(57)【要約】【課題】色の違いによる誤差を含まないようにデータ変換処理が行われる画像信号処理装置を提供する。【解決手段】画像信号処理装置１は、撮像素子からの画像信号に対して信号処理を行う画像信号処理装置である。画像信号処理装置１は、撮像素子１１からの画素単位の画像信号を色補間する色補間回路１３と、色補間回路１３によって色補間された画像信号に対して所定のデータ変換を行うデータ変換回路１４とを有する。【選択図】図１
2006025106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子からの画像信号に対して信号処理を行う画像信号処理装置であって、
前記撮像素子からの画素単位の前記画像信号を色補間する色補間手段と、
該色補間手段によって色補間された画像信号に対して所定のデータ変換を行うデータ変換手段とを有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
前記データ変換手段は、前記色補間された画像信号の色毎に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記データ変換手段は、前記所定のデータ変換に用いられるテーブルデータを記憶する書き換え可能な記憶手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
前記テーブルデータを前記記憶手段に設定するパラメータ設定手段を有し、前記記憶手段に記憶された複数のテーブルデータを同時に設定することを特徴とする請求項３に記載の画像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号処理装置に関し、特に、データ変換手段を有する画像信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カラー画像撮像装置は、撮像素子からの画像信号に対して各種信号処理を行う画像信号処理装置を有している。その画像信号処理装置は、撮像素子からのアナログデータ信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタルの画像信号に対して所定の信号処理を行うことによって、撮像した画像のモニタへの表示等が適切にされるようにするための装置である。
【０００３】
カラー画像の場合、撮像素子にカラーフィルタが設けられているため、画像信号処理装置は、撮像素子から出力された生の各画素信号データに対して、まずガンマ変換処理を行い、その後に色補間のデータ変換処理を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2002-369034号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ガンマ変換処理では、各カラーフィルタの特性を考慮した変換処理が行われない。具体的には、例えばカラーフィルタの特性の違いによって色毎に受光強度が異なる場合、ガンマ変換処理によって、受光強度の差に基づく誤差の大きさが色毎に異なるという問題がある。従って、ガンマ変換処理において生じた色間における誤差は、その後の色補間処理においてその誤差を含んだデータに対して変換処理が行われるため、ガンマ変換において生じた色間における誤差は、その後の変換処理において、拡大されてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、このような色の違いによる誤差を含まないようにデータ変換処理が行われる画像信号処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像信号処理装置は、撮像素子からの画像信号に対して信号処理を行う画像信号処理装置であって、前記撮像素子からの画素単位の前記画像信号を色補間する色補間手段と、該色補間手段によって色補間された画像信号に対して所定のデータ変換を行うデータ変換手段とを有する。
【０００７】
このような構成によれば、色の違いによる誤差を含まないようにデータ変換処理が行われる画像信号処理を実現することができる。
【０００８】
また、本発明の画像信号処理装置において、前記データ変換手段は、前記色補間された画像信号の色毎に設けられていることが望ましい。
【０００９】
このような構成によれば、色調整の自由度を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の画像信号処理装置において、前記データ変換手段は、前記所定のデータ変換に用いられるテーブルデータを記憶する書き換え可能な記憶手段を有することが望ましい。
【００１１】
このような構成によれば、表示装置等の特性に応じた変換データを容易に設定することができる。
【００１２】
また、本発明の画像信号処理装置において、前記テーブルデータを前記記憶手段に設定するパラメータ設定手段を有し、前記記憶手段に記憶された複数のテーブルデータを同時に設定することが望ましい。
【００１３】
このような構成によれば、同じ変換データを同時に記憶手段に書き込むことができ、パラメータの設定時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１は、本発明の実施の形態に係わる画像信号処理装置の構成を示すブロック図である。画像信号処理装置は、例えばカラー画像撮像装置に利用され、撮像素子からの画像信号に対して信号処理を行う。図１に示すように、画像信号処理装置１は、単板式撮像素子１１から光電変換され出力された各画素のアナログ画像信号を、アナログデジタル変換回路（ADC）１２においてデジタル信号に変換する。撮像素子１１は、単板式のCCDセンサ、CMOSセンサ等であり、撮像素子１１には、原色のカラーフィルタ（図示せず）が設けられており、撮像素子１１から出力される各画素のアナログ画像信号は各色に応じた信号である。
【００１５】
アナログデジタル変換回路１２の出力信号、すなわち各画素のデジタル画像信号は、色補間回路１３に入力される。色補間回路１３は、複数の、ここでは４つの、画素のデジタル画像信号に基づいて１つの出力画素についての画像データを生成する。１つの出力画素の画像データは、RGBの３原色の画像信号からなる。色補間回路１３は、３つの画像信号、ここではRGBの画像信号を、データ変換回路１４に出力する。  
図２は、カラーフィルタの配置例を示す図であり、図２に示す配列の組み合わせが撮像素子１１の撮像面上に４つのカラーフィルタ、赤（R）、緑（G1）、緑（G2）と青（B）が一つの単位として、この単位のフィルタがマトリックス状に設けられている。色補間回路１３は、撮像素子１１上の４つの画素に対応する４つの画像信号から１つの出力画素（P）についての３つの画像信号、すなわちRGB信号を生成し、出力する。従って、図２に示すように、１つの赤（R）と、２つの緑（G1,G2）と、１つの青（B）の４つの各画素の画像信号を、次の関係式（１）から、１つの出力画素（P）の３つの画像信号、例えばRGBの画像信号が得られる。
【００１６】
R=R
G=(G1+G2)/2
B=B          ・・・・式（１）
データ変換回路１４は、３つの画像信号のそれぞれに対してデータ変換処理を行うために、各色の画像信号に対応したデータ変換回路１４R、１４G、１４Bを有する。データ変換手段としてのデータ変換回路は、ここではガンマ変換回路である。すなわち、色補間回路１３から出力されたR信号は、ガンマ変換回路１４Rに入力される。色補間回路１３から出力されたG信号は、ガンマ変換回路１４Gに入力される。色補間回路１３から出力されたB信号は、ガンマ変換回路１４Bに入力される。従って、色補間回路１３は、撮像素子１１からの画素単位の画像信号を色補間する。
【００１７】
色毎に色補間されたRGBの各画像信号は、ガンマ変換回路１４においてガンマ変換され、インターフェース回路１５を介して、出力機器、例えばモニタへ出力される。ここでは、データ変換された画像データがモニタへ出力されているが、YUV等の他の画像データフォーマット信号に変換する変換回路へ出力し、画像ファイルデータが生成されるようにしてもよい。
【００１８】
データ変換回路１４の各データ変換回路１４R、１４G、１４Bには、パラメータデータを設定するためのパラメータ設定手段１６が接続されており、パラメータ設定手段１６からデータ変換処理に用いるパラメータデータを入力し、設定することができる。パラメータ設定手段１６は、例えば、マイクロコンピュータ等であり、外部のコントローラ、例えばPCから供給されるパラメータデータを各データ変換回路１４R、１４G、１４Bへ供給する。このように、画像信号処理装置１は、色補間された各色、ここではRGBの色毎に、独立したデータ変換手段を有し、RGBの色毎にデータ変換処理がされる。その各データ変換手段のパラメータデータは外部から供給されるようになっている。
【００１９】
図３は、データ変換回路１４の構成を示す回路図である。  
データ変換回路１４は、制御選択回路２１と、色毎にデータ変換を行うためのRAM（Random Access Memory）チップ（以下、単にRAMという）２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（以下、３つのRAMをまとめてRAM２２ということもある）を有する。RAM２２は、デジタルデータを記憶可能で、かつ書き換え可能な記憶手段である。
【００２０】
制御選択回路２１には、色補間回路１３から出力されるRGBの各画像信号と、パラメータ設定手段１６からのパラメータデータが入力される。制御選択回路２１は、色補間回路１３からの各色に対応する各画像データと、パラメータ設定手段１６からのパラメータデータを選択的にRAM２２へ出力する。各RAM２２には、書き込みデータ入力端子DIN、アドレスデータ入力端子ADR、チップセレクト信号入力端子ｘEN、リード信号入力端子ｘRD、書き込み制御信号入力端子ｘWR、そして、データ変換された信号が出力されるデータ出力端子DOUTが設けられている。
【００２１】
各RAM２２には、入力された各画像信号に対して所定のデータ変換を行うためのテーブルデータが記憶されている。すなわち、テーブルデータは、各入力画像信号に対応する出力画像信号のデータを記憶する。従って、各RAM２２は、制御選択回路２１を介して入力された画像信号に対応する画像信号を出力することによって、データ変換を行う。制御選択回路２１は、入力された画像信号がR信号であれば、RAM２２ａに供給し、データ変換処理を行わせ、Ｒ'信号として出力させる。同様に、制御選択回路２１は、入力された画像信号がG信号及びB信号であれば、それぞれRAM２２ｂ及び２２ｃに供給し、データ変換処理を行わせ、G'信号及びB'信号として出力させる。
【００２２】
具体的には、制御選択回路２１は、データ変換処理を行うときは、入力された画像データ信号がR信号であれば、RAM２２ａのチップセレクト信号入力端子ｘENをオンにしてRAM２２ａを選択状態にして、RAM２２ａのアドレスデータ入力端子ADRへ入力されたR信号を出力し、リード信号入力端子ｘRDをオンにする。その結果、RAM２２ａのデータ出力端子DOUTには変換された画像信号であるR'信号が出力される。同様に、G信号であれば、RAM２２ｂのチップセレクト信号入力端子ｘENをオンにしてRAM２２ｂを選択状態にして、RAM２２ｂのアドレスデータ入力端子ADRへ入力されたG信号を出力し、リード信号入力端子ｘRDをオンにする。その結果、RAM２２ｂのデータ出力端子DOUTには変換された画像信号であるG'信号が出力される。同様に、B信号であれば、RAM２２ｃのチップセレクト信号入力端子ｘENをオンにしてRAM２２ｃを選択状態にして、RAM２２ｃのアドレスデータ入力端子ADRへ入力されたB信号を出力し、リード信号入力端子ｘRDをオンにする。その結果、RAM２２ｃのデータ出力端子DOUTには変換された画像信号であるB'信号が出力される。  
各入力信号に対応するテーブルデータは、書き換え可能なRAMに記憶されているので、出力装置の特性に応じた変換パラメータデータを容易に設定し、変更することができる。
【００２３】
次に、パラメータデータの設定方法について説明する。  
パラメータデータを設定するときは、制御選択回路２１は、パラメータ設定手段１６からの入力信号を選択するように状態が変更される。そして、パラメータ設定手段１６から、各色のテーブルデータを供給すると、対応するRAM２２にテーブルデータが書き込まれる。具体的には、例えば、R信号に対応するパラメータデータを設定するときは、RAM２２ａのチップセレクト信号入力端子ｘENをオンにしてRAM２２ａを選択状態にして、入力されるR信号の入力画像信号のデータが、制御選択回路２１を介してアドレスデータ入力端子ADRに供給され、出力画像信号のデータが、制御選択回路２１を介して書き込みデータ入力端子DINに供給され、書込制御信号入力端子ｘWRをオンにする。その結果、RAM２２ａには、入力画像信号とその入力画像信号に対応した出力画像信号とからなるパラメータデータが記憶される。例えば、テーブルデータが２５６個の入力信号に対応して、２５６個の出力信号を有するとき、入力信号と出力信号からなる一対のパラメータデータが２５６個、RAM２２ａに記憶される。
【００２４】
このようなパラメータデータの書き込み処理を、同様に、G信号とB信号についても行うことによって、各入力画像信号に対するテーブルデータを設定し変更することができる。
【００２５】
なお、チップセレクト信号が入力されるチップセレクト信号入力端子ｘENを、２つあるいは３つのRAM２２においてすべてオンにして、パラメータ設定手段１６からテーブルデータを、制御選択回路２１を介して、２つあるいは３つのRAM２２に供給すると、その２つあるいは３つのRAM２２のテーブルデータを同時に書き換えることができる。
【００２６】
各テーブルデータは、図４に示すように、２５６個の対の変換パラメータデータを含むことになる。図４は、γ２．２の特性を有するガンマ変換の曲線の例を示す図である。図４は、横軸の入力信号に対して、その曲線に対応する出力信号が出力されることを示している。図５は、ガンマ特性にニー特性を考慮して、明るい部分と暗い部分のコントラストを強調する曲線の例を示す図である。図５においても、横軸の入力信号に対して、その曲線に対応する出力信号が出力されることを示している。
【００２７】
なお、パラメータ設定手段１６によるRAM２２ａ、２２ｂ、２２ｃへのパラメータデータの書き込みは、外部コントローラから供給されるパラメータデータを、RAM２２ａ、２２ｂ、２２ｃのメモリ空間上にマッピングし、そのマッピングデータに基づいて、外部コントローラからパラメータ設定手段１６を制御することによって、行うようにしてもよい。例えば、入力データをアドレスデータとし、出力データを書き込みデータとして、書き込むRAMを指示する指示データに基づいて、外部コントローラがパラメータ設定手段１６を制御するようにして、テーブルデータを書き込むようにしてもよい。
【００２８】
以上のように、データ変換のためのテーブルデータが、書き換え可能なRAMに保持されており、外部からRAMに記憶されたテーブルデータが書き換え可能となっている。従って、データ変換のパラメータを、出力機器の特性等に応じて、変更することができる。
【００２９】
以上の実施の形態に係る画像信号処理装置によれば、色の違いによる誤差を含まないようにデータ変換処理を行うことができるので、適切にデータ変換された画像出力を得ることができる。
【００３０】
なお、以上の説明では、データ変換処理の前に行われる色補間は、RGBの色補間として説明したが、本発明は、補色（Cy,Mg,Y）の色補間であってもよい。  
さらに、以上の説明では、色補間後のデータ変換処理は、ガンマ変換処理として説明したが、レンズシェーディング補正、色収差補正などの個別に調整が必要なデータ変換処理でもよい。
【００３１】
さらにまた、以上の説明では、書き換え可能な記憶手段としてRAMを用いた例で説明したが、フラッシュROM等のメモリでもよい。
【００３２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる画像信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係わるカラーフィルタの配置例を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係わるデータ変換回路の構成を示す回路図。
【図４】ガンマ変換の曲線の例を示す図。
【図５】明るい部分と暗い部分のコントラストを強調する曲線の例を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１  画像信号処理装置、１４  データ変換回路、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  ＲＡＭ
【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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