(57)【要約】  【構成】  ＮＲ回路２６〜３０は、連続する３ラインのＲＧＢデータに基づいて、周波数ｆ１以上の成分が除去された１ラインのＲＧＢデータを出力する。ＮＲ回路３２〜３６は、同じ３ラインのＲＧＢデータに基づいて、周波数ｆ２以上の成分が除去された１ラインのＲＧＢデータを出力する。ここで、周波数ｆ２は周波数ｆ１よりも高い。色差マトリクスは、ＮＲ回路２６〜３０から出力されたＲＧＢデータに基づいてＵデータおよびＶデータを作成し、輝度マトリクス演算回路４２は、ＮＲ回路３２〜３６から出力されたＲＧＢデータに基づいてＹデータを作成する。  【効果】  色再現性および輝度再現性の両方が改善される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する複数ラインの独自色信号に基づいて第１周波数以上の信号成分が除去された１ラインの第１低減色信号を出力する第１低減手段、
前記複数ラインの独自色信号に基づいて前記第１周波数よりも高い第２周波数以上の信号成分が除去された１ラインの第２低減色信号を出力する第２低減手段、
前記第１低減手段から出力された第１低減色信号に基づいて色差信号を作成する第１作成手段、および
前記第２低減手段から出力された第２低減色信号に基づいて輝度信号を作成する第２作成手段を備える、画像信号処理回路。
【請求項２】
前記第１低減手段は、前記複数ラインの独自色信号をそれぞれ入力する複数の巡回型フィルタ、前記複数の巡回型フィルタの出力に基づいて複数の第１重み付け係数をそれぞれ作成する複数の第１係数作成手段、前記複数の第１係数作成手段によって作成された複数の重み付け係数に基づいて１つの第２重み付け係数を作成する第２係数作成手段、および前記複数のラインを形成する第１特定ラインの独自色信号と前記第１特定ラインに対応する巡回型フィルタの出力とを前記第２係数作成手段によって作成された第２重み付け係数に従って加算する加算手段を含む、請求項１記載の画像信号処理回路。
【請求項３】
前記複数の巡回型フィルタの各々は、注目画素に先行する先行画素の低減色信号に小数である第１係数を掛け算する第１掛け算手段、前記注目画素の独自色信号に前記第１係数の“１”の補数である第２係数を掛け算する第２掛け算手段、および前記第１掛け算手段の出力と前記第２掛け算手段の出力とを加算して前記注目画素の低減色信号を生成する加算手段を含み、
前記第１低減手段は、前記注目画素の独自色信号と前記注目画素の低減色信号とのレベル差が閾値を上回るとき前記第１係数を“０”に変更する変更手段をさらに含む、請求項２記載の画像信号処理回路。
【請求項４】
前記第２低減手段は、前記複数ラインの独自色信号を入力するメディアンフィルタ、および前記複数ラインを形成する第２特定ラインの独自色信号と前記第２特定ラインに対応する前記メディアンフィルタの出力とのいずれか一方を選択する選択手段を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像信号処理回路。
【請求項５】
前記選択手段は、エッジ強調信号のレベルが閾値を上回るとき前記独自色信号を選択する、請求項４記載の画像信号処理回路。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像信号処理回路を備える、ディジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像信号処理回路に関し、特にたとえばディジタルカメラに適用され、色信号に基づいて色差信号および輝度信号を作成する、画像信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の画像信号処理回路の一例が、特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、色補間部で生成されたＲＧＢ信号は、ＹＣ変換部によって輝度信号（Ｙ）および色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換される。変換された輝度・色差信号（ＹＣｒＣｂ）は、輪郭強調部で輝度信号の輪郭補正を施された後、ノイズ低減処理部において平滑化処理，メディアンフィルタ処理などのノイズリダクションを施される。
【特許文献１】特開２００３−２７４２４５号公報［Ｈ０４Ｎ  ５／２２５，５／２３２］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、一般的に、メディアンフィルタは、解像度保存特性では他のフィルタに対して優れる反面、ノイズ低減特性では他のフィルタに対して劣る。また、輝度については、ノイズの低減よりも解像度の保存が重視される一方、色については、解像度の保存よりもノイズの低減が重視される。
【０００４】
すると、輝度・色差信号にメディアンフィルタ処理を施す従来技術では、良好な色再現性が得られないという問題が生じる。なお、解像度保存特性よりもむしろノイズ低減特性に優れたフィルタをメディアンフィルタの代わりに採用すれば、良好な色再現性が得られるが、そうすると、輝度再現性が低下しまう。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、色再現性および輝度再現性に優れた、画像信号処理回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に従う画像信号処理回路は、連続する複数ラインの独自色信号に基づいて第１周波数以上の信号成分が除去された１ラインの第１低減色信号を出力する第１低減手段、複数ラインの独自色信号に基づいて第１周波数よりも高い第２周波数以上の信号成分が除去された１ラインの第２低減色信号を出力する第２低減手段、第１低減手段から出力された第１低減色信号に基づいて色差信号を作成する第１作成手段、および第２低減手段から出力された第２低減色信号に基づいて輝度信号を作成する第２作成手段を備える。
【０００７】
第１低減手段は、連続する複数ラインの独自色信号に基づいて第１周波数以上の信号成分が除去された１ラインの第１低減色信号を出力し、第２低減手段は、同じ複数ラインの独自色信号に基づいて第２周波数以上の信号成分が除去された１ラインの第２低減色信号を出力する。ここで、第２周波数は第１周波数よりも高い。第１作成手段は、第１低減手段から出力された第１低減色信号に基づいて色差信号を作成し、第２作成手段は、第２低減手段から出力された第２低減色信号に基づいて輝度信号を作成する。
【０００８】
つまり、色差信号および輝度信号は、互いに異なる特性を有する第１低減手段および第２低減手段の出力に基づいて、それぞれ作成される。したがって、色再現性および輝度再現性の両方を改善できる。
【０００９】
請求項２の発明に従う画像信号処理装置は、請求項１に従属し、第１低減手段は、複数ラインの独自色信号をそれぞれ入力する複数の巡回型フィルタ、複数の巡回型フィルタの出力に基づいて複数の第１重み付け係数をそれぞれ作成する複数の第１係数作成手段、複数の第１係数作成手段によって作成された複数の第１重み付け係数に基づいて１つの重み付け係数を作成する第２係数作成手段、および複数のラインを形成する第１特定ラインの独自色信号と第１特定ラインに対応する巡回型フィルタの出力とを第２係数作成手段によって作成された第２重み付け係数に従って加算する加算手段を含む。
【００１０】
第２重み付け係数は、水平方向および垂直方向における独自色信号の変化に基づいて決定される。第１特定ラインの独自色信号および第１特定ラインに対応する巡回型フィルタの出力は、こうして決定された第２重み付け係数に従って加算される。これによって、良好なフィルタ処理が実現される。
【００１１】
請求項３の発明に従う画像信号処理回路は、請求項２に従属し、複数の巡回型フィルタの各々は、注目画素に先行する先行画素の低減色信号に小数である第１係数を掛け算する第１掛け算手段、注目画素の独自色信号に第１係数の“１”の補数である第２係数を掛け算する第２掛け算手段、および第１掛け算手段の出力と第２掛け算手段の出力とを加算して注目画素の低減色信号を生成する加算手段を含み、第１低減手段は、注目画素の独自色信号と注目画素の低減色信号とのレベル差が閾値を上回るとき第１係数を“０”に変更する変更手段をさらに含む。
【００１２】
注目画素に対応する独自色信号および低減色信号のレベル差が大きいときに第１係数を“０”に変更することで、エッジを過ぎた後の低減色信号のレベル変動が防止される。これによって、第１重み付け係数ひいては第２重み付け係数の的確な決定が可能となる。
【００１３】
請求項４の発明に従う画像信号処理回路は、請求項１ないし３のいずれかに従属し、第２低減手段は、複数ラインの独自色信号を入力するメディアンフィルタ、および複数ラインを形成する第２特定ラインの独自色信号と第２特定ラインに対応するメディアンフィルタの出力とのいずれか一方を選択する選択手段を含む。
【００１４】
請求項５の発明に従う画像信号処理回路は、請求項４に従属し、選択手段は、エッジ強調信号のレベルが閾値を上回るとき前記独自色信号を選択する。これによって良好なフィルタ処理が実現される。
【００１５】
請求項６の発明に従うディジタルカメラは、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像信号処理回路を備える。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、互いに異なる特性を有する第１低減手段および第２低減手段の出力に基づいて色差信号および輝度信号をそれぞれ作成するようにしたため、色再現性および輝度再現性の両方を改善することができる。
【００１７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、イメージセンサ１２を含む。被写界の光学像は、光学レンズ（図示せず）を通してイメージセンサ１２の受光面に照射される。受光面は原色ベイヤ配列の色フィルタ（図示せず）によって覆われており、各々の受光素子で光電変換によって生成される電荷は、Ｒ（Red），Ｇ（Green）およびＢ（Blue）のいずれか１つの色情報を有する。
【００１９】
電源が投入されると、ＣＰＵ１８は、プリ露光および間引き読み出しの繰り返しをＴＧ１６に命令する。ＴＧ１６は、１／３０秒に１回の割合でイメージセンサ１２にプリ露光を施し、かつこれによって生成された電荷の一部をラスタ走査態様で読み出す。読み出された電荷によって形成される生画像信号の垂直方向に注目すると、奇数ラインはＲ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，…の色情報を有し、偶数ラインはＧ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，…の色情報を有する。
【００２０】
ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１４は、かかる生画像信号にノイズ除去，ゲイン調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施し、ディジタル信号である生画像データを出力する。出力された生画像データは、ラインメモリ制御回路２２を経て色分離回路２４に与えられる。色分離回路２４からは、各画素がＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有する連続３ラインの色分離画像データが出力される。
【００２１】
なお、出力される３ラインは、１ライン期間に１ラインの割合で更新される。つまり、ある１ライン期間に第Ｎ−１ライン，第Ｎラインおよび第Ｎ＋１ラインが出力される場合、次の１ライン期間には第Ｎライン，第Ｎ＋１ラインおよび第Ｎ＋２ラインが出力される。
【００２２】
色分離回路２４から出力された３ラインの色分離画像データは、ＮＲ（Noise Reduction）回路２６，２８および３０に与えられる。つまり、各ラインの色分離画像データを形成するＲデータ，ＧデータおよびＢデータのうち、ＲデータがＮＲ回路２６に与えられ、ＧデータがＮＲ回路２８に与えられ、そしてＢデータがＮＲ回路３０に与えられる。ＮＲ回路２６〜３０からは、注目する３ラインのうち中央の１ラインに対応するかつ色ノイズが低減されたＲデータ，ＧデータおよびＢデータがそれぞれ出力される。色差マトリクス演算回路４０は、ＮＲ回路２６〜３０の出力にマトリクス演算を施し、色差データつまりＵデータおよびＶデータを出力する。
【００２３】
色分離回路２４から出力された３ラインの色分離画像データはまた、ＮＲ回路３２，３４および３６に与えられる。上述と同様、各ラインの色分離画像データを形成するＲデータ，ＧデータおよびＢデータのうち、ＲデータがＮＲ回路３２に与えられ、ＧデータがＮＲ回路３４に与えられ、そしてＢデータがＮＲ回路３６に与えられる。
【００２４】
ＮＲ回路３２〜３６にはまた、エッジ検出回路３８から出力されたＥＤＧＥデータが与えられる。エッジ検出回路３８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１４から出力された生画像データに基づいて、被写界像のエッジを検出する。具体的には、エッジを境界とした明るさの変化の方向とエッジの急峻度とを検出し、変化の方向に対応する極性と急峻度とを示すＥＤＧＥデータを生成する。ＮＲ回路３２〜３６には、かかるＥＤＧＥデータが入力される。
【００２５】
ＮＲ回路３２〜３６は、与えられたデータに基づいて、注目する３ラインのうち中央の１ラインに対応するかつ色ノイズが低減されたＲデータ，ＧデータおよびＢデータをそれぞれ出力する。輝度マトリクス演算回路４２は、ＮＲ回路３２〜３６の出力にマトリクス演算を施し、輝度データつまりＹデータを出力する。
【００２６】
信号処理回路４４は、色差マトリクス演算回路４０から出力されたＵデータおよびＶデータと輝度マトリクス演算回路４２から出力されたＹデータとをＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号に変換する。変換されたコンポジットビデオ信号はＬＣＤモニタ４８に与えられ、この結果、被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。
【００２７】
シャッタボタン２０が操作されると、ＣＰＵ１８は、１回の本露光と１回の全画素読み出しとをＴＧ１６に命令する。ＴＧ１６は、イメージセンサ１２に本露光を施し、かつこれによって得られた全ての電荷をラスタ走査態様で読み出す。読み出された電荷によって形成される生画像信号は、上述と同様、奇数ラインにＲ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，…の色情報を有し、偶数ラインにＧ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，…の色情報を有する。
【００２８】
読み出された生画像信号は、上述と同様の処理を施される。これによって、ＵデータおよびＶデータが色差マトリクス演算回路４０から出力され、Ｙデータが輝度マトリクス演算回路４２から出力される。シャッタボタン２０が操作されたとき、信号処理回路４４は、与えられたＵデータ，ＶデータおよびＹデータにＪＰＥＧ圧縮を施し、圧縮画像データを記録媒体４６に記録する。
【００２９】
ＮＲ回路２６は、図２に示すように構成される。ここでは、注目する３ラインのＲデータのうち、１ライン目のＲデータを“Ｒ１データ”と定義し、２ライン目のＲデータを“Ｒ２データ”と定義し、そして３ライン目のＲデータを“Ｒ３データ”と定義する。
【００３０】
ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタ５０ａは、Ｒ１データにフィルタ処理を施し、Ｒ１ｉｉｒデータを出力する。減算器５２ａは、Ｒ１ｉｉｒデータからＲ１データを減算し、両者の差分絶対値を示すＲ１ｄｉｆデータを出力する。係数生成回路５４ａは、減算器５２ａから出力されたＲ１ｄｉｆデータに基づいて係数Ｋ１を生成し、生成された係数Ｋ１をＬＰＦ５８に与える。
【００３１】
比較器５６ａは、Ｒ１ｄｉｆデータ値が閾値ＴＨ１以上であるとき、ＩＩＲフィルタ５０ａのフィルタ係数Ａを“０”に変更し、Ｒ１ｄｉｆデータ値が閾値ＴＨ１未満であるとき、フィルタ係数Ａを元に戻す。フィルタ係数Ａを“０”に変更することで、Ｒ１ｉｉｒデータはＲ１データと一致し、Ｒ１ｄｉｆデータ値は“０”となる。したがって、フィルタ係数Ａが“０”を維持する期間は、１画素期間である。
【００３２】
ＩＩＲフィルタ５０ｂは、Ｒ２データにフィルタ処理を施し、Ｒ２ｉｉｒデータを出力する。減算器５２ｂは、Ｒ２ｉｉｒデータからＲ２データを減算し、両者の差分絶対値を示すＲ２ｄｉｆデータを出力する。係数生成回路５４ｂは、減算器５２ｂから出力されたＲ２ｄｉｆデータに基づいて係数Ｋ２を生成し、生成された係数Ｋ２をＬＰＦ５８に与える。比較器５６ｂは、Ｒ２ｄｉｆデータ値が閾値ＴＨ１以上であるとき、ＩＩＲフィルタ５０ｂのフィルタ係数Ａを“０”に変更し、Ｒ２ｄｉｆデータ値が閾値ＴＨ１未満であるとき、フィルタ係数Ａを元に戻す。
【００３３】
ＩＩＲフィルタ５０ｃは、Ｒ３データにフィルタ処理を施し、Ｒ３ｉｉｒデータを出力する。減算器５２ｃは、Ｒ３ｉｉｒデータからＲ３データを減算し、両者の差分絶対値を示すＲ３ｄｉｆデータを出力する。係数生成回路５４ｃは、減算器５２ｃから出力されたＲ３ｄｉｆデータに基づいて係数Ｋ３を生成し、生成された係数Ｋ３をＬＰＦ５８に与える。比較器５６ｃは、Ｒ３ｄｉｆデータ値が閾値ＴＨ１以上であるとき、ＩＩＲフィルタ５０ｃのフィルタ係数Ａを“０”に変更し、Ｒ３ｄｉｆデータ値が閾値ＴＨ１未満であるとき、フィルタ係数Ａを元に戻す。
【００３４】
このようにフィルタ係数Ａを“０”に戻すことによって、Ｒ１ｉｉｒデータ，Ｒ２ｉｉｒデータおよびＲ３ｉｉｒデータの値がエッジを通り越した後に不安定に変動する事態が回避される。
【００３５】
Ｒ１ｄｉｆデータ〜Ｒ３ｄｉｆデータと係数Ｋ１〜Ｋ３との関係を図４に示す。図４によれば、係数Ｋ１〜Ｋ３は、Ｒ１ｄｉｆデータ〜Ｒ３ｄｉｆデータの値が閾値ＴＨ１を下回る限り、データ値の上昇に従って傾きＳＬ１で減少する。Ｒ１ｄｉｆデータ〜Ｒ３ｄｉｆデータの値が閾値ＴＨ１以上となると、係数Ｋ１〜Ｋ３は、データ値の上昇に従って傾きＳＬ２で減少する。
【００３６】
ＬＰＦ５８はＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタであり、与えられた係数Ｋ１〜Ｋ３に数１に従う演算を施す。これによって得られた係数Ｋは、係数Ｋ２の影響を最も大きく受けることになる。加重加算回路６０は、Ｒ２ｉｉｒデータおよびＲ２データに係数Ｋに従う加重加算を施す。具体的には、数２に従う演算を実行する。加重加算回路４６からは、色ノイズが低減されたＲ２ｎｒデータが出力される。
【００３７】
【数１】
2005286678.tif 000003
【００３８】
【数２】
2005286678.tif 000004
【００３９】
ＩＩＲフィルタ５０ａ〜５０ｃの各々は、図３に示すように構成される。Ｒ１データ，Ｒ２データまたはＲ３データは、アンプ７０を経て加算器７２の一方入力端に与えられる。加算器７２の出力つまりＲ１ｉｉｒデータ，Ｒ２ｉｉｒデータまたはＲ３ｉｉｒデータは、遅延回路７４で１画素期間にわたって遅延された後、アンプ７６を経て加算器７２の他方入力端に与えられる。アンプ７０のゲインは“１−Ａ”であり、アンプ７６のゲインは“Ａ”である。かかるＩＩＲフィルタ５０ａ〜５０ｃの各々は、図６において曲線ＣＶ１で示す特性を有する。曲線ＣＶ１によれば、周波数ｆ１以上の成分が除去される。
【００４０】
ＮＲ回路２８および３０はＮＲ回路２６と同様に構成されるため、重複した説明は省略する。なお、ＮＲ回路２８および３０の各々に設けられたＬＰＦ５８は、上述の数１に従う演算を実行する。ＮＲ回路２８に設けられた加重加算回路６０は数３に従う演算を実行し、ＮＲ回路３０に設けられた加重加算回路６０は数４に従う演算を実行する。
【００４１】
【数３】
2005286678.tif 000005
【００４２】
【数４】
2005286678.tif 000006
【００４３】
ＮＲ回路３２は、図５に示すように構成される。ここでも、注目する３ラインのＲデータのうち、１ライン目のＲデータを“Ｒ１データ”と定義し、２ライン目のＲデータを“Ｒ２データ”と定義し、そして３ライン目のＲデータを“Ｒ３データ”と定義する。
【００４４】
メディアンフィルタ８０は、水平３画素×垂直３画素の合計９画素に注目し、中央のデータ値（上から５番目のデータ値）を有するデータをＲ２ｍｄデータとして出力する。かかるメディアンフィルタ８０は、図６に曲線ＣＶ２で示す特性を有する。曲線ＣＶ２によれば、周波数ｆ２（ｆ２＞ｆ１）以上の成分が除去される。
【００４５】
セレクタ８２には、かかるＲ２ｍｄデータと入力されたＲ２データとが与えられる。絶対値検出回路８４は、ＥＤＧＥデータの絶対値を検出し、検出された絶対値を比較器８６に与える。比較器８６は、与えられた絶対値が閾値ＴＨ２を上回るときＲ２データの選択をセレクタ８２に命令し、与えられた絶対値が閾値ＴＨ２以下のときＲ２ｍｄデータの選択をセレクタ８２に命令する。セレクタ８２は、選択したデータをＲ２ｓｌデータとして出力する。
【００４６】
なお、ＮＲ回路３４および３６はＮＲ回路３２と同様に構成されるため、重複した説明は省略する。
【００４７】
以上の説明から分かるように、ＮＲ回路２６〜３０は、連続する３ラインのＲＧＢデータに基づいて、周波数ｆ１以上の成分が除去された１ラインのＲＧＢデータを出力する。ＮＲ回路３２〜３６は、同じ３ラインのＲＧＢデータに基づいて、周波数ｆ２以上の成分が除去された１ラインのＲＧＢデータを出力する。ここで、周波数ｆ２は周波数ｆ１よりも高い。色差マトリクス演算回路４０は、ＮＲ回路２６〜３０から出力されたＲＧＢデータに基づいてＵＶデータを作成し、輝度マトリクス演算回路４２は、ＮＲ回路３２〜３６から出力されたＲＧＢデータに基づいてＹデータを作成する。
【００４８】
このように、色再現性を考慮した周波数特性を有するＮＲ回路２６〜３０の出力に基づいてＵＶデータを作成し、輝度再現性を考慮した周波数特性を有するＮＲ回路３２〜３６の出力に基づいてＹデータを作成するようにしたため、色再現性および輝度再現性の両方の改善が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１実施例に適用されるＮＲ回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２実施例と比較するＩＩＲフィルタの構成の一実施例を示すブロック図である。
【図４】図２実施例に適用される係数生成回路の動作の一部を示す図解図である。
【図５】図１実施例に適用される他のＮＲ回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図２実施例に適用されるＩＩＲフィルタおよび図５実施例に適用されるメディアンフィルタの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  …  ディジタルカメラ
１２  …  イメージセンサ
２４  …  色分離回路
２６〜３６  …  ＮＲ回路
４０  …  色差マトリクス演算回路
４２  …  輝度マトリクス演算回路
５０ａ〜５０ｃ  …  ＩＩＲフィルタ
８０  …  メディアンフィルタ
【図１】
2005286678.tif 000007
【図２】
2005286678.tif 000008
【図３】
2005286678.tif 000009
【図４】
2005286678.tif 000010
【図５】
2005286678.tif 000011
【図６】
2005286678.tif 000012