图像处理装置、方法、程序、记录介质及摄像装置的制造方法_4

文档序号:8270309阅读:来源:国知局
向的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与B像素所对应 的加权系数的总和之比为1:1。
[0151] 通过使用上述加权平均滤光片,能够不受高频的影响地算出局部区域的色比 ((Rf/Gf)、(Bf/Gf))。
[0152] 另一方面,如图IlA及图IlB所示,G像素存在于水平方向、垂直方向、斜右上方向 及斜右下方向的全部的像素行上。因此,去马赛克处理电路能够将存在于处理对象的像素 的附近的相关方向上的一个G像素的像素值或多个G像素的像素值的插值后的值,作为处 理对象的像素位置的G的像素值。另外,在图IlA及图IlB所示的马赛克图像的情况下,虽 然不存在图6所示那样的2 X 2像素的G像素,但是基本排列图案内存在在水平方向、垂直 方向、斜右上方向及斜右下方向上分别相邻的G像素。因此,方向判别单元能够基于这些G 像素以最小像素间隔判别相关方向。
[0153] <摄像元件的第三实施方式及加权平均滤光片>
[0154] 图12A及图12B是表示上述摄像元件14的第三实施方式和适用于此的第四实施 方式的加权平均滤光片的图。
[0155] 第三实施方式的摄像元件的滤色器排列包含与MXN(5X5)像素对应的基本排列 图案。在上述滤色器排列中,该基本排列图案P在水平方向(H)及垂直方向(V)上重复配 置。
[0156] 如图12A及图12B所示,5X5像素的基本排列图案中的与R、G、B滤光片对应的R 像素、G像素、B像素的像素数分别为4像素、17像素、4像素。G像素的像素数与R像素 、B 像素的各自的像素数相比分配得较多。即,与R像素、B像素相比,用于获得亮度信号的贡 献率较高的G像素的像素数的比率比R像素、B像素的像素数的比率大。
[0157] 另外,第三实施方式的滤色器排列(马赛克图像)在水平方向及垂直方向的像素 行中,RGB像素全部齐全的像素行和RGB像素不齐全的像素行(仅有G、R像素的像素行,仅 有G、B像素的像素行)混合存在。
[0158] 图12A及图12B所示的第四实施方式的加权平均滤光片具有与5X5像素的基本 排列图案相同尺寸的内核尺寸。图12A表示用于算出与局部区域对应的内核内的G与R的 色比的加权平均滤光片。图12B表示用于算出与局部区域对应的内核内的G与B的色比的 加权平均滤光片。
[0159] 另外,对于图12A所示的加权平均滤光片的加权系数,将加权系数设定成,内核内 的水平方向的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与R像素所对应的加权系数的总 和之比为1:1,并且内核内的垂直方向的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与R像 素所对应的加权系数的总和之比为1: 1。
[0160] 同样,对于图12B所示的加权平均滤光片,将加权系数设定成,内核内的水平方向 的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与B像素所对应的加权系数的总和之比为 1:1,并且内核内的垂直方向的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与B像素所对应 的加权系数的总和之比为1:1。
[0161] 通过使用上述加权平均滤光片能够不受高频的影响地高精度地算出局部区域的 色比((Rf/Gf)、(Bf/Gf))。
[0162] 另一方面,如图12A及图12B所示,G像素存在于水平方向、垂直方向、斜右上方向 及斜右下方向的全部的像素行上。因此,去马赛克处理电路能够将存在于处理对象的像素 的附近的相关方向上的一个G像素的像素值或多个G像素的像素值的插值后的值,作为处 理对象的像素位置的G的像素值。另外,在图12A及图12B所示的马赛克图像的情况下,存 在图6所示那样的2 X 2像素的G像素。另外,除此之外,在水平方向、垂直方向、斜右上方 向及斜右下方向上也存在分别相邻的G像素。因此,方向判别单元能够基于这些G像素以 最小像素间隔对相关方向进行判别。
[0163] <摄像元件的第四实施方式>
[0164] 图13是表示上述摄像元件14的第四实施方式的图,特别是表示配置于摄像元件 14的受光面上的滤色器排列。
[0165] 该摄像元件14的滤色器排列包含与MXW6X6)像素对应的基本排列图案P(由 粗框表示的图案)。在上述滤色器排列中,该基本排列图案P在水平方向(H)和垂直方向 (V)上重复配置。
[0166] 对于图13所示的滤色器排列(马赛克图像),R、G、B的全部颜色的像素配置于水 平方向及垂直方向的各行内。
[0167] 图14表示将图13所示的基本排列图案P四分割为3X3像素的状态。
[0168] 如图14所示,基本排列图案P也能够理解为由实线的框围成的3X3像素的A排 列和由虚线的框围成的3 X 3像素的B沿水平、垂直方向交替地排列的排列。
[0169] A排列及B排列的作为亮度类像素的G像素分别配置于四角和中央,配置于两对角 线上。另外,A排列中,夹着中央的G像素,将R像素沿水平方向排列,将B像素沿垂直方向 排列。另一方面,B排列中,夹着中央的G像素,将B像素沿水平方向排列,将R像素沿垂直 方向排列。即,A排列和B排列相比,R像素和B像素的位置关系反转,但是其他的配置相 同。
[0170] 另外,基本排列图案内的R像素、G像素、B像素的像素数分别为8像素、20像素、8 像素。即,RGB像素的各像素数的比率为2:5:2,G像素的像素数的比率比R像素、B像素的 像素数的比率大。
[0171] 图15A及图15B是表示在从图13所示的第四实施方式的摄像元件得到的马赛克 图像的去马赛克处理中使用的加权平均滤光片的实施方式的图,特别是表示加权平均滤光 片的滤波系数。
[0172] 如图15A及图15B所示,该加权平均滤光片具有9X9的内核尺寸,并设定了该图 所示的滤波系数。
[0173] 即,对于图15A所示的加权平均滤光片的加权系数,以如下方式设定加权系数:在 以马赛克图像的A排列出现于9 X 9的内核的中央的方式配置的情况下,与该内核(局部区 域)内的各像素的颜色对应地对G、R的每色提取加权系数并求出每色的加权系数的总和的 情况下,水平方向及垂直方向的各像素行内的G、R的每色的加权系数的总和之比为1: 1。
[0174] 同样,对于图15B所示的加权平均滤光片的加权系数,将加权系数设定成,水平方 向及垂直方向的各像素行内的G、B的每色的加权系数的总和之比为1 :1。
[0175] 例如,在图15A中可知:最上一行的加权系数为0、0、1、1、4、1、1、0、0,当对G、R分 别求出总和时,R = 4、G = 0+1+1+1+1+0 = 4而构成4:4 = 1:1的关系。而且,全部的行及 列(水平及垂直方向的各像素行)成为适合于该关系的加权系数。
[0176] 另外,对于该加权平均滤光片如下设置加权系数:若对分割为3X3的尺寸的每 个区域的加权系数进行比较,则中央部的3X3的加权系数较大,夹着中央部的上下左右的 3X3的加权系数第二大,四角的3X3的滤波系数最小。
[0177] 通过使用图15A所示的加权平均滤光片,能够不受高频的影响地高精度地算出 9X9像素的局部区域中的色比(Rf/Gf)。同样,通过使用图15B所示的加权平均滤光片,能 够不受高频的影响地高精度地算出局部区域中的色比(Bf/Gf)。而且,将9X9像素的局部 区域内的中央部的3X3像素(图15A及图15B所示的粗框内的像素)设为去马赛克处理 的处理对象的像素,并基于各像素的像素位置的G的像素值和上述算出的色比而算出各像 素位置的R、B的像素值。另外,在处理对象的像素是R像素或B像素的情况下,基于通过方 向判别单元判别出的相关方向的G的像素值而算出G的像素值。
[0178] 若对9 X 9像素的局部区域内的中央部的3 X 3像素的全部像素求出RGB的像素值 的去马赛克处理完毕,则一边使从马赛克图像提取的局部区域以每3X3像素地移动一边 进行与上述相同的处理。
[0179] 当使9X9像素的局部区域从图15A及图15B所示的状态沿水平方向或垂直方向 移动3像素时,则3X3像素的B排列位于移动后的9X9像素的局部区域的中央部(参照 图14)。在该情况下,通过使用图15B所示的加权平均滤光片,能够算出G与R的色比(Rf/ Gf)。此外,通过使用图15A所示的加权平均滤光片,能够算出G与B的色比(Bf/Gf)。
[0180] 另外,该实施方式中,设计为将3X3像素设为去马赛克处理的处理对象的像素, 使局部区域每3X3像素地移动,但是本发明不限于此。例如,也可以设计为将1个像素设 为去马赛克处理的处理对象的像素,使局部区域逐个像素地移动。在该情况下,需要准备与 处理对象的像素的种类对应的许多加权平均滤光片。
[0181] <摄像元件的第五实施方式>
[0182] 图16是表示上述摄像元件14的第五实施方式的图,特别是表示配置在摄像元件 14的受光面上的滤色器排列。
[0183] 图16所示的滤色器排列(马赛克图像)是图13所示的第四实施方式的变形例。 图16所示的滤色器排列的不同之处在于,替代图14所示的A排列的左上的G像素及B排 列的左下的G像素,而配置具有透明(W)滤光片的W像素。
[0184] 如图16所示,6X6像素的基本排列图案P中的与R、G、B、W滤光片对应的R像素、 G像素、B像素、W像素的像素数分别为8像素、16像素、8像素、4像素。亮度类像素(G像 素、W像素)的像素数与R像素、B像素的各自的像素数相比分配得较多。即,与R像素 、B 像素相比用于获得亮度信号的贡献率较高的G像、W像素的像素数的比率比R像素、B像素 的像素数的比率大。
[0185] 图17A及图17B是表示在从图16所示的第五实施方式的摄像元件得到的马赛克 图像的去马赛克处理中所使用的加权平均滤光片的实施方式的图,特别是表示加权平均滤 光片的滤波系数。
[0186] 如图17A及图17B所示,该加权平均滤光片具有与6X6像素的基本排列图案P相 同尺寸的内核尺寸。图17A表示用于算出与局部区域对应的内核内的G与R的色比的加权 平均滤光片。图17B表示用于算出与局部区域对应的内核内的G与B的色比的加权平均滤 光片。
[0187] 另外,对于图17A所示的加权平均滤光片的加权系数,将加权系数设定成,内核内 的水平方向的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与R像素所对应的加权系数的总 和之比为1:1,并且内核内的垂直方向的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与R像 素所对应的加权系数的总和之比为1: 1。
[0188] 同样,对于图17B所示的加权平均滤光片,将加权系数设定成,内核内的水平方向 的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与B像素所对应的加权系数的总和之比为 1:1,并且内核内的垂直方向的像素行内的G像素所对应的加权系数的总和与B像素所对应 的加权系数的总和之比为1:1。
[0189] 通过使用上述加权平均滤光片,能够不受高频的影响地高精度地算出局部区域的 色比((Rf/Gf)、(Bf/Gf))。另外,在基本排列图案P内,在水平方向、垂直方向、斜右上方向 及斜右下方向上分别存在相邻的G像素。因此,方向判别单元能够基于这些G像素,以最小 像素间隔对去马赛克处理的处理对象的像素的附近的亮度的相关方向进行判别。
[0190] < R、G、B、W像素的分高灵敏度特性>
[0191] 图18是表不具有R滤光片、G滤光片、B滤光片及W滤光片的各光电二极管(R、G、 B、W像素)的分光灵敏度特性的一例的坐标图。
[0192] 如图18所示,具有W滤光片的W像素的分光灵敏度特性是将R、G、B像素的分光 灵敏度特性相加后的分光灵敏度特性,其灵敏度的波段包含R、G、B像素的灵敏度的波长区 域。
[0193] 另外,W滤光片的透过率的峰值(W像素的灵敏度的峰值)处于波长为480nm以上 且570nm以下的范围内,W滤光片的透过率在波长为500nm以上且560nm以下的范围内高 于RB滤光片的透过率。
[0194] 然而,G像素的图像信号与R像素及B像素的图像信号相比生成亮度信号时的贡献 率高。具体而言,上述的图像处理部18对应每个像素根据具有全部RGB的颜色信息的RGB 像素信号按照下述的式(5)生成Y信号。
[0195] Y = 0· 3R+0. 59G+0. IlB…(5)
[0196] 在该式(5)中,由于G色的贡献率为59%,所以G色的贡献率比R色(贡献率 30% )、B色(贡献率11% )的贡献率高。因此,G色是三原色中对亮度信号贡献最大的颜 色。
[0197] 另外,W像素的图像信号是能够直接构成亮度信号的信号,但是在G像素与W像素 混合存在的上述实施方式的摄像元件的情况下,通过以一定的比例混合通过上述式(5)算 出的亮度信号与W像素的图像信号(亮度信号)而生成亮度信号。W像素的图像信号比G 像素的图像信号接近亮度信号,当然也比R像素及B像素的图像信号接近亮度信号。例如, 如下述的式(6)的那样算出上述混合后的亮度信号。
[0198] Y = 0· 5W+0. 5(0. 3R+0. 59G+0. 11B)…(6)
[0199] S卩,本发明的与一种颜色以上的第一色对应的亮度类像素(G像素、W像素)用于 获得亮度信号的贡献率至少在50%以上,与第一色以外的两种颜色以上的第二色对应的各 像素(R像素,B像素)用于获得亮度信号的贡献率小于50%。在此,50%是为了通过用于 获得亮度信号的贡献率来对第一色和第二色进行区别而设定的值,以"第一色"包含用于获 得亮度信号的贡献率与R色、B色等相比相对高的颜色的方式设定的值。
[0200] <摄像元件的第六实施方式>
[0201] 图19是表示上述摄像元件14的第六实施方式的图,特别是表示配置于摄像元件 14的受光面上的滤色器排列。
[0202] 图19所示的滤色器排列(马赛克图像)对应于使图4所示的第一实施方式的滤 色器排列旋转45°的滤色器排列。
[0203] 在多个像素排列成倾斜格子状的摄像元件的情况下,与排列成正方格子状的摄像 元件相比,水平及垂直方向上的能够重现的频带为·^倍。这种结构与人的视觉的频率特性 在水平及垂直方向上比在倾斜方向上高的特性一致,可以说是在视觉上有利的结构。
[0204] 在如第六实施方式那样多个像素排列成倾斜格子状的摄像元件的情况下,斜右上 方向相当于本发明的第一方向及第二方向中的一方向,斜右下方向相当
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1