(57)【要約】【構成】生画像データを形成する各々の画素データはＲ，ＧおよびＢのいずれか１つの色情報を有する。各々の画素データがＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有する補間画像データは、このような生画像データに基づいて生成される。このとき、補正係数生成回路２６は、生画像データに基づいて色の段階的な変化つまり色エッジを検出し、色エッジの程度に応じた数値を持つ補正係数Ｋを出力する。補正回路２８は、色エッジが検出された部分でＲ，ＧおよびＢの色情報間の量的ずれが抑制されるように補間画像データに補正を施す。色エッジが検出された部分には、意図しない有彩色よりもむしろ無彩色が現れる。【効果】モワレを低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が複数色の色情報のいずれか１つを有する複数の第１画素信号に基づいて各々が前記複数色の色情報の全てを有する複数の第２画素信号を生成する画素信号処理回路において、
前記複数の第１画素信号に基づいて色の段階的変化を検出する検出手段、および
前記色の段階的変化が検出された部分で前記複数色の色情報の量的ずれが抑制されるように前記複数の第２画素信号に補正を施す補正手段を備えることを特徴とする、画素信号処理回路。
【請求項２】
前記複数色の色情報はＧの色情報およびＧと異なる特定色の色情報を含み、
前記検出手段は前記複数色の色情報のうち前記特定色の色情報のみに基づいて前記色の段階的変化を検出する、請求項１記載の画素信号処理回路。
【請求項３】
前記補正手段は前記特定色の色情報の情報量がＧの色情報の情報量に近づくように補正を行う、請求項２記載の画素信号処理回路。
【請求項４】
前記特定色はＲおよびＢの少なくとも一方である、請求項２または３記載の画素信号処理回路。
【請求項５】
前記複数の第１画素信号は被写体を撮影する撮影手段から出力された生画素信号である、請求項１ないし４のいずれかに記載の画素信号処理回路。
【請求項６】
前記複数の第２画素信号はＲＧＢ形式の画素信号である、請求項１ないし５のいずれかに記載の画素信号処理回路。
【請求項７】
前記複数の第２画素信号はＹＵＶ形式の画素信号である、請求項１ないし５のいずれかに記載の画素信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画素信号処理回路に関し、特にたとえば電子カメラに適用され、各々が複数色の色情報のいずれか１つを有する複数の第１画素信号に基づいて各々が複数色の色情報の全てを有する複数の第２画素信号を生成する、画素信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来技術】
多くの電子カメラ（ディジタルカメラ）では、Ｒ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）およびＢ（Ｂｌｕｅ）の色要素が図２に示す要領でモザイク状に配置された原色フィルタが、イメージセンサの受光面に装着される。したがって、撮影された被写体の生画像データを形成する各画素は、Ｒ，ＧおよびＢのいずれか１つの色情報しか持たない。色分離回路は、かかる生画像データに色分離つまり補間を施し、これによって各画素がＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有する補間画像データが生成される。補間画像データはＹＵＶ変換を施され、変換されたＹＵＶ画像データに基づく画像がモニタから出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図２に示す原色フィルタでは各々の色要素の比率がＲ：Ｇ：Ｂ＝１：２：１であり、Ｒの色情報のみを有するＲ画像の解像度またはＢの色情報のみを有するＢ画像の解像度は、Ｇの色情報のみを有するＧ画像の解像度の１／２である。かかる生画像データに色分離を施すと、被写体像のエッジ部分において、補間画像データを形成するＲ画素データおよびＢ画素データが、補間画像データを形成するＧ画素データと異なる態様で変化する。すると、ＹＵＶ画像データを形成するＵ画素データおよびＶ画素データもまた、被写体像のエッジ部分において互いに異なる態様で変化する。この結果、モニタから出力される画像のエッジ部分にモワレが発生してしまう。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、モワレを低減させることができる、画素信号処理装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に従う画素信号処理回路は、各々が複数色の色情報のいずれか１つを有する複数の第１画素信号に基づいて各々が複数色の色情報の全てを有する複数の第２画素信号を生成する画素信号処理回路において、複数の第１画素信号に基づいて色の段階的変化を検出する検出手段、および色の段階的変化が検出された部分で複数色の色情報の量的ずれが抑制されるように複数の第２画素信号に補正を施す補正手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
複数の第１画素信号の各々は複数色の色情報のいずれか１つを有する。各々が複数色の色情報の全てを有する複数の第２画素信号は、このような第１画素信号に基づいて生成される。このとき、検出手段は、複数の第１画素信号に基づいて色の段階的変化を検出し、補正手段は、色の段階的変化が検出された部分で複数色の色情報の量的ずれが抑制されるように複数の第２画素信号に補正を施す。色の段階的な変化が検出された部分には、意図しない有彩色よりもむしろ無彩色が現れる。これによって、モワレの低減が可能となる。
【０００７】
好ましくは、複数色の色情報は、Ｇの色情報およびＧと異なる特定色の色情報を含み、検出手段は、複数色の色情報のうち特定色の色情報のみに基づいて色の段階的変化を検出する。Ｇの色情報は輝度の影響を大きく受けるため、色の段階的変化の検出にあたってＧの色情報を排除することによって、輝度エッジの誤検出を防止することができる。さらに好ましくは、補正手段は、特定色の色情報の情報量がＧの色情報の情報量に近づくように補正を行う。これによって、輝度の変動を防止することができる。なお、特定色は、ＲおよびＢの少なくとも一方を含む。
【０００８】
好ましくは、複数の第１画素信号は、被写体を撮影する撮影手段から出力された生画素信号である。生画素信号に基づく補正によって、モワレを効果的に低減できる。
【０００９】
なお、複数の第２画素信号は、ある実施例ではＲＧＢ形式の画素信号であり、他の実施例ではＹＵＶ形式の画素信号である。
【００１０】
【発明の効果】
この発明によれば、色エッジ部分には意図しない有彩色よりもむしろ無彩色が現れるため、色エッジ部分におけるモワレの低減が可能となる。
【００１１】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】
図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、光電変換によって電荷を生成するイメージセンサ１４を含む。イメージセンサ１４の受光面には図２に示すような原色ベイヤ配列の色フィルタが装着され、被写界の光学像はかかる色フィルタ１２を通してイメージセンサ１４の受光面に入射される。各々の受光素子で生成される電荷量は、Ｒ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）またはＢ（Ｂｌｕｅ）の光量を反映する。
【００１３】
被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）をモニタ３６に表示するとき、ＣＰＵ２０は、間引き読み出しの繰り返しをＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１８に命令する。ＴＧ１８は、イメージセンサ１４を間引き方式で駆動すべく、対応するタイミング信号をイメージセンサ１４に与える。これによって、各画素がＲ，ＧまたはＢの色情報を有する低解像度の生画像信号がラスタスキャン態様でイメージセンサ１４から読み出される。
【００１４】
読み出された各フレームの生画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６でノイズ除去，ゲイン調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施され、これによってディジタルデータである生画像データがＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６から出力される。生画像データを形成する画素データのうち、Ｒの色情報を有する画素データを“Ｒ画素データ”と定義し、Ｇの色情報を有する画素データを“Ｇ画素データ”と定義し、そしてＢの色情報を有する画素データを“Ｂ画素データ”と定義する。かかるＲ画素データ，Ｇ画素データおよびＢ画素データは、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６からシリアルに出力される。
【００１５】
ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６から出力された生画像データは、色分離回路２４によって色分離を施される。各画素が不足する色情報は周辺画素の色情報を利用して補間され、これによって各画素がＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有する補間画像データが色分離回路２４から出力される。補間画像データを形成する画素データのうち、Ｒの色情報を有する画素データを“Ｒｓ画素データ”と定義し、Ｇの色情報を有する画素データを“Ｇｓ画素データ”と定義し、そしてＢの色情報を有する画素データを“Ｂｓ画素データ”と定義する。同じ画素に対応するＲｓ画素データ，Ｇｓ画素データおよびＢｓ画素データは、色分離回路２４から同時に出力される。
【００１６】
Ｒｓ画素データ，Ｇｓ画素データおよびＢｓ画素データは、輝度マトリクス３０によって所定のマトリクス演算を施される。これによって、Ｙ画素データが生成される。Ｒｓ画素データおよびＢｓ画素データは、補正回路２８によって補正を施される。このとき、Ｇｓ画素データと補正係数生成回路２６から出力された補正係数Ｋとが、補正処理に利用される。補正回路２８からは、補正されたＲの色情報を有するＲｃ画素データと補正されたＢの色情報を有するＢｃ画素データとが出力される。こうして得られたＲｃ画素データおよびＢｃ画素データならびに色分離回路２４から出力されたＧｓ画素データは、色差マトリクス３２によって所定のマトリクス演算を施される。これによって、Ｕ画素データおよびＶ画素データが生成される。
【００１７】
信号処理回路３４は、輝度マトリクスから出力された１フレームのＹ画像データと色差マトリクス３２から出力された１フレームのＵ画像データおよびＶ画像データとに基づいて１フレームのコンポジットビデオ信号を生成し、生成したコンポジットビデオ信号をモニタ３６に与える。これによって、スルー画像がモニタ画面に表示される。
【００１８】
シャッタボタン２２が押されると、ＣＰＵ２０は、全画素読み出しをＴＧ１８に命令する。ＴＧ１８はイメージセンサ１４を全画素読み出し方式で駆動し、これによって高解像度の生画像信号がラスタスキャン態様でイメージセンサ１４から読み出される。読み出された生画像信号もまた各画素がＲ，ＧまたはＢの色情報を有する信号であり、上述と同様に色分離，補正およびＹＵＶ変換の一連の処理を施される。この結果、高解像度のＹ画像データが輝度マトリクス３０から出力され、高解像度のＵ画像データおよびＶ画像データが色差マトリクス３２から出力される。
【００１９】
信号処理回路３４は、被写体のフリーズ画像をモニタ２４に表示すべく、与えられたＹＵＶ画像データを低解像度のコンポジットビデオ信号に変換する。信号処理回路３４はまた、与えられたＹＵＶ画像データにＪＰＥＧ圧縮を施し、圧縮画像データを記録媒体３８に記録する。
【００２０】
図３（Ａ）または図３（Ｂ）を参照して、色分離回路２４は、Ｒ０画素〜Ｒ２画素，Ｇ０画素〜Ｇ１画素およびＢ０画素〜Ｂ２画素に基づいて黒丸ＤＴで示す位置のＲｓ画素データ，Ｇｓ画素データおよびＢｓ画素データを生成するために、数１に示す演算を実行する。
【００２１】
【数１】
Ｒｓ＝（Ｒ０＊２＋Ｒ１＋Ｒ２）／４
Ｇｓ＝（Ｇ０＋Ｇ１）／２
Ｂｓ＝（Ｂ０＊２＋Ｂ１＋Ｂ２）／４
補正係数生成回路２６は、図４に示すように構成される。エッジ成分検出回路２６ａは、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６から出力された生画像データのうち、Ｒ画素データおよびＢ画素データに数２に従う演算を施す。
【００２２】
【数２】
Ｅｄｇｅ＝｜Ｒ０＊２−（Ｒ１＋Ｒ２）｜＋｜Ｂ０＊２−（Ｂ１＋Ｂ２）｜
数２によれば、図３に示すＲ０画素〜Ｒ２画素およびＢ０画素〜Ｂ２画素が演算の対象とされる。これによって、図３に示す黒丸ＤＴの位置における色エッジの程度を示すエッジ成分値Ｅｄｇｅが求められる。
【００２３】
係数算出回路２６ｂは、算出されたエッジ成分値Ｅｄｇｅが閾値ＴＨ未満のとき補正係数Ｋを“０．０”とし、算出されたエッジ成分値Ｅｄｇｅが閾値ＴＨ以上のとき数３に従う演算によって補正係数Ｋを求める。ただし、補正係数Ｋの上限は、“１．０”に抑えられる。
【００２４】
【数３】
Ｋ＝（Ｅｄｇｅ−ＴＨ）＊ＳＬＰ
したがって、係数算出回路２６ｂから出力される補正係数Ｋは、エッジ成分値Ｅｄｇｅに対して図５に示すように変化する。図５から分かるように、係数Ｋは、エッジ成分値Ｅｄｇｅが大きいほど、つまりエッジが急峻であるほど、大きな値を示す。
【００２５】
補正回路２８は、図６に示すように構成される。Ｒ補正回路２８ａは、色分離回路２４から出力されたＧｓ画素データおよびＲｓ画素データと補正係数生成回路２６から出力された補正係数Ｋとに数４に従う演算を施す。また、Ｂ補正回路２８ｂは、色分離回路２４から出力されたＧｓ画素データおよびＢｓ画素データと補正係数生成回路２６から出力された補正係数Ｋとに数５に従う演算を施す。
【００２６】
【数４】
Ｒｃ＝Ｒｓ＋（Ｇｓ−Ｒｓ）＊Ｋ
【００２７】
【数５】
Ｂｃ＝Ｂｓ＋（Ｇｓ−Ｂｓ）＊Ｋ
この演算によってＲｓ画素データおよびＢｓ画素データがどのように補正されるかを、図７（Ａ）〜図７（Ｆ）および図８（Ａ）〜図８（Ｅ）を参照して説明する。図７（Ａ）または図８（Ａ）に示す黒丸ＤＴ６の位置を境にして撮影画像の色が急激に変化する場合、つまり黒丸ＤＴ６の位置よりも左側に黄色の画像が存在し、黒丸ＤＴ６の位置よりも右側にシアン色の画像が存在する場合、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６から出力されるＲ画素データ，Ｇ画素データおよびＢ画素データはそれぞれ、図７（Ｂ），図７（Ｃ）および図７（Ｄ）に示すように変化する。そして、エッジ成分値Ｅｄｇｅは図７（Ｅ）に示すように変化し、補正係数Ｋは図７（Ｆ）または図８（Ｅ）に示すように変化する。つまり、エッジ成分値Ｅｄｇｅおよび補正係数Ｋの各々は、黒丸ＤＴ５およびＤＴ６の位置で２段階に立ち上がり、黒丸ＤＴ７およびＤＴ８の位置で２段階に立ち下がる。
【００２８】
一方、黒丸ＤＴ１〜ＤＴ１１の各々の位置におけるＧｓ画素データ値，Ｒｓ画素データ値およびＢｓ画素データ値はそれぞれ、図８（Ｂ），図８（Ｃ）および図８（Ｄ）において実線で示すように変化する。
【００２９】
Ｇｓ画素データ値は、黒丸ＤＴ１〜ＤＴ１１の全域にわたって同じ値を維持する。Ｒｓ画素データ値は、黒丸ＤＴ１〜ＤＴ５の位置で同じ値を維持し、黒丸ＤＴ６〜ＤＴ８の位置で３段階に立ち下がり、そして黒丸ＤＴ８〜ＤＴ１１の位置で同じ値を維持する。Ｂｓ画素データ値は、黒丸ＤＴ１〜ＤＴ４の位置で同じ値を維持し、黒丸ＤＴ５〜ＤＴ７の位置で３段階に立ち下がり、そして黒丸ＤＴ７〜ＤＴ１１の位置で同じ値を維持する。
【００３０】
ただし、図８（Ｅ）のように変化する補正係数Ｋに基づいて数４または数５に従う演算が行われることで、Ｒｓ画素データ値は図８（Ｃ）に点線で示す値に補正され、Ｂｓ画素データ値は図８（Ｄ）に点線で示す値に補正される。このうち、特に色の境界位置である黒丸ＤＴ６の位置に注目すると、Ｒｓデータ値およびＢｓデータ値のいずれも、Ｇｓデータ値に近づくように補正される。かかる補正を施すようにしたのは、境界部分においては、意図しない有彩色が現れるよりもむしろ無彩色である白色が現れる方が、モワレを低減する上で好ましいと思われるからである。
【００３１】
図９を参照して、他の実施例のディジタルカメラ１０は、図１実施例とほぼ同様であるため、異なる部分を重点的に説明し、同様の部分についての詳しい説明は省略する。
【００３２】
色差マトリクス３２は、色分離回路２４から出力されたＲｓ画素データ，Ｇｓ画素データおよびＢｓ画素データに所定のマトリクス演算を施し、これによって生成されたＵ画素データおよびＶ画素データを補正回路４０に与える。補正回路は、与えられたＵ画素データおよびＶ画素データを補正係数生成回路２６から出力された補正係数Ｋに基づいて補正する。信号処理回路３４には、補正されたＵｃ画素データおよびＶｃ画素データが与えられる。
【００３３】
補正回路４０は、図９に示すように構成される。Ｕ補正回路４０ａは、色差マトリクス３２から出力されたＵ画素データと補正係数生成回路２６から出力された補正係数Ｋとに数６に従う演算を施す。また、Ｖ補正回路４０ｂは、色差マトリクス３２から出力されたＶ画素データと補正係数生成回路２６から出力された補正係数Ｋとに数７に従う演算を施す。
【００３４】
【数６】
Ｕｃ＝Ｕ＊（１．０−Ｋ）
【００３５】
【数７】
Ｖｃ＝Ｖ＊（１．０−Ｋ）
これによって、Ｕ画素データおよびＶ画素データもまた、色エッジが検出された部分に白色が現れるように補正される。
【００３６】
以上の説明から分かるように、生画像データを形成する各々の画素データはＲ，ＧおよびＢのいずれか１つの色情報を有する。各々の画素データがＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有する補間画像データまたはＹＵＶ画像データは、このような生画像データに基づいて生成される。このとき、補正係数生成回路２６は、生画像データに基づいて色の段階的な変化つまり色エッジを検出し、色エッジの程度に応じた数値を持つ補正係数Ｋを出力する。補正回路２８は、色エッジが検出された部分でＲ，ＧおよびＢの色情報間の量的ずれが抑制されるように、補間画像データまたはＹＵＶ画像データに補正を施す。色エッジが検出された部分には、意図しない有彩色よりもむしろ無彩色が現れる。これによって、モワレの低減が可能となる。
【００３７】
具体的には、補正係数回路２６は、ＲおよびＢの色情報に基づいて色エッジを検出する。Ｇの色情報は輝度の影響を大きく受けるため、色エッジの検出にあたってＧの色情報を排除することによって、輝度エッジの誤検出を防止することができる。さらに好ましくは、補正回路２８は、ＲおよびＢの色情報量がＧの色情報量に近づくように補正を行う。これによって、輝度の変動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】色フィルタの一例を示す図解図である。
【図３】図１実施例に適用される補正係数生成回路の一例を示すブロック図である。
【図４】図１実施例に適用される補正回路の一例を示すブロック図である。
【図５】図１実施例の動作の一部を示す図解図である。
【図６】エッジ成分値Ｅｄｇｅと補正係数Ｋとの関係を示すグラフである。
【図７】（Ａ）は画素信号の一部を示す図解図であり、（Ｂ）は生画像データを形成するＲ画素データ値の変化の一例を示す波形図であり、（Ｃ）は生画像データを形成するＧ画素データ値の変化の一例を示す波形図であり、（Ｄ）は生画像データを形成するＢ画素データ値の変化の一例を示す波形図であり、（Ｅ）はエッジ成分値Ｅｄｇｅの変化の一例を示す波形図であり、そして（Ｆ）は補正係数Ｋの変化の一例を示す波形図である。
【図８】（Ａ）は画素信号の一部を示す図解図であり、（Ｂ）は補間画像データを形成するＧｓ画素データ値の変化の一例を示す波形図であり、（Ｃ）は補間画像データを形成するＲｓ画素データ値の変化の一例を示す波形図であり、（Ｄ）は補間画像データを形成するＢｓ画素データ値の変化の一例を示す波形図であり、そして（Ｅ）は補正係数Ｋの変化の一例を示す波形図である。
【図９】この発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図１０】図９実施例に適用される補正回路の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…ディジタルカメラ
１２…色フィルタ
１４…イメージセンサ
２４…色分離回路
２６…補正係数生成回路
２８，４０…補正回路
３０…輝度マトリクス
３２…色差マトリクス
【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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