專利名稱：固態(tài)成像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于，例如，電子靜止攝像機等的固態(tài)成像裝置。
通常，要求電子靜止攝像機改進關于字母，圖形或類似物的分辨率。
已經(jīng)提出了提高分辨率的固態(tài)成像裝置，其中將濾色器配置在以水平兩像素重現(xiàn)x垂直兩像素重現(xiàn)排列的全像素讀取固態(tài)成像元件的表面上(日本特開專利出版物No.4-729899)。
與隔行掃描系統(tǒng)的固態(tài)成像裝置相比，當通過使用相同顏色的像素在每個垂直行產(chǎn)生孔徑(aperture)補償信號時，將濾色器配置在以水平兩像素重現(xiàn)x垂直兩像素重現(xiàn)排列的全像素讀取固態(tài)成像元件的表面的固態(tài)成像裝置能提供在垂直空間頻率上提高1/2分辨率的效果。
在濾色器的像素排列中僅當以帶狀方式配置相同顏色的像素時這種常規(guī)的固態(tài)成像裝置能提供上面的效果。然而，在彩色固態(tài)成像裝置中，其中將具有相同顏色像素不是帶狀排列的方格像素排列的濾色器配置在全像素讀取固態(tài)成像設備的表面上，如果從相同顏色像素獲得的信號產(chǎn)生孔徑補償信號，在水平空間頻率能提高1/2的分辨率并且在垂直空間頻率也能提高1/2的分辨率，但因此卻不利地產(chǎn)生偽信號。
產(chǎn)生這種偽信號的原因是因為以

圖1A所示的方格模式配置濾色器的綠像素G，因此為產(chǎn)生孔徑補償信號必須完成內(nèi)插，例如，在使用綠信號的水平方向平均值完成內(nèi)插之后必須產(chǎn)生孔徑補償信號，如果完成這種水平方向內(nèi)插并且對象具有圖1B所示的1/2空間頻率的水平帶狀模式，那么如圖1C所示能完成分辨率，但是如果完成這種水平方向內(nèi)插并且對象具有圖1D所示的1/2空間頻率的垂直帶狀模式，那么產(chǎn)生圖1E所示的表示水平帶狀的偽信號。
相反，如果使用綠信號的垂直方向平均值完成這種內(nèi)插，那么如果對象具有1/2空間頻率的水平帶狀模式，因此孔徑補償信號不利地產(chǎn)生表示垂直帶狀的偽信號。這樣，孔徑補償信號在水平和垂直邊緣產(chǎn)生不利的偽輪廓。
鑒于這些方面，本發(fā)明的一個目的是在固態(tài)成像裝置中提高分辨率而不產(chǎn)生偽信號。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，具有配置在全像素讀取固態(tài)圖像傳感器中的方格模式的濾色器的固態(tài)成像裝置包括初始信號孔徑補償裝置，用于從濾色器的全像素形成初始信號孔徑補償信號，亮度信號孔徑補償裝置，用于從通過合成濾色器的全像素獲得的亮度信號形成亮度信號孔徑補償信號，和色度信號比檢測裝置，用于檢測色度信號的輸出比。響應來自色度信號比檢測裝置的檢測輸出加權初始信號孔徑補償信號和亮度信號孔徑補償信號。然后，將加權的初始信號孔徑補償信號和加權的亮度信號孔徑補償信號相加以獲得孔徑補償信號。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，具有配置在全像素讀取固態(tài)圖像傳感器中的方格模式的濾色器的彩色固態(tài)成像裝置包括初始信號孔徑補償裝置，用于從濾色器的全像素形成初始信號孔徑補償信號，色度信號檢測裝置，用于檢測對象是彩色的還是無色的，和存儲裝置，用于預先存儲孔徑補償?shù)脑鲆嫦禂?shù)。響應來自色度信號檢測裝置的色度信號檢測信號讀出存儲裝置的增益系數(shù)并響應該增益系數(shù)加權初始信號孔徑補償信號。
圖1A到1E是用于解釋偽信號產(chǎn)生的示意圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的固態(tài)成像裝置配置的方框圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的濾色器實例的示意圖；圖4A和4B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明第一實施例 如何獲得亮度信號孔徑補償信號的示意圖；圖5A到5F是用于解釋根據(jù)本發(fā)明第一實施例如何合成孔徑補償信號的示意圖；圖6A和6B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實施例如何獲得色度信號孔徑補償信號的示意圖；圖7A到7F是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實施例如何獲得色度信號孔徑補償信號的示意圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的固態(tài)成像裝置的排列的方框圖；圖9A到9D是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第二實施例如何獲得色度信號孔徑補償信號的圖；和圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例色度信號檢測信號的電平與增益系數(shù)關系的示意圖。
參考附圖下面將描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的固態(tài)成像裝置。
在作為表示本發(fā)明的固態(tài)成像裝置的第一實施例的圖2中，提供由CCD等構成的全像素讀取固態(tài)成像裝置1的結構。具有圖1A或圖3所示的方格模式的濾色器配置在固態(tài)成像裝置1的圖像拾取表面上。在圖3，參考符號A1和A2表示綠，而參考符號B和C分別表示，例如，紅和藍或黃和青或類似顏色。在這種情況下假定能分開顏色A1，A2，B和C。
固態(tài)成像裝置1通過相關二重抽樣(CDS)電路2和自動增益控制(AGC)電路3將其輸出信號連續(xù)提供給白平衡電路4。在該實施例，因為濾色器具有三原色，即，綠，紅和藍的配置，提供白平衡電路4，而如果濾色器沒有三原色的配置但具有互補色的配置，提供電平平衡電路取代白平衡電路4。
當對象是一個白色對象時白平衡電路(電平平衡電路)4調(diào)整所獲得的每個顏色信號的電平。因為當顯示白色時白平衡電路(電平平衡電路)4調(diào)整所獲得的每個顏色信號的電平，如后面所述，當從初始信號產(chǎn)生孔徑補償信號時有可能使所獲得的孔徑響應為最大。
白平衡電路4將其輸出信號提供給用于合成亮度信號Y的亮度信號合成電路(Y信號合成電路)5，用于直接從初始信號形成孔徑補償信號的初始信號孔徑補償電路6，用于檢測色度信號的電平比的彩色信號比檢測電路7，和用于合成色度信號的彩色信號合成電路8。
在具有全像素讀取CCD配置并采用每個都具有圖3所示的綠方格排列的濾色器的固態(tài)成像裝置中，合成亮度信號Y的亮度信號合成電路5根據(jù)下面的等式合成亮度信號Y。
Y＝k×A1+l×A2+m×B+n×C這里k，l，m和n為系數(shù)。
在亮度信號合成電路5的輸出側獲得的亮度信號Y送入用于從所獲得的亮度信號Y形成孔徑補償信號的亮度信號孔徑補償電路9并且通過預定延遲電路10也送入加法器電路11。
如圖4A和4B所示，亮度信號孔徑補償電路9通過內(nèi)插各個像素信號從作為亮度信號獲得的信號得到亮度信號孔徑補償信號，得到水平1/4孔徑補償信號和垂直1/4孔徑補償信號，并輸出水平1/4孔徑補償信號和垂直1/4孔徑補償信號相加所獲得的信號。
通過根據(jù)下面等式的公知的合成方法能夠獲得水平1/4孔徑補償信號和垂直1/4孔徑補償信號。
Yap1/4＝-1/2×Y1+Y3-1/2×Y5更進一步，當合成水平1/4孔徑補償信號時，假定初始亮度信號如圖5A所示。通過將初始亮度信號Y1移相兩像素(兩比特)的量來獲得圖5B所示的亮度信號Y3，并且也將初始亮度信號Y1移相四像素(四比特)的量來獲得圖5C所示的亮度信號Y5。隨后，如圖5D所示，將初始亮度信號Y1和亮度信號Y5相加并且將其二等分(1/2(Y1+Y5))。
從圖5B所示的亮度信號Y3減去圖5D所示的信號1/2(Y1+Y5)以獲得圖5E所示滿足上面等式的孔徑補償信號。例如，將圖5E所示的孔徑補償信號與圖5B所示的亮度信號Y3相加，由此獲得用于加重輪廓的圖5F所示的信號。也類似地處理垂直1/4孔徑補償信號。
為增加1/4空間頻率的增益，亮度信號孔徑補償電路9通過帶通濾波器輸出信號。
為通過使用亮度信號Y形成孔徑補償信號，亮度信號孔徑補償電路9能夠加重彩色或無色對象的輪廓。在亮度信號孔徑補償電路9的輸出側獲得的亮度信號孔徑補償信號通過用于加權亮度信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路12送入加法器電路13的一輸入端。
初始信號孔徑補償電路6從來自圖6A和6B所示的濾色器的全部像素的初始信號獲得初始信號孔徑補償信號，獲得水平1/2孔徑補償信號和垂直1/2孔徑補償信號，并輸出相加水平1/2孔徑補償信號和垂直1/2孔徑補償信號所得到的信號。
通過公知的合成方法能夠獲得水平1/2孔徑補償信號和垂直1/2孔徑補償信號。根據(jù)下面的等式獲得水平1/2孔徑補償信號。
Yap1/2＝-1/2×C1+A2-1/2×C2根據(jù)下面的等式獲得垂直1/2孔徑補償信號。
Yap1/2＝-1/2×B1+A2-1/2×B2更進一步，當合成水平1/2孔徑補償信號時，將圖7A所示的色度信號C1沿水平方向移相一個像素(一比特)的量來獲得圖7B所示的色度信號A2，并且還將色度信號C1移相兩個像素(兩比特)的量來獲得圖7C所示的色度信號C2。隨后，如圖7D所示，將色度信號C1和色度信號C2相加并且進行二等分(1/2(C1+C2))。
從圖7B所示的色度信號A2減去圖7D所示的信號1/2(C1+C2)以獲得圖7E所示滿足上面等式的孔徑補償信號。例如，將圖7E所示的孔徑補償信號與圖7B所示的色度信號A2相加，由此獲得用于加重輪廓的圖7F所示的信號。也類似地處理垂直1/2孔徑補償信號。
為增加1/2空間頻率的增益，初始信號孔徑補償電路6通過帶通濾波器輸出信號。
因為初始信號孔徑補償電路6未內(nèi)插來自濾色器的像素的全部初始信號，因此它們的空間頻率區(qū)未擴展到1/2空間頻率，當對象為無色時有可能將空間頻率的增益增加1/2的量。在初始信號孔徑補償電路6的輸出側得到的初始信號孔徑補償信號通過用于加權初始信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路14送入加法器電路13的另一輸入端。
色度信號比檢測電路7是用于檢測一個對象有多少彩色的電路。色度信號比檢測電路7計算不同顏色的電平之間的比率，并基于該比率，確定與顯示白色時獲得的標準值相比該比率是較大還是較小。這樣，色度信號比檢測電路7根據(jù)確定結果控制可變增益放大器電路12，14的增益。
在第一實施例，如果確定電平比率接近顯示白色時得到的標準值，色度信號比檢測電路7就確定對象為無色的。接著，色度信號比檢測電路7響應該確定降低用于加權亮度信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路12的增益由此降低亮度信號孔徑補償信號并且還響應該確定增加用于加權初始信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路14的增益由此增加初始信號孔徑補償信號。
這樣，有可能將相加亮度信號孔徑補償信號和初始信號孔徑補償信號得到的，即在加法器電路13的輸出側得到的孔徑補償信號的空間頻率區(qū)配置到1/2高空間頻率區(qū)。因此，有可能提高分辨率。在這種情況下，因為對象是無色的，未產(chǎn)生偽信號。
相反，如果確定電平比未接近顯示白色時獲得的標準值，色度信號比檢測電路7就確定對象為彩色。接著，色度信號比檢測電路7響應該確定增加用于加權亮度信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路12的增益由此將亮度信號孔徑補償信號增加該量值并且還響應該確定降低用于加權初始信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路14的增益由此將初始信號孔徑補償信號降低該量值。
這樣，當通過相加亮度信號孔徑補償信號和初始信號孔徑補償信號得到的，即在加法器電路13的輸出側得到的孔徑補償信號的空間頻率區(qū)移到1/4區(qū)時，有可能抑制偽信號。
在這種情況下，因為可變增益放大器電路12和14的增益能夠連續(xù)變化，在加法器電路13的輸出側獲得的孔徑補償信號在從1/2到1/4的空間頻率區(qū)的范圍內(nèi)能夠連續(xù)變化。
在加法器電路13的輸出側得到的孔徑補償信號送入加法器電路11，由此從加法器電路11的輸出側得到與在亮度信號輸出端15得到的輪廓加重信號相加的亮度信號。
在色度信號合成電路8，在其一輸出端16和其另一輸出端17分別得到色差信號(R-Y)和(B-Y)(這里R表示紅信號，B表示藍信號，以及Y表示亮度信號)。
根據(jù)第一實施例，如上所述，當對象為無色的并且因此未產(chǎn)生偽信號時，加權亮度信號孔徑補償信號以便使用從來自濾色器的全部像素的初始信號形成的初始信號孔徑補償信號。因此，孔徑補償信號的空間頻率區(qū)擴展到1/2空間頻率并且由此有可能有助于提高分辨率而沒有產(chǎn)生偽信號。
根據(jù)第一實施例，與無色的對象的情況相比盡管在彩色對象的情況下不可能提高分辨率，但有可能有助于抑制偽信號。通常，因為人眼具有相對于亮度的分辨率高但相對于彩色的分辨率低的特性，如果對象是有彩色的，這種人類視覺特性成為有效，因此分辨率不會降低太多。
參考附圖下面將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的彩色固態(tài)成像裝置。
在表示本發(fā)明第二實施例的固態(tài)成像裝置方框圖的圖8中，提供由CCD等構成的全像素讀取固態(tài)成像裝置1的配置。具有圖1A或圖3所示的方格模式的濾色器配置在固態(tài)成像裝置1的圖像拾取表面。在圖3，標記符號A1和A2表示綠，而標記符號B和C分別表示，例如，紅和藍或黃和青或類似顏色。在這種情況下假定能夠分開顏色A1，A2，B和C。當提供具有圖3所示的水平兩像素重現(xiàn)x垂直兩像素重現(xiàn)的顏色排列的濾色器時，只要顏色分開是可能的就能實現(xiàn)最高分辨率。
固態(tài)成像裝置1將其輸出信號經(jīng)相關二重抽樣(CDS)電路2和自動增益控制(AGC)電路3連續(xù)提供給白平衡電路4。在該實施例，因為濾色器具有三原色的配置，即，綠，紅，藍，提供白平衡電路，而如果濾色器沒有三原色的配置但具有互補色的配置，就提供電平平衡電路取代白平衡電路4。
當對象為白色時白平衡電路(電平平衡電路)4調(diào)整所得到的每個彩色信號的電平。因為當拾取白色對象時白平衡電路(電平平衡電路)4調(diào)整所得到的每個彩色信號的電平，如后面所述，當從初始信號產(chǎn)生孔徑補償信號時有可能使所得到的孔徑響應為最大。
白平衡電路4將其輸出信號提供給用于合成亮度信號Y的亮度信號合成電路(Y信號合成電路)5，用于合成色度信號的色度信號合成電路6，用于直接從初始信號形成水平孔徑補償信號的水平初始信號孔徑補償電路7，用于直接從初始信號形成垂直孔徑補償信號的垂直初始信號孔徑補償電路8，用于檢測對象是否為彩色的第一色度信號檢測電路10，和用于檢測對象是否為彩色的第二色度信號檢測電路9。
當采用具有全像素讀取CCD配置并使用每個都具有圖3所示的綠方格配置的濾色器的固態(tài)成像裝置時，如果滿足白平衡，那么用于合成亮度信號Y的亮度信號合成電路5根據(jù)下面的等式合成亮度信號Y。
Y＝A1+A2+B+C在亮度信號合成電路5的輸出側得到的亮度信號Y提供到用于從所得到的亮度信號Y形成孔徑補償信號的亮度信號孔徑補償電路11并且通過預定延遲電路12還提供到加法器電路13。
如圖4A和4B所示，亮度信號孔徑補償電路11通過內(nèi)插各個像素信號從作為亮度信號得到的信號獲得亮度信號孔徑補償信號，獲得水平1/4孔徑補償信號和垂直1/4孔徑補償信號，并輸出通過相加水平1/4孔徑補償信號和垂直1/4孔徑補償信號所得到的信號。
根據(jù)下面的等式通過公知的合成方法能夠獲得水平1/4孔徑補償信號和垂直1/4孔徑補償信號。
Yap1/4＝-1/2×Y1+Y3-1/2×Y5更進一步，當合成水平1/4孔徑補償信號時，假定初始亮度信號如圖5A所示。將初始亮度信號Y1移相兩個像素(兩比特)的量以獲得圖5B所示的亮度信號Y3，并且還將初始亮度信號Y1移相四個像素(四比特)的量以獲得圖5C所示的亮度信號Y5。隨后，如圖5D所示，相加初始亮度信號Y1和亮度信號Y5，然后將其二等分(1/2(Y1+Y5))。
從圖5B所示的亮度信號Y3減去圖5D所示的信號1/2(Y1+Y5)以獲得圖5E所示滿足上面等式的孔徑補償信號。例如，將圖5E所示的孔徑補償信號與圖5B所示的亮度信號Y3相加，由此獲得用于加重輪廓的圖5F所示的信號。也類似地合成垂直1/4孔徑補償信號。
為增加1/4空間頻率的增益，亮度信號孔徑補償電路11通過帶通濾波器輸出信號。
為通過使用亮度信號Y形成孔徑補償信號，亮度信號孔徑補償電路11能夠加重彩色或無色對象的輪廓。在亮度信號孔徑補償電路11的輸出側得到的亮度信號孔徑補償信號送入加法器電路14的一個輸入端。
水平初始信號孔徑補償電路7從來自圖6A所示的濾色器的全部像素的初始信號獲得水平初始信號孔徑補償信號，并獲得水平1/2孔徑補償信號。
在第二實施例，水平初始信號孔徑補償電路7獲得表示沿水平方向的相鄰像素信號之間的差值的信號并采用該信號作為水平初始信號孔徑補償信號。根據(jù)下面的等式獲得水平初始信號孔徑補償信號。
Yap1/2＝-C1+A2實際上，該水平初始信號孔徑補償信號是僅相對于一個方向有效的孔徑補償信號，考慮到在奈奎斯特速率限制附近改進特性的對象，這樣的孔徑補償信號實際上是沒有問題的。
更進一步，當合成水平1/2孔徑補償信號時，將圖9A所示的色度信號C1沿水平方向移相一個像素(一比特)的量以獲得圖9B所示的色度信號A2。從色度信號A2減去色度信號C1以獲得滿足上面的等式的圖9C所示的孔徑補償信號。
在這種情況下，例如，將圖9C所示的孔徑補償信號與圖9B所示的色度信號A2相加，由此得到用于僅加重一側輪廓的圖9D所示的信號。為增加1/2空間頻率的增益，水平初始信號孔徑補償電路7通過帶通濾波器輸出該信號。
因為水平初始信號孔徑補償電路7未內(nèi)插來自濾色器的像素的全部初始信號，因此它們的空間頻率區(qū)擴展到1/2空間頻率，當對象為黑白時有可能將空間頻率的增益增加1/2的量。在水平初始信號孔徑補償電路7的輸出側得到的水平初始信號孔徑補償信號通過用于加權水平初始信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路15送入加法器電路16。
垂直初始信號孔徑補償電路8從來自圖6B所示的濾色器的全部像素的初始信號獲得垂直初始信號孔徑補償信號。
在第二實施例，垂直初始信號孔徑補償電路8獲得表示沿垂直方向的相鄰像素信號之間差值的信號并使用該信號作為垂直初始信號孔徑補償信號。根據(jù)下面的等式得到垂直初始信號孔徑補償信號。
Yap1/2＝-B1+A2實際上，該垂直初始信號孔徑補償信號是僅相對于一個方向有效的孔徑補償信號，但是考慮到在奈奎斯特速率極限附近改進特性的對象，這樣的孔徑補償信號實際上是沒有問題的。
為增加1/2空間頻率的增益，垂直初始信號孔徑補償電路8通過帶通濾波器輸出該信號。
因為垂直初始信號孔徑補償電路8未內(nèi)插來自濾色器的像素的全部初始信號，因此它們的空間頻率區(qū)擴展到1/2空間頻率，當對象為無色的時有可能將空間頻率的增益增加1/2的量。在垂直初始信號孔徑補償電路8的輸出側得到的垂直初始信號孔徑補償信號通過用于加權垂直初始信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路17送入加法器電路16。
第一和第二色度信號檢測電路9和10每一個都是用于計算一個對象有多少是彩色的電路，即，用于計算表示不同顏色之間差值的信號。尤其是，第一和第二色度信號檢測電路9和10中的每一個都計算(R-G)/(G-B)以獲得彩色電平(其中R，G，B分別表示紅信號，綠信號和藍信號)。這樣，第一和第二色度信號檢測電路9和10確定與對象是白色時得到的標準值相比計算的彩色電平是較大或較小，并且，基于該確定結果，分別改變輸入可變增益放大器電路15，17的增益系數(shù)。
尤其是，當(R-G)/(G-B)的值接近對象為白色時得到的標準值時，第一和第二色度信號檢測電路9和10確定對象為無色的，并分別增加輸入可變增益放大器電路15和17的增益系數(shù)。這樣，有可能增加1/2空間頻率區(qū)內(nèi)的增益，由此提高分辨率。
相反，當(R-G)/(G-B)的值未接近當對象是白色時得到的標準值時，即使通過對象的圖像拾取得到的信號未包括高頻分量，由于彩色調(diào)制的信號分量對應于1/2空間頻率，因此將該信號分量錯誤地檢測為孔徑補償信號。因此，第一和第二色度信號檢測電路9和10分別減小輸入可變增益放大器電路15和17的增益。由此，當對象為彩色時有可能抑制產(chǎn)生的偽信號。
通常，在人類視覺特性中，相對于顏色的分辨率低于相對于亮度的分辨率。因此，有可能通過完成上面的確定利用人類視覺特性。
當采用具有綠方格模式配置的濾色器時，存在兩種計算信號(R-G)/(G-B)的方法以便由此檢測色度信號通過計算沿水平方向的信號之間差值而計算信號(R-G)/(G-B)的一種方法；和通過計算沿垂直方向的差值而計算信號(R-G)/(G-B)的另一種方法。
在第二實施例，用于加權水平初始信號孔徑補償信號的第一色度信號檢測電路9計算沿垂直方向的像素信號之間的差值，而用于加權垂直初始信號孔徑補償信號的第二色度信號檢測電路10計算沿水平方向的信號之間的差值。
這樣做的原因是因為水平初始信號孔徑補償電路7計算沿水平方向彼此相鄰像素的信號之間的差值而垂直初始信號孔徑補償電路8計算沿垂直方向彼此相鄰像素的信號之間的差值，如果通過使用沿與計算孔徑補償信號所使用的相同方向的信號完成用于加權的信號之間差值的計算，就不可能確定該信號是彩色信號或者僅是高頻信號。
第一色度信號檢測電路9通過垂直低通濾波器18和絕對值電路19將其輸出色度信號檢測信號提供給水平低通濾波器20。垂直低通濾波器18計算來自預定數(shù)目的檢測值的平均值，例如，沿垂直方向順序的三個檢測值。水平低通過濾波器20計算來自預定數(shù)目的檢測值的平均值，例如，沿水平方向順序的三個檢測值。
通過垂直低通濾波器18提供第一色度信號檢測電路9的檢測信號的原因是，當輸入傾斜對象的畫面時，即使該畫面是無色的，如果通過使用沿垂直方向的像素信號計算(R-G)/(G-B)的值，就檢測到傾斜邊緣，這導致彩色的錯誤檢測。這意味著色度信號檢測信號(色溫檢測信號)本身在傾斜邊緣具有不連續(xù)值，因此合成的不連續(xù)增益系數(shù)影響水平初始信號從孔徑補償信號而產(chǎn)生偽信號。
因此，在第二實施例，第一色度信號檢測電路9的色度信號檢測信號被輸入到平滑傾斜邊緣的不連續(xù)值的垂直低通濾波器18中。
絕對值電路19將色度信號檢測信號轉換為絕對值并將該絕對值輸入水平低通濾波器20。這樣處理的原因是孔徑補償?shù)脑鲆嫦禂?shù)僅要求色度信號檢測信號的絕對值電平，與該電平是正或負無關。更進一步，當數(shù)據(jù)存儲在后面所述的諸如ROM或類似的存儲裝置21時，如果該電平是正或負，就必須要求諸如ROM或類似的存儲裝置21兩倍的容量。因此，為減小電路規(guī)模，僅需要絕對值電平。
提供水平低通濾波器20的原因是使得色度信號檢測信號的空間相位與從水平初始信號孔徑補償電路7輸出的水平初始信號孔徑補償信號的空間相位匹配。響應從水平低通濾波器20的輸出信號，讀取預先存儲在諸如ROM或類似的存儲裝置21的增益系數(shù)并將其輸入用于加權水平初始信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路15。這樣，確定可變增益放大器電路15的增益。
根據(jù)預先存儲在諸如ROM或類似的存儲裝置21的表，如圖10所示，如果在水平低通濾波器20的輸出側得到的色度信號檢測信號的電平為預定電平或更小，就確定對象為無色的并將增益系數(shù)配置到最大值，如果該電平大于預定電平，就確定對象為彩色的并將增益系數(shù)配置為隨著電平變得較大增益系數(shù)逐漸變得較小。在重復的逐步逼近之后確定圖10所示的色度信號檢測信號和增益系數(shù)之間的關系。
第二色度信號檢測電路10通過水平低通濾波器22和絕對值電路23將其輸出的色度信號檢測信號輸入垂直低通濾波器24。水平低通濾波器22計算來自預定數(shù)目的檢測值的平均值，例如，沿水平方向順序的三個檢測值。垂直低通濾波器24計算來自預定數(shù)目的檢測值的平均值，例如，沿垂直方向順序的三個檢測值。
通過水平低通濾波器22提供第二色度信號檢測電路10的檢測信號的原因是當輸入傾斜對象的畫面時，即使該畫面是無色的，如果通過使用水平方向的像素信號計算(R-G)/(G-B)值，就檢測到傾斜邊緣，這導致顏色的錯誤檢測。這意味著色度信號檢測信號(色溫檢測信號)本身在傾斜邊緣具有不連續(xù)值，因此合成的不連續(xù)增益系數(shù)影響水平初始信號孔徑補償信號從而產(chǎn)生偽信號。
因此，在第二實施例，第二色度信號檢測電路10的色度信號檢測信號被輸入到平滑傾斜邊緣的不連續(xù)值的水平低通濾波器22。
絕對值電路23將色度信號檢測信號轉換為絕對值并將該絕對值輸入垂直低通濾波器24。這樣處理的原因是孔徑補償?shù)脑鲆嫦禂?shù)僅要求色度信號檢測信號的絕對值電平，與該電平是正或負無關。更進一步，當數(shù)據(jù)存儲在后面所述的諸如ROM或類似的存儲裝置25時，如果電平是正或負，就要求諸如ROM或類似的存儲裝置25的兩倍容量。因此，為減小電路規(guī)模，僅要求絕對值電平。
提供垂直低通濾波器24的原因是使得色度信號檢測信號的空間相位與從垂直初始信號孔徑補償電路8輸出的垂直初始信號孔徑補償信號的空間相位匹配。響應來自垂直低通濾波器24的輸出信號，讀取預先存儲在諸如ROM或類似的存儲裝置25的增益系數(shù)并將其輸入用于加權水平初始信號孔徑補償信號的可變增益放大器電路17。這樣，確定可變增益放大器電路17的增益。
根據(jù)預先存儲在諸如ROM或類似的存儲裝置25的表，如圖10所示，如果在垂直低通濾波器24的輸出側得到的色度信號檢測信號的電平為預定電平或更小，就確定對象為無色的并將增益系數(shù)配置到最大值，如果電平大于預定電平，就確定對象為彩色的并將增益系數(shù)配置為隨著電平變得較大增益系數(shù)逐漸變?yōu)檩^小。在重復逐步逼近之后確定圖10所示的色度信號檢測信號和增益系數(shù)之間的關系。
加法器電路16將在可變增益放大器電路15的輸出側得到的加權的水平初始信號孔徑補償信號和在可變增益放大器電路17的輸出側得到的加權的垂直初始信號孔徑補償信號相加并將在加法器電路16的輸出側得到的初始信號孔徑補償信號輸入加法器電路14的另一輸入端。
將通過相加在加法器電路14的輸出側得到的亮度信號孔徑補償信號和初始信號孔徑補償信號得到的孔徑補償信號輸入加法器電路13。從加法器電路13的輸出側得到的亮度信號在輸出端26獲得與輪廓加重信號相加的亮度信號。
在色度信號合成電路6，在一輸出端27得到色差信號(R-Y)而在另一輸出端28得到色差信號(B-Y)。
根據(jù)第二實施例，如上所述，在具有綠方格模式的濾色器的彩色固態(tài)成像裝置，如果能確定對象為無色的并由此防止產(chǎn)生偽信號，將可變增益放大器電路15和17的增益配置為最大以加權處于最大時的初始信號孔徑補償信號。因此，能夠將孔徑補償信號的空間頻率區(qū)配置到1/2高區(qū)，由此能夠有助于提高分辨率而未產(chǎn)生偽輪廓。
根據(jù)第二實施例，因為水平初始信號孔徑補償電路7和垂直初始信號孔徑補償電路8的每一個電路通過計算表示彼此相鄰的像素信號之間差值的信號獲得孔徑補償信號，有可能增加奈奎斯特速率極限附近的空間頻率。
根據(jù)第二實施例，當加權水平初始信號孔徑補償信號時，第一色度信號檢測電路9通過使用沿垂直方向的像素信號計算(R-G)/(G-B)值并將其作為色度信號檢測信號(色溫檢測信號)，而當加權垂直初始信號孔徑補償信號時，第二色度信號檢測電路10通過使用沿水平方向的像素信號計算(R-G)/(G-B)值并將其作為色度信號檢測信號(色溫檢測信號)。因此，有可能減小色度信號的錯誤檢測(色溫的錯誤檢測)。
根據(jù)第二實施例，因為垂直低通濾波器對來自第一色度信號檢測電路9的色度信號檢測信號濾波并且水平低通濾波器對來自第二色度信號檢測電路10的色度信號檢測信號濾波，當輸入傾斜對象的畫面時有可能防止顏色被錯誤檢測。
根據(jù)第二實施例，采用預先存儲在諸如ROM或類似的存儲裝置21和25并用于色度信號檢測信號的增益系數(shù)用來加權水平初始信號孔徑補償信號和垂直初始信號孔徑補償信號。因此，有可能有利于準確地增加分辨率而沒有偽輪廓的產(chǎn)生。
盡管在第一和第二實施例采用具有綠方格模式的濾色器，本發(fā)明不限于此，即使采用具有其他方格模式的濾色器也能獲得類似的效果。
至此已參考附圖描述了本發(fā)明，很顯然，本發(fā)明不限于上述實施例，在不離開所附權利要求書所定義的本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本領域的技術人員可以對其作出各種變化和修改。
權利要求
1.一種具有配置在全像素讀取固態(tài)圖像傳感器中的方格模式濾色器的固態(tài)成像裝置，包括一個初始信號孔徑補償裝置，用于從濾色器的全像素形成初始信號孔徑補償信號；一個亮度信號孔徑補償裝置，用于從合成濾色器的所述全像素所得到的亮度信號形成亮度信號孔徑補償信號；和一個色度信號比檢測裝置，用于檢測色度信號的輸出比，其中響應來自所述色度信號比檢測裝置的檢測輸出加權所述初始信號孔徑補償信號和所述亮度信號孔徑補償信號，隨后將所述加權的初始信號孔徑補償信號和所述加權的亮度信號孔徑補償信號相加以獲得孔徑補償信號。
2.一種具有配置在全像素讀取固態(tài)圖像傳感器中的方格模式濾色器的彩色固態(tài)成像裝置，包括；一個初始信號孔徑補償裝置，用于從濾色器的全像素形成初始信號孔徑補償信號；一個色度信號檢測裝置，用于檢測對象是彩色的還是無色的；和一個存儲裝置，用于預先存儲孔徑補償?shù)脑鲆嫦禂?shù)，其中響應來自所述色度信號檢測裝置的色度信號檢測信號從所述存儲裝置讀取增益系數(shù)并且響應所述增益系數(shù)對所述初始信號孔徑補償信號加權。
3.根據(jù)權利要求2所述的彩色固態(tài)成像裝置，還包括；一個裝置，用于對所述色度信號檢測信號進行水平低通濾波；和一個裝置，用于對所述色度信號檢測信號進行垂直低通濾波。
全文摘要
一種具有配置在全像素讀取固態(tài)圖像傳感器中的方格模式濾色器的固態(tài)成像裝置,包括:初始信號孔徑補償裝置,用于形成初始信號孔徑補償信號,亮度信號孔徑補償裝置,用于形成亮度信號孔徑補償信號,和色度信號比檢測裝置,用于檢測色度信號的輸出比。響應檢測輸出對初始信號孔徑補償信號和亮度信號孔徑補償信號加權。將加權的初始信號孔徑補償信號和加權的亮度信號孔徑補償信號相加以獲得孔徑補償信號。
文檔編號H04N5/335GK1189043SQ97117169
公開日1998年7月29日 申請日期1997年7月3日 優(yōu)先權日1997年7月3日
發(fā)明者齊藤新一郎 申請人:索尼株式會社