KR100242292B1

KR100242292B1 - Automatic white balance adjusting method

Info

Publication number: KR100242292B1
Application number: KR1019970037548A
Authority: KR
Inventors: 김인호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990015422A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:비디오 카메라와 같은 촬영기기의 오토 화이트 밸런스 조정에 관한 것이다.end. TECHNICAL FIELD This invention relates to auto white balance adjustment of an imaging device such as a video camera.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:오토 화이트 밸런스를 조정함에 있어서 단색에 대한 오트랙킹이나 그로 인한 색 재현성의 저하를 방지하기 위한 오토 화이트 밸런스 조정방법을 제공함에 있다.I. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an auto white balance adjustment method for preventing autotracking of a single color and a deterioration of color reproducibility in adjusting an auto white balance.

다. 그 발명의 해결방법의 요지:렌즈부를 통해 촬상된 영상신호를 NTSC 포맷 또는 PAL포맷 형식의 영상신호로 변환출력하는 신호처리수단과, 광량을 조절하는 조리개와, 상기 조리개의 개폐정도를 감지하여 그에 대응되는 전기적신호를 발생하여 출력하는 홀 변환소자를 구비하는 촬영기기의 오토 화이트 밸런스 조정방법에 있어서, 지정된 복수개의 색온도에서 각각 R,B데이타와 그에 따른 화이트 밸런스 조정을 위한 게인 컨트롤값을 산출한후 산출된 R,B데이타를 기준으로 R,B데이타에 따른 오토 화이트 밸런스 영역을 설정하고, 산출된 상기 게인 컨트롤값을 기준으로 상기 영역의 R,B데이타에 따른 게인 컨트롤값을 맵핑하여 세트 동작시 입력되는 R,B데이타에 맵핑된 게인 컨트롤값을 상기 신호처리수단으로 출력함을 특징으로 한다.All. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a signal processing means for converting and outputting an image signal photographed through a lens unit into an NTSC format or PAL format image signal, an aperture controlling an amount of light, and an opening and closing degree of the aperture. In the auto white balance adjustment method of a photographing apparatus having a Hall conversion element for generating and outputting a corresponding electrical signal, a gain control value for adjusting R, B data and corresponding white balance is calculated at a plurality of designated color temperatures, respectively. After that, set the auto white balance area according to the R and B data based on the calculated R and B data, and set the gain control value according to the R and B data of the area based on the calculated gain control value. And a gain control value mapped to the R and B data inputted at the time to the signal processing means.

라. 발명의 중요한 용도:비디오 카메라의 오토 화이트 밸런스 조정에 사용할 수 있다.la. Important use of the invention: Can be used to adjust the auto white balance of a video camera.

Description

How to adjust the auto white balance

본 발명은 비디오 카메라와 같은 촬영기기의 오토 화이트 밸런스(AUTO WHITE BALANCE)에 관한 것으로, 특히 R,B 게인 컨트롤값 맵핑에 의한 오토 화이트 밸런스 조정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to auto white balance of an imaging device such as a video camera, and more particularly, to an auto white balance adjustment method by R and B gain control value mapping.

비디오 카메라는 영상 및 음성신호를 마련된 기록매체상에 기록하고 그 기록된 신호를 재생하는 것이 가능한 영상 및 음성신호처리 장치이다. 일반적인 비디오 카메라에는 촬상되는 피사체의 충실한 색재현을 위해 오토 화이트 밸런스기능이 구비되어 있다. 오토 화이트 밸런스란 레드(RED;이하 R이라함)와 블루(BLUE:이하 B라함)의 색신호량을 자동적으로 제어하여 광원에 따른 휘도(Y)의 양을 자동 조정하는 것을 말한다.A video camera is a video and audio signal processing apparatus capable of recording video and audio signals on a provided recording medium and reproducing the recorded signals. A typical video camera is equipped with an auto white balance function for faithful color reproduction of a photographed subject. Auto white balance refers to automatically adjusting the amount of luminance (Y) according to a light source by automatically controlling the amount of color signals of red (RED, hereinafter R) and blue (BLUE, hereinafter B).

이하 비디오 카메라의 블럭구성도를 보인 도 1을 참조하여 종래의 오토 화이트 밸런스 조정과정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional auto white balance adjustment process will be described with reference to FIG. 1 showing a block diagram of a video camera.

도 1은 오토 화이트 밸런스 조정과정을 설명하기 위한 비디오 카메라의 블럭구성도를 도시한 것이며, 도 2는 임의의 색차신호 데이타(C)를 좌표축상의 센터로 이동시키는 과정을 설명하기 위한 색차신호(R-Y, B-Y)의 좌표도를 도시한 것이다. 우선 도 1에서, 렌즈부(10)는 줌 모터(12)에 맞물려 좌우 회전함으로서 피사체의 배율을 확대 및 축소하는 줌 렌즈와, 포커스 모터(14)에 맞물려 좌우 회전함으로서 광축방향으로 전,후퇴하여 피사체의 포커스를 맞추는 포커스 렌즈를 포함한다. 그리고 상기 줌 모터(12)와 포커스 모터(14)는 각각 마이컴(30)에 의해 제어되는 줌 모터 구동부(16)와 포커스 모터 구동부(18)에 의해 구동한다. 조리개(20)는 조리개 제어부(32)에 의해 구동되는 조리개 모터에 의해 개폐되어 광량을 조절한다. 그리고 조리개 제어부(32)는 홀 센서를 구비하여 조리개(20)의 개폐정도를 감지하고 감지된 값을 마이컴(30)으로 출력한다. CCD(CHARGE COUPLED DEVICE)(22)는 상기 렌즈부(10)를 통해 입력되는 피사체의 광신호를 촬상영상신호로 변환출력하며, 신호연관 샘플링 및 이득제어부(24)는 상기 촬상영상신호를 샘플링하고 이득 제어하여 출력한다. ADC(ANALOG-to-DIGITAL CONVERTER)(26)는 상기 이득조절된 1필드분의 촬상영상신호를 디지털신호로 변환출력한다. DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSOR)(28)는 디지털변환된 1필드분의 촬상영상신호를 NTSC 또는 PAL 포맷의 영상신호로 인코딩처리하기 위한 Y계 신호처리수단들(2H 딜레이, H,V APERTURE, 인코더등)과 C계 신호처리수단들(메트릭스 회로, 화이트 밸런스 블럭, 인코더)을 구비한다. 마이컴(30)은 상기 DSP(28)의 C계 신호처리수단으로부터 색차신호(R-Y,B-Y) 데이타를 입력받아 화이트 밸런스를 조정하기 위한 R,B 게인 컨트롤값(GAIN CONTROL: G_CL 이라함)을 DSP(28)로 출력한다. 그리고 마이컴(30)은 내장 메모리에 저장된 제어프로그램에 따라 비디오 카메라의 동작을 전반적으로 제어한다.1 is a block diagram of a video camera for explaining an auto white balance adjustment process, and FIG. 2 is a color difference signal RY for explaining a process of moving arbitrary color difference signal data C to a center on a coordinate axis. , BY). First, in FIG. 1, the lens unit 10 moves left and right in the optical axis direction by engaging with the zoom motor 12 and rotating left and right to enlarge and reduce the magnification of the subject, and by rotating left and right in engagement with the focus motor 14. It includes a focus lens for focusing the subject. The zoom motor 12 and the focus motor 14 are driven by the zoom motor driver 16 and the focus motor driver 18 controlled by the microcomputer 30, respectively. The aperture 20 is opened and closed by an aperture motor driven by the aperture control unit 32 to adjust the amount of light. In addition, the aperture control unit 32 includes a hall sensor to detect the degree of opening and closing of the aperture 20 and outputs the detected value to the microcomputer 30. A CCD (CHARGE COUPLED DEVICE) 22 converts and outputs an optical signal of a subject input through the lens unit 10 into a captured image signal, and the signal correlation sampling and gain control unit 24 samples the captured image signal. Gain control outputs. An analog-to-digital converter (ADC) 26 converts the gain-adjusted captured image signal for one field into a digital signal. DSP (DIGITAL SIGNAL PROCESSOR) 28 is Y-based signal processing means (2H delay, H, V APERTURE, encoder, etc.) for encoding and processing the digitally converted image signal of one field into an image signal of NTSC or PAL format. ) And C system signal processing means (matrix circuit, white balance block, encoder). The microcomputer 30 receives the color difference signal RY, BY data from the C-based signal processing means of the DSP 28, and controls R and B gains for adjusting white balance. G _CL Is output to the DSP 28. The microcomputer 30 generally controls the operation of the video camera according to the control program stored in the internal memory.

상술한 구성을 갖는 종래의 비디오 카메라에 있어서는 마이컴(30)이 DSP(28)로부터 색차신호(R-Y,B-Y) 데이타를 입력받고, 그 입력데이타가 화이트 밸런스를 조정하기 위해 미리 설정된 영역내의 값일 경우에만 도 2에 도시된 바와 같이 색차신호(R-Y, B-Y) 좌표축 센터에 위치하도록 R,B 게인 컨트롤값을 출력한다. 도 2에서 색차신호(R-Y, B-Y) 좌표축상에 존재하는 C포인트는 입력된 색차신호(R-Y, B-Y)데이타를 나타낸다. 한편 마이컴(30)은 입력된 색차신호(R-Y, B-Y) 데이타가 상기 설정 영역외의 값일 경우에는 R,B 게인을 컨트롤 하지 않는다. 따라서 종래 비디오 카메라의 오토 화이트 밸런스 조정과정에서는 단색에 대해 오트랙킹이 일어나거나 색 재현성이 저하될 소지가 있다.In the conventional video camera having the above-described configuration, only when the microcomputer 30 receives the color difference signal (RY, BY) data from the DSP 28 and the input data is a value within a predetermined area for adjusting the white balance. As shown in FIG. 2, the R and B gain control values are output to be positioned at the centers of the color difference signals RY and BY. In FIG. 2, the C point existing on the coordinate axes of the color difference signals R-Y and B-Y represents input color difference signals R-Y and B-Y. On the other hand, the microcomputer 30 does not control the R and B gains when the input color difference signal (R-Y, B-Y) data is outside the setting range. Therefore, in the auto white balance adjustment process of the conventional video camera, there is a possibility that otracking occurs for a single color or color reproducibility is degraded.

따라서 본 발명의 목적은 오토 화이트 밸런스를 조정함에 있어서 단색에 대한 오트랙킹이나 그로 인한 색 재현성의 저하를 방지하기 위한 오토 화이트 밸런스 조정방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an auto white balance adjustment method for preventing autotracking for a single color or a deterioration of color reproducibility in adjusting the auto white balance.

본 발명의 또 다른 목적은 비디오 카메라에 있어서 실내 및 실외의 다양한 조도조건에서 적응적으로 오토 화이트 밸런스를 조정할 수 있는 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for adaptively adjusting the auto white balance under various illumination conditions of indoor and outdoor in a video camera.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 렌즈부를 통해 촬상된 영상신호를 NTSC 포맷 또는 PAL포맷 형식의 영상신호로 변환출력하는 신호처리수단과, 광량을 조절하는 조리개와, 상기 조리개의 개폐정도를 감지하여 그에 대응되는 전기적신호를 발생하여 출력하는 홀 변환소자를 구비하는 촬영기기의 오토 화이트 밸런스 조정방법에 있어서,The present invention for achieving the above object is a signal processing means for converting and outputting the video signal captured by the lens unit to the video signal of NTSC format or PAL format, the aperture to adjust the amount of light, and the opening and closing degree of the aperture by sensing In the auto white balance adjustment method of a photographing apparatus having a Hall conversion element for generating and outputting an electrical signal corresponding thereto,

지정된 복수개의 색온도에서 각각 R,B데이타와 그에 따른 화이트 밸런스 조정을 위한 게인 컨트롤값을 산출한후 산출된 R,B데이타를 기준으로 R,B데이타에 따른 오토 화이트 밸런스 영역을 설정하는 과정과,Calculating a gain control value for adjusting R and B data and corresponding white balance at a plurality of designated color temperatures, and then setting an auto white balance area according to R and B data based on the calculated R and B data;

산출된 상기 게인 컨트롤값을 기준으로 상기 영역의 R,B데이타에 따른 게인 컨트롤값을 맵핑하는 과정과,Mapping a gain control value according to R and B data of the area based on the calculated gain control value;

세트 동작시 입력되는 R,B데이타에 맵핑된 게인 컨트롤값을 상기 신호처리수단으로 출력하여 화이트 밸런스를 자동조정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.And outputting a gain control value mapped to the R and B data input during the set operation to the signal processing means to automatically adjust the white balance.

도 1은 오토 화이트 밸런스(Auto White Balance) 조정과정을 설명하기 위한 비디오 카메라의 블럭구성도.1 is a block diagram of a video camera for explaining an auto white balance adjustment process.

도 2는 임의의 색차신호 데이타(C)를 좌표축상의 센터로 이동시키는 과정을 설명하기 위한 색차신호(R-Y, B-Y) 좌표도.2 is a coordinate diagram of color difference signals R-Y and B-Y for explaining a process of moving arbitrary color difference signal data C to a center on a coordinate axis.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오토 화이트 밸런스 조정과정 처리흐름도.3 is a flowchart illustrating an auto white balance adjustment process according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오토 화이트 밸런스 검출영역 예시도.4 is an exemplary auto white balance detection region in accordance with an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, an operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오토 화이트 밸런스 조정과정 처리흐름도를 도시한 것이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오토 화이트 밸런스 검출영역 예시도를 각각 도시한 것이다. 우선 도 3의 40단계에서 마이컴(30)은 지정된 색온도에서 R,B데이타와 R,B 게인 컨트롤값( G_CL )을 산출하여 저장한다. 상기 지정된 색온도란 실내조건에서의 대표적 색온도인 3100。K와 실외조건에서의 대표적 색온도인 5100。K를 나타낸다. 즉, 마이컴(30)은 40단계에서 3100。K와 5100。K에서 각각 R,B데이타와 R,B 게인 컨트롤값( G_CL )을 산출하여 저장한후 42단계로 진행한다. 42단계에서 마이컴(30)은 40단계에서 산출된 R,B 데이타를 기준으로 오토 화이트 밸런스 검출영역을 설정한다. 즉, 마이컴(30)은 40단계에서 산출된 R,B데이타를 기준으로 검출팩터(DETECT FACTOR) a,b,c,d를 이용해 도 4와 같은 오토 화이트 밸런스 검출영역을 설정한다. 도 4에서 종축 및 횡축은 각각 R,B데이타를 16진수로 나타낸 것이며 E와 F는 각각 실외조건 및 실내조건에서의 검출영역을 나타낸다. 42단계에서 검출영역을 설정한 마이컴(30)은 이후 44단계로 진행하여 40단계에서 산출된 R,B게인 컨트롤값( G_CL )을 기준으로 상기 설정된 검출영역에 대해 R,B 게인 컨트롤값( G_CL )을 맵핑시킨다. 상술한 바와 같은 R,B 게인 컨트롤 맵핑시까지의 과정은 세트 출하 이전의 제조공정에서 수행되는 것으로, 이하 상기 맵핑된 R,B게인 컨트롤값을 이용하여 세트동작하에서의 오토 화이트 밸런스 조정과정을 설명하면 우선 마이컴(30)은 46단계에서 조리개 제어부(32)로부터 출력된 홀 센서 출력을 리드한후 48단계로 진행한다. 그리고 48단계에서 마이컴(30)은 리드된 홀 센서 출력으로부터 조리개의 개폐정도를 감지하여 실내조건 혹은 실외조건에서의 촬영상태를 판단한다. 일반적으로 홀 센서 출력은 전압으로 표시되는데, 전압량이 작을때에는 실외조건으로 판단하고 전압량이 클 경우에는 실내조건으로 판단한다. 따라서 마이컴(30)은 리드된 홀 센서의 출력으로부터 실내조건 혹은 실외조건여부를 판단하여 각각 50단계 혹은 52단계로 분기한다. 만약 세트가 실내조건에서의 촬영상태를 유지하고 있다면 마이컴(30)은 50단계에서 실내검출영역(F)을 선택한후 54단계로 진행한다. 그리고 마이컴(30)은 54단계에서 DSP(28)로부터 입력되는 색차신호(R-Y,B-Y)데이타로부터 R,B데이타를 산출하고 산출된 R,B데이타에 맵핑된 게인 컨트롤값( G_CL )을 독출하여 DSP(28)의 C계 신호처리수단으로 출력한다. 따라서 상기 R,B 게인 컨트롤값( G_CL )에 의해 R,B데이타가 별도로 보정됨으로서 화이트 밸런스가 자동 조정될 수 있다. 반면 세트가 실외조건에서 촬영상태를 유지하고 있다면 마이컴(30)은 52단계에서 실외검출영역(E)을 선택한후 54단계로 진행하고, 54단계에서 상술한 바와 같은 방법으로 R,B데이타에 맵핑된 게인 컨트롤값( G_CL )을 C계 신호처리수단으로 출력함으로서 화이트 밸런스를 자동조정한다. 따라서 오토 화이트 밸런스 조정시 단색에 대한 오트래킹 현상이나 그로 인한 색 재현성의 저하를 막을 수 있다.3 is a flowchart illustrating an auto white balance adjustment process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating an auto white balance detection area according to an embodiment of the present invention. First, in step 40 of FIG. 3, the microcomputer 30 generates R, B data and R, B gain control values at a specified color temperature. G _CL ) And save it. The designated color temperature indicates 3100 ° K, which is a representative color temperature in indoor conditions, and 5100 ° K, which is a representative color temperature in outdoor conditions. That is, the microcomputer 30 has R, B data and R, B gain control values at 3100 ° K and 5100 ° K, respectively, in 40 steps. G _CL ) Is calculated and stored and proceeds to step 42. In step 42, the microcomputer 30 sets an auto white balance detection area based on the R and B data calculated in step 40. That is, the microcomputer 30 sets the auto white balance detection region as shown in FIG. 4 using the detection factors a, b, c, and d based on the R and B data calculated in step 40. In Fig. 4, the vertical axis and the horizontal axis represent R and B data in hexadecimal numbers, respectively, and E and F represent detection areas in outdoor and indoor conditions, respectively. In step 42, the microcomputer 30 sets the detection area. Then, the microcomputer 30 proceeds to step 44 and the R, B gain control value calculated in step 40 ( G _CL R, B gain control value ( G _CL ). The process until the R, B gain control mapping as described above is performed in the manufacturing process before shipment of the set. Hereinafter, the auto white balance adjustment process under the set operation using the mapped R and B gain control values will be described. First, the microcomputer 30 reads the hall sensor output output from the aperture control unit 32 in step 46 and proceeds to step 48. In operation 48, the microcomputer 30 detects the opening / closing degree of the aperture from the read hall sensor output to determine the photographing state in the indoor condition or the outdoor condition. In general, the Hall sensor output is expressed in voltage. When the voltage level is small, it is determined as an outdoor condition. When the voltage level is large, it is determined as an indoor condition. Therefore, the microcomputer 30 determines whether the indoor condition or the outdoor condition is determined from the output of the read hall sensor, and branches to 50 or 52 steps, respectively. If the set maintains the shooting condition in the indoor condition, the microcomputer 30 selects the indoor detection area F in step 50 and proceeds to step 54. In operation 54, the microcomputer 30 calculates R and B data from the color difference signals RY and BY data input from the DSP 28, and gain control values mapped to the calculated R and B data ( G _CL ) Is read out and output to the C-based signal processing means of the DSP 28. Therefore, the R, B gain control value ( G _CL ), The white balance can be automatically adjusted by separately correcting the R and B data. On the other hand, if the set maintains the shooting condition in the outdoor condition, the microcomputer 30 selects the outdoor detection area E in step 52 and proceeds to step 54 and maps to the R and B data in the same manner as described in step 54. Gain control value ( G _CL ) To the C system signal processing means to automatically adjust the white balance. Therefore, when auto white balance is adjusted, the mistracking phenomenon for a single color and the deterioration of color reproducibility can be prevented.

상술한 바와 같이 본 발명은 오토 화이트 밸런스 검출영역내의 R,B데이타에 게인 컨트롤값을 맵핑시켜 놓음으로서 실제 세트 동작하에서 입력되는 R,B데이타에 대응되는 게인 컨트롤값을 화이트 밸런스 블럭에 가하여 오토 화이트 밸런스를 조정함으로서 단색에 대한 오트랙킹 현상이나 색재현의 저하현상을 막을 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention maps the gain control value to the R and B data in the auto white balance detection area, thereby applying the gain control value corresponding to the R and B data input under the actual set operation to the white balance block to auto white. By adjusting the balance, there is an advantage that it is possible to prevent the deterioration of color tracking and the otracking phenomenon of a single color.

Claims

Signal processing means for converting and outputting an image signal captured by the lens unit into an NTSC format or PAL format image signal, an aperture controlling an amount of light, and detecting the opening and closing of the aperture to generate and output an electrical signal corresponding thereto. In the auto white balance adjustment method of a photographing apparatus having a hole converting element,

Calculating a gain control value for adjusting R and B data and corresponding white balance at a plurality of designated color temperatures, and then setting an auto white balance area according to R and B data based on the calculated R and B data;

Mapping gain control values according to R and B data of the area based on the calculated gain control value;

And adjusting the white balance by outputting a gain control value mapped to the R and B data input during the set operation to the signal processing means.

The method of claim 1, wherein the plurality of designated color temperatures are 3100 ° K and 5100 ° K.

Luminance signal processing means and color signal processing means for converting and outputting an image signal photographed through the lens unit into an NTSC format or PAL format image signal, an aperture controlling an amount of light, and detecting the opening and closing degree of the aperture In the auto white balance adjustment method of a video camera having a Hall conversion element for generating and outputting a corresponding electrical signal,

Calculating and storing gain control values for adjusting R and B data and corresponding white balance at a plurality of designated color temperatures, respectively;

Setting an auto white balance area according to the R and B data based on the calculated R and B data, and mapping a gain control value to the R and B data of the set area;

Determining illuminance conditions indoors and outdoors according to the output value of the Hall conversion element during a set operation;

Selecting a region according to the illumination condition from the setting region, and outputting a gain control value mapped to the R and B data to the color signal processing means to automatically adjust the white balance. .

4. The method of claim 3, wherein the specified plurality of color temperatures are 3100 ° K and 5100 ° K.