CN1469636A - 摄像装置、白色平衡控制方法及白色平衡控制程序 - Google Patents

Abstract

在适用本发明的电子照相机中，具有第1和第2增益调整电路，同时，具有增益值存储部。增益值存储部具有在自动白色平衡控制时存储有设定在第1增益调整电路的R用放大器和B用放大器中的增益值的第1增益值表格、和存储有设定在第2增益调整电路的R用放大器和B用放大器中的增益值的第2增益值表格。另外，依次在第2增益调整电路中设定第2增益值表格的增益值，进行白色检测，根据结果，从第1增益值表格中选择应设定在第1增益调整电路中的增益值，设定在第1增益调整电路中，得到确保白色平衡的图像。

Description

摄像装置、白色平衡控制方法及白色平衡控制程序

技术领域

本发明涉及一种摄像装置、白色平衡(white balance)控制方法及白色平衡控制程序。

背景技术

以前，在作为摄像装置一种的电子照相机中，设置自动设定摄像图像的白色平衡的自动白色平衡功能。

为了进行白色平衡，必需判断摄像图像的哪部分是白色的。但是，若被摄物中存在淡水色或肤色等接近白色的颜色，则在上述白色判断的阶段中，会将该接近白色的颜色误判断为白色。因此，在这种状态下，发生白色被摄物变为蓝、或红色被摄物变为淡红的所谓牵引现象，在液晶显示器中显示发生该牵引现象的通过(through)图像。不用说，在这种状态下按下快门时，将还记录下偏离白色平衡的图像。

本文中所谓[通过(through)图像]是指在摄像设备的摄像等待状态下，用户为了确认被摄物而显示在显示器中的摄像装置依次摄像的图像。

发明内容

本发明的一个最佳形态的摄像装置包括：

摄像元件，对被摄物进行摄像，输出摄像信号；

第1及第2放大装置，对每种颜色成分分别放大从该摄像装置输出的所述摄像信号；

第1增益值存储装置，存储多种用于确保所述被摄物的白色平衡的每种颜色成分的增益值；

增益值可变装置，使所述第2放大装置的每种颜色成分的增益值依次变化；

增益值检测装置，根据图像信息，检测具有包含在规定白检测范围内的颜色信息的增益值，该图像信息利用由上述可变装置依次变化的每种颜色成分的增益值，根据由所述第2放大装置放大的摄像信号而生成；

增益值选择装置，根据该检测装置检测的增益值，从所述第1存储装置中选择应在所述第1放大装置中设定的增益值；

增益值设定装置，在所述第1放大装置中设定由该选择装置选择的增益值；和

记录控制装置，将利用该设定装置设定的增益值、根据由所述第1放大装置放大的摄像信号生成的图像信息记录在图像记录部中。

本发明的另一个较佳的实施方式是一种摄像装置的白色平衡控制方法，该摄像装置具备摄像元件，对被摄物进行摄像并输出摄像信号；第1及第2放大装置，在每种颜色成分下分别放大从该摄像装置输出的所述摄像信号；和存储装置，存储多种确保被摄物白色平衡的每种颜色成分的增益值，其特征在于：该方法包含：

增益值可变工序，使所述第2放大装置的每种颜色成分的增益值依次变化，

增益值检测工序，根据图像信息，检测具有包含在规定白检测范围内的颜色信息的增益值，该图像信息利用由上述可变工序依次变化的每种颜色成分的增益值，根据由所述第2放大装置放大的摄像信号而生成；

增益值选择工序，根据该检测步骤检测的增益值，从所述存储装置中选择应设定在所述第1放大装置中的增益值；

增益值设定工序，在所述第1放大装置中设定由该选择工序选择的增益值；和

记录控制工序，将利用该设定工序设定的增益值、根据由所述第1放大装置放大的摄像信号生成的图像信息记录在图像记录部中。

本发明的另一个较佳实施方式的摄像装置，包括：

摄像元件，对被摄物进行摄像并输出摄像信号；

第1及第2放大装置，在每种颜色成分下分别放大从该摄像装置输出的所述摄像信号；

第1增益值存储装置，存储多种用于确保所述被摄物白色平衡的每种颜色成分的增益值；

增益值可变装置，使所述第2放大装置的每种颜色成分的增益值依次变化；

增益值检测装置，根据图像信息，检测具有包含在规定白检测范围内的颜色信息的增益值，该图像信息利用由上述可变装置依次变化的每种颜色成分的增益值，根据由所述第2放大装置放大的摄像信号而生成；

增益值选择装置，根据该检测装置检测的增益值，从所述第1存储装置中选择应设定在所述第1放大装置中的增益值；

增益值设定装置，在所述第1放大装置中设定由该选择装置选择的增益值；和

显示控制装置，将利用该设定装置设定的增益值、根据由所述第1放大装置放大的摄像信号生成的图像信息显示在显示部中。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的电子照相机的结构框图。

图2是表示存储在第1增益值表格中的增益值和其说明的图。

图3是表示存储在第1增益值表格中的增益值和其说明的图。

图4是表示白色检测框数据的图。

图5是表示EV判定数据的图。

图6是表示本实施形态中REC通过模式下动作的流程图。

图7是表示本实施形态中REC通过模式下动作具体例的图。

图8是表示本发明其它实施形态中的白色检测方法的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明实施形态1。图1是将本发明适用于电子照相机时的结构框图。

配置在透镜20后方的CCD25由定时信号发生器(TimingGenerator/TG)26、垂直驱动器27驱动。CCD25设置有原色RGB的滤色镜阵列，成像在CCD25感光面上的光学像在R(Red)G(Green)、B(Blue)的各感光部存储电荷，在变换为对应于光强度的量的R、G、B的信号电荷后，作为模拟图像信号输出到单元电路28。单元电路28包括从输入的摄像信号中去除噪声的CorrelatedDouble Sampler(双相关采样器：CDS)、和将去除了噪声的摄像信号变换为数字图像数据的A/D变换器，从单元电路28输出的图像数据被发送到第1增益调整电路21(第1放大装置)及第2、22(第2放大装置)。

第1及第2增益调整电路21、22对R、G、B每种颜色成分分别具备R用放大器21a、22a、G用放大器21b、22b、B用放大器21c、22c，由从控制部35的增益值可变装置发送的控制信号来控制各放大器21a、22a、21b、22b、21c、22c的增益。将由第1增益调整电路21放大的图像信号发送到第1彩色处理电路23，在这里进行彩色处理后，作为包含数字辉度信号(Y信号)和色差信号(Cb信号、Cr信号)的YUV数据写入DMA(Direct Memory Access)控制器29的缓冲器中。同时，还将进行彩色处理之前的R、G、B的图像数据写入缓冲器中。DMA控制器29将写入缓冲器中的YUV数据传送到DRAM30的指定区域，并展开。

视频编码器31根据从所述缓冲器中读出的YUV数据，发生视频信号，输出到由LCD(Liquid Crystal Display)构成的显示装置32。从而，在处于摄像待机状态的REC通过模式(显示通过图像的摄像待机状态)的设定时，将被摄像的被摄物的像在显示装置32上作为通过图像显示。在该状态下按下快门键指示摄像时，写入所述缓冲器中的1帧大小的YUV数据发送到压缩/扩展部33，实施压缩处理后，记录在闪存存储器34中。在进行图像再现等的PLAY模式的设定时，将记录在闪存34中的图像数据经DMA控制器29发送到压缩/扩展部33，实施扩展处理后，再现YUV数据。从而，将记录图像显示在显示装置32中。

另一方面，将由第2增益调整电路22放大的图像信号发送到第2彩色处理电路24，在这里进行彩色处理后，作为包含数字辉度信号(Y信号)和色差信号(Cb信号、Cr信号)的YUV数据发送到控制部35。

控制部35具有Central Processing Unit(中央处理单元：CPU)、存储程序或数据的ROM、作业用RAM，根据规定的程序来控制所述各部的动作，同时，对应于从操作部36发送的状态信号来实现电子照相机的各功能、即自动曝光控制(Auto Exposure/AE)或自动白色平衡(AWB)。在操作部36中设置所述快门键及REC通过模式与PLAY模式的切换键等各种键，将对应于键操作的状态信号发送到控制部35。操作快门键时(摄影时)，必要时驱动频闪观测器37，发出辅助光。另外，还作为增益值可变装置、增益值检测装置、增益值选择装置、增益值设定装置、记录控制装置来动作。

增益值存储部38存储控制部35控制白色平衡时设定在第1增益电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的增益值、和设定在第2增益调整电路22的R用放大器22a和B用放大器22c中的增益值。即，在增益值存储部38中存储作为图2所示第1增益值存储装置的第1增益值表格381、和作为图3所示第2增益值存储装置的第2增益值表格382。

第1增益值表格381是在控制部35控制白色平衡时在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中放大时使用的表格，存储对应于增益值No.①-④的R增益值和B增益值。这里，增益值No.①由在阴天摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成；增益值No.②由可在将太阳光作为光源来摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成；增益值No.③由可在将荧光灯作为光源来摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成；增益值No.④由可在将钨丝灯泡作为光源来摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成。另外，这些R增益值和B增益值由实验值和经验值来形成。

第2增益值表格382是在控制部35控制白色平衡时在第2增益调整电路22的R用放大器22a和B用放大器22c中放大时使用的表格，存储对应于增益值No.1-12的R增益值和B增益值。这里，增益值No.1和2由可在阴天摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成，增益值No.3、4、5由可在将太阳光作为光源来摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成，增益值No.6、7、8由可在将荧光灯作为光源来摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成，增益值No.9由可在将钨丝灯泡作为光源来摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成，增益值No.10由可在将白炽灯作为光源来摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成。另外，增益值No.11由可在被摄物为绿色时摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成，增益值No.12由在被摄物为淡灰褐色(ベ-ジュ)时摄影时设定适当白色平衡的R增益值和B增益值构成。这些R增益值和B增益值也由实验值和经验值来形成。

在第1增益值表格381和第2增益值表格382中，增益值No.①与增益值No.1、增益值No.②与增益值No.4、增益值No.③与增益值No.6、增益值No.④与增益值No.9分别由相同的R增益值和B增益值构成。

另外，在所述控制部35的ROM或所述增益值存储部38中存储图4所示白色检测框数据351和图5所示EV(曝光值：Exposure Value)判定数据352。

下面，根据图6所示流程图来说明在由以上结构构成的本实施形态中、设定AWB模式状态下的REC通过模式中的动作。通过由存储在ROM中的规定程序将所述控制部35的CPU用作增益值可变装置、增益值检测装置、增益值选择装置、增益值设定装置来执行图6所示流程图的各动作。

即，在电子照相机中，若设定REC通过模式，则控制部35根据所述程序，按照该流程图开始处理，驱动1帧CCD25(步骤S1)。接着，取得驱动的1帧大小的数字数据(步骤S2)，取得白色检测及EV(Exposure Value)值(步骤S3)。然后执行EV判定[暗](步骤S4)。

根据图5所示EV判定数据352来执行步骤S4的处理，判定取得的EV值是否是属于EV判定数据352的[暗]的值。在取得的EV值是属于EV判定数据352的[暗]的值时(步骤S4；是)，推定取得的图像数据是在阴天摄影时、将太阳光、荧光灯、钨丝灯泡作为光源来摄影时之一情况下得到的数据。

此时，判断由条件1确定的增益值No.、第2增益值表格382的增益值是否是No.1-No.12中的No.1或No.2(步骤S5)。这里，对每个帧从No.1-No.12将由条件1确定的No.和第2增益值表格382的增益值顺序设定在第2增益调整电路22的R用放大器22a和B用放大器22c中时，该No.下的白色个数(图4所示白色检测框数据351进入白色框353内的象素数)是前面12帧中最多的No.。

即，如图7的具体例所示(在图7中，将第1增益调整电路21记作[#1]，将第2增益调整电路22记作[#2])，在EV判定为[暗]的状态下，对每个帧1、2、3…，在第2增益调整电路22[#2]的R用放大器22a和B用放大器22c中设定1、2、3、…和No.1-No.12的增益值，检测各[白色个数]，并决定前面12帧中最多的No.。

步骤S5中的判断结果，在由条件1确定的第2增益值表格382的增益值为No.1或No.2的情况下(步骤S5；是)，将应设定在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的第1增益值表格381的增益备选设为阴天用的No.①(步骤S6)。

另外，所述步骤S5中的判断结果，在由条件1确定的第2增益值表格382的增益值不为No.1或No.2的情况下(步骤S5；否)，判断由条件1确定的第2增益值表格382的增益值是否为No.3、4、5、11或12(步骤S7)。在步骤S7的判断为是的情况下，将应设定在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的第1增益值表格381的增益值备选设为是太阳光用的No.②(步骤S8)。

另外，所述步骤S7中的判断结果，在由条件1确定的第2增益值表格382的增益值不为No.3、4、5、11或12的情况下(步骤S7；否)，判断由条件1确定的第2增益值表格382的增益值是否为No.6、7或8(步骤S9)。在步骤S9的判断为是的情况下，将应设定在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的第1增益值表格381的增益值备选设为是荧光灯用的No.③(步骤S10)。

即，在图7所示具体例中，在对每个帧1、2、3、…12设定的增益值No.1、2、3、…12中，白色个数最多的是个数[100]的No.7。因此，在帧13的时刻(A时刻)，步骤S9的判断变为是，将作为荧光灯用的No.③设为第1增益值表格381的备选。

并且，所述步骤S9中的判断结果，在由条件1确定的第2增益值表格382的增益值不为No.6、7或8时(步骤S9；否)，将应设定在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的第1增益值表格381的增益值备选设为是荧光灯用的No.④(步骤S11)。

另外，所述步骤S4的判断结果，在取得的EV值不是属于EV判定数据352的[暗]的值的情况下(步骤S4；否)，判定是否是属于[亮]的值(步骤S14)。在该EV值是属于EV判定数据352的[亮]的值的情况下(步骤S14；是)，推定取得的图像数据是将太阳光作为光源摄影时的数据。从而，在该情况下，与所述步骤S8一样，将应设定在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的第1增益值表格381的增益值备选设为是太阳光用的No.②(步骤S15)。

但是，所述步骤S14的判断结果，在取得的EV值不是属于EV判定数据352的[亮]的值的情况下(步骤S14；否)，与所述步骤S5一样，判断由条件1确定的第2增益值表格382的增益值是否为No.1或No.2(步骤S16)。在由条件1确定的第2增益值表格382的增益值是No.1或No.2的情况下(步骤S16；是)，将应设定在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的第1增益值表格381的增益备选设为阴天用的No.①(步骤S17)。但是，在由条件1确定的第2增益值表格382的增益值不为No.1或No.2的情况下(步骤S16；否)，将应设定在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中的第1增益值表格381的增益值备选设为是太阳光用的No.②(步骤S18)。

接着，判断在所述步骤S6、S8、S10、S11、S15、S17、S18中设为备选的No.是否连续32次相同(步骤S12)。在不连续32次相同的情况下(步骤S12；否)，反复从步骤S1开始的处理，若变为连续32次相同(步骤12；是)，则在第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c中设定并更新该No.的增益值(步骤S13)。

即，在图7所示具体例中，作为备选的No.③在B时刻连续32次。因此，在B时刻，步骤S12的判断变为是，从作为初始值的No.②更新为No.③。另外，在时刻C，将从推定为场变化的D时刻开始设为备选的No.②也连续32次。因此，在C时刻，步骤S12的判断也变为是，从No.③更新为No.②。

因此，第1增益调整电路21的R用放大器21a和B用放大器21c用在所述步骤S13中设定的增益值来放大从单元电路28发送来的光学像的数字图像数据的R、B颜色成分。如上所述，将由第1增益调整电路21放大的图像信号发送到第1彩色处理电路23，在这里进行彩色处理后，作为包含数字辉度信号(Y信号)和色差信号(Cb信号、Cr信号)的YUV数据写入DMA控制器29的缓冲器中。DMA控制器29将写入缓冲器中的YUV数据传送到DRAM30的指定区域，并展开。视频编码器31根据从所述缓冲器中读出的YUV数据，发生视频信号，输出到由LCD构成的显示装置32。

从而，在处于摄像待机状态的REC通过模式的设定时，不必对应于光源来设定白色平衡的烦杂操作，可总是将确保良好白色平衡的被摄物像作为通过图像显示在显示装置32中。并且，通过图像在显示装置32中的显示，不是根据来自由所述第1条件对每个帧从No.1-No.12依次设定第2增益值表格382的增益值的第2增益调整电路22的图像数据，而是根据来自所述步骤S13中更新、设定增益值的第2增益调整电路22的图像数据，所以显示装置32中显示的通过图像的白色平衡不会频繁变化。

另外，在按下快门键的摄影指示时，通过所述控制部35的记录控制装置，将写入所述缓冲器中的1帧大小的YUV数据发送到压缩/扩展部33，实施压缩处理后，记录在闪存34中。从而，可将确保白色平衡的被摄物图像的图像数据记录在闪存34中。

在本实施形态中，通过CCD25对1帧大小的图像整体进行白色检测，但也可如图8所示，将1帧大小的图像P分割成中央部Pc、上部Pu、下部Pd三部分，中央部Pc通常配置被摄物，所以除中央部Pc外，仅对上部Pu及下部Pd进行白色检测，部分确定图像来进行白色检测。

另外，在本实施形态中，在EV判定中原样使用EV值，但也可在EV判定中取EV的移动平均来使用。从而，短时间内EV不会左右变化，可进行稳定判定。

本实施形态主要说明了在显示通过图像的状态下若按下快门键、则记录该时刻摄像的图像的电子照相机，但本发明不限于所述照相机，只要是进行摄像图像的白色平衡控制的设备，则也可适用于其它装置。

Claims (10)

1、一种摄像装置，其特征在于：包括：

摄像元件，对被摄物进行摄像，输出摄像信号；

第1及第2放大装置，对每种颜色成分分别放大从该摄像装置输出的所述摄像信号；

第1增益值存储装置，存储多种用于确保所述被摄物的白色平衡的每种颜色成分的增益值；

增益值可变装置，使所述第2放大装置的每种颜色成分的增益值依次变化；

增益值检测装置，根据图像信息，检测具有包含在规定白检测范围内的颜色信息的增益值，该图像信息利用由上述可变装置依次变化的每种颜色成分的增益值，根据由所述第2放大装置放大的摄像信号而生成；

增益值选择装置，根据该检测装置检测的增益值，从所述第1存储装置中选择应在所述第1放大装置中设定的增益值；

增益值设定装置，在所述第1放大装置中设定由该选择装置选择的增益值；和

记录控制装置，将利用该设定装置设定的增益值、根据由所述第1放大装置放大的摄像信号生成的图像信息记录在图像记录部中。

2、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

还包括第2增益值存储装置，存储多种应在所述第2放大单元中设定的每种颜色成分的增益值，

所述可变装置通过在所述第2放大装置中依次设定该第2增益存储装置中存储的多种增益值，使所述每种颜色成分的增益值依次变化。

3、根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于：

所述第2增益值存储装置存储的增益值的种类比所述第1增益值存储装置的多。

4、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

所述增益值选择装置根据由所述增益值检测装置检测的增益值，选择所述第1存储装置中存储的增益值作为备选，在作为该备选选择的增益值在规定的次数下连续的情况下，最终选择作为该备选选择的增益值，来作为应设定在所述第1放大装置中的增益值。

5、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

所述第1存储装置中存储的多种增益值是在阴天、太阳光、荧光灯、钨丝灯泡下确保各被摄物的白色平衡的每种颜色成分的增益值。

6、根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于：

所述摄像装置还具备对被摄物进行摄像时，判定曝光的曝光判定装置，

所述增益值选择装置根据由所述曝光判定装置判定的曝光和由所述增益值检测装置检测的增益值，从所述第1增益值存储装置中选择应设定在所述第1放大装置中的增益值。

7、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

还具备显示装置，根据由所述记录控制装置提供的图像信息来显示图像。

8、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

还具备记录装置，对应于拍摄操作，记录由所述记录控制装置提供的图像信息。

9、一种摄像装置的白色平衡控制方法，该摄像装置具备摄像元件，对被摄物进行摄像并输出摄像信号；第1及第2放大装置，在每种颜色成分下分别放大从该摄像装置输出的所述摄像信号；和存储装置，存储多种确保被摄物白色平衡的每种颜色成分的增益值，其特征在于：该方法包含：

增益值可变工序，使所述第2放大装置的每种颜色成分的增益值依次变化，

增益值检测工序，根据图像信息，检测具有包含在规定白检测范围内的颜色信息的增益值，该图像信息利用由上述可变工序依次变化的每种颜色成分的增益值，根据由所述第2放大装置放大的摄像信号而生成；

增益值选择工序，根据该检测步骤检测的增益值，从所述存储装置中选择应设定在所述第1放大装置中的增益值；

增益值设定工序，在所述第1放大装置中设定由该选择工序选择的增益值；和

记录控制工序，将利用该设定工序设定的增益值、根据由所述第1放大装置放大的摄像信号生成的图像信息记录在图像记录部中。

10、一种摄像装置，其特征在于：包括：

摄像元件，对被摄物进行摄像并输出摄像信号；

第1及第2放大装置，在每种颜色成分下分别放大从该摄像装置输出的所述摄像信号；

第1增益值存储装置，存储多种用于确保所述被摄物白色平衡的每种颜色成分的增益值；

增益值可变装置，使所述第2放大装置的每种颜色成分的增益值依次变化；

增益值检测装置，根据图像信息，检测具有包含在规定白检测范围内的颜色信息的增益值，该图像信息利用由上述可变装置依次变化的每种颜色成分的增益值，根据由所述第2放大装置放大的摄像信号而生成；

增益值选择装置，根据该检测装置检测的增益值，从所述第1存储装置中选择应设定在所述第1放大装置中的增益值；

增益值设定装置，在所述第1放大装置中设定由该选择装置选择的增益值；和

显示控制装置，将利用该设定装置设定的增益值、根据由所述第1放大装置放大的摄像信号生成的图像信息显示在显示部中。

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