DE69803823T2

DE69803823T2 - Weissabgleichsteuerung

Info

Publication number: DE69803823T2
Application number: DE69803823T
Authority: DE
Inventors: Henricus Van Der Voort
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: WO1998053615A1; JP2000515350A; DE69803823D1; US6249323B1; EP0920782B1; EP0920782A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Weißabgleichsteuerverfahren und eine Anordnung dazu, sowie auf eine Kamera mit einer derartigen Weißabgleichsteueranordnung.
In US-A-5.461.429 wird eine Weißabgleich- und Bildfarbensteueranordnung beschrieben, die eine Weißabgleichkoeffizienteneinstelleinheit und eine Weißabgleichkorrekturkoeffizientenbestimmungseinheit umfasst, die einen ersten und einen zweiten Weißabgleichkorrekturkoeffizienten bestimmt, die einem Leuchtdichtesignal entsprechend den eingestellten Weißabgleichkoeffizienten zugeführt werden. Die Weißabgleichkoeffizienteneinstelleinheit bestimmt ein Verhältnis der Amplituden in Rot-, Grün- und Blau-Signalen, die auf die betreffenden Weißabgleichkoeffizienten reflektiert werden. Insbesondere können die Weißabgleichkoeffizienten mit Hilfe eines variablen Widerstandes von Hand eingestellt werden; andererseits können sie in Reaktion auf das Eingangssignal automatisch eingestellt werden. Wie diese automatische Einstellung effektuiert werden soll, wird in diesem bekannten Dokument nicht beschrieben.
Eine Leuchtdichtesignalsteuereinheit erhält ein erstes und ein zweites Korrektursignal dadurch, dass das Leuchtdichtesignal mit dem ersten bzw. dem zweiten Weißabgleichkorrekturkoeffizienten multipliziert wird. Das erste und das zweite Korrektursignal werden zu dem ersten bzw. zweiten Farbdifferenzsignal hinzugefügt.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine praktische Weißabgleichsteuerung zu schaffen. Dazu schafft ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, wie dies in dem Anspruch 1 definiert ist. Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Weißabgleichsteueranordnung, wie in Anspruch 4 definiert. Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Kamera mit einer derartigen Weißabgleichsteueranordnung. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Weißabgleichsteuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Kamera mit einer zweiten Ausführungsform einer Weißabgleichsteuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung.
In der Weißabgleichsteuerschaltung nach Fig. 1 wird das Eingangsleuchtdichesignal Yin nicht geändert: das Ausgangssignal Yout entspricht dem Eingangsleuchtdichtesignal Yin. Zu den Eingangsfarbartsignalen Uin und Vin werden betreffende Korrektursignale addiert, die entsprechend der vorliegenden Effindung berechnet werden. Im restlichen Teil dieser Beschreibung wird nur die Verarbeitung des U-Farbartsignals beschrieben; das V-Signal wird auf eine identische Art und Weise verarbeitet, so dass die Verarbeitung desselben keiner weiteren Erläuterung bedarf.
Das Eingangsfarbartsignal Uin wird einer Fensterschaltung W zugeführt, die nur diejenigen Farben selektiert die ungefähr Weiß sind. Die Fensterschaltung W selektiert die "ungefähr Weiß" Pixel in der zweidimensionalen UV-Domäne; selbstverständlich werden in der U-Verarbeitungsstrecke nur die U-Werte gefenstert und in der (nicht dargestellten) V-Verarbeitungsstrecke werden nur die V Werte gefenstert. Die Weißabgleichsteuerung basiert auf dem Gedanken, dass diese Farben in Richtung von Weiß verschoben werden sollen. Eine Schwerpunktberechnungsschaltung GC bestimmt einen mittleren Wert Uref, der den Schwerpunkt der "ungefähr Weiß" -Farben darstellt. Ein Addierer A1 liefert eine Summe des Eingangsfarbartsignals Uin und des Mittelwertes Uref zu einer exponentiellen Schaltungsanordnung E zum berechnen von 2(Uin+Uref)/128, wobei 128 der maximale Wert ist, der das U-Signal annehmen kann (unter der Voraussetzung, dass das U-Signal durch eine 8-Bit Zahl ausgedrückt wird). Eine Multiplizierer M1 liefert das Produkt aus dem Mittelwert Uref und dem gerade erhaltenen exponentiellen Wert, d. h. Uref* 2(Uin+Uref)/128 dem ersten Eingang eines zweiten Multiplizierers M2.
Ein zweiter Eingang des zweiten Multiplizierers M2 empfängt einen Knick-verarbeiteten Leuchtdichtewert aus einer Knickschaltung K, der das Leuchtdichtesignal Y zugeführt wird. Die Knickschaltung K arbeitet entsprechend den Formeln Knee (Y) = 1, wenn Y ≥ Knee-point ist, und sonst Knee(Y) = Y/Knee-point. Die Multiplikation durch den Multiplizierer M2 ist beliebig; sie könnte relativ groß sein für ein derartiges Pixel, was dazu führen könnte, dass farblose dunkelgraue Pixel etwas Farbe bekommen. Deswegen wird die Verschiebung der Farbartwerte vorzugsweise zu der Größe des entsprechenden Leuchtdichtewertes skaliert.
Der auf diese Art und Weise erhaltene Korrekturwert wird durch den Addierer A2 zu dem Eingangsfarbartwert Uin addiert zum Erhalten des Ausgangsfarbartsignals Uout, und zwar, nach einer etwaigen Verzögerung und Skalierung in einer Verzögerungs- und Skalierungsschaltung DS. Ein (nicht dargestellter) Mikroprozessor uP reguliert die Steuergeschwindigkeit der Schaltungsanordnung dadurch, dass der Knieschaltung K, sowie der Verzögerungs- und Skalierungsschaltung DS Steuersignale zugeführt werden.
Fig. 2 zeigt eine Kamera mit einer zweiten Ausführungsform einer Weißabgleichsteuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung. Diese zweite Ausführungsform entspricht weitgehend der ersten Ausführungsform nach Fig. 1, ausgenommen die Tatsache, dass Fig. 1 eine Vorwärtssteuerung aufweist, während Fig. 2 eine Rückwärtssteuerung aufweist. Eine weitere Beschreibung der Weißabgleichschaltung nach Fig. 2 ist nicht erforderlich.
Ein Sensor CCD liefert YUV-Signale zu der Weißabgleichschaltung. Die Ausgangssignale Yout, Vout und Uout werden einer Gammakorrekturschaltung γ- COR zugeführt, wobei diese Schaltungsanordnung gammacorrigierte Signale ENC liefert zum Erhalten eines TV-Signals TV.
Es sei bemerkt, dass die oben genannten Ausführungsformen zur Erläuterung statt zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung dienen, und dass der Fachmann imstande sein wird, im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche viele alternative Ausführungsformen zu entwerfen. In den Patentansprüchen sollen die eingeklammerten Bezugszeichen nicht als den Anspruch beschränkend betrachtet werden. Die vorliegende Erfindung kann mit Hilfe von Hardware mit vielen einzelnen Elementen sowie mit Hilfe eines geeignet programmierten Computers implementiert werden.

Claims

1. Weißabgleichsteuerverfahren, das die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:

- das Herleiten (W, GC) von Bezugsfarbartsignalen (Uref, Vref) von den Eingangs- oder Ausgangsfarbartsignalen (Uin, Vin; Uout, Vout), wobei die genannten Bezugsfarbartsignale (Uref, Vref) einen Schwerpunkt von "ungefähr Weiß"-Farben in einer UV-Domäne darstellen;

- das Liefern (A1) von Farbartsummensignalen aus den genannten Bezugsfarbartsignalen (Uref, Vref) und den genannten Eingangs- oder Ausgangsfarbartsignalen (Uin, Vin; Uout, Vout),

- das Herleiten (E) exponentieller Signale aus den genannten Farbartsummensignalen;

- das Multiplizieren (M1) der genannten Bezugsfarbartsignale (Uref, Vref) mit den genannten exponentiellen Signalen zum Erhalten von Korrektursignalen; und

- das Addieren (A2) der genannten Korrektursignale zu den genannten Eingangsfarbartsignalen (Uin, Vin) zum Erhalten der genannten Ausgangsfarbartsignale (Uout, Vout).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die genannten exponentiellen Signale entsprechend den Ausdrücken 2(U+Uref)/128 und (V+Vref)/128, wobei U und V das genannte Eingangs- oder Ausgangsfarbartsignal (Uin, Vin; Uout, Vout) und Uref und Vref die genannten Bezugsfarbartsignale sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die genannten Korrektursignale skaliert werden (K, M2), und zwar zu einer Größe des entsprechenden Leuchtdichtesignals (yin), bevor sie zu den genannten Eingangsfarbartsignalen (Uin, Vin) addiert werden.

4. Weißabgleichsteueranordnung, welche die nachfolgenden Elemente umfasst:

- Mittel zum Herleiten (W, GC) von Bezugsfarbartsignalen (Uref, Vref) von den Eingangs- oder Ausgangsfarbartsignalen (Uin, Vin; Uout, Vout), wobei die genannten Bezugsfarbartsignale (Uref, Vref) einen Schwerpunkt von "ungefähr Weiß"-Farben in einer UV-Domäne darstellen;

- Mittel zum Liefern (A1) von Farbartsummensignalen aus den genannten Bezugsfarbartsignalen (Uref, Vref) und den genannten Eingangs- oder Ausgangsfarbartsignalen (Uin, Vin; Uout, Vout),

- Mittel zum Herleiten (E) exponentieller Signale aus den genannten Farbartsummensignalen;

- Mittel zum Multiplizieren (M1) der genannten Bezugsfarbartsignale (Uref, Vref) mit den genannten exponentiellen Signalen zum Erhalten von Korrektursignalen; und

- Mittel zum Addieren (A2) der genannten Korrektursignale zu den genannten Eingangsfarbartsignalen (Uin, Vin) zum Erhalten der genannten Ausgangsfarbartsignale (Uout, Vout).

5. Kamera mit:

- einem Sensor (CCD) zum Liefern von Leuchtdichte- (Yin) und Farbartsignalen (Uin, Vin); und

- einer Weißabgleichsteuerschaltung nach Anspruch 4, gekoppelt mit dem genannten Sensor (CCD).