[发明专利]图像处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及抑制在图像信号中生成的混叠信号的图像处理。

背景技术

诸如CCD传感器和CMO S传感器等的摄像元件包括各种类型的颜色滤波器。这种颜色滤波器的典型例子包括具有原色(红色、绿色和蓝色)或者互补色(青色、品红色和黄色)的组合的颜色滤波器。

图13是示出摄像元件的原色拜尔排列的图。在包括四个像素的矩阵中，与红色(R)相对应的像素和与蓝色(B)相对应的像素被对角配置，以及在剩余两个像素中配置与绿色(G1和G2)相对应的像素。重复该配置图案。

当被摄体包括超过摄像元件的分辨能力的高频成分时，由于高频成分的影响而在摄像元件所生成的图像信号中生成混叠信号。因此，提出了用于抑制混叠信号的生成的各种方法。

例如，为了抑制混叠信号的生成，提出了不使用图13所示的原色拜尔排列中与R和B像素相对应的信号，而仅使用与G(G1和G2)像素相对应的信号来生成亮度信号的方法。

首先，在通过对从摄像元件的原色拜尔排列输出的信号进行数字化而获得的与R、G和B像素相对应的信号中，将除了与G像素相对应的信号以外的信号的值确定为0。接着，进行垂直低通滤波器(V-LPF)处理以限制垂直方向上的频带，以及进行水平低通滤波器(H-LPF)处理以限制水平方向上的频带。由此，在像素中生成通过使用与G像素相对应的信号进行插值后的信号，并获得与G像素相对应的亮度信号。之后，将通过该方法获得的信号称为“第一亮度信号”。

可选地，可以将除了与R像素相对应的信号以外的信号的值确定为0，并且可以同样进行V-LPF处理和H-LPF处理以生成与R像素相对应的亮度信号。此外，可以将除了与B像素相对应的信号以外的信号的值确定为0，并且可以同样进行V-LPF处理和H-LPF处理以生成与B像素相对应的亮度信号。然后，可以将R亮度信号和B亮度信号加到G亮度信号，并且可以将所生成的信号确定为第一亮度信号。

此外，为了抑制混叠信号的生成，提出了使用图13所示的原色拜尔排列中包括的所有颜色信号来生成亮度信号的方法。

使用与所有颜色的像素相对应的信号，即通过对从具有原色拜尔排列的摄像元件输出的信号进行数字化而获得的与R、G和B像素相对应的信号，在不区别信号的颜色的情况下，用于进行限制垂直方向上的频带的V-LPF处理和用于限制水平方向上的频带的H-LPF处理。以这种方式，新获得信号。之后，将通过该方法获得的信号称为“第二亮度信号”。

图14是示出第一亮度信号和第二亮度信号的可以分辨的空间频率的特性的图。

x轴表示水平(H)方向上的频率空间，以及y轴表示垂直(V)方向上的频率空间。离原点的位置越远，空间频率越高。

仅使用与G像素相对应的信号所生成的第一亮度信号在水平和垂直方向上的分辨率的极限等于G像素的排列的奈奎斯特频率(π/2)。然而，由于在倾斜方向上存在不包括G像素的行，因而倾斜方向上的极限分辨率频率小于水平方向和垂直方向上的极限分辨率频率。因此，图14所示的菱形的区域1501与可以分辨的空间频率相对应。

由于在R、G和B亮度信号中，仅使用与G像素相对应的信号所生成的G亮度信号具有最高的分辨率，因而这对于通过对R、G和B亮度信号进行合成来生成第一亮度信号的情况是相同的。

另一方面，由于使用与所有颜色的像素相对应的信号来生成第二亮度信号，因而当被摄体是非彩色时，图14所示的正方形区域1502与可以分辨的空间频率相对应。与第一亮度信号不同，由于所有行还在倾斜方向上具有彩色像素，因而倾斜方向上的可以分辨的空间频率高于第一亮度信号的可以分辨的空间频率。然而，当读取被摄体时，例如忽略从除R像素以外的像素输出的信号，因此，仅获得区域1503中的分辨率，该分辨率是在非彩色被摄体的情况下所获得的分辨率的四分之一。

为了抑制图像信号中包括的混叠信号的生成，提出了考虑了这种第一亮度信号和第二亮度信号的特性的用于生成亮度信号的方法。

例如，提出了用于通过根据关于被摄体是黑白被摄体还是彩色被摄体的判断而改变第一亮度信号和第二亮度信号的混合率来生成亮度信号的方法(参考专利文献1)。

此外，提出了用于通过根据关于被摄体是否具有如图14所示的倾斜方向上的高相关性的判断而改变第一亮度信号和第二亮度信号的混合率来生成亮度信号的方法(参考专利文献2)。

然而，尽管这些方法在抑制混叠信号的生成方面具有优点，但不抑制其它噪声信号。