专利汇可以提供可以抑制伪彩色产生的单板式彩色摄像机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的CCD(10)由驱动回路(40)驱动,从而实施全部 像素 独立的读取驱动。利用扫描线延迟器(18、20、22)将每4线一组的数据并列的输入至二维寄存器矩阵(30),并利用插补处理回路(34)根据与4行4列像素相对应的数据,对 颜色 信号 G、Mg、Cy、Ye进行插补处理。色差信号生成回路(36)用于对插补处理后的彩色信号进行颜色的分离处理。,下面是可以抑制伪彩色产生的单板式彩色摄像机专利的具体信息内容。
1.一种单板式彩色摄象机,包含有:
分别与各个象素相对应的光电变换元件,具有呈矩阵状排列的固体摄象组 件(10、40),
前述的固体摄象组件包含有位于光接收面一侧的、按色差顺序方式排列成 嵌镶状的、与相应的前述光电变换元件相对应的绿色滤波器和第一至第三补色 滤波器的颜色滤波器矩阵,
并且还具有接收前述固体摄象组件的输出以生成与任意的k行k列(k 为偶数)的中央位置相对应的彩色数据的颜色分离组件(100),
前述的颜色分离组件包含有:
分别利用绿色信号及第一至第三补色信号,相应于前述的颜色滤波器的配 置方式,对与前述k行k列象素相对应的若干个光电变换元件给出的输出中 的、按相应的颜色滤波器配置的光电变换元件给出的输出进行加权平均并且输 出的颜色插补组件(34),
以及接收前述颜色插补组件的输出,并且分离出与前述中央位置相对应的 彩色数据用的第一运算组件(36)。
2.一种如权利要求1所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
在前述的彩色插补组件中的加权平均处理包括,对于分别与绿色信号及第 一至第三补色信号相对应的、前述加权平均时用的加成系数的四个组,按照使 前述四组中的一组的配置转动90度时与前述的四组中的其它一组的配置相对 应的方式配置。
3.一种如权利要求2所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
前述的颜色滤波器矩阵包含有交替配置的若干个第一行和若干个第二 行,
前述的各第一行具有交替配置的绿色滤波器和第一补色滤波器,
前述的各第二行具有交替配置的第二补色滤波器和第三补色滤波器。
4.一种如权利要求2所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
前述的颜色分离组件还具有:
接收前述光电变换元件矩阵按行串联输出的信号的、并将前述的k行变换 为并联信号用的变换组件(18、20、22),
接收前述变换组件的输出、保持每k行k列的信号用的第一保持组件 (30),
而且前述的彩色插补组件根据由前述保持组件保持着的信号,进行加权平 均处理。
5.一种如权利要求4所述的单板式彩色摄象机,其特征在于还具有:
接收前述固体摄象组件的输出,使由前述光电变换元件矩阵的偶数行给出 的输出信号和由奇数行给出的输出信号呈嵌镶状,并且保持一个画面后施加至 前述变换组件用的第二保持组件(50)。
6.一种如权利要求2所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
前述的偶数K值为4。
7.一种如权利要求6所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
前述颜色分离组件包含有对相应于前述4行4列象素的前述光电变换元件 给出的输出中的包围着中央位置的2行2列光电变换元件的输出进行叠加运 算,并且输出辉度信号用的第二运算组件(32)。
8.一种如权利要求6所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
前述的颜色分离组件还具有:
接收前述光电变换元件矩阵的按行串联输出的信号的、并将前述的k行变 换为并联信号用的变换组件,
接收前述变换组件的输出、保持每k行k列的信号用的第一保持组件,
而且前述的彩色插补组件根据由前述保持组件保持着的信号,进行加权平 均处理。
9.一种如权利要求8所述的单板式彩色摄象机,其特征在于还具有:
接收前述固体摄象组件的输出,使由前述光电变换元件矩阵的偶数行给出 的输出信号和由奇数行给出的输出信号呈嵌镶状,并且保持一个画面后施加至 前述变换组件用的第二保持组件。
10.一种如权利要求6所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
前述的第一至第三补色分别为品红色、黄色、氰色,
在与前述的4行4列图象元素相对应的光电变换元件给出的输出为D (x,y)(x=0~3,y=0~3),加权平均处理中的与前述的D(x,y) 相对应的加成系数为w(x,y)时,
前述的插补组件相应于与前述的4行4列图象元素相对应的颜色滤波器的 配置方式,选择进行下述处理中的一个,
w(1,2)=2、w(1,0)=1和w(3,2)=1时的第一加权平 均处理,
w(1,1)=2、w(3,1)=1和w(1,3)=1时的第二加权平 均处理,
w(2,1)=2、w(2,3)=1和w(0,1)=1时的第三加权平 均处理,
w(2,2)=2、w(0,2)=1和w(2,0)=1时的第四加权平 均处理。
11.一种如权利要求11所述的单板式彩色摄象机,其特征在于:
前述颜色分离组件包含有对相应于前述的4行4列象素的前述光电变换元 件给出的输出中的包围着中央位置的2行2列光电变换元件的输出进行叠加运 算,并且输出辉度信号用的第二运算组件。
12.一种如权利要求7所述的单板式彩色摄象机,其特征在于还具有:
当与前述的4行4列象素相对应的光电变换元件给出的输出为D(x, y)(x=0~3,y=0~3)时,
根据与前述的4行4列象素相对应的由前述光电变换元件给出输出中的作 为D(0,1)、D(0,2)、D(1,1)和D(1,2)之和的第一 信号,作为D(1,0)、D(1,1)、D(2,0)和D(2,1)之 和的第二信号,作为D(2,1)、D(2,2)、D(3,1)和D(3, 2)之和的第三信号,作为D(1,2)、D(1,3)、D(2,2)和 D(2,3)之和的第四信号,以及前述的辉度信号输出最大光圈信号用的最 大光圈信号生成回路(38),
响应前述的最大光圈信号进行最大光圈修正用的修正组件(39)。
彩色摄象机中的作为目前广泛使用着的摄象设备的CCD(Charge Coupled Device),输出信号的振幅仅仅响应所接收到的光的明暗变化而变化, 其输出信号中并不包含有彩色信息。因此需要采用获取彩色信息所需的光学组 件,而且必须要设置使入射至CCD的光通过滤波器等等的组件。
家庭用的彩色摄象机采用的是由单一的CCD取出三原色信号的方式,即 所谓的单板式方式,或是采用在这一CCD的光接收面一侧设置颜色滤波器矩 阵的方式,即所谓同时式彩色摄象方式。
(行间传输型CCD的构成)
图10为表示作为家庭用彩色摄象机中的CCD的构成方式中通常使用的 行间传输型CCD10的构成的概略性示意图。
行间传输型CCD10包含有由配置成矩阵状的pn结型光电二极管构成的 感光部12,包含由CCD构成的模拟移位寄存器的传送部14,接收由传送部 14传送来的电荷、将依次传送来的信号电荷变换为电压并且将信号沿水平方向 传送出用的水平传送寄存器16。
为简单起见在图10中,pn结型光电二极管仅由沿垂直方向配置的三个象 素构成。但如举例来说,实际上使用在彩色摄象机中的CCD,呈矩阵状配置 有与沿垂直方向为500个象素,沿水平方向为500~800个象素相对应的光电 二极管。
下面对其动作进行简单的说明。
当有光入射至光电二极管时将产生电荷,开蓄积在二极管内。然后通过向 移位栅极施加预定电压的方式,可以将所蓄积的电荷一起传送至模拟移位寄存 器14。通过施加时钟脉冲电压φv1、φv2、φv3的方式,CCD中的模拟稳 位寄存器14将把电荷依次向水平传送寄存器16处传送。水平传送寄存器16 在将传送来的信号电荷变换为电压之后,在由外部施加的水平驱动信号φH1、 φH2、φH3的驱动下,依次向外部输出摄象信号。
(行间传输型CCD的驱动方式)
行间传输型CCD的驱动方式通常包括帧蓄积方式和半帧蓄积方式。在彩 色摄象机中采用的是与按色差顺序方式设置的颜色滤波器矩阵相对应的、以全 部图象元素读取动作为前提的帧蓄积方式。
在下面,行间传输型CCD是以可以读取一个象素的帧蓄积模式时的动作 为例进行说明的。
(色差信号的分离方式)
图11为表示按色差顺序方式设置的颜色滤波器阵列构成的实例的模型 图。
正如图11所示,按色差顺序方式排列的颜色滤波器中配置有呈嵌镶状 的、作为颜色滤波器的品红色(下面表示为Mg)、绿色(下面表示为G)、 氰色(下面表示为Cy)、黄色(下面表示为Ye)的颜色滤波器。
在这儿,由于光颜色的混合中存在有所谓的叠色法则,所以相对于作为三 原色的红(R)、绿(G)、蓝(B),在Mg、Ye、Cy之间建立了以下, 作为补色关系的关系式。
Mg=R+B …(1)
Ye=R+G …(2)
Cy=B+G …(3)
然而作为颜色滤波器的颜色采用的是上述的Mg、G、Ye、Cy,所以 相对于三原色R、G、B的辉度信号具有较大比重的信号G的强度,可以比 信号R和信号B大一些。
在如图11所示的实例中,以举例方式取出了按色差顺序方式配置着的颜 色滤波器矩阵中的4行4列的矩阵部分。在奇数行(x=1、3)中,G的颜 色滤波器和Mg的颜色滤波器沿水平方向(y方向)交替的配置。
在另一方面,在偶数行(x=0、2)中,Ye的颜色滤波器和Cy的颜色 滤波器沿水平方向交替的配置。
图12示出了在如图11所示的4行4列颜色滤波器矩阵的配置为沿水平 方向仅为一个象素时的颜色滤波器的配置方式。
因此,对于沿y方向依次读取由光电变换元件的输出的场合,在某一时刻 由CCD读取出的每4行4列的光电变换元件给出的输出,在与如图11所示的 颜色滤波器矩阵所给出的输出相对应的场合,和与如图12所示的颜色滤波器 矩阵所给出的输出相对应的场合之间往复的交替变化。对于如图11所示的按 色差顺序方式配置的颜色滤波器,任意4行4列颜色滤波器的配置方式为由图 11或图12所示的场合,分别与沿x方向为一个象素的如图11或图12所示的 配置的场合相组合所形成的四种配置方式中的一种。
图13为说明原有的颜色分离方式用的概念性示意图。在图13中示出了由 如图11所示的4行4列的配置中取出的一个2行2列的配置。原有的颜色分 离方式是根据用全部象素读取方式由CCD中获得的信号,以及与这一2行2 列的象素相对应的信号,来生成作为2行2列图象元素的中央位置的辉度信号 Y以及第一色差信号Cb、第二色差信号Cr。
在这儿,辉度信号Y、第一色差信号Cb、第二色差信号Cr在与三原色 相对应的信号强度分别为R、G、B时,为由下述公式所给出的信号。
Y=(Cy+Mg)+(Ye+G)
=(R+G+2B)+(R+2G)=2R+3G+2B …(4)
Cb=(Cy+Mg)-(Ye+G)
=(R+G+2B)-(R+2G)=2B-G …(5)
Cr=(Ye+Mg)-(G+Cy)
=(2R+G+B)-(B+2G)=2R-G …(6)
因此,如果能够获得由如图13所示的2行2列的光电变换元件给出的信 号,从原理上说便可以获得辉度信号Y、第一色差信号Cb、第二色差信号Cr, 进而可以利用下述的运算,由这些信号中分离出三原色信号。
G=(2Y-2Cr-2Cb)/10 …(7)
R=(Y+4Cr-Cb)/10 …(8)
B=(Y-Cr+4Cb)/10 …(9)
然而上述的颜色分离方式存在如下所述的问题。
图14为表示利用数字滤波器实现如图13所示的原有的颜色分离方式时的 输出信号Ye+G、Cy+Mg、G+Cy、Ye+Mg的沿水平方向的频率特性的示意 图。
正如图13所示,当由CCD读取信号并依次沿y方向进行时,为了使信 号Ye+G、Cy+Mg为在同一时刻由取样信号中生成的,则必须使信号G+Cy、 Ye+Mg在一个取样时间中同步。
因此信号Ye+G、Cy+Mg的增益并不具有频率依赖性,为了使信号 G+Cy、Ye+Mg靠近奈奎斯特频率,便会显示出增益单纯减少的特性。
按这种方式生成的第一和第二色差信号Cb、Cr用的信号沿水平方向具 有不同的频率特性时,将会产生伪色信号,从而出现使图象质量受损的问题。
本发明的目的就是要提供出一种可以使各种成分的彩色信号带域相一 致,以抑制伪彩色信号的产生并且提高图象质量的单板式彩色摄象机。
本发明的另一个目的就是要提供一种对于各种彩色信号成分的带域相一 致的场合也可以抑制解析度下降的单板式彩色摄象机。
主要来说,本发明的一种单板式彩色摄象机具有固体摄象组件和颜色分离 回路。
在固体摄象组件中配置有呈矩阵状的、与各个图象元素相对应的光电变换 元件。固体摄象组件包含有位于光接收面一侧的、按色差顺序方式排列成嵌镶 状的、与相应的光电变换元件相对应的绿色滤波器和第一至第三补色滤波器的 颜色滤波器矩阵。
颜色分离回路用于接收固体摄象组件的输出,以生成与任意的k行k列 (k为偶数)的中央位置相对应的彩色数据。颜色分离回路包含有可以分别利 用绿色信号及第一至第三补色信号,根据相应的颜色滤波器的配置方式,对与 k行k列图象元素相对应的若干个光电变换元件给出的输出信号中的、按照相 应的颜色滤波器配置的光电变换元件的输出进行加权平均并且输出的颜色插 补回路;以及接收颜色插补回路的输出,并且分离出与中央位置相对应的彩色 数据用的第一运算回路。
因此,本发明的主要优点在于,在进行颜色分离处理之前进行插补处理, 可以使各种彩色成分的带域相一致,使信号Ye+G、Cy+Mg和信号G+Cy、 Ye+Mg的带域非常的靠近1/2奈奎斯特频率附近,从而可以大幅度的减少1/2 奈奎斯特频率附近处的伪彩色信号。
本发明的另一个优点在于,对于最大光圈信号的生成,还可以利用插补处 理方式抑制其解析度的下降。
图1为表示本发明的彩色信号处理系统1000的构成的概略性方框图。
图2为说明本发明的插补处理用的模型图,其中图2(a)为说明按色差 顺序方式设置的颜色滤波器阵列的配置的模型图,图2(b)~(e)为说明 对各种颜色的信号成分进行插补处理时的加成系数的配置的模型图。
图3为表示如图1所示的彩色信号处理系统1000中的二维寄存器矩阵30 的构成的示意性方框图。
图4表示如图1所示的彩色信号处理系统1000中的插补处理回路34的 构成的示意性方框图。
图5表示本发明的彩色信号频率特性的示意图。
图6为表示如图1所示的彩色信号处理系统1000中的颜色分离回路36 的构成的方框图。
图7为说明最大光圈信号的生成过程的第一模型图。
图8为说明最大光圈信号的生成过程的第二模型图。
图9为表示如图1所示的彩色信号处理系统1000中的辉度信号生成回路 32和最大光圈信号生成回路38的构成的方框图。
图10为表示CCD10的构成的概略性示意图。
图11为表示按色差顺序方式设置的颜色滤波器阵列中的一个4行4列的 颜色滤波器矩阵配置的实例的模型图。
图12为表示按色差顺序方式设置的颜色滤波器阵列中的另一个4行4列 的颜色滤波器矩阵配置的实例的模型图。
图13为说明原有的颜色分离方式用的概括性示意图。
图14为表示原有的颜色分离方式中的输出信号频率特性的示意图。
图1为表示作为本发明一个实施例的单板式彩色摄象机构中的彩色信号 处理系统1000的构成的概略性方框图,它包括有在作为摄象元件的CCD10上 形成摄象对象的光学图象用的光学系统2直至颜色分离回路100的各部分。
彩色信号处理系统1000包含有接收摄象对象传来的光的光学系统2,将 光学系统2所成的光学图象变换为电气信号用的CCD10,对CCD10进行全部 象素独立读取驱动用的驱动回路40,接收CCD10的输出信号并用公知的方法 由摄象信号中除去噪音用的相关二次取样回路(下面称为CDS回路)44,放 大CDS回路44的输出用的自动增益控制器(下面称为AGC回路)46,将 AGC回路46的输出变换为数字信号用的A/D变换回路48,使A/D变换回路 48给出的CCD10的偶数线输出信号和奇数线输出信号呈嵌套状并保持一个画 面用的帧存储器50,以及接收由驱动回路40给出的CCD驱动信号、读取输 出信号并且输出象素的水平地址HA、垂直地址VA用的控制回路42。
彩色信号处理系统1000还包含有在由帧存储器50给出的第一输入信号延 迟了一个扫描线时间后输出第二输入信号用的扫描线延迟器18,在由第二输 入信号延迟了一个扫描线时间后输出第三输入信号用的扫描线延迟器20,在 由第三输入信号延迟了一个扫描线时间后输出第四输入信号用的扫描线延迟 器22,以及接收第一~第四输入信号、输出辉度信号Y、第一色差信号Cb、 第二色差信号Cr用的、作为二维非循环型数字滤波器的颜色分离回路100。
颜色分离回路100包含有并列地依次接收第一~第四输入信号,保持住按 4行4列一组的方式由象素给出的数据(在这一时刻其与信号读取用的CCD 中的颜色滤波器的配置相对应,包含着绿色、黄色、氰色、品红色的颜色信号) 用的二维寄存器矩阵30;接收由二维寄存器矩阵30给出的信号,对绿色、黄 色、氰色和品红色各种颜色的信号进行加权平均处理,并且插补生成与4行4 列的象素的中央位置相对应的彩色信号的插补处理回路34;由插补所生成的 彩色信号中生成色差信号Cb、Cr用的色差信号生成回路36;接收由二维寄 存器矩阵30给出的信号,并且生成辉度信号Y用的辉度信号生成回路32;以 及接收辉度信号Y和由二维寄存器矩阵30给出的信号并输出最大光圈信号AP 用的最大光圈信号生成回路38。
在这儿,包含在光学系统2中的摄象透镜系统通常还具有诸如可变光阑、 聚焦组件、图象电子放大组件等可变机构。
彩色信号处理系统1000还包含有响应最大光圈信号而进行最大光圈修正 (轮廓强调处理)用的最大光圈修正回路39。
在上述的构成中,由第一至第四这四种输入信号与每四条扫描线一组(每 四条线一组)的摄象信号相对应,并且将这些信号每四线一组地输入颜色分离 回路100。
利用颜色分离回路100和三个扫描线延迟器18、20、22,可实现FIR (Finite Impulse Response)滤波器。
[插补处理和颜色分离处理]
图2为说明本实施例的插补处理动作用的模型图,其中图2(a)示出了 配置为4行4列的颜色滤波器阵列的一个实例,图2(b)示出了对于如图2 (a)所示的品红色滤波器的配置方式的场合实施插补处理时用的加成系数的 配置方式,图2(c)示出了对于如图2(a)所示的绿色滤波器的配置方式 的场合实施插补处理时的加成系数用的配置方式,图2(d)示出了对于如图 2(a)所示的氰色滤波器的配置方式的场合实施插补处理时用的加成系数的 配置方式,图2(e)示出了对于如图2(a)所示的黄色滤波器的配置方式 的场合实施插补处理时用的加成系数的配置方式。
换句话说就是,在本实施例中,通过按下述的加权平均方式进行插补处 理,便可以生成与4行4列图象元素的中央位置相对应的品红色信号成分、绿 色信号成分、氰色信号成分和黄色信号成分。
Mg=2×Mg11+Mg13+Mg31 …(10)
G=2×G12+G10+G32 …(11)
Cy=2×Cy21+Cy01+Cy23 …(12)
Ye=2×Ye22+Ye02+Ye20 …(13)
正如图11和图12中所说明的那样,与4行4列图象元素相对应的颜色 滤波器的配置方式共有四种,即它们分别与除了如图2(a)所示的配置方式 之外的、如图2(b)~(e)所示的其它配置方式相对应,而这些配置方式 代表着对于各种颜色滤波器进行加权平均用的加成系数的配置方式。
正如前面所述,在本实施例中的CCD10可以进行全部象素的独立读取动 作。即如图2(a)所示,对于垂直方向(x方向)为第0列的第0线,可以 与沿水平方向(y方向)上交替配置的颜色滤波器Ye和Cy相对应,由CCD10 读取出的信号为与这一线相对应的扫描线上的、交替输出Ye和Cy的信号。随 后对于第一线(相应于x=1),再交替地输出信号Mg和信号G。
图3为表示在如图1所示的构成中,接收由这种CCD10读取出的信号的 扫描线延迟器18、20、22和二维寄存器矩阵30的构成的详细方框图。
二维寄存器矩阵30包含有接收保持着由A/D变换器16输出的输出信号 的帧存储器50的输出信号,并且输出延迟了一个时钟信号的信号d01用的寄 存器302,以及接收信号d01并且在延迟了一个时钟信号后输出信号d02用的 寄存器304。
二维寄存器矩阵30还包含有接收由扫描线延迟器18给出的信号d10并 且在延迟了一个时钟信号后输出信号d11用的寄存器306,接收信号d11并且 在延迟了一个时钟信号后输出信号d12用的寄存器308,接收信号d12并且在 延迟了一个时钟信号后输出信号d13用的寄存器310,接收由扫描线延迟器20 给出的信号d20并且在延迟了一个时钟信号后输出信号d21用的寄存器312, 接收信号d21并且在延迟了一个时钟信号后输出信号d22用的寄存器314,接 收信号d22并且在延迟了一个时钟信号后输出信号d23用的寄存器316,接收 由扫描线延迟器22给出的信号并且在延迟了一个时钟信号后输出信号d31用 的寄存器318,接收信号d31并且在延迟了一个时钟信号后输出信号d32用的 寄存器320。
换句话说就是,利用二维寄存器矩阵30可以将由CCD10串联读取的信 号,分别以并列输出的方式变换为由与4行4列象素相对应的光电变换元件给 出的信号。
即上述的信号d01~d32和由与CCD10中的象素(x、y)相对应的光 电变换元件给出的输出信号,均用标号dxy表示是。
图4为详细表示如图1所示的插补处理回路34的构成的方框图。
插补处理回路34包含有接收信号d12、d10、d32并输出第一插补信号 用的插补运算部342,接收信号d11、d13、d31并输出第二插补信号用的插 补运算部344,接收信号d21、d01、d23并输出第三插补信号用的插补运算 部346,接收信号d22、d02、d20并输出第四插补信号用的插补运算部348, 以及由控制回路42控制的、分别输出作为绿色信号G、氰色信号Cy、品红 色信号Mg和黄色信号Ye的第一~第四插补信号用的选择回路350。
在这儿,插补运算部342包含有接收信号d12并输出为其两倍的信号用的 乘法器3422,输出将信号d10和信号d32叠加后的结果用的加法器3424,以 及输出将加法器3424和乘法器3422的输出叠加后的、作为第一插补信号用的 加法器3426。除了所接收到的信号不同之外,插补运算部344、346、348 的构成与插补运算部342的构成基本上相同。
因此,插补运算部342在颜色滤波器中的配置为如图2(a)所示的场合, 与按如图2(c)所示的加成系数配置方式进行加权平均运算时用的组件相对 应,插补运算部344与按如图2(b)所示的加成系数配置方式进行加权平均 运算时用的组件相对应,插补运算部346与按如图2(d)所示的加成系数配 置方式进行加权平均运算时用的组件相对应,插补运算部348与按如图2(e) 所示的加成系数配置方式进行加权平均运算时用的组件相对应。
选择回路350响应由控制回路42输出的、表示CCD10的当前读取位置 的水平地址HA的最下位字节h-addLSB和垂直地址VA的最下位字节v- addLSB,相应地切换输出第一~第四插补信号及绿色信号G、氰色信号Cy、 品红色信号Mg和黄色信号Ye。
因此,对于颜色滤波器为如图2(a)所示的场合,由于第一插补信号与 绿色信号G相对应,第二插补信号与品红色信号Mg相对应,第三插补信号与 氰信号Cy相对应,第四插补信号与黄色信号Ye相对应,所以选择回路350 将输出与它们相对应的信号。
对于与读取信号用的4行4列象素相对应的颜色滤波器的配置方式发生了 变化的场合,选择回路350也将产生与上述变化相对应的变化。
通过上述的插补处理回路34的动作,分别对绿色信号G、氰色信号Cy、 品红色信号Mg和黄色信号Ye进行由与4行4列象素相对应的光电变换元件 读取出的信号相对应的预定的加权平均处理,便可以生成与4行4列的图象元 素中央位置相对应的信号。
图5示出了与图14进行对比用的示意图,它表示的是利用如图3所示的 数字滤波器进行了插补处理时的输出信号Ye+G、Cy+Mg、G+Cy、Ye+Mg 的频率特性的示意图。
通过插补处理,输出信号Ye+G、Cy+Mg、G+Cy、Ye+Mg的频率特 性将接近1/2奈奎斯特频率。因此,对于根据这些信号进行颜色分离处理而获 得色差信号Cb和Cr的场合,可以抑制伪彩色的产生,进而可以提高图象质量。
上述的说明是以对于由与4行4列的图象元素相对应的光电变换元件的输 出信号,通过按如图2(a)~(e)所示的加成系数配置方式进行加权平均 的方式而进行插补处理的场合为例进行的,但本发明并不仅限于这种场合。如 果举例来说,作为插补处理对象的象素为一般的偶数k时,也可以不选取k行 k列的图象元素。而且对于加成系数的配置方式,还可以分别与四种颜色信号, 即绿色信号、氰色信号、品红色信号和黄色信号相对应,形成四组加权平均用 的加成系数,并且采用将这四组中的一组的配置方式转动90度,可以与四组 中的其它的某一组的配置方式相对应的方式,实施配置。
而且彩色信号并不仅限于绿色信号、氰色信号、品红色信号和黄色信号, 也可以为其它彩色信号的组合,如果举例来说就是,也可以为采用按帧色差顺 序方式排列的颜色滤波器组合成YM、CG、YG、CM的组合形式。
图6为详细表示如图l所示的色差信号生成回路36的构成的方框图。
正如图6所示,色差信号生成回路36包含有接收黄色信号Ye和品红色 信号Mg并进行叠加运算的加法器362,接收绿色信号G和氰色信号Cy并进 行叠加运算的加法器368,将加法器368的输出乘以-l的乘法器374,以及 对加法器362的输出和乘法器374的输出实施叠加并输出信号Cr的加法器 376。
色差信号生成回路36还包含有接收品红色信号Mg和氰色信号Cy并进 行叠加运算的加法器364,接收绿色信号G和黄色信号Ye并进行叠加运算的 加法器366,将加法器366的输出乘以-1的乘法器372,以及对加法器364 的输出和乘法器372的输出实施叠加并输出信号Cb的加法器370。
换句话说就是,色差信号生成回路36可以通过如下所示的运算处理,由 绿色信号G、氰色信号Cy、品红色信号Mg和黄色信号Ye中生成色差信号 Cb和Cr。
Cb=(Cy+Mg)-(Ye+G)
=(R+G+2B)-(R+2G)=2B-G …(14)
Cr=(Ye+Mg)-(G+Cy)
=(2R+G+B)-(B+2G)=2R-G …(15)
[辉度信号的生成和最大光圈信号的生成]
在这儿的这种结构可以根据由上述插补处理获得的绿色信号G、氰色信 号Cy、品红色信号Mg和黄色信号Ye,利用下述的运算而生成辉度信号。
Y=(Cy+Mg)+(Ye+G)
=(R+G+2B)+(R+2G)=2R+3G+2B …(16)
然而其结构构成也可以为可以通过由与4行4列象素相对应的光电变换元 件给出的信号中的与包围着中央位置的2行2列象索相对应的信号,直接依据 上述公式运算生成出辉度信号的结构。在这种情况下,有关辉度信号Y的生成 可用与图13所述已有颜色分离方式相同的方法进行。
所进行的插补处理可以抑制伪彩色的产生,同时也可能由于插补而导致解 析度下降。由于人的眼睛对于辉度信息要比对于彩色信息有更高的敏感度,所 以直接采用未对辉度信号Y进行插补处理的信号,便可以抑制人们对解析度下 降的敏感性。
在这儿,对于最大光圈修正用的最大光圈信号的生成与前述的方式相类 似。换句话说就是,作为生成最大光圈信号的基础的辉度信号也需要保持尽可 能高的解析度,但采用进行了插补处理等等后的信号时,也可能会导致其解析 度的下降。
图7为说明如上所述的辉度信号Y的生成和最大光圈信号AP的第一生 成过程用的示意图。图8为说明最大光圈信号AP的第二生成过程用的示意图。
首先参考图7,通过下述的运算生成信号Y01、Y10、Y11、Y12、 Y21。
Y01=Ye02+Cy01+Mg11+G12 …(17)
Y10=Ye20+Cy21+Mg11+G10 …(18)
Y11=Ye22+Cy21+Mg11+G12 …(19)
Y12=Ye22+Cy23+Mg13+G12 …(20)
Y21=Ye22+Cy21+Mg31+G32 …(21)
即信号Y11与辉度信号Y相对应。而且信号Y01、Y10、Y12、Y21 分别由光电变换元件给出的信号生成,这些光电变换元件分别与生成信号Y11 时用的中央2行2列象素中的包含着两个2行2列的象素相对应。
然后参考图8,根据按上述方式生成的信号Y01、Y10、Y11、Y12、 Y21,按下述的公式运算而生成最大光圈信号AP。
AP=4×Y11-Y01-Y10-Y12-Y21 …(22)
图9为表示如图1所示的辉度信号生成回路32和最大光圈信号生成回路 38的详细构成的模型图。
辉度信号生成回路32包含有接收信号d11和信号d21并进行叠加运算的 加法器322,接收信号d12和信号d22并进行叠加运算的加法器324,以及接 收加法器322和加法器324的输出并进行叠加运算以输出辉度信号Y(Y11) 的加法器326。
最大光圈信号生成回路38包含有接收信号d01和信号d11并进行叠加运 算的加法器382,接收信号d02和信号d12并进行叠加运算的加法器386,接 收加法器382和加法器386的输出并进行叠加运算加法器384,接收信号d10 和信号d20并进行叠加运算的加法器388,接收加法器388和辉度信号生成回 路32中的加法器322的输出并进行叠加运算的加法器392,以及接收加法器 384和加法器392的输出并进行叠加运算的加法器390。
而且最大光圈信号生成回路38还包含有接收信号d21和信号d31并进行 叠加运算的加法器398,接收信号d22和信号d32并进行叠加运算的加法器 402,接收加法器398和加法器402的输出并进行叠加运算的加法器400,接 收信号d13和信号d23并进行叠加运算的加法器396,接收加法器396和辉度 信号生成回路32中的加法器324的输出并进行叠加运算的加法器394,接收 加法器394和加法器400的输出并进行叠加运算的加法器404,接收加法器390 和加法器404的输出并进行叠加运算的加法器406,将加法器406的输出乘以一 1的乘法器410,将辉度信号Y乘以4的乘法器408,以及接收乘法器408和 乘法器410的输出并进行叠加运算以输出最大光圈信号AP的加法器412。
换句话说就是,辉度信号生成回路32可以利用如公式(19)所示的运算 而输出辉度信号Y,最大光圈信号生成回路38可以利用如公式(17)~ (22)所示的运算而生成并输出最大光圈信号AP。
采用上述的这种结构构成,可以在生成最大光圈信号AP时,根据由与4 行4列的中央位置相对的、与包围着该位置的2行2列的图象元素相对应的光 电变换元件给出的信号,获得辉度信号Y,所以可以抑制由于插补处理所造成 的解析度下降。
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