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JPH0371838B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0371838B2
JPH0371838B2 JP55043728A JP4372880A JPH0371838B2 JP H0371838 B2 JPH0371838 B2 JP H0371838B2 JP 55043728 A JP55043728 A JP 55043728A JP 4372880 A JP4372880 A JP 4372880A JP H0371838 B2 JPH0371838 B2 JP H0371838B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pixel data
frequency
components
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP55043728A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56140788A (en
Inventor
Takashi Asaida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP4372880A priority Critical patent/JPS56140788A/en
Publication of JPS56140788A publication Critical patent/JPS56140788A/en
Publication of JPH0371838B2 publication Critical patent/JPH0371838B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はCCD等を使用した単板式のカラー
撮像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a single-chip color imaging device using a CCD or the like.

固体撮像素子として単板のCCDを使用し、そ
の空間サンプリング形態が例えば、第1及び第3
の原色信号に対応した周波数成分が市松格子によ
つてサンプリングされ、第2の原色信号に対応し
た周波数成分が長方格子によつてサンプリングさ
れるような空間サンプリング形態に選定されてい
るものがある。。
A single CCD is used as a solid-state image sensor, and its spatial sampling form is, for example, first and third.
In some cases, a spatial sampling format is selected in which frequency components corresponding to a primary color signal are sampled by a checkerboard grid, and frequency components corresponding to a second primary color signal are sampled by a rectangular grid. . .

第1図はその一例の空間サンプリング形態であ
つて、第2の原色信号例えば、緑信号成分Gに対
し第1及び第3の原色信号、例えば赤及び青信号
成分R,Bが市松状にサンプリングされるように
選定されている場合で、標準テレビジヨン方式の
インターレースを考慮しない場合には、各原色信
号R〜Bの実空間サンプリング点は第2図のよう
に緑信号成分Gについては×印、赤及び青信号成
分R,Bについては夫々〇、□印の如き市松パタ
ーンとなる。
FIG. 1 shows an example of the spatial sampling mode, in which the first and third primary color signals, for example, red and blue signal components R and B, are sampled in a checkerboard pattern with respect to the second primary color signal, for example, green signal component G. If the interlacing of the standard television system is not considered, the real space sampling points of each primary color signal R to B are as shown in Figure 2, with an x mark for the green signal component G, and an x mark for the green signal component G; For the red and blue signal components R and B, a checkered pattern such as ◯ and □ marks is formed, respectively.

図において、xは水平方向の絵素の間隔、Px
は絵素の配列ピツチで、横軸のx/PxはPxで正
規化したときの水平サンプリング周期を示す。同
じく、yは垂直方向の絵素の間隔、Pyは絵素の
配列ピツチであり、縦軸のy/PyはPyで正規化
した垂直サンプリング周期である。
In the figure, x is the horizontal pixel spacing, Px
is the pixel arrangement pitch, and x/Px on the horizontal axis indicates the horizontal sampling period when normalized by Px. Similarly, y is the interval between picture elements in the vertical direction, Py is the arrangement pitch of picture elements, and y/Py on the vertical axis is the vertical sampling period normalized by Py.

第2図を周波数空間、すなわち第2図の逆空間
で表わすと、第3図A,Bのようになる。この図
において、Px・U/2π、Py・V/2πは水平及び
垂直方向の正規化周波数で、U、Vは水平及び垂
直方向の角周波数である。そして、第3図Aは第
2図の緑信号成分Gのサンプリングキヤリヤを、
第3図Bは、赤及び青信号成分R,Bのサンプリ
ングキヤリヤを表したものである。この場合、赤
及び青信号成分R,Bのキヤリヤは互いに逆相で
あるが、空間座標上は同じ点に存在している。
When FIG. 2 is expressed in frequency space, that is, in the reciprocal space of FIG. 2, it becomes as shown in FIGS. 3A and 3B. In this figure, Px·U/2π and Py·V/2π are normalized frequencies in the horizontal and vertical directions, and U and V are angular frequencies in the horizontal and vertical directions. FIG. 3A shows the sampling carrier of the green signal component G in FIG.
FIG. 3B represents the sampling carrier of the red and blue signal components R, B. In this case, the carriers of the red and blue signal components R and B are out of phase with each other, but exist at the same point on the spatial coordinates.

この第3図に示される複数のキヤリヤにあつ
て、各原色信号成分が等しいとき、すなわちR=
G=Bのときには各原色信号成分のキヤリヤ、例
えば(1,n)、(2,n)等のキヤリヤ成分がす
べて相殺される。またインターレースを考慮する
と、(m、1/2)の点のキヤリヤは全てキヤンセル
されて消滅する。そして、R=Bであれば図の周
波数領域だけを考えると、(1/2、1/4)及び(1/
2、3/4)の点に存在するR及びBのキヤリヤが打
消されて、撮像出力として必要な周波数領域には
R、G、Bのキヤリヤ及びそのサイドバンド成分
が全く存在しないので、これらサイドバンド成分
による折返し歪は発生しない。なお、m、nは任
意の実数である。
For the plurality of carriers shown in FIG. 3, when each primary color signal component is equal, that is, R=
When G=B, the carrier components of each primary color signal component, such as (1, n), (2, n), etc., are all canceled out. Also, if interlacing is taken into account, the carriers at the point (m, 1/2) are all canceled and disappear. If R=B, considering only the frequency domain in the figure, (1/2, 1/4) and (1/
The R and B carriers existing at point 2, 3/4) are canceled out, and the R, G, and B carriers and their sideband components do not exist at all in the frequency range required as the imaging output. No aliasing distortion occurs due to band components. Note that m and n are arbitrary real numbers.

しかし、R≠Bの場合には、(1/2、1/4)の点
に存在するR及びBのキヤリヤ及びそのサイドバ
ンド成分は完全に打消されることなく残存するの
で、折返し歪が発生する。従つて、入力画像が横
縞であると第4図に示すa→′のようなサイドバン
ド成分(a→はそのベースバンド成分)が残存し、
斜め縞であると、b→′のようなサイドバンド成分
が残存することになるから、水平周波数領域への
折返し、特にその高域部分への折返しを除去する
には例えば斜線で示すような2次元の周波数領域
の信号成分を除去すればよい。除去すべき周波数
領域はキヤリヤを中心に等方的である。
However, in the case of R≠B, the R and B carriers and their sideband components existing at the point (1/2, 1/4) remain without being completely canceled, resulting in aliasing distortion. do. Therefore, if the input image has horizontal stripes, sideband components such as a→' shown in FIG. 4 (a→ is its baseband component) remain,
If the stripes are diagonal, sideband components such as b→' will remain, so in order to remove the aliasing to the horizontal frequency region, especially the aliasing to the high frequency region, it is necessary to remove the aliasing as shown by diagonal lines. It is sufficient to remove signal components in the dimensional frequency domain. The frequency range to be removed is isotropic around the carrier.

一方、絵素を市松状に配列したときのキヤリヤ
のナイキスト条件を満足する周波数領域、すなわ
ちサンプリング効率を最大にするためのサンプリ
ング領域は破線で示す平行六角格子であるので、
斜線で示した周波数領域を除去してもサンプリン
グ効率はあまり劣化しない。
On the other hand, the frequency range that satisfies the Nyquist condition of the carrier when picture elements are arranged in a checkered pattern, that is, the sampling area that maximizes sampling efficiency, is a parallel hexagonal lattice shown by the broken line.
Even if the frequency range indicated by diagonal lines is removed, the sampling efficiency does not deteriorate much.

従つて、この平行六角格子内の周波数成分を通
過し、そして折り返しにより画質に影響を与える
周波数領域を除去するように撮像出力の信号処理
系を構成すればよい。
Therefore, the signal processing system for the imaging output may be configured to pass the frequency components within this parallel hexagonal lattice and remove the frequency region that affects the image quality due to aliasing.

続いて、このような信号処理系をもつこの発明
に係るカラー撮像装置の一例を第5図を参照して
詳細に説明する。
Next, an example of a color imaging device according to the present invention having such a signal processing system will be explained in detail with reference to FIG.

図はデジタル処理技術を利用した場合であつ
て、撮像素子であるCCD10から得られるR〜
Bの点順次信号はホワイトバランス調整用の
AGC回路20を通じてA−D変換器30に供給
されてデジタル信号に変換され、このデジタル色
信号はプロセツサ40にてホワイトクリツプ、γ
補正などのプロセス処理が施されたのち、スイツ
チSWにてデジタル緑信号Gとデジタル赤及び青
信号R/Bとに分離される。
The figure shows the case where digital processing technology is used, and the R~ obtained from the image sensor CCD10
The point sequential signal in B is for white balance adjustment.
The digital color signal is supplied to the A-D converter 30 through the AGC circuit 20 and converted into a digital signal, and this digital color signal is processed by the processor 40 as a white clip,
After processing such as correction, the signal is separated into a digital green signal G and a digital red and blue signal R/B by a switch SW.

デジタル赤及び青信号R、Bは非可分型の2次
元デジタルフイルタ50に供給されて所定の伝達
特性が付与されて所定の周波数領域が制限される
と共に、その出力はY/C形成回路60に供給さ
れて輝度信号成分YR,YBと色信号成分CR,CB
が形成される。周波数領域の制限及び輝度信号成
分と色信号成分の形成手段については後述する。
The digital red and blue signals R and B are supplied to a non-separable two-dimensional digital filter 50 and given a predetermined transfer characteristic to limit a predetermined frequency range, and the output thereof is sent to a Y/C forming circuit 60. Then, luminance signal components Y R , Y B and color signal components C R , CB are formed. The limitation of the frequency domain and the means for forming the luminance signal component and color signal component will be described later.

さて、色信号成分CR,CBはデジタルエンコー
ダ70にて変調されて搬送色信号が形成され、こ
れは合成器80にて輝度信号成分YR,YBと合成
されたのち、D−A変換器90によりアナログ信
号に変換される。
Now, the color signal components C R and C B are modulated by the digital encoder 70 to form a carrier color signal, which is combined with the luminance signal components Y R and Y B by the combiner 80, and then D-A A converter 90 converts it into an analog signal.

一方、デジタル緑信号Gに関しても同様な信号
処理が施される。100は2次元のデジタルフイ
ルタで、この系の伝達特性をデジタル赤及び青信
号R,Bの伝達特性に揃えられる。110はY/
C形成回路、120はデジタルエンコーダ、13
0は合成器、140はD−A変換器である。アナ
ログ出力は合成器150にてR及びBのアナログ
出力と合成されて最終的な撮像出力(カラー映像
信号)とされる。
On the other hand, the digital green signal G is also subjected to similar signal processing. Reference numeral 100 denotes a two-dimensional digital filter, which can match the transmission characteristics of this system to those of digital red and blue signals R and B. 110 is Y/
C forming circuit, 120 is a digital encoder, 13
0 is a synthesizer, and 140 is a DA converter. The analog output is combined with the R and B analog outputs in a synthesizer 150 to produce a final imaging output (color video signal).

さて、上述した周波数領域を制限するための2
次元のデジタルフイルタ50,100の特性は次
のように選ばれる。すなわち、2次元の撮像空間
をサンプリングすることによつて生ずるキヤリヤ
及びそのサイドバンド成分をフイルタリング処理
するための信号処理系の伝達関数H(z,w)は、 H(z,w)=a00+ 〓〓pq {a2p,2q+1z2pw2q+1+a2p+1,2qz2p+1w2q} ……(1) ここに、z-1,w-1:水平、垂直の単位遅延演
算子 {an,o}:フイルタリング処理系のイ
ンパルスレスボンス p,q:−∞〜+∞の整数 で与えられる。上述の伝達関数の表わす意味は、
注目画素データを周辺の画素データによつて補間
する際に、注目画素データが実在する画素データ
の時にはΣ以降の項が0となり、実在する注目画
素データそのものを出力すると共に、注目画素デ
ータが実在しない、言い換えると補間されるべき
画素である時には、実在する周辺の任意の画素デ
ータによつて補間した値が出力されることにな
る。以下この一般的な伝達関数のうち本発明の実
施例の一つとして最も簡単な、即ち、注目画素の
周辺の4つの画素データで補間する例を以下に説
明する。従つて伝達関数H(z,w)を H(z,w)=A{1+1/4(z-1+z+w-1+ w)} …(2) ここに、Aは原色信号のパワーの正規化系数で
あつて、 A=1/2……Gのとき、 1……R,Bのとき のように選んでみると、そのときの周波数領域は
第6図のようになる。即ち、上述の2式を変形す
ると H(Z,W)=A{1+1/4(Z-1+Z+W-1+ W)} =A{1+1/4(e-jUPx+ejUPx+e-jVPy+ejVPy
} =A{1+1/2(cosUPx+cosVPy)} となり、この伝達関数H(Z,W)が0及び1に
なる2次元の点が第6図に示されたように容易に
求まる。更に、この伝達関数H(Z,W)の出力
が1/2となる線も容易に求まる。図の等高線はい ずれもカツトオフ周波数を示すライン(正規化周
波数が1/2のライン)であつて、カツコ内の数字 はフイルタリング後の出力レベルを示す。従つ
て、このように市松格子をサンプリングすること
によつて生ずるキヤリヤを含んだ所定の周波数領
域を囲むようなカツトオフ周波数のための等高線
が与えられれば、第4図に示す斜線の周波数領域
の信号成分を除去することができる。
Now, two steps to limit the frequency range mentioned above.
The characteristics of the dimensional digital filter 50, 100 are chosen as follows. In other words, the transfer function H(z, w) of the signal processing system for filtering the carrier and its sideband components generated by sampling the two-dimensional imaging space is as follows: H(z, w) = a 00 + 〓〓 pq {a 2p,2q+1 z 2p w 2q+1 +a 2p+1,2q z 2p+1 w 2q } ...(1) Here, z -1 , w -1 : horizontal, vertical unit delay operator {a n,o }: Impulse response p, q of the filtering processing system: given by an integer from −∞ to +∞. The meaning of the above transfer function is
When interpolating the pixel data of interest with surrounding pixel data, if the pixel data of interest is real pixel data, the term after Σ becomes 0, and the actual pixel data of interest itself is output, and the pixel data of interest is real. In other words, if the pixel is not to be interpolated, a value interpolated using arbitrary existing pixel data in the surrounding area will be output. The simplest example of this general transfer function as one of the embodiments of the present invention, that is, an example in which interpolation is performed using four pixel data around a pixel of interest will be described below. Therefore, the transfer function H(z, w) is H(z, w)=A{1+1/4(z -1 +z+w -1 + w)}...(2) Here, A is the normalization of the power of the primary color signal. If we choose a series such as when A = 1/2...G, 1...R, B, the frequency domain at that time will be as shown in Figure 6. That is, by transforming the above two equations, H (Z, W) = A {1 + 1/4 (Z -1 + Z + W -1 + W)} = A {1 + 1/4 (e -jUPx +e jUPx +e -jVPy +e jVPy )
} =A{1+1/2(cosUPx+cosVPy)}, and the two-dimensional points where this transfer function H(Z, W) becomes 0 and 1 can be easily found as shown in FIG. Furthermore, a line where the output of this transfer function H(Z, W) is 1/2 can also be easily found. The contour lines in the figure are all lines indicating the cutoff frequency (lines where the normalized frequency is 1/2), and the numbers inside the brackets indicate the output level after filtering. Therefore, if a contour line for the cutoff frequency that surrounds a predetermined frequency range including the carrier generated by sampling the checkered grid in this way is given, the signal in the frequency range indicated by diagonal lines in FIG. components can be removed.

第7図はこのような伝達特性を与えるための2
次元デジタルフイルタ50,100の一例であ
り、この例では水平方向に関する伝達関数と、垂
直方向における伝達関数の積として表わすことの
できない非可分型のデジタルフイルタが使用され
る。即ち、これらのデジタルフイルタは、市松格
子によるサンプリングによつて欠落した画素デー
タを補間することによつて補間画素データを存在
させ、空間サンプリング周波数を実質的に増大さ
せると、不要なキヤリヤ成分が除去されることを
意味しており、不要なキヤリヤ成分がないことは
折り返し歪が発生しないこととなる。このため
に、これらデジタルフイルタ50,100はいず
れも同一ラインの隣接する絵素の情報と、そのラ
インに対し隣り合う2ラインの絵素の情報とを同
時化して1つの絵素情報を形成する平均値補間回
路として構成されたものであつて、一方のデジタ
ルフイルタ50から説明する。
Figure 7 shows the 2
This is an example of a dimensional digital filter 50, 100, and in this example, a non-divisible digital filter that cannot be expressed as a product of a horizontal direction transfer function and a vertical transfer function is used. That is, these digital filters make interpolated pixel data exist by interpolating missing pixel data through checkerboard sampling, and when the spatial sampling frequency is substantially increased, unnecessary carrier components are removed. The absence of unnecessary carrier components means that aliasing distortion will not occur. For this purpose, both of these digital filters 50 and 100 synchronize the information of adjacent picture elements on the same line and the information of picture elements on two lines adjacent to that line to form one picture element information. The digital filter 50 is configured as an average value interpolation circuit, and will be explained starting with one digital filter 50.

これは図のように縦属接続された4個の遅延素
子51〜54を有し、遅延素子51,52は夫々
1ビツト(1絵素)分の遅延時間をもつ。残りの
遅延素子53,54は夫々(1H−1ビツト)分
の遅延時間をもつ。従つて、合成器55で遅延素
子53の入出力を合成し、合成器56で遅延素子
54の入出力を合成し、そしてこれら合成出力を
さらに合成器57で合成したのち、レベルシフト
回路58で1/8にレベルを下げれば、これより第 8図で示す4つの画素データで、本来情報のない
画素の部分(破線図示)が補間される。レベルシ
フト回路58の出力は遅延素子51の出力と共に
デマルチプレクサ59に供給されてRとBの同時
化信号が形成される。
This has four delay elements 51 to 54 connected in series as shown in the figure, and each of the delay elements 51 and 52 has a delay time of one bit (one picture element). The remaining delay elements 53 and 54 each have a delay time of (1H-1 bit). Therefore, the synthesizer 55 synthesizes the input and output of the delay element 53, the synthesizer 56 synthesizes the input and output of the delay element 54, and these synthesized outputs are further synthesized by the synthesizer 57, and then the level shift circuit 58 synthesizes the input and output of the delay element 53. If the level is lowered to 1/8, the pixel portion (indicated by the broken line) that originally has no information will be interpolated using the four pixel data shown in FIG. The output of the level shift circuit 58 is supplied together with the output of the delay element 51 to a demultiplexer 59 to form a synchronized R and B signal.

さて、このように構成されたデジタルフイルタ
50の伝達関数H(zw)は(2)式で表わされ、その
周波数特性H(jwPx,jwPy)は群遅延項を省略
すると H(jwPx,jwPy) =1+1/2(cosWPx+cos wPy) …(3) となり、またPx,Pyで正規化された周波数領域
でのカツトオフを示す等高線は第6図のようにな
るから、RとBの同時化信号は目的通り第4図斜
線で示す周波数領域が制限されて出力されること
になる。
Now, the transfer function H(zw) of the digital filter 50 configured in this way is expressed by equation (2), and its frequency characteristic H(jwPx, jwPy) is H(jwPx, jwPy) if the group delay term is omitted. = 1 + 1/2 (cos WP As a result, the frequency range indicated by diagonal lines in FIG. 4 is limited and output.

デジタル緑信号Gについては(1/2、1/4)の点 にキヤリヤが存在しないので、デジタル赤及び青
信号R,Bと同じような周波数制限をする必要は
ない。しかし、赤及び青信号R,Bの伝達特性と
緑信号Gの伝達特性とは等しい方が色の偽信号を
除去する上で好ましい。
Since there is no carrier at the (1/2, 1/4) point for the digital green signal G, there is no need to limit the frequency in the same way as for the digital red and green signals R and B. However, it is preferable for the transfer characteristics of the red and blue signals R and B to be equal to the transfer characteristics of the green signal G in order to remove false color signals.

そこで、この例では上述のフイルタと同一構成
のデジタルフイルタ100が設けられる。10
1,102が1ビツトの遅延素子、103,10
4が(1H−1ビツト)の遅延素子、105〜1
07が合成器である。但し、緑信号の場合は点順
次信号ではないので、赤信号Rと青信号Bを同時
化するためのデマルチプレクサは不要である。そ
の代り、レベルシフト回路108A,108Bと
合成器109とが設けられ、合成器109までの
系の伝達関数が赤及び青信号系のそれと揃えられ
る。
Therefore, in this example, a digital filter 100 having the same configuration as the above-described filter is provided. 10
1,102 is a 1-bit delay element, 103,10
4 is a (1H-1 bit) delay element, 105~1
07 is a synthesizer. However, since the green signal is not a point sequential signal, a demultiplexer for making the red signal R and the green signal B simultaneous is not necessary. Instead, level shift circuits 108A, 108B and a combiner 109 are provided, and the transfer function of the system up to the combiner 109 is made equal to that of the red and blue signal systems.

帯域制限されたデジタル原色信号R,G,Bは
夫々Y/C形成回路60,110に供給されて撮
像出力として必要な輝度信号成分及び色信号成分
が形成される。
The band-limited digital primary color signals R, G, and B are supplied to Y/C forming circuits 60 and 110, respectively, to form luminance signal components and chrominance signal components necessary as an imaging output.

すなわち、デジタル原色信号R,B,Gはロー
パスフイルタ61,62,111に供給されて第
9図及び第10図のように水平方向の帯域が制限
され(そのカツトオフ周波数をfcとする)たの
ち、重み付け回路63,64,112にて例えば
NTSC方式の輝度信号成分比(G=0.59、R=
0.30、B=0.11)に重み付けされる。なお、カツ
トオフ周波数fcは800〜900KHz程度である。
That is, the digital primary color signals R, B, and G are supplied to low-pass filters 61, 62, and 111, and the horizontal band is limited as shown in FIGS. 9 and 10 (the cutoff frequency is f c ). Later, in the weighting circuits 63, 64, 112, for example,
NTSC luminance signal component ratio (G=0.59, R=
0.30, B=0.11). Note that the cutoff frequency f c is approximately 800 to 900 KHz.

一方、減算器65,66,113にて原色信号
R,B,Gの水平方向の高域成分RH,BH,GH
取出され、これらはキヤリヤバランス条件を満足
するように、重み付け回路67,68,114に
てG=0.50、R=B=0.25のように重み付けされ
る。そしてこれらの高域成分RH,BH,GHとフイ
ルタ61,62,111を通過した重み付け後の
低域成分RL,BL,GLとが合成器69R,69B,
115にて合成されて輝度信号成分YR,YB
YG′が形成される。すなわち、 YR=0.30RL+0.25RH YB=0.11BL+0.25BH YG′=0.59GL+0.50GH …(4) 色信号を形成するための成分CR,CB,CGはロー
パスフイルタ61,62,111の出力RL,BL
GLそのものが利用される。
On the other hand, subtracters 65, 66, and 113 extract the horizontal high-frequency components R H , B H , and G H of the primary color signals R, B , and G, and these are weighted so as to satisfy the carrier balance condition. The circuits 67, 68, and 114 weight G=0.50 and R=B=0.25. These high frequency components R H , B H , GH and the weighted low frequency components R L , B L , GL that have passed through the filters 61, 62, 111 are combined into combiners 69R, 69B,
115, the luminance signal components Y R , Y B ,
Y G ′ is formed. That is, Y R = 0.30R L + 0.25R H Y B = 0.11B L + 0.25B H Y G ′ = 0.59G L + 0.50G H …(4) Components C R , C B for forming color signals , C G are the outputs R L , B L of the low-pass filters 61, 62, 111
GL itself is used.

なお、デジタルフイルタ50,100を使用す
ると、(1/2,1/4)を中心とした所定の周波数領 域が除去されるため、特に斜め方向の入力画像に
対する解像度が劣化してしまう。そこで、この実
施例では、(1/2,1/4)の点にキヤリヤの存在し ない緑信号Gを利用し、この緑信号Gで欠除され
た周波数領域の信号成分が補償される。
Note that when the digital filters 50 and 100 are used, a predetermined frequency region centered on (1/2, 1/4) is removed, so the resolution particularly for input images in an oblique direction deteriorates. Therefore, in this embodiment, a green signal G having no carrier at the point (1/2, 1/4) is used, and the signal component in the omitted frequency domain is compensated for by this green signal G.

そのため、レベルシフト回路108A,108
Bの出力は減算器160に供給される。この減算
器160までの信号処理系の周波数特性
H′(jwPx,jwPy)は H′(jwPx,jwPy)=1−1/2(cos wPx+cos wPy) …(5) となるから、この信号処理系はバンドパス特性と
なり、第4図の斜線で示す周波数領域が通過帯域
となる(第10図参照)。従つて、この減算器1
60の出力GMを重み付け回路170にて適当に
重み付けしたのち、輝度信号成分YG′に合成すれ
ば、この出力αGMで赤及び青信号R,Bの高域成
分を補償することができる。故に、最終的な輝度
信号成分YGは YG=0.59GL+0.50GH+αGM …(6) となり、輝度信号Yは Y=YR+YG+YB …(7) となる。なお、180は合成器を示す。
Therefore, level shift circuits 108A, 108
The output of B is provided to subtractor 160. Frequency characteristics of the signal processing system up to this subtracter 160
H'(jwPx, jwPy) is H'(jwPx, jwPy) = 1-1/2(cos wPx + cos wPy)...(5) Therefore, this signal processing system has bandpass characteristics, and the diagonal lines in Figure 4 indicate that The frequency region shown becomes the passband (see FIG. 10). Therefore, this subtractor 1
If the output G M of 60 is appropriately weighted in the weighting circuit 170 and then combined with the luminance signal component Y G ', the high frequency components of the red and blue signals R and B can be compensated with this output α G M. Therefore, the final brightness signal component Y G is Y G =0.59G L +0.50G H +αG M (6), and the brightness signal Y is Y = Y R +Y G +Y B (7). Note that 180 indicates a synthesizer.

以上説明したように、この発明によれば、2次
元のデジタルフイルタを使用して市松格子による
サンプリングによつて生ずるキヤリヤを含んだ所
定の周波数領域を制限できるので、水平周波数領
域に落ち込んで折返し歪の原因となる周波数成分
を確実に除去することができる。また、この発明
では緑信号で赤及び青信号の欠落した周波数成分
を補償できるので、斜め縞模様などの入力画像に
対する解像度の劣化を補償できる。さらに、この
発明では3つの原色信号に関する伝達関数を揃え
たので、色の偽信号を抑圧することができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to limit a predetermined frequency range including carriers generated by checkerboard sampling using a two-dimensional digital filter. It is possible to reliably remove the frequency component that causes this. Furthermore, according to the present invention, it is possible to compensate for the missing frequency components of the red and blue signals with the green signal, so it is possible to compensate for the deterioration in resolution of the input image, such as diagonal striped patterns. Furthermore, in the present invention, since the transfer functions for the three primary color signals are made the same, color false signals can be suppressed.

なお、上述した実施例では市松状の絵素配列に
よつて生ずるキヤリヤ、特に(2n+1/2, 2m+1/4)(n,m=0,1,2……)の点に生 ずるキヤリヤを含む所定の周波数領域を除去する
ため、第6図のような等高線を得べく信号処理系
の伝達関数H(z,w)を(2)式のように選んだが、
上述のような周波数領域をフイルタリングできる
ものであれば(2)式で表わされる伝達関数以外の伝
達関数でもよい。
In addition, in the above-mentioned embodiment, a predetermined signal including carriers generated by a checkered pixel arrangement, especially carriers generated at points (2n+1/2, 2m+1/4) (n, m=0, 1, 2...) In order to remove the frequency region of
Any transfer function other than the transfer function expressed by equation (2) may be used as long as it can filter the frequency domain as described above.

撮像空間のサンプリング形態は第1図のものに
限られない。
The sampling form of the imaging space is not limited to that shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は撮像素子としてのCCDの一例を示す
構成図、第2図及び第3図は第1図の空間サンプ
リングポイント及びその周波数空間でのキヤリヤ
を示す図、第4図はフイルタリング操作の説明
図、第5図はこの発明に係るカラー撮像装置の一
例の系統図、第7図は2次元デジタルフイルタの
一例を示す系統図、第6図、第8図、第9図及び
第10図は夫々その動作説明に供する図である。 10はCCD、50,100は2次元デジタル
フイルタ、60,110はY/C形成回路、51
〜54,101〜104は遅延素子である。
Figure 1 is a configuration diagram showing an example of a CCD as an image sensor, Figures 2 and 3 are diagrams showing the spatial sampling points in Figure 1 and their carriers in frequency space, and Figure 4 is a diagram showing the filtering operation. Explanatory drawings, FIG. 5 is a system diagram of an example of a color imaging device according to the present invention, FIG. 7 is a system diagram showing an example of a two-dimensional digital filter, and FIGS. 6, 8, 9, and 10. are diagrams for explaining the respective operations. 10 is a CCD, 50, 100 is a two-dimensional digital filter, 60, 110 is a Y/C forming circuit, 51
-54, 101-104 are delay elements.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 少なくとも一つの原色成分が市松格子でサン
プリングされるような固体撮像素子を使用したカ
ラー撮像装置において、市松格子によつてサンプ
リングされた上記原色成分の信号が2次元フイル
タに供給されて、市松格子によるサンプリングキ
ヤリアを含む周波数領域の成分が抑圧されるよう
になされると共に、上記2次元フイルタは、上記
市松格子のサンプリングで欠落した注目画素デー
タと水平方向に隣接する2つの画素データ及び垂
直方向に隣接する2つの画素データを少なくとも
含む上記注目画素の周辺画素データによつて上記
注目画素データを補間して形成する補間フイルタ
となされ、上記周波数領域はベースバンド成分の
存在する周波数領域と実質的に重ならない周波数
領域であることを特徴とするカラー撮像装置。
1. In a color imaging device using a solid-state image sensor in which at least one primary color component is sampled in a checkerboard grid, the signal of the primary color component sampled in the checkerboard grid is supplied to a two-dimensional filter, and the signal of the primary color component sampled in the checkerboard grid is At the same time, the two-dimensional filter is configured to suppress components in the frequency domain including sampling carriers, and the two-dimensional filter also suppresses the pixel data of interest that is missing due to the checkerboard sampling, two pixel data adjacent in the horizontal direction, and two pixel data adjacent in the vertical direction. An interpolation filter is formed by interpolating the pixel data of interest using peripheral pixel data of the pixel of interest including at least two adjacent pixel data, and the frequency domain is substantially the same as the frequency domain where the baseband component exists. A color imaging device characterized by non-overlapping frequency regions.
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