が算出される。したがって生成色成分相加平均値をＡ２、画素Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８で得られる画素信号の値をそれぞれＫｐ5 、Ｋｐ6 、Ｋｐ7 、Ｋｐ8 としたとき、生成色成分相加平均値Ａ２は（４）式により算出される。
Ａ２＝（Ｋｐ5 ＋Ｋｐ6 ＋Ｋｐ7 ＋Ｋｐ8 ）／４          ・・・（４）
【００２９】
処理画素Ｓで得られる画素信号と同一の色成分（この場合Ｒ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は図５に示す場合と同様に、４つの画素Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４である。補間係数は、図５に示す場合と同様に、処理画素Ｓで得られる画素信号の値と、補間係数相加平均値との比である。すなわち補間係数Ｈ１は（２）式により求められる。
【００３０】
処理画素ＳにおけるＧ成分の補間信号の値は、生成色成分相加平均値Ａ２に補間係数Ｈ１を乗じることにより算出される。すなわち補間信号の値をＪ２とすると、補間信号の値Ｊ２は（５）式により求められる。
Ｊ２＝Ａ２×Ｈ１                                      ・・・（５）
【００３１】
処理画素Ｓが図４に示す画素Ｄ３であり、処理画素ＳにおけるＧ成分の補間信号を算出する場合も同様に、補間信号は（２）および（４）から（５）式により算出される。
【００３２】
以上から明らかなように、処理画素Ｓが画素Ｄ１である場合、この画素Ｄ１で実際に得られるＲ成分の画素信号はこの画素Ｄ１の位置のフォトダイオードが受光した光量に対応した値そのものであり、この画素Ｄ１のＲ成分の画素信号としてそのまま用いられる。また画素Ｄ１におけるＢ成分の画素信号は上述の（１）から（３）式の補間演算により補間信号Ｊ１として求められ、画素Ｄ１におけるＧ成分の画素信号は上述の（２）、（４）、（５）式の補間演算により補間信号Ｊ２として求められる。このようにして処理画素ＳにおけるＲ、Ｇ、Ｂの各色成分の画素信号がそれぞれ得られる。処理画素Ｓが画素Ｄ３である場合も、同様に、その画素Ｄ３で実際に得られるＢ成分の画素信号はそのままＢ成分の画素信号として用いられ、画素Ｄ３における他の色成分の画素信号は補間演算により求められる。
【００３３】
図７には、処理画素が図４に示す画素Ｄ２または画素Ｄ２’であり、その画素では、Ｇ成分の画素信号が実際に得られ、生成すべき補間信号の色成分がＲ成分またはＢ成分である場合の画素の配置を示す。ここでは処理画素Ｓすなわち図４に示す画素Ｄ２におけるＲ成分の補間信号を生成する場合について説明する。補間信号を生成すべき色成分（この場合Ｒ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は２つの画素Ｐ９、Ｐ１０である。この２つの周辺画素Ｐ９、Ｐ１０は処理画素Ｓの左右に隣接しており、これらの周辺画素Ｐ９、Ｐ１０で得られる画素信号の値を用いて生成色成分相加平均値が算出される。すなわち生成色成分相加平均値をＡ３、画素Ｐ９、Ｐ１０で得られる画素信号の値をそれぞれＫｐ9 、Ｋｐ10としたとき、生成色成分相加平均値Ａ３は（６）式により算出される。
Ａ３＝（Ｋｐ9 ＋Ｋｐ10）／２                          ・・・（６）
【００３４】
処理画素Ｓで得られる画素信号と同一の色成分（この場合Ｇ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は４つの画素Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８である。補間係数は、処理画素Ｓで得られる画素信号の値と、周辺画素Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８で得られる画素信号の相加平均値すなわち補間係数相加平均値との比である。すなわち補間係数をＨ２、処理画素で得られる画素信号の値をＫｓ、画素Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８で得られる画素信号の値をＫｗ5 、Ｋｗ6 、Ｋｗ7 、Ｋｗ8 としたとき、補間係数Ｈ２は（７）式により求められる。
Ｈ２＝Ｋｓ／（（Ｋｗ5 ＋Ｋｗ6 ＋Ｋｗ7 ＋Ｋｗ8 ）／４）・・・（７）
【００３５】
処理画素ＳにおけるＲ成分の補間信号の値は生成色成分相加平均値Ａ３に補間係数Ｈ２を乗じることにより算出される。すなわち補間信号の値をＪ３とすると、補間信号の値Ｊ３は（８）式により求められる。
Ｊ３＝Ａ３×Ｈ２                                      ・・・（８）
処理画素ＳにおけるＢ成分の補間信号を算出する場合も同様に、補間信号は（６）から（８）式により算出される。
【００３６】
図８には、処理画素Ｓが図４に示す画素Ｄ２または画素Ｄ２’であり、その画素では、Ｇ成分の画素信号が実際に得られ、生成すべき補間信号の色成分がＲ成分またはＢ成分である場合の画素の配置を示す。ここでは処理画素ＳにおけるＢ成分の補間信号を生成する場合について説明する。補間信号を生成すべき色成分（この場合Ｂ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は２つの画素Ｐ１１、Ｐ１２であり、処理画素Ｓの左右に隣接している。これらの周辺画素Ｐ１１、Ｐ１２で得られる画素信号の値を用いて生成色成分相加平均値が算出される。すなわち生成色成分相加平均値をＡ４、画素Ｐ１１、Ｐ１２で得られる画素信号の値をそれぞれＫｐ11、Ｋｐ12としたとき、生成色成分相加平均値Ａ４は（９）式により算出される。
Ａ４＝（Ｋｐ11＋Ｋｐ12）／２                          ・・・（９）
【００３７】
処理画素Ｓで得られる画素信号と同一の色成分（この場合Ｇ成分）の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素Ｓに最も近い周辺画素は、図７に示す場合と同様に、４つの画素Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８である。したがって補間係数Ｈ２は（７）式により求められる。そして生成色成分相加平均値Ａ４に補間係数Ｈ２が乗じられ、これにより処理画素ＳにおけるＲ成分の補間信号の値が算出される。すなわち補間信号の値をＪ４とすると、補間信号の値Ｊ４は（１０）式により求められる。
Ｊ４＝Ａ４×Ｈ２                                      ・・・（１０）
処理画素ＳにおけるＢ成分の補間信号を算出する場合も同様に、補間信号は（７）および（９）から（１０）式により算出される。
【００３８】
このように処理画素Ｓが画素Ｄ２である場合、この画素Ｄ２で実際に得られるＧ成分の画素信号は画素Ｄ２の位置のフォトダイオードが受光した光量に対応する値そのものであり、この画素Ｄ２におけるＧ成分の画素信号として用いられる。また画素Ｄ２におけるＲ成分の画素信号は上述の（６）から（８）式の補間演算により補間信号Ｊ３として算出され、画素Ｄ２におけるＢ成分の画素信号は上述の（７）、（９）、（１０）式の補間演算により補間信号Ｊ４として算出される。処理画素Ｓが画素Ｄ２’である場合も、同様に、その画素Ｄ２’で実際に得られるＧ成分の画素信号はそのままＧ成分の画素信号として用いられ、画素Ｄ２’における他の色成分の画素信号は補間演算により求められる。
【００３９】
以上のように、処理画素Ｓで得られる画素信号の色成分と、生成すべき補間信号の色成分とに応じて、生成色成分相加平均値を算出するための画素信号が得られる画素の配置が変化し、補間係数を算出するための画素信号が得られる画素の配置も変化する。したがってそれぞれの画素の配置に応じて、（３）、（５）、（８）、（１０）の何れか１つの式により補間信号が算出される。
【００４０】
以上から明らかなように、本実施形態の補間処理では、処理画素について、画素で得られる画素信号の色成分（第１の色成分）とは異なる色成分（第２の色成分）の補間信号が上述の補間演算により生成される。この補間演算では、第２の色成分の画素信号が得られる複数の周辺画素のうち、処理画素に最も近い複数の周辺画素のみの画素信号の値を用いて生成色成分相加平均値が算出される。さらに、補間係数として処理画素で得られる画素信号の値と補間係数相加平均値との比が算出される。この補間係数相加平均値は、第１の色成分の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素に最も近い複数の周辺画素のみの画素信号の相加平均値である。このように算出される補間係数を生成色成分相加平均値に乗じることにより、補間信号は算出される。
【００４１】
なお（１）から（１０）式は、ＣＣＤ３０に設けられるオンチップカラーフィルタがベイヤー配列である場合に有効である。他の配列のオンチップカラーフィルタがＣＣＤ３０に設けられる場合も、式は異なるが、第１の色成分の画素信号が得られる処理画素について第２の色成分の補間信号を生成するには、上述のように、生成色成分相加平均値を第２の色成分の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素に最も近い複数の周辺画素の画素信号の相加平均値とし、補間係数を処理画素で得られる画素信号の値と、補間係数相加平均値との比とし、補間係数相加平均値を第１の色成分の画素信号が得られる周辺画素のうち、処理画素に最も近い複数の周辺画素の画素信号の相加平均値として、生成色成分相加平均値に補間係数を乗じればよい。
【００４２】
以上の本実施形態によれば、ＣＣＤから出力されたＲ、Ｇ、Ｂ色成分を含む画素信号に施される補間処理において、第１の色成分（例えばＲ成分）の画素信号が得られる処理画素において、第２の色成分（例えばＧまたはＢ成分）の補間信号が生成色成分相加平均値に補間係数を乗じることにより算出される。
【００４３】
生成色成分相加平均値は、周辺画素で得られる第２の色成分の画素信号の相加平均値である。補間係数は処理画素で得られる第１の色成分の画素信号の値と、第１の色成分の補間係数相加平均値との比であり、この補間係数相加平均値は周辺画素で得られる第１の色成分の画素信号の相加平均値である。すなわち補間係数は実際にＣＣＤから出力された画素信号の値が周辺画素から処理画素へと変化する変化率である。したがって補間信号の値は、実際に周辺画素で得られる第２の色成分の画素信号を平均化した値に、実際の第１の色成分の画素信号の値変化率すなわち輝度変化率を乗じており、つまり実際に読取られた画素信号の値変化すなわち輝度変化の傾向を考慮して算出される。このため補間信号は周辺画素で得られる第２の色成分の画素信号を平均化した値よりも適正な値となり、実際に処理画素で得られるはずの第２の色成分の画素信号に近づく。要するに、本実施形態では、処理画素から得られる色成分の画素信号と、処理画素と同一色のカラーフィルタを有し、かつ処理画素に最も近い画素から得られる画素信号とに基づいて、輝度成分の変化率が算出され、この変化率が重み付け係数として、処理画素から得られない色成分の補間信号の演算に盛り込まれており、適正な補間信号が算出される。
【００４４】
このような本実施形態の補間処理により生成された適正な補間信号と実際にＣＣＤから出力された画素信号とを用いて画像が生成されると、画像の隣接する画素相互間において輝度変化の再現性が良好になり、画像の解像度が向上する。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、撮像素子から出力される画素信号に補間処理を行って補間信号が生成され、この補間信号を用いて生成される画像の解像度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施形態の画像生成装置であるデジタルカメラを示す斜視図である。
【図２】本実施形態の画像読取装置であるデジタルカメラを示すブロック図である。
【図３】撮像素子に設けられるオンチップカラーフィルタの構成の一例を示す図である。
【図４】各画素において得られる画素信号の色成分を示す。
【図５】処理画素がＲ成分の画素信号を得られる画素またはＢ成分の画素信号を得られる画素であり、生成すべき補間信号の色成分がＢ成分またはＲ成分である場合の画素の配置を示す図である。
【図６】処理画素がＲ成分の画素信号を得られる画素またはＢ成分の画素信号を得られる画素であり、生成すべき補間信号の色成分がＧ成分である場合の画素の配置を示す図である。
【図７】処理画素がＧ成分の画素信号を得られる画素であり、生成すべき補間信号の色成分がＲ成分またはＢ成分である場合の画素の配置を示す図である。
【図８】処理画素がＧ成分の画素信号を得られる画素であり、生成すべき補間信号の色成分がＲ成分またはＢ成分である場合の画素の配置を示す図である。
【符号の説明】
３０  ＣＣＤ（撮像素子）
Ｓ  処理画素
【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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