(57)【要約】【課題】  画像形成システムにおけるオフセットカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）を変形し、デモザイク処理すること。【解決手段】  オフセットジオメトリアレイ（offset geometric array)をデモザイク処理する方法を提供する。この方法は、複数のセンサをオフセットジオメトリアレイに配置するステップを含む。センサは、それぞれ規定の幾何学的形状とともに各センササンプルを有する。別のステップでは、オフセットジオメトリアレイの奇数行中のセンサからの第１のサンプルが、幾何学的形状の一番上のポイントに移される。さらなるステップでは、オフセットジオメトリアレイの偶数行中のセンサからの第２のサンプルが、奇数行からの第１のサンプルに垂直に並んだポイントに移される。ポイントは、奇数行からの第１のサンプルと同じ幾何学的形状内にも含まれる。   【選択図】図３
2004201311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各センササンプルとともに規定の幾何学的形状をそれぞれ有する複数のセンサをオフセットジオメトリアレイに配置するステップと、
前記オフセットジオメトリアレイの奇数行中の前記センサからの第１のサンプルを、幾何学的形状の一番上のポイントに移すステップと、
前記オフセットジオメトリアレイの偶数行中の前記センサからの第２のサンプルを、前記奇数行からの前記第１のサンプルと垂直に並んだポイントに移すステップを含み、前記ポイントは前記奇数行からの前記第１のサンプルと同じ幾何学的形状内にある、
オフセットジオメトリアレイから直交アレイに変形する方法。
【請求項２】
それぞれ隣接する幾何学的形状からセンササンプルを選択することによって、奇数行中のサンプル毎にデモザイク処理済ピクセルを生成するステップと、
隣接する幾何学的形状から少なくとも２つのセンササンプルを組み合わせることによって、偶数行中のサンプル毎にデモザイク処理済ピクセルを生成するステップと、
をさらに含む、請求項１記載のオフセットジオメトリアレイから直交アレイに変形する方法。
【請求項３】
奇数行中の各サンプルのピクセルを、前記奇数行中の前記サンプルを含む前記幾何学的形状の一番上のポイントに移すステップをさらに含む、請求項２記載のオフセットジオメトリアレイから直交アレイに変形する方法。
【請求項４】
偶数行中の各サンプルのピクセルを、前記奇数行からの前記サンプルのそれぞれと垂直方向に並んだポイントに移すステップをさらに含む、請求項２記載のオフセットジオメトリアレイから直交アレイに変形する方法。
【請求項５】
隣接する幾何学的形状からセンササンプルを選択することによって、奇数行中の各サンプルにデモザイク処理済ピクセルを生成するステップと、
隣接する幾何学的形状からの１つまたは複数のサンプルを使用することによって、偶数行にデモザイク処理済ピクセルを生成するステップと、
をさらに含む、請求項１記載のオフセットジオメトリアレイから直交アレイに変形する方法。
【請求項６】
前記偶数サンプルを、前記奇数行内の前記幾何学的形状の少なくとも１つの底辺に接する２つの隣接する幾何学的形状の一番上のポイントと水平に並ばせるステップをさらに含む、請求項１記載のオフセットジオメトリアレイから直交アレイに変形する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的に、オフセットセンサアレイサンプルの変形に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
単一センサ画像形成システムは、概して、入力光をサンプリングする単色イメージセンサアレイからなる。多くの場合、この種のアレイの感知ユニットは電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイまたはＣＭＯＳアレイであり、個々の感知ユニットまたは回路が画素を表現する。この種の配置は、デジタルカメラ、カムコーダ、コピー機、スキャナおよび同様の画像形成システムに使用されることが多い。
【０００３】
各物理センサユニットはカラーフィルタで覆われ、センサは、フィルタを透過した色について受け取った光の量を測定する。これは、アレイ中の任意所与のセンサで測定されるのは一色のみであることを意味する。言い換えれば、センサは単色性のものである。
【０００４】
カラー画像を取り込むためには、こういった素子をいくつかのタイプ、通常赤、緑および青にグループ分けしなければならない。赤色素子に赤色光を感知させるため、赤色フィルタ材料（緑色および青色を吸収する）が赤色素子の上に被せられる。同じことが緑色素子および青色素子に対しても行われる。こういったカラー素子のグループ分けは往々にして、フレーム（たとえば、赤フレーム、青フレーム等）として知られている。これらいくつかのタイプの素子が、あるパターン、通常は規則的な直交パターンに配置され、センサアレイを構成する。
【０００５】
カラーフィルタがセンサアレイ上に配置されるパターンは、モザイクパターンと呼ばれる。任意の数のタイプのカラーフィルタが存在し、一般に、カラーフィルタは任意の色のものであることができる。最も一般的な選択は、以下に示すバイヤーパターンに配置された赤、緑および青（ＲＧＢ）のフィルタのセットである。
【０００６】
ＲＧＲＧＲＧＲＧＲＧ
ＧＢＧＢＧＢＧＢＧＢ
１色のみについての測定値が各ピクセルまたはサンプリング位置で得られるため、アレイから集められた未処理画像は、赤ピクセル、緑ピクセルおよび青ピクセルのモザイクである。元のフルカラー画像を再構築するために、センサの測定値をデモザイク処理（demosaic)して、各ピクセル（すなわち、センサ）で３つのＲＧＢ値を得る必要がある。デモザイク処理とは、欠けている値を埋めるためにピクセルを補間するプロセスのことである。たとえば、緑ＣＣＤ素子に対応するピクセルは、近傍素子からその点における赤色値および青色値を推測する必要がある。このような補間は、加重マトリックスまたはカーネルを、欠けている値の周囲の近傍に適用することによって行うことができる。近傍のサイズおよびカーネルの形状（すなわち、重みの値）は概して、撮影すべきシーンの代表と考えられる特定のイメージおよび色のセットを最適化するために選択される。デモザイク処理方法によっては、画像がセンサによって取り込まれた直後にこういったパラメータを選択して、特定のシーン自体にこれらパラメータを最適化させるものがある。
【０００７】
カラーフィルタがＲＧＢフィルタではない（たとえば、シアン、マゼンタ、イエロー、グリーンのＣＭＹＧであり得る）場合、個々の測定値を数値的に処理して、ＲＧＢ値の推定値を得ることができる。一旦ＲＧＢ値がピクセル毎に計算されると、このＲＧＢ値に色補正、バランシング、または正規化を施して、標準化ＲＧＢ値を得ることができる。補正された値は、画像が見られる光源の中では測定されたＲＧＢ値と同一ではない場合がある。さらに、測定されたＲＧＢは、シーンが記録された現実世界の光源と同一ではない場合がある。デモザイク処理済画像が生成された後、その画像は、画像の出力を加速するとともに、カメラ、ならびにパーソナルコンピュータ等画像を転送しうる他の装置上の記憶空間を最小化するために圧縮されることが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
不都合なことに、補間プロセスは計算的に高価でありうる。何百万個ものピクセルを補間することは比較的遅いプロセスであり、このプロセスを画像圧縮と組み合わせると、画像の出力または処理における顕著なボトルネックが生じうる。デモザイク処理アルゴリズムは、画像取得パイプラインに沿った唯一の補間ステップである。しかし、デモザイク処理ステップは、後続処理に利用可能なデータにも影響を及ぼす。デモザイク処理アルゴリズムがデータを非可逆的に変更してしまうと、そのデータの後続処理も影響を受ける。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
オフセットジオメトリアレイ（offset geometric array)をデモザイク処理する方法を提供する。この方法は、複数のセンサをオフセットジオメトリアレイに配置するステップを含む。センサは、それぞれ規定の幾何学的形状とともに各センササンプルを有する。別のステップでは、オフセットジオメトリアレイの奇数行中のセンサからの第１のサンプルが、幾何学的形状の一番上のポイントに移される。さらなるステップでは、オフセットジオメトリアレイの偶数行中のセンサからの第２のサンプルが、奇数行からの第１のサンプルに垂直に並んだポイントに移される。ポイントは、奇数行からの第１のサンプルと同じ幾何学的形状内にも含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
これより、図面に示される例示的な実施形態を参照し、本明細書では、特定の用語を用いて例示的な実施形態について説明する。それにも関わらず、これにより、本発明の範囲を限定する意図がないことが理解されよう。本開示を把握した当業者が見出す、本明細書に示した本発明の特徴の代替形態およびさらなる変形形態、ならびに本明細書に示す本発明の原理のさらなる応用は、本発明の範囲内とみなされるべきである。
【００１１】
本発明は、画像形成システムにおけるオフセットカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）を変形し、デモザイク処理する方法を含む。図１は、オフセットジオメトリアレイをデモザイク処理する一方法の一実施形態を示したフローチャートである。この方法は、ブロック２０において、各センササンプルとともに規定の幾何学的形状をそれぞれ有する複数のセンサをオフセットジオメトリアレイに配置するステップを含む。幾何学的形状は、円形、三角形、六角形または同様の適した幾何学的形状であることができ、本説明におけるオフセットという用語は、センササンプリングが行われるとき、幾何学的形状の中心および頂点が垂直または水平に並んでいないことを意味するために用いられる。図３は、後に説明する六角形配置を示す。
【００１２】
述べたように、オフセットジオメトリアレイの幾何学的形状の頂点または中心点は規則的な直交格子をなさず、オフセットサンプルは密度の高いサンプリングエリアを提供することができる。したがって、各幾何学的形状のＲＧＢ値は、モニタ画面上への表示等、多くの撮像出力アプリケーションに必要な直交格子への後続処理なしでは使用することができない。
【００１３】
さらなるステップとして、ブロック２２において、オフセットジオメトリアレイの奇数行中のセンサからの第１のサンプルが、幾何学的形状の一番上のポイントに移される。奇数行のサンプルを移し終えた後、次のステップとして、ブロック２４において、オフセットジオメトリアレイの偶数行中のセンサからの第２のサンプルが、奇数行からの第１のサンプルと垂直に並んだ所定のポイントに移される。この所定のポイントは、奇数行からの第１のサンプルと同じ幾何学的形状内にある。これは、移動またはシフトされたポイントが両方とも、ジオメトリアレイの同じ幾何学的形状内に配置されることになることを意味する。
【００１４】
サンプルを直交座標系に配置した後で、デモザイク処理を行うことができる。別のステップとして、ブロック２６において、それぞれ隣接する幾何学的形状からセンササンプルを選択することにより、奇数行中の第１のサンプルセットのデモザイク処理済ピクセルが生成される。次のステップとして、ブロック２８において、隣接する幾何学的形状から１つまたは複数のセンササンプルを使用することにより、偶数行中の第２のサンプルセットのデモザイク処理済ピクセルが生成される。隣接する幾何学的形状から特定のサンプルを選択する実施形態について以下にさらに詳しく述べる。デモザイク処理済ピクセルは、移動またはシフトされた未処理サンプルと同じ位置に配置されることになる。より具体的には、第１のサンプルセットのデモザイク処理済ピクセルを、それぞれが奇数行にサンプルを含む幾何学的形状の一番上のポイントに移すことができる。第２のサンプルセットのデモザイク処理済ピクセルを、奇数行からの第１のサンプルセットと垂直方向に並んだポイントに移すことができる。加えて、偶数行中の第２のサンプルセットを、奇数行内の幾何学的形状の少なくとも１つの底辺に隣接した２つの隣接する幾何学的形状の一番上のポイントに水平に並べることができる（図３参照）。
【００１５】
本発明の一実施形態は、六角形が配置されたセンサアレイを有するカメラまたは画像形成システムに使用することができる。図２は、モザイクパターン３０を有する六角形格子を示し、センサがＸで示すように各六角形の中心に配置されている。この図は、六角形格子からの、必ずしも格子の絶対的な原点であるとは限らない相対的な原点を有する代表的なセクションを示す。格子中の各六角形には（Ｉ，Ｊ）位置が与えられる。たとえば、六角形３４は、行座標Ｉ＝０（偶数行）および列座標Ｊ＝３を有することができる。
【００１６】
従来のセンササンプリングおよびデモザイク処理システムは、同じ空間の場合に六角形格子よりも√３／２だけ低いサンプリング密度を有することがわかっている直交アレイをベースとしてきた。サンプリング密度が低いということは、画質が悪く、同じ画像およびデモザイク処理方法の場合にデモザイクアーチファクトが多いことを含意する。メガピクセル範囲に近づきつつあり、またそれ以上になりつつある現在の撮像解像度では、直交アレイの場合、満足のいく画質のためには相当量の計算力ならびにかなり複雑なデモザイク処理方式が必要とされる。一方、本発明は、関わる未処理データの処理量が少ないオフセット多角的格子または六角形格子のデモザイク処理方式を開示する。所与の空間における六角形格子のサンプリングレートが高いことも、直交サンプリングアレイの単純なデモザイク処理方式では得ることができない向上した画質を提供するのに役立つ。
【００１７】
図３に示すように、隣接するＲＧＢピクセルまたはサンプルは三角形５０を形成する。所与のピクセル４０は、その他の２色毎に３個のピクセル（合計で６個のピクセル）で取り囲まれているため、隣接する６個の三角形それぞれの基本頂点（base vertex）４０をなす。これら三角形の中心が元の六角形５２の頂点を形成する。
【００１８】
所与の三角形の頂点上のＲＧＢ値を使用して、ピクセルのＲＧＢ値を近似することができる。ピクセルは、三角形の中心（すなわち面心）を中心であり、従って元の六角形の頂点の中心である。不都合なことに、六角形アレイの頂点は規則正しい直交格子を形成しない。したがって、各三角形のＲＧＢ値は、さらに処理しなければ規則正しい直交格子で使用することはできないが、いくつかの三角形についてはＲＧＢ値を使用することができる。規則正しい直交格子は、コンピュータ画面上への画像の表示、印字、および直交格子方式で表示される他の出力に必要なものである。
【００１９】
本発明の一実施形態では、センサからのデータは以下の形で提供される。
【００２０】
ＲＧＢＲＧＢＲＧＢＲＧＢ
ＢＲＧＢＲＧＢＲＧＢＲＧ
ＣＭＹまたは類似する周知の色配置等、他のカラーセンサ配置を使用することもできる。ｒ（Ｉ，Ｊ）が未処理データの（行，列）フォーマットを表し、六角形格子の付番が（０，０）から始まると想定すると、座標は以下のようになる。
【００２１】
Ｒ：（０，０）
Ｇ：（０，１）
Ｂ：（０，２）
Ｒ：（０，３）
Ｇ：（０，４）
行０において以下同様である。次の行の場合は以下である。
【００２２】
Ｂ：（１，０）
Ｒ：（１，１）
Ｇ：（１，２）
Ｂ：（１，３）
Ｒ：（１，４）
この実施形態では、偶数の番号が付けられた行は赤ピクセルから始まり、奇数の番号が付けられた行は青ピクセルから始まる。これを逆にしてもよく、または他のカラーモザイク体系が当業者により使用されてもよい。
【００２３】
さらに、ＫがフレームＲ、Ｇ、Ｂそれぞれについて値０、１、２を有するものとし、ｆ（Ｋ，Ｉ，Ｊ）をデモザイク処理済画像中のピクセル（Ｉ，Ｊ）におけるＫ番目のフレーム値を表すものとする。上に述べたように、フレームは、全未処理ピクセルおよび一色に属するデモザイク処理済ピクセルのセットを表す。たとえば、ＲＧＢシステムは概して、１つの赤フレーム、１つの緑フレームおよび１つの青フレームを使用する。
【００２４】
したがって、本発明の一実施形態は、六角形格子から選ばれた特定の行ピクセルおよび変更後のピクセルを使用して、デモザイク処理済ピクセルを生成する。デモザイク処理済画像の座標系は以下のようになる。
【００２５】
Ｉが奇数の場合、（Ｉ，Ｊ）ピクセルは六角形ピクセル（Ｉ，Ｊ）の一番上の頂点に移される。これは、未処理データを指定されたポイントに移すことを表す、図３の矢印４４で示される。移されたこのポイントは、移動後にＸおよびＹ直交座標で計算されることになる。
【００２６】
Ｉが偶数の場合、（Ｉ，Ｊ）デモザイク処理済ピクセルは、（Ｉ＋１，Ｊ）デモザイク処理済ピクセルの真下にあるとともに、（Ｉ，Ｊ）と（Ｉ，Ｊ＋１）を中心とする六角形ピクセルの一番上の頂点のちょうど中間にある。これは、偶数行中の行データを図３中の指定されたアスターリスクに移すことを表す、図３の矢印４８で示される。この位置は、直交格子を形成するためにピクセルを（Ｉ＋１，Ｊ）にある真上のピクセルと（Ｉ−１，Ｊ）にある下のピクセルとの中間にするために、偶数ピクセルに用いられる。これにより、偶数ピクセルの位置が一番上の２つの頂点のちょうど中間に配置される。変更後の座標であるアスターリスクが、正方形の破線４６で示される直交格子を形成することに留意する。これは、中心がずれたポイントを有する格子を形成する六角形の中心とは対照的である。本発明の代替の実施形態では、奇数行および偶数行に適用される配置を切り換えることができ、こうしても結果として直交格子になる。
【００２７】
以下の数式は、デモザイク処理済値を選択する際に用いられる。Ｉが奇数の場合、図４は、未処理ピクセルデータの列番号ＪがフレームＫ＝（Ｊ＋２）mod３の測定に対応することを示している。但し、赤フレーム＝０、緑フレーム＝１、青フレーム＝２である。頂点が六角形（Ｉ，Ｊ）の中心にあるとともに、水平な一辺を有し、中心をデモザイク処理済ピクセル（Ｉ，Ｊ）とする三角形の場合、各フレームの値は三角形の頂点における値から導き出される。これらピクセル位置における未処理値をデモザイク処理済値として使用することができ、または識別された未処理値からデモザイク処理済値を補間または近似することができる。
【００２８】
（数１）
ｆ（Ｊmod３，Ｉ，Ｊ）＝ｒ（Ｉ＋１，Ｊ）
（数２）
ｆ（（Ｊ＋１）mod３，Ｉ，Ｊ）＝ｒ（Ｉ＋１，Ｊ＋１）
（数３）
ｆ（（Ｊ＋２）mod３，Ｉ，Ｊ）＝ｒ（Ｉ，Ｊ）
たとえば、六角形座標６０が（Ｉ＝１，Ｊ＝４）の場合、この六角形は、本実施形態例では赤フレームのピクセルである赤色センサを含む。上に列挙した数式により、どの六角形サンプルがデモザイク処理目的のために選択されるかがさらに識別される。フレーム番号（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝２）が使用されているため、数式Ｊmod３は、問題となっている特定の六角形に正しいカラーフレームを識別する。数３において、Ｊ＝４の場合に（Ｊ＋２）mod３を解くと、赤に対応する結果０が戻される。したがって、赤フレームの場合、ｒ（Ｉ，Ｊ）六角形値、すなわち（１，４）が選択される。図４の六角形格子の配置例に基づき、これは正しい。
【００２９】
数２において、Ｊ＝４が（Ｊ＋１）mod３の値を求める際に使用されると、これにより青フレームに対応する値２が戻され、値ｒ（Ｉ＋１，Ｊ＋１）は、直接使用するか、あるいは補間して使用してデモザイク処理済値を作成することができる青値である。数１において、Ｊ＝４の値がＪmod３で評価されると、これにより緑フレームを表す値１が戻される。したがって、緑センサである六角形ｒ（Ｉ＋１，Ｊ）が選択されることになり、この未処理値は用いられるか補間されることができる。デモザイク処理中の六角形のＪ値が変わると、これら数式により適切なフレームに正しい値が選択される。これら奇数のデモザイク処理済値もまた、変更後のピクセル位置６２に移動または補間される。
【００３０】
奇数ピクセルについて述べたデモザイク処理方式は、正確性を維持しながら処理を最小化するのに役立つ。三角形の面心に近い値ほどより正確な値であるため、デモザイク処理済ピクセル６２の中心に隣接する値が使用される。最終ピクセルに平均化されうる他のＲＧＢ値はいずれも、隣接ピクセルと比較して面心から離れすぎていることから、この奇数ピクセルは、フレームのピクセル毎に１つのみの未処理値を用いる。
【００３１】
Ｉが偶数の場合、未処理データのピクセルの列番号Ｊは、図５に示すように、フレームＫ＝Ｊmod３の測定に対応する。Ｉが偶数の場合、シフト後のピクセル（Ｉ，Ｊ）、すなわち直交座標を有するピクセルが、六角形（Ｉ，Ｊ）および（Ｉ，Ｊ＋１）の一番上の頂点の中間ポイントにあることを想起されたい。この方法では、２つのデモザイク処理済値は、（Ｉ，Ｊ）および（Ｉ，Ｊ＋１）における六角形の頂点にある２つの値の平均として近似される。
【００３２】
（数４）
ｆ（Ｊmod３，Ｉ，Ｊ）＝（ｒ（Ｉ，Ｊ）＋ｒ（Ｉ＋１，Ｊ＋１））／２
（数５）
ｆ（（Ｊ＋１）mod３，Ｉ，Ｊ）＝（ｒ（Ｉ，Ｊ＋１）＋ｒ（Ｉ＋１，Ｊ−１））／２
（数６）
ｆ（（Ｊ＋２）mod３，Ｉ，Ｊ）＝ｒ（Ｉ＋１，Ｊ）
偶数の六角形サンプルをデモザイク処理するこれらの数式は、奇数の数式と同様に機能する。たとえば、図５に示すように、偶数行の（Ｉ＝０，Ｊ＝４）におけるサンプル六角形７０を使用することができる。数６において、Ｊ＝４が（Ｊ＋２）mod３に使用される場合、（Ｊ＋２）mod３の値は０、すなわち赤フレームになるため、ｒ（Ｉ＋１，Ｊ）の値、すなわち（１，４）にある赤色六角形が用いられる。数５において、Ｊ＝４の（Ｊ＋１）mod３の値は２、すなわち青フレームになる。次に、２つの青色六角形、すなわち（０，５）におけるｒ（Ｉ，Ｊ＋１）および（１，３）におけるｒ（Ｉ＋１，Ｊ−１）の平均をとり、青フレームのデモザイク処理済値を提供する。数４において、Ｊmod３にＪ＝４を使用すると、Ｊmod３の値は緑フレームである１になり、（０，４）における緑六角形ｒ（Ｉ，Ｊ）および（１，５）におけるｒ（Ｉ＋１，Ｊ＋１）が、デモザイク処理済ポイントの算出に使用される。
【００３３】
２つのデモザイク処理済値に他の２つのピクセルの平均が使用され、１つが１個のピクセルからデモザイク処理されることは注目に値する。これは、直交サンプリングポイントが、図５に示すように２つの三角形の中心点の中間にあるためである。したがって、ピクセルのデモザイク処理済値は、各三角形の面心におけるピクセル値の平均である。本発明では、三角形の面心のＲＧＢピクセル値は実質的に、三角形の頂点上のＲＧＢ値である。これは奇数行にも同様に当てはまる。したがって、２つの三角形の中心にある、偶数直交サンプルポイントのデモザイク処理済ピクセル値は、その２つの三角形の頂点上のピクセル値の平均である。２つの三角形は共通ポイントも共有し、このポイントはデモザイク処理済ピクセル、すなわち２つの三角形の中心に近いため、任意の平均化を行うことなく使用される。
【００３４】
本発明の方法は、複数の価値ある機能を提供することである。従来のデジタル画像形成システムとは対照的に、本システムおよび本方法は、二次元において直交サンプリング格子よりも密度の高い六角形格子状のセンサから取り込まれたデータを使用する。従来の直交センサ格子とは異なり、六角形格子を使用するデジタル撮像はすべての次元においてより一様に分布した色を有する。
【００３５】
本画像形成システムは、六角形格子に仕立てられた計算効率的なデモザイク処理方式を使用し、この方法の処理速度は概して、従来のデモザイク処理方式よりも高速である。デモザイク処理方式の単純さにより、同じチップ上にＪＰＥＧ圧縮を含める余地も物理的なハードウェアに提供される。これは通常、ＪＰＥＧ圧縮により圧縮データサイズが元の画像サイズの３分の１に低減されることから有意である。したがって、カメラまたは撮像装置内で画像を圧縮する際に価値がある。モザイクパターンで未処理データを取り込む任意のセンサに伴う１つの選択肢として、常にカメラまたは撮像装置外でデモザイク処理を行い、未処理データをそのままコンピュータに送るというものがある。不都合なことに、未処理のデモザイク処理されていないデータは一般に、ＪＰＥＧ圧縮することができない。したがって、センサアレイによって出力されるデータ量はセンサの個数に等しい。これとは対照的に、本発明のように画像がカメラでデモザイク処理されると、画像をＪＰＥＧ圧縮してコンピュータに出力することができる。これにより、本発明はデータをセンサ個数の３倍に増やす（デモザイク処理を通して）ことができ、圧縮（たとえば、ＪＰＥＧ）を用いることによってデータ出力を大幅に縮小することが可能である。他のデモザイク処理方法に対する本方法の利点は、デモザイク処理方式の処理が最小であるとともに、これにより、より高度なデモザイク処理方式が必要な場合には、画像を撮像装置から検索した後に、元の未処理データ値をホストコンピュータ上で復元することが可能になることである。
【００３６】
本発明のデモザイク処理方式は、未処理データの値をそれほど変更しない。本方法は、多くとも２つの値を平均化する。加えて、デモザイク処理された圧縮データから元の未処理データ値を再び得ることがはるかに容易である。平均化に使用される未処理データは奇数行の他の三角形の頂点の形成にも使用されるため、この効果は平均化ポイントに対して可能である。したがって、このデータは奇数行に保存され、必要であればアクセスすることができる。デモザイク処理済画像における総データは、未処理データをサンプリングするセンサ個数の３倍である。したがって、平均として送られる値を破棄することも、またはさらなるデモザイク処理または処理を行う場合には追加の制約として使用することができる。
【００３７】
従来のデモザイク解決策には、デモザイク処理し、かなり変更された未処理データのＪＰＥＧ圧縮が含まれている。したがって、未処理サンプリングデータは圧縮データから容易に復元されず、またホストコンピュータは、極度に高い画質の場合に未処理データを実質的に処理することができない。本方法は、撮像装置がほとんど処理されていない未処理データまたはデモザイク処理済データを圧縮できるようにする。そして、画質を高めるために、必要であれば、当業者に既知の任意の数の事後処理アルゴリズムを使用して、このあまり処理されていないデータをホストまたは最終宛先装置上で大々的に処理することができる。
【００３８】
本方法と比較して、グレースケール未処理データの圧縮を含む従来の解決策では、良好な圧縮比率が得られない。グレースケールモザイクデータでは、１フレーム中の連続した値は異なる色からの値であるため類似しない。本発明におけるデモザイク処理済データを圧縮する場合、単一フレーム中の連続ポイントは、同じ色について近似されるか、あるいは直接測定されるため、より類似する。
【００３９】
これより、本発明の方法の別の例示的な例について図６に関連して述べる。本実施形態は、センササンプルを含む正多角形のオフセットジオメトリアレイを直交サンプルアレイに変換する方法を含む。この方法は、ブロック１０２において、オフセットジオメトリアレイ内の第１のライン上の線形頂点アレイ、およびオフセットジオメトリアレイ中の正多角形上にある各頂点を規定するステップを含む。さらなるステップとして、ブロック１０４において、オフセットジオメトリアレイの奇数行中のセンササンプルからの第１のサンプルが、線形頂点アレイ中の第１のポイントに移される。別のステップとして、ブロック１０６において、第１のライン上の隣接する頂点間の間隔距離が規定される。さらなるステップとして、ブロック１０８において、第１のラインと平行に配置されるとともに、間隔距離に等しい距離だけ第１のラインから離間された第２のラインが規定される。さらに別のステップとして、ブロック１１０において、偶数行中のセンササンプルからの第２のサンプルが奇数行からの第１のポイントと並んだ第２のライン上の第２のポイントに移され、垂直線が第１および第２のポイントの両方を通過するようにする。
【００４０】
この配置では、奇数行からの第１のサンプルセットが偶数行からの第２のサンプルセットと並び、直交格子が形成される。本質的にこれら上記ステップは、格子内に存在するポイントの個数分繰り返すことができる。直交格子の作成後、センササンプルを隣接する幾何学的形状から選択することにより、デモザイク処理済ピクセルを奇数行中の第１のサンプルセットに生成することができる。隣接する幾何学的形状から少なくとも２つのセンササンプルを組み合わせることにより、さらなるデモザイク処理済ピクセルを偶数行に生成することができる。格子中の正多角形は三角形および六角形であっても、あるいは同様の多角形であってもよい。
【００４１】
上記参照した配置は、本発明の原理の応用を示すためのものであることを理解されたい。本発明を図面に示し、本発明の例示的な実施形態（複数可）と併せて上述したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更形態および代替形態の配置を考案することが可能である。特許請求の範囲に記載される本発明の原理および概念から逸脱することなく、多くの変更形態を行いうることが当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】オフセットジオメトリアレイをデモザイク処理する方法の一実施形態を示すフローチャート。
【図２】本発明の一実施形態による六角形センサアレイの概略図。
【図３】図１の六角形センサアレイ中のＲＧＢ値のグループ。
【図４】六角形センサアレイ中の奇数行のデモザイク処理済ピクセル値。
【図５】六角形センサアレイ中の偶数行のデモザイク処理済ピクセル値。
【図６】オフセットセンサアレイを変形する一実施形態のフローチャート。
【符号の説明】
【００４３】
３０    モザイクパターン
４０    ピクセル
５０    三角形
６０    六角形
【図１】
2004201311.tif 000003
【図２】
2004201311.tif 000004
【図３】
2004201311.tif 000005
【図４】
2004201311.tif 000006
【図５】
2004201311.tif 000007
【図６】
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