Устройство обработки изображений, способ и устройство формирования изображения

Устройство обработки изображений, способ и устройство формирования изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству обработки изображений, способу и устройству формирования изображения, в частности к техническому приему устранения влияния смешанных цветов и т.п. между каждым из пикселей мозаичного изображения, соответствующего матрице цветных фильтров, расположенной на элементе формирования изображения одной пластины.

Уровень техники

Как правило, в элементе формирования изображения, имеющем мозаичную матрицу цветных фильтров, причиной смешанных цветов является утечка света от смежного пикселя.

Если изображение формируется путем применения цифровой обработки сигнала к цветовым сигналам RGB с множеством смешанных цветов, цветопередача (качество изображения) ухудшается. Кроме того, существует проблема, когда невозможно точно вычислить усиление WB для коррекции баланса белого (WB) из цветовых сигналов RGB со множеством смешанных цветов.

Традиционные технические приемы устранения компонента смешанных цветов из цветового сигнала, включающего в себя компонент смешанных цветов, описаны в PTL 1 и PTL 2.

Сигнальный процессор, описанный в PTL 1, сконфигурирован применять обработку для коррекции смешанных цветов к сигналу подвергающегося коррекции целевого пикселя, основанную на сигнале каждого из четырех периферийных пикселей, являющихся смежными по краям с подвергающимся коррекции целевым пикселем, путем использования параметров коррекции Ka, Kb, Kc и Kd. Можно независимо определить каждый из четырех параметров коррекции Ka, Kb, Kc и Kd. Соответственно, даже если есть направленность в смешанных цветах, вызванных периферийными пикселями относительно интересующего пикселя, обеспечивается коррекция смешанных цветов, соответствующая направленности.

Устройство формирования изображения, описанное в PTL 2, включает в себя таблицу коэффициентов, в которой коэффициент коррекции, относящийся к компоненту сигнала, примешанному к каждому из пикселей от их периферийных пикселей, сохраняется путем ассоциации с каждым из местоположений пикселей в пиксельной матрице, в которой множество пикселей расположены в направлении строк и направлении столбцов. Устройство формирования изображения, описанное в PTL 2, считывает соответствующий коэффициент коррекции из таблицы коэффициентов в соответствии с местоположением подвергающегося коррекции целевого пикселя для исправления сигнала подвергающегося коррекции целевого пикселя путем использования сигналов его периферийных пикселей и коэффициента коррекции.

Список цитирования

Патентная литература

PTL 1 Выложенная заявка на патент Японии №2007-142697.

PTL 2 Выложенная заявка на патент Японии №2010-130583.

Сущность изобретения

Техническая проблема

Изобретение, описанное в PTL 1, имеет особенность конфигурации, когда можно независимо определить каждый из параметров коррекции Ka, Кb, Kc и Kd относительно каждого из четырех периферийных пикселей, являющихся смежными по краям с подвергающимся коррекции целевым пикселем. В изобретении, если смешанные цвета изотропны (если направленность отсутствует), параметры коррекции Ka, Кb, Kc и Kd определяются при одном и том же значении, а если имеется направленность, можно определить параметры при значениях, соответствующих направлению. Параметрами коррекции Ka, Кb, Kc и Kd можно управлять извне (блок управления камерой) в режиме реального времени. В PTL 1, однако, отсутствует описание, как управлять параметрами коррекции Ka, Кb, Kc и Kd относительно местоположения отдельного подвергающегося коррекции целевого пикселя.

Изобретение, описанное в PTL 2, сконфигурировано обеспечивать таблицу коэффициентов, в которой коэффициент коррекции, относящийся к компоненту сигнала, примешанному к каждому из пикселей от их периферийных пикселей, сохраняется путем ассоциации с каждым из местоположений пикселей на поверхности датчика, поэтому можно использовать надлежащий коэффициент коррекции для каждого из местоположений пикселей на поверхности датчика. К сожалению, в этом случае имеется проблема, что количество данных для коэффициентов коррекции огромно. PTL 2 описывает выражение сравнения, которое сохраняется вместо таблицы коэффициентов для уменьшения количества данных. Однако имеется проблема, что если изменение коэффициентов коррекции на поверхности датчика не соответствует конкретному выражению сравнения, то невозможно вычислить правильный коэффициент коррекции.

Настоящее изобретение сделано в свете вышеупомянутых обстоятельств, и задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства обработки изображений, способа и устройства формирования изображения, способных минимизировать количество данных для отношений смешения цветов, которые должны сохраняться заранее независимо от типа мозаичного изображения (матрицы цветных фильтров), и удовлетворительно выполняющих коррекцию смешанных цветов.

Решение проблемы

Для решения задачи настоящего изобретения устройство обработки изображений в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает в себя: средство получения изображений, сконфигурированное получать мозаичное изображение, включающее в себя пиксели множества цветов; средство хранения, сконфигурированное хранить отношение смешения цветов, вызванное каждым периферийным пикселем, смежным с целевым пикселем, для коррекции смешанных цветов в мозаичном изображении, причем средство хранения хранит отношение смешения цветов, соответствующее комбинации первого параметра, указывающего азимутальное направление каждого из периферийных пикселей, и второго параметра, указывающего цвета периферийных пикселей; средство коррекции смешанных цветов, сконфигурированное устранять из цветового сигнала каждого из пикселей в мозаичном изображении, полученном средством получения изображений, компоненты смешанных цветов, вызванных периферийными пикселями, содержащиеся в цветовом сигнале. Когда коррекция смешанных цветов применяется к любому целевому пикселю, средство коррекции смешанных цветов сконфигурировано выполнять этапы, на которых: получают цветовой сигнал целевого пикселя и цветовые сигналы каждого из его периферийных пикселей; считывают соответствующие отношения смешения цветов из средства хранения на основании азимутальных направлений и цветов периферийных пикселей и устраняют компоненты смешанных цветов, содержащиеся в целевом пикселе, на основании цветового сигнала целевого пикселя для коррекции смешанных цветов, цветового сигнала каждого периферийного пикселя, смежного с целевым пикселем, и считываемого отношения смешения цветов каждого из периферийных пикселей.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения компоненты смешанных цветов, вызванные периферийными пикселями, которые содержатся в любом целевом пикселе, устраняются на основании цветовых сигналов множества периферийных пикселей, смежных с целевым пикселем для коррекции смешанных цветов, и влияния (отношения смешения цветов) смешанных цветов, вызванных цветовыми сигналами. Отношение смешения цветов каждого из периферийных пикселей определено в зависимости от азимутального направления (например, направлений вверх-вниз и из стороны в сторону) периферийного пикселя относительно целевого пикселя и цвета периферийного пикселя, потому что влияние смешанных цветов зависит от азимутальных направлений и цветов периферийных пикселей. Средство хранения хранит отношение смешения цветов, соответствующее комбинации первого параметра, указывающего азимутальные направления периферийных пикселей, и второго параметра, указывающего цвета периферийных пикселей. Когда коррекция смешанных цветов применяется к любому целевому пикселю, происходит считывание соответствующего отношения смешения цветов из средства хранения для каждого из периферийных пикселей целевого пикселя на основании азимутальных направлений и цветов периферийных пикселей.

Средство хранения сконфигурировано хранить отношения смешения цветов только в количестве, равном числу комбинаций числа азимутальных направлений периферийных пикселей и числа цветов периферийных пикселей независимо от типа мозаичного изображения (матрицы цветных фильтров), посредством чего можно минимизировать количество данных отношений смешения цветов, которые должны быть заранее сохранены.

В устройстве обработки изображений в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения является предпочтительным, чтобы мозаичное изображение включало в себя группу пикселей базовой матричной структуры, состоящей из M×N («M» и «N» являются целыми числами, равными 2 или более, по меньшей мере одно из целых чисел равно 3 или более) пикселей, и чтобы группа пикселей базовой матричной структуры располагалась с повторением в горизонтальном направлении и вертикальном направлении.

Как было описано выше, так как отношение смешения цветов, которое будут заранее сохранено в средстве хранения, не зависит от типа мозаичного изображения, может быть получен большой эффект сокращения количества отношений смешения цветов по мере того, как пиксельный размер базовой матричной структуры мозаичного изображения становится большим и мозаичное изображение становится сложным.

В устройстве обработки изображений в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения средство коррекции смешанных цветов включает в себя средство получения параметров, сконфигурированное получать первый параметр и второй параметр каждого из периферийных пикселей, соответствующих любому целевому пикселю, на основании местоположения целевого пикселя в мозаичном изображении, и средство коррекции смешанных цветов сконфигурировано считывать соответствующее отношение смешения цветов из средства хранения на основании полученного первого параметра и полученного второго параметра, то есть если местоположение целевого пикселя указано, могут быть получены первый и второй параметры, относящиеся к периферийным пикселям целевого пикселя, посредством чего можно считать отношение смешения цветов, соответствующее первому параметру и второму параметру из средства хранения.

В устройстве обработки изображений в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения мозаичное изображение выводится из элемента формирования изображения, имеющего элементную структуру, в которой усилитель совместно используется каждой заранее заданной группой пикселей. Когда третий параметр является информацией о местоположении, показывающей местоположение целевого пикселя для коррекции смешанных цветов в группе пикселей, совместно использующих усилитель, средство хранения хранит отношение смешения цветов, соответствующее комбинации первого параметра, второго параметра и третьего параметра. Средство получения параметров получает первый параметр, второй параметр и третий параметр для каждого из периферийных пикселей на основании местоположения любого целевого пикселя в мозаичном изображении. Средство коррекции смешанных цветов считывает соответствующее отношение смешения цветов для каждого из периферийных пикселей из средства хранения на основании полученного первого параметра, полученного второго параметра и полученного третьего параметра.

В элементе формирования изображения, имеющем элементную структуру, в которой усилитель совместно используется каждой заранее заданной группой пикселей, имеется разница в выходных характеристиках в соответствии с относительным местоположением усилителя и каждого из пикселей. Средство хранения хранит отношение смешения цветов с учетом этой разницы. То есть средство хранения хранит отношение смешения цветов, соответствующее комбинации первого, второго и третьего параметров, в которых третий параметр является информацией о местоположении, показывающем местоположение (местоположение собственного пикселя) целевого пикселя в группе пикселей, совместно использующих усилитель. Средство коррекции смешанных цветов считывает соответствующее отношение смешения цветов из средства хранения для каждого из периферийных пикселей целевого пикселя на основании полученных первого, второго и третьего параметров, относящихся к целевому пикселю, для применения отношения смешения цветов в коррекции смешанных цветов для целевого пикселя.

В устройстве обработки изображений в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения является предпочтительным, чтобы когда целая область мозаичного изображения разделена на множество участков, средство хранения хранило отношение смешения цветов для каждого из участков и средство коррекции смешанных цветов считывало соответствующее отношение смешения цветов из средства хранения в зависимости от участка из множества участков, в котором расположен целевой пиксель. Углы падения света объекта относительно каждого из пикселей элемента формирования изображения в центральной части и в периферийной части мозаичного изображения отличаются, так что отношение смешения цветов каждой из частей отличается. Поэтому вся область мозаичного изображения делится на множество участков, так что отношение смешения цветов может быть изменено для каждого из участков.

В устройстве обработки изображений в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения средство коррекции смешанных цветов сконфигурировано применять вычисление произведения-суммы к цветовому сигналу каждого периферийного пикселя, смежного с целевым пикселем для коррекции смешанных цветов, и отношение смешения цветов, определенное для каждого из местоположений периферийных пикселей, отношение смешения цветов, считанное из средства хранения, для вычисления компонента смешанных цветов, так что вычисленный компонент смешанных цветов устраняется из цветового сигнала целевого пикселя.

Устройство обработки изображений в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предпочтительно дополнительно включает в себя: средство вычисления усиления баланса белого, сконфигурированное вычислять усиление баланса белого на основании цветового сигнала каждого из пикселей в мозаичном изображении, из которого устранен компонент смешанных цветов с помощью средства коррекции смешанных цветов; и средство коррекции баланса белого, сконфигурированное применять коррекцию баланса белого к цветовому сигналу каждого из пикселей в мозаичном изображении, из которого устранен компонент смешанных цветов с помощью средства коррекции смешанных цветов, на основании усиления баланса белого, вычисленного с помощью средства вычисления усиления баланса белого. Так как усиление WB для коррекции баланса белого (WB) вычисляется на основании мозаичного изображения после коррекции смешанных цветов, можно вычислить правильное усиление WB, в котором устранено влияние смешанных цветов и т.п. Соответственно, можно выполнить правильную коррекцию баланса белого.

Способ обработки изображений в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения включает в себя: этап получения изображения, на котором получают мозаичное изображение, включающее в себя пиксели множества цветов; этап подготовки средства хранения, сконфигурированного хранить отношение смешения цветов, вызванное каждым периферийным пикселем, смежным с целевым пикселем для коррекции смешанных цветов в мозаичном изображении, средства хранения, хранящего отношение смешения цветов, соответствующее комбинации первого параметра, указывающего азимутальные направления периферийных пикселей, и второго параметра, указывающего цвета периферийных пикселей; и этап устранения смешанных цветов, на котором из цветового сигнала каждого из пикселей в мозаичном изображении, полученном на этапе получения изображения, устраняют компоненты смешанных цветов, которые вызваны периферийными пикселями и содержатся в цветовом сигнале. На этапе устранения смешанных цветов, когда коррекция смешанных цветов применяется к любому целевому пикселю, получают цветовой сигнал целевого пикселя и цветовые сигналы его периферийных пикселей, считывают соответствующее отношение смешения цветов из средства хранения на основании азимутальных направлений и цветов периферийных пикселей и устраняют компоненты смешанных цветов, содержащиеся в целевом пикселе, на основании цветового сигнала целевого пикселя для коррекции смешанных цветов, цветового сигнала каждого периферийного пикселя, смежного с целевым пикселем, и считанного отношения смешения цветов каждого из периферийных пикселей.

Устройство формирования изображения в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения включает в себя: средство формирования изображения, имеющее фотографическую оптическую систему, и элемент формирования изображения, на котором формируется изображение объекта через фотографическую оптическую систему; средство получения изображения, сконфигурированное получать мозаичное изображение, выводимое из средства формирования изображения; и устройство обработки изображений, описанное выше.

В устройстве формирования изображения в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения является предпочтительным, чтобы элемент формирования изображения был сконфигурирован так, что цветовой фильтр с заранее заданной матрицей цветных фильтров располагался на множестве пикселей, состоящих из фотоэлектрических преобразующих элементов, расположенных в горизонтальном направлении и вертикальном направлении, матрица цветных фильтров включала в себя заранее заданную базовую матричную структуру, в которой расположен первый фильтр, соответствующий первому цвету, состоящему из одного или нескольких цветов, и второй фильтр, соответствующий второму цвету, состоящему из двух или более цветов, причем второй цвет имеет размер вклада в получение сигнала яркости, при этом размер вклада меньше, чем у первого цвета, и в котором базовая матричная структура расположена с повторением в горизонтальном направлении и вертикальном направлении и базовая матричная структура является матричной структурой, соответствующей M×N («M» и «N» являются целыми числами, равными 2 или более, по меньшей мере одно из целых чисел равно 3 или более) пикселям. Хотя мозаичное изображение, выводимое из элемента формирования изображения, имеющего описанную выше матрицу цветных фильтров, имеет сложную комбинацию цветов, нет никаких проблем, даже если пиксельный размер базовой матричной структуры является большим, потому что отношения смешения цветов, которые заранее сохраняются в средстве хранения, не зависят от типа мозаичного изображения.

В устройстве формирования изображения в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения является предпочтительным, чтобы один или более первых фильтров располагались в каждой из линий в горизонтальном направлении, вертикальном направлении, наклонном верхнем правом направлении и наклонном нижнем правом направлении в матрице цветных фильтров, один или более вторых фильтров, соответствующих каждому из цветов второго цвета, располагались в каждой из линий в горизонтальном направлении и вертикальном направлении в матрице цветных фильтров в базовой матричной структуре и отношение числа пикселей первого цвета, соответствующего первому фильтру, было больше, чем отношение числа пикселей каждого цвета второго цвета, соответствующего второму фильтру.

В элементе формирования изображения выше, матрица цветных фильтров сформирована так, что первый фильтр, соответствующий первому цвету, дающему наибольший вклад в получение сигнала яркости, расположен в каждой из линий в горизонтальном, вертикальном, наклонном верхнем правом и наклонном нижнем правом направлениях в матрице цветных фильтров, поэтому можно улучшить воспроизводимость синхронизационной обработки в высокочастотной области. Кроме того, второй фильтр, соответствующий второму цвету, состоящему из двух или более цветов, отличающихся от первого цвета, сконфигурирован так, что один или более вторых фильтров расположены в каждой из линий в горизонтальном и вертикальном направлениях в матрице цветных фильтров в базовой матричной структуре, поэтому можно уменьшить возникновение цветовых комбинационных искажений (ложных цветов) для обеспечения высокого разрешения. В матрице цветных фильтров, так как заранее заданная базовая матричная структура расположена с повторением в горизонтальном и вертикальном направлениях, можно выполнять синхронизационную обработку в соответствии с повторяющейся последовательностью, когда выполняется синхронизационная обработка на последующей стадии. Кроме того, отношение числа пикселей первого цвета, соответствующего первому фильтру, к числу пикселей второго цвета, соответствующего второму фильтру, изменено так, чтобы особенно отношение числа пикселей первого цвета, дающих наибольший вклад в получение сигнала яркости, было больше, чем отношение числа пикселей каждого из цветов второго цвета, соответствующего второму фильтру, посредством чего возможно предотвратить наложение спектров, а также добиться превосходной воспроизводимости на высоких частотах.

В устройстве формирования изображения в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предпочтительно, чтобы базовая матричная структура была квадратной матричной структурой, соответствующей 3×3 пикселей, и чтобы первый фильтр располагался в центре и четырех углах.

В устройстве формирования изображения в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения является предпочтительным, чтобы первый цвет был зеленым (G), а вторые цвета были красным (R) и синим (B), заранее заданная базовая матричная структура была квадратной матричной структурой, соответствующей 6×6 пикселей, а матрица фильтров включала в себя: первую матрицу, соответствующую 3×3 пикселей, причем первая матрица включает в себя G-фильтры, расположенные в центре и ее четырех углах, В-фильтры, расположенные сверху и снизу от G-фильтра, расположенного в центре, и R-фильтры, расположенные справа и слева от G-фильтра, расположенного в центре; и вторую матрицу, соответствующую 3×3 пикселей, причем вторая матрица включает в себя G-фильтры, расположенные в центре и ее четырех углах, R-фильтры, расположенные сверху и снизу от G-фильтра, расположенного в центре, и В-фильтры, расположенные справа и слева от G-фильтра, расположенного в центре; при этом первая матрица и вторая матрица поочередно расположены в горизонтальном направлении и вертикальном направлении.

В устройстве формирования изображения в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения является предпочтительным, чтобы элемент формирования изображения имел элементную структуру, в которой усилитель совместно используется каждой заранее заданной группой пикселей, и заранее заданная группа пикселей имела размер K×L (К≤М, L≤N, К и L являются натуральными числами) пикселей.

Полезные эффекты изобретения

В соответствии с настоящим изобретением в средстве хранения заранее сохраняется отношение смешения цветов, соответствующее комбинации множества параметров, влияющих на размер компонента смешанных цветов, содержащегося в цветовом сигнале целевого пикселя для коррекции смешанных цветов, в результате чего когда применяется коррекция смешанных цветов к любому целевому пикселю, отношение смешения цветов каждого периферийного пикселя, смежного с целевым пикселем, считывается из средства хранения, которое будет применено при коррекции смешанных цветов. Соответственно, можно минимизировать количество данных для отношений смешения цветов, которые будут заранее сохранены, не зависящее от типа мозаичного изображения (матрицы цветных фильтров), для обеспечения высококачественной коррекции смешанных цветов.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является блок-схемой, изображающей вариант воплощения устройства формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 изображает новую мозаичную матрицу цветных фильтров, расположенную на элементе формирования изображения.

Фиг. 3 изображает состояние, в котором базовая матричная структура, изображенная на фиг. 2, разделена на четыре участка 3×3 пикселя.

Фиг. 4 является блок-схемой основной части, изображающей внутреннюю конфигурацию блока обработки изображений, изображенного на фиг. 1.

Фиг. 5 является схемой, используемой для объяснения коррекции смешанных цветов.

Фиг. 6 изображает пример элемента формирования изображения, в котором 4 пикселя 2×2 совместно используют один усилитель.

Фиг. 7 является графиком, изображающим пример таблицы поправок, которая показывает отношения смешения цветов.

Фиг. 8 изображает участок 8×8 в мозаичном изображении.

Фиг. 9 является блок-схемой, изображающей вариант воплощения внутренней конфигурации секции коррекции смешанных цветов, изображенной на фиг. 4.

Фиг. 10 является схемой последовательности операций, изображающей вариант воплощения способа обработки изображений в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 11 является графиком, изображающим характеристики спектральной чувствительности элемента формирования изображения, включающего в себя R-фильтр (красный фильтр), G1-фильтр (первый зеленый фильтр), G2-фильтр (второй зеленый фильтр) и В-фильтр (синий фильтр).

Фиг. 12 является графиком, изображающим характеристики спектральной чувствительности элемента формирования изображения, включающего в себя R-фильтр, G-фильтр, В-фильтр и W-фильтр (прозрачный фильтр).

Фиг. 13 является графиком, изображающим характеристики спектральной чувствительности элемента формирования изображения, включающего в себя R-фильтр, G-фильтр, В-фильтр и E-фильтр (изумрудный фильтр).

Описание вариантов воплощения

Со ссылкой на прилагаемые чертежи будут подробно описаны варианты воплощения устройства обработки изображений, способа и устройства формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.

Варианты воплощения устройства формирования изображения

Фиг. 1 является блок-схемой, изображающей вариант воплощения устройства формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.

Устройство 10 формирования изображения является цифровой камерой, в которой сфотографированное изображение сохраняется во внутренней памяти (блок 26 памяти) или на внешнем носителе данных (не изображен), а работа всего устройства централизованно управляется с помощью центрального процессора (CPU) 12.

Устройство 10 формирования изображения включает в себя операционный блок 14, снабженный: кнопкой спуска затвора (переключателем спуска затвора), переключателем режимов, кнопкой воспроизведения, кнопкой МЕНЮ/OK, крестообразной кнопкой, кнопкой изменения масштаба, кнопкой ОБРАТНО и т.п. Сигнал от операционного блока 14 поступает в CPU 12, а CPU 12 управляет каждой электрической схемой в устройстве 10 формирования изображения на основании входного сигнала, например, управляет блоком 18 объектива, затвором 20 и элементом 22 формирования изображения, который функционирует как средство получения изображений, через блок 16 управления устройством, а также выполняет управление операцией фотографирования, управление обработкой изображений, хранением данных изображения и управление воспроизведением, управление дисплеем блока 25 отображения и т.п.

Блок 18 объектива включает в себя фокусную линзу, трансфокатор, диафрагму и т.п. Световой поток, прошедший через блок 18 объектива и затвор 20, формирует изображение на приемной поверхности элемента 22 формирования изображения.

Элемент 22 формирования изображения является датчиком цветного изображения типа CMOS (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), XY-адресного типа или типа CCD (прибор с зарядовой связью). На приемной поверхности элемента 22 формирования изображения большое количество фотодетекторов (фотодиодов) выстроены так, чтобы сформировать двухмерную матрицу. Изображение объекта, сформированное на приемной поверхности каждого из фотодиодов, преобразуется в величину напряжения сигнала (или электрический заряд), соответствующую количеству падающего света в изображении объекта.

Варианты воплощения элемента формирования изображения

Фиг. 2 изображает вариант воплощения вышеприведенного элемента 22 формирования изображения, в частности изображает новую матрицу цветных фильтров, расположенную на приемной поверхности элемента 22 формирования изображения.

Матрица цветных фильтров элемента 22 формирования изображения включает в себя базовую матричную структуру P (структура, окруженная толстыми линиями), состоящую из квадратной матричной структуры, соответствующей MЧN (6×6) пикселей, причем базовая матричная структура P расположена с повторением в горизонтальном и вертикальном направлениях. То есть в матрице цветных фильтров фильтр (R-фильтр, G-фильтр или В-фильтр) каждого из цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (B), расположен с заданной периодичностью. Как было указано выше, так как R-фильтр, G-фильтр и В-фильтр расположены с заданной периодичностью, можно выполнять обработку и т.п. исходных (RAW) данных (мозаичное изображение) в виде RGB данных от элемента 22 формирования изображения в соответствии с повторяемой структурой.

В матрице цветных фильтров, изображенной на фиг. 2, один или более G-фильтров, соответствующих цвету, дающему наибольший вклад при получении сигнала яркости (зеленый (G) цвет в варианте воплощения), расположены в каждой из линий в горизонтальном, вертикальном, наклонном верхнем правом (NE («северо-восточном»)) и наклонном верхнем левом (NW («северо-западном»)) направлениях.

NE представляет собой наклонное верхнее правое направление, а NW представляет собой наклонное нижнее правое направление. В квадратной пиксельной матрице, например, каждое наклонное верхнее правое направление и наклонное нижнее правое направление наклонено на 45° относительно горизонтального направления. В прямоугольной пиксельной матрице NE и NW являются диагональными направлениями прямоугольника, поэтому угол направлений относительно горизонтального направления может меняться в зависимости от длины длинной и короткой сторон.

G-фильтр, соответствующий яркостному типу пикселя, расположен в каждой из линий в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE и NW) направлениях в матрице цветных фильтров, в результате чего можно улучшить воспроизводимость синхронизационной обработки в высокочастотной области независимо от направления, являющегося высокочастотным.

В матрице цветных фильтров, изображенной на фиг. 2, один или более из каждого R-фильтра и B-фильтра, соответствующих двум или более цветам, отличающихся от вышеуказанного зеленого (G) цвета (цвета R и В в варианте воплощения), расположены в каждой из линий в горизонтальном и вертикальном направлениях в базовой матричной структуре.

R-фильтр и В-фильтр расположены в каждой из линий в горизонтальном и вертикальном направлениях в матрице цветных фильтров, в результате чего можно уменьшить случаи неправильного цвета (цветовые комбинационные искажения). Соответственно, может быть убран оптический низкочастотный фильтр для уменьшения (предотвращения) случаев неправильного цвета. Даже если оптический низкочастотный фильтр применяется, можно применить фильтр с небольшой функцией удаления высокочастотной составляющей для предотвращения случаев неправильного цвета, таким образом, позволяя не уменьшать разрешение.

Кроме того, в базовой матричной структуре P в матрице цветных фильтров, изображенной на фиг. 2, число R-пикселей, G-пикселей и В-пикселей, соответствующих R-фильтру, G-фильтру и B-фильтру, в базовой матричной структуре равно, соответственно, 8 пикселям, 20 пикселям и 8 пикселям, то есть отношение числа пикселей RGB равно 2:5:2, в результате чего отношение числа G-пикселей, дающих наибольший вклад при получении сигнала яркости, больше, чем отношение числа пикселей других цветов: R-пикселей и В-пикселей.

Как было описано выше, отношение числа G-пикселей и отношение числа R- и В-пикселей отличаются, в частности, отношение числа G-пикселей, дающих наибольший вклад при получении сигнала яркости, сделано большим, чем отношения числа R- и В-пикселей. В результате можно предотвратить наложение спектров при выполнении синхронизационной обработки, а также достичь превосходной воспроизводимости на высоких частотах.

Фиг. 3 изображает состояние, в котором базовая матричная структура P, изображенная на фиг. 1, разделена на четыре участка 3×3 пикселя.

Как изображено на фиг. 3, можно считать, что базовая матричная структура P является матрицей, в которой А-матрица 3×3 пикселей, окруженная сплошными линиями, и В-матрица 3×3 пикселей, окруженная пунктирными линиями, поочередно расположены в горизонтальном и вертикальном направлениях.

А-матрица и В-матрица обеспечены G-фильтрами, которые расположены в их четырех углах и центре и которые выровнены по обеим диагоналям. В A-матрице R-фильтры расположены в горизонтальном направлении с G-фильтром в центре, а В-фильтры расположены в вертикальном направлении с G-фильтром в центре. С другой стороны, в В-матрице В-фильтры расположены в горизонтальном направлении с G-фильтром в центре, а R-фильтры расположены в вертикальном направлении с G-фильтром в центре. Таким образом, А-матрица и В-матрица имеют позиционные отношения между R-фильтром и B-фильтром, которые противоположны друг другу, однако имеют одинаковую матрицу, за исключением R-фильтра и B-фильтра.

G-фильтры в четырех углах А-матрицы и В-матрицы формируют квадратную матричную структуру из G-фильтров, соответствующую 2×2 пикселей, при поочередном расположении A-матриц и В-матриц в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Информационные заряды, накопленные в элементе 22 формирования изображения с вышеуказанным строением, считываются на основании сигнала считывания, подаваемого от блока 16 управления устройством как сигналы напряжения, соответствующие информационным зарядам. Считанные сигналы напряжения от элемента 22 формирования изображения подаются к аналого-цифровому (A/D) преобразователю 24, а затем последовательно преобразуются в R, G и В цифровые сигналы, соответствующие матрице цветных фильтров, которые будут временно сохранены в блоке 26 памяти.

Блок 26 памяти включает в себя SDRAM (синхронную динамическую оперативную память), служащую в качестве энергозависимой памяти, EEPROМ (электрически стираемая программируемая постоянная память; средство хранения), служащую в качестве перезаписываемой энергонезависимой памяти, и т.п. SDRAM используется в качестве рабочей области, когда CPU 12 выполняет программу, и в качестве области хранения, в которой временно хранятся сфотографированные и полученные цифровые сигналы изображения. С другой стороны, EEPROM хранит управляющую программу камеры, в том числе программу обработки изображений, информацию о дефектах на пикселях элемента 22 формирования изображения и различные параметры, таблицы и т.п. для использования при обработке изображений, в том числе коррекции смешанных цветов и т.п.

Блок 28 обработки изображений применяет заранее заданную обработку сигналов, такую как коррекция смешанных цветов, коррекция баланса белого, гамма-коррекция, синхронизационная обработка (антимозаичная обработка) и преобразование RGB/YC, относительно цифрового сигнала изображения, временно сохраненного в блоке 26 памяти. Здесь синхронизационная обработка является обработкой, в которой вычисляется вся информация о цвете для каждого пикселя из мозаичного изображения, соответствующего матрице цветных фильтров однопластинного типа элемента формирования цветного изображения, и синхронизационная обработка также называется обработкой цветовой интерполяции или антимозаичной обработкой. В случае элемента формирования изображения, состоящего, например, из цветовых фильтров трех цветов RGB, синхронизационная обработка является обработкой путем вычисления информации о цвете для всех цветов RGB для каждого пикселя из мозаичного изображения, состоящего из цветов RGB. Детали устройства обработки изображений (блока 28 обработки изображений) в соответствии с настоящим изобретением бу