ES-1000 の CCD の解析

ICX054AK?

いやそれは違う、本当はこれこれの CCD が使われている、という情報は大歓 迎です :-)

スペック概要

• 光学サイズ: 1/3 インチ
• チップサイズ: 6.0mm(横)×4.96mm(縦)
• 単位セルサイズ: 9.6μm(横)×7.5μm(縦)
• 実効画素数: 510(横)×492(縦) (約25万)
• 総画素数: 537(横)×505(縦) (約27万)
• Ye, Cy, Mg, G の補色カラーモザイクフィルタ

出力形式

Cy+G	Ye+Mg	Cy+G	Ye+Mg
Cy+Mg	Ye+G	Cy+Mg	Ye+G

実際の出力は各ピクセルのデータそのものではなく、これらを 2 行ずつ縦に 足し合わせた左のようなデータになります。

2G+B	2R+G+B	2G+B	2R+G+B
R+G+2B	R+2G	R+G+2B	R+2G

これに Ye = R + G, Cy = G + B, Mg = R + B を代入して RGB であらわすと 左のようになります。

結構複雑な形式ですが、左右に隣り合った任意の二つのデータを足し合わせる と 2R+3G+2B となり、輝度として使えるというのがミソです。

デコード方法

• RGB を得るには、2G+B, 2R+G+B, R+G+2B, R+2G という四つの信号のうち 三つが必要。
• 一つのピクセルには一つの信号しかないので、上下左右のピクセルの信号 から残りの二つを近似する。
• 隣り合ったピクセル同士の色の変化は連続的。
• CCD の構造上、輝度 (2R+3G+2B) は比較的正確に得られるので先に決め、 あとから色を計算する。

2G+B=45

2R+G+B=108

2G+B=53

1. CCD のデータを信号1として使う
   
2. 水平方向の補間で信号2を求める

   2G+B=45 2R+G+B=90.0

   2R+G+B=108 2G+B=49.0

   2G+B=53 2R+G+B=110.0

   • 信号2の初期値として左のピクセルの信号2と右のピクセルの信号2の 平均を使う。
   • 左のピクセルの信号1/信号2と右のピクセルの信号1/信号2の平均でそ のピクセルの信号1/信号2を決め、それをもとに信号2を計算する、というルー プを数回繰り返す。

     2G+B=45 2R+G+B=90.0 (2R+G+B)/(2G+B)=2.00

     2R+G+B=108 2G+B=52.9 (2R+G+B)/(2G+B)=2.04

     2G+B=53 2R+G+B=110.0 (2R+G+B)/(2G+B)=2.08

3. 垂直方向の補間で信号3を求める
   • 上のピクセルの信号3/輝度と下のピクセルの信号3/輝度の平均でその ピクセルの信号3/輝度を決め、それをもとに信号3を計算する。

     R+2G=45 R+G+2B=90.0 (R+2G)/((R+2G)+(R+G+2B))=0.33 2R+G+B=108 2G+B=52.9 R+2G=46 R+G+2B=72.0 (R+2G)/((R+2G)+(R+G+2B))=0.39

     →

     R+2G=45 R+G+2B=90.0 (R+2G)/((R+2G)+(R+G+2B))=0.33 2R+G+B=108 2G+B=52.9 R+2G=57.9 (R+2G)/(2R+G+B)+(2G+B))=0.36 R+2G=46 R+G+2B=72.0 (R+2G)/((R+2G)+(R+G+2B))=0.39

4. 信号1, 2, 3から R, G, B を生成する

   2R+G+B=108 2G+B=52.9 R+2G=57.9

   →

   R=33.6 G=12.1 B=28.7

5. γ変換など後処理をいろいろやる

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