JP2001036923A - 自動ホワイトバランス調整装置及び自動ホワイトバランス調整方法 - Google Patents

自動ホワイトバランス調整装置及び自動ホワイトバランス調整方法

Info

Publication number
JP2001036923A
JP2001036923A JP11207728A JP20772899A JP2001036923A JP 2001036923 A JP2001036923 A JP 2001036923A JP 11207728 A JP11207728 A JP 11207728A JP 20772899 A JP20772899 A JP 20772899A JP 2001036923 A JP2001036923 A JP 2001036923A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
gain value
gain
white balance
calculating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11207728A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3619066B2 (ja
Inventor
Takahiro Koyama
隆浩 小山
Narihiro Matoba
成浩 的場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP20772899A priority Critical patent/JP3619066B2/ja
Publication of JP2001036923A publication Critical patent/JP2001036923A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3619066B2 publication Critical patent/JP3619066B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホワイトバランスの収束動作を調整及び制御
可能とする自動ホワイトバランス調整装置を得る。 【解決手段】 N番目の現画像フレームにおける各色信
号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制御回路1
9,20と、各色信号の出力値を積分する積分回路2
2,23,24と、各々2色の色信号の積分値の比r
(N)を出力する除算回路25,26と、利得値k(N)を算
出し記憶する算出記憶手段27とを有し、算出記憶手段
27は、任意の重み係数αと前フレームの利得値k(N-
1)の積に任意の重み係数βと積分値の比r(N)の積を加
えたものに基づいて、利得値k(N)を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルスチルカ
メラなどカラー撮像装置に関し、特に撮像装置のホワイ
トバランスを調整する自動ホワイトバランス調整装置及
び自動ホワイトバランス調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、デジタルスチルカメラなどのカラ
ー画像撮影装置では、白い画面を撮影した場合に白い画
像が撮影されるように、赤(R)、緑(G)、青(B)
信号系によって得られる信号レベルが等しくなるように
調整する。このような信号レベルの調整はホワイトバラ
ンスと呼ばれ、これまでにも様々なカラー撮像装置に使
われている。
【0003】例えば、図8は特開昭56−80988号
公報に開示された従来のホワイトバランス調整装置であ
り、同図において、レンズ1から入射した光画像は撮像
素子2によって電気信号に変換されて色分離回路3に入
力される。色分離回路3は画像をR、G、Bの三色の色
信号に分離する。色分離回路3のR、B出力は、赤色
(Rch)の利得制御回路4と青色(Bch)の利得回
路5を介して、G出力は直接にプロセス回路6に供給さ
れる。プロセス回路6はY、R−Y、B−Yの色信号を
生成し、エンコーダ回路7に供給する。
【0004】次に動作について説明する。この経路にお
いて、プロセス回路6から出力されるR−Y色信号は積
分回路8において積分され比較回路10に導かれる。ま
た、B−Y色信号は積分回路9において積分され比較回
路11に導かれる。比較回路10、11においては、積
分回路8、9から供給される積分値が基準電圧発生回路
15からの基準値と比較される。同比較回路10、11
の出力はマイクロコンピュータ12に入力され、パルス
に同期する可逆計数に供される。
【0005】この可逆計数の結果、RchとBchの2
種類の可逆計算値(以下RchUDC及びBchUDC
と称す)が得られ、これらはデジタル−アナログ交換器
13又は14を介して利得制御回路4、または5に入力
される。このように可逆計算結果RchUDC及びBc
hUDCを利得制御回路4及び5に入力することによ
り、各色の利得制御が実行される。
【0006】ここで、両比較回路10、11の極性、可
逆計数機能の増減の方向、両利得制御回路4、5の制御
特性が、無彩色を撮像した場合にR−Y色信号、B−Y
色信号がそれぞれ零となるように負帰還ループを構成す
ると、被写体を照射する光源が変化しても、自動的にホ
ワイトバランスが調整される。
【0007】次に、マイクロコンピュータ12の動作を
図9のフローチャートに基づいて説明する。マイクロコ
ンピュータ12が始動すると、図9に示すように、まず
ステップS1において、可逆計算値(RchUDC)の
初期値と可逆計算値(BchUDC)の初期値とが設定
される。その値はデジタル−アナログ変換器13、14
を介して利得制御回路4と利得制御回路5とに出力され
る(ステップS2)。
【0008】この状態で、ステップS3においては赤用
比較回路10の出力が基準値より大きい場合(H)は、
ステップS4においてRchUDCが1だけ減ぜられ、
一方、小さい場合(L)はステップS5において1だけ
加算される。
【0009】同様に、ステップS6においては、青用比
較回路11の出力が基準値より大きい場合(H)は、ス
テップS7においてBchUDCが1だけ加算され、小
さい場合(L)はステップS8において1だけ減ぜられ
る。これらの出力は、ステップS9においてパルス同期
がされた後に出力され、利得制御回路4及び制御回路5
によるホワイトバランス調整が行われる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように図8に示さ
れる従来技術では、色差信号R-Y、B-Yの1画面分の
平均電圧が無彩色の被写体を撮影したときに得られる色
差信号R-Y、B-Y信号の平均電圧と等しくなるまで利
得制御回路の利得値をインクリメント、デクリメントす
るため、わざわざ白い物体などを撮影することなくホワ
イトバランスを調整することができる。
【0011】しかし、利得制御回路の利得値の増減幅は
一定であるため、画面が極端に変化する場合、例えば赤
味を帯びた画面から青味を帯びた画面に急に変わるなど
の場合には、R-Y、B-Y信号の平均電圧と等しくなる
までに時間を要するという問題点などがあった。
【0012】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、画面変化に合わせて各色信号に
対する利得値を調整可能にすることで、ホワイトバラン
スが収束するまでに要する時間を含めた収束動作を調整
及び制御可能とする自動ホワイトバランス調整装置及び
自動ホワイトバランス調整方法を得ることを目的とす
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係る自動ホワ
イトバランス調整装置は、複数の色フィルタを備え連続
した複数の画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイ
トバランス調整装置であって、N番目の現画像フレーム
における各色信号を利得値k(N)によりレベル調整する
利得制御回路と、各色信号の出力値を積分する積分回路
と、各々2色の色信号の積分値の比r(N)を出力する除
算回路と、利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶手段
とを有し、算出記憶手段は、任意の重み係数αと前フレ
ームの利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値
の比r(N)の積を加えたものに基づいて、利得値k(N)を
算出する。
【0014】また、算出記憶手段は、重み係数α、β
を、利得値の収束値と前フレームの利得値の差分値に基
づいて求める。
【0015】また、算出記憶手段は、重み係数α、β
を、視覚特性に基づいて求める。
【0016】また、複数の色フィルタを備え連続した複
数の画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバラ
ンス調整装置であって、N番目の現画像フレームにおけ
る各色信号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制
御回路と、各色信号の出力値を積分する積分回路と、各
々2色の色信号の積分値の差分値d(N)を出力する減算
回路と、利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶手段と
を有し、算出記憶手段は、任意の重み係数αと前フレー
ムの利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値の
差分値d(N)の積を加えたものに基づいて、利得値k(N)
を算出する。
【0017】また、算出記憶手段は、重み係数α、β
を、積分値の差分値と前フレームの利得値に基づいて求
める。
【0018】また、利得値の制限域を設け、算出記憶手
段は、利得値が制限域を越えないように制限する。
【0019】また、重み係数α、βをルックアップテー
ブルとして記憶する記憶手段をさらに有し、算出記憶手
段は、重み係数α、βを記憶手段から読み出す。
【0020】また、他の発明に係る自動ホワイトバラン
ス調整方法は、複数の色フィルタを備え連続した複数の
画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバランス
調整方法であって、N番目の現画像フレームにおける各
色信号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制御工
程と、各色信号の出力値を積分する積分工程と、各々2
色の色信号の積分値の比r(N)を出力する除算工程と、
利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶工程とを有し、
算出記憶工程は、任意の重み係数αと前フレームの利得
値k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値の比r(N)の
積を加えたものに基づいて、利得値k(N)を算出する。
【0021】また、算出記憶工程は、重み係数α、β
を、利得値の収束値と前フレームの利得値の差分値に基
づいて求める。
【0022】また、算出記憶工程は、重み係数α、β
を、視覚特性に基づいて求める。
【0023】また、複数の色フィルタを備え連続した複
数の画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバラ
ンス調整方法であって、N番目の現画像フレームにおけ
る各色信号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制
御工程と、各色信号の出力値を積分する積分工程と、各
々2色の色信号の積分値の差分値d(N)を出力する減算
工程と、利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶工程と
を有し、算出記憶工程は、任意の重み係数αと前フレー
ムの利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値の
差分値d(N)の積を加えたものに基づいて、利得値k(N)
を算出する。
【0024】また、算出記憶工程は、重み係数α、β
を、積分値の差分値と前フレームの利得値に基づいて求
める。
【0025】また、利得値の制限域を設け、算出記憶工
程は、利得値が制限域を越えないように制限する。
【0026】さらに、重み係数α、βをルックアップテ
ーブルとして記憶する記憶手段をさらに有し、算出記憶
工程は、重み係数α、βを記憶手段から読み出す。
【0027】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明に
よる自動ホワイトバランス調整装置の構成図である。図
1における16は被写体を撮像素子に結像するためのレ
ンズ、17はR、G、Bの色フィルタ、18はレンズか
らの光を光電変換する撮像素子、19および20はそれ
ぞれR、B信号の利得制御を行う利得制御回路(利得制
御工程)、42は利得制御回路19に入力する利得値を
計算する利得値演算器である。
【0028】利得値演算器42において、22、23、
24はそれそれR、G、B信号の積分値ΣR、ΣG、ΣB
を出力する積分回路(積分工程)、25はΣGに対する
ΣRの比を出力する除算回路(除算工程)、26はΣG
対するΣBの比を出力する除算回路(除算工程)、27
は利得値を計算すると共に記憶する算出記憶手段(算出
記憶工程)としてのするマイクロコンピュータ、28、
29は利得値をデジタルからアナログに変換するD/A
変換回路である。利得値演算器42は、これら、すなわ
ち積分回路22、23、24、除算回路25、26、マ
イクロコンピュータ27およびD/A変換回路28、2
9から構成されている。
【0029】次に動作について説明する。カラー画像撮
影装置で画像を撮影する場合、被写体をレンズで結像
し、色フィルタを透過した結像光を撮像素子で光電変換
する。図1の装置では、レンズ16によって結像された
光はR、G、Bの色フィルタ17を透過し、撮像素子1
8で光電変換される。そして、撮像素子18から出力さ
れるR、G、Bの色信号は、それぞれ積分回路22〜2
4にて積分される。積分回路22〜24の各出力信号Σ
R、ΣG、ΣBは除算回路25、26に入力され、ΣG信号
に対するΣR、ΣBの比に変換される。そして、マイクロ
コンピュータ27は、除算回路25、26の出力信号r
R(=ΣGR)、rB(=ΣGB)を用いて、利得制御回路
入力する利得値kR,kBを計算する。
【0030】具体的には、マイクロコンピュータ27
は、(式1)、(式2)を用いて、(N+1)番目のフ
レーム画像を撮影する際に必要な利得値kR(N+1)、
B(N+1)を計算する。マイクロコンピュータ27か
ら出力されるR、B信号の利得値はD/A回路28、1
9によってデジタル値からアナログ値に変換され、利得
制御回路19、20に送られる。利得制御回路19、2
0ではアナログ値に変換された利得値により、R、B信
号のレベルを調整する。 kR(N+1)=αR・kR(N)+βR・rR(N) (式1) kB(N+1)=αB・kB(N)+βB・rB(N) (式2) ただし、上述の式において、 ΣR(N)、ΣG(N)、ΣB(N): N番目のフレームにおける
各信号の積分値 rR(N): ΣG(N)/ΣR(N)) rB(N): ΣG(N)/ΣB(N) kR(N)、kB(N): N番目のフレームにおけるR、B
信号の利得値 αR、βR、αB、βB: 重み係数 である。
【0031】次に本発明によってホワイトバランス調整
が収束する過程を、図2を用いて説明する。なお、図2
はkB、kRをそれぞれ横軸、縦軸にとり、R、B信号の
利得値をプロットしたグラフである。
【0032】各色信号の利得値は、撮影画像内のR、
G、B信号の平均信号レベルが無彩色画像を撮影した際
に得られる信号レベルと同等になるように変化させる。
そのため、撮影する画像が大きく切り替わると、各信号
の利得値は図2に示すように段階的に収束してゆく(図
2のAからBに収束)。
【0033】従来法を用いた場合、各信号の利得値は図
2の点線で示すような経路をたどり変化する。従来法で
の場合、利得値の増減量は常に一定であるために画像変
化前の利得地と変化後の収束値との差が大きいほどホワ
イトバランスが収束する時間が長くなる。つまり、画像
の変化によってホワイトバランスの収束時間などが異な
る。
【0034】一方、本発明による方法を用いた場合、利
得値は例えば図2の実線の矢印で示すように変化する
(図2の座標において、次フレームの利得値がはフレー
ムでの利得値と収束値との内分点に移動してゆく)。
【0035】このように本発明では従来法と異なり、利
得値の収束過程が重み係数αR、βR(あるいはαB
βB)によって決まるため、これらの値を調整すること
によってホワイトバランスの収束動作を制御することが
できる。
【0036】上述のように、本発明では撮影画像のR、
G、B信号の平均信号レベルが無彩色画像を撮影した際
に得られる信号レベルと同等になるように、R、B信号
の利得制御を行うホワイトバランス調整装置に関するも
ので、各信号の利得値を前フレームの利得値と利得の収
束値のそれぞれに任意の重み係数を乗じた計算式によっ
て求め、重み係数の設定値を調整することでホワイトバ
ランスの収束過程を制御することができる。
【0037】ホワイトバランスの収束過程を制御するこ
とで、例えば、画像観察者に色の変化の違和感を覚えさ
せないようにすることが可能である。すなわち、ひとの
視覚特性を利用し、例えば色変化に対して反応が鈍い色
相にあるときには、重み係数の設定値を大きくして、利
得値の変化を大きくすることにより観察者に違和感を与
えずに利得収束時間の高速化を図ることができる。
【0038】実施の形態2.上述の実施の形態1では、
利得値kR(N+1)、およびkB(N+1)の計算式で用い
る重み係数(αR、βR、およびαB、βB)を任意の定数
としていたが、次に示す実施の形態では利得値の算出式
に用いる重み係数を利得値の収束値と前フレームの利得
値の差分値をパラメータとした関数とする。
【0039】図3及び図4は利得値の収束値と前フレー
ムの利得値の差分値に対する重み係数αR、βR(あるい
は、B信号に対する重み係数αB、βB)の例を示したも
のである。
【0040】ホワイトバランス調整が収束するまでの時
間を一定にする例をあげ、本実施の形態についての説明
を行う。収束時間を一定にする場合、撮影画像の変化が
大きい、すなわち現フレームでの利得値と画像変化後の
利得収束値の差が大きいときには、(式1)のβRを大
きくしαRを小さくする必要がある((式2)の場合、
βBを大きくαBを小さくする)。一方、撮影画像の変化
が小さい場合には、(式1)のβRを小さくしαRを大き
くする必要がある((式2)の場合、βBを小さく、αB
を大きくする)。つまりβR、αRを図3に示すような関
数とすれば画像変化によらずに収束時間をほぼ一定に保
つことができる。
【0041】また、図4に示す重み係数を用いると、画
像全体に帯びている色が大きく変化したときには、利得
値の変化は最初ゆるやかで、徐々に大きく変化し、再び
ゆるやに変化し収束する。このように重み係数を利得値
の収束値と前フレームの利得値との差分値の関数として
定義すると、ホワイトバランスの収束時間や収束動作を
調整することができる。
【0042】また、人間の視覚特性を考慮して重み係数
を制御することもできる。例えば、前フレームの利得
値、利得の収束値をパラメータとするなどし、色の識別
感度があまりよくない画像の場合にはホワイトバランス
の収束を早め、それ以外の画像では収束を遅くするなど
の制御を行うことにより観察者が不自然さを感じること
なく迅速にホワイトバランス処理を収束させることがで
いる。
【0043】上述のように本実施の形態では、前フレー
ムの利得値と利得の収束値のそれぞれに任意の重み係数
を乗じた計算式によって各信号の利得値を求める際、重
み係数を前フレームの利得値と利得の収束値との差分値
によって変化させることにより収束時間や収束動作の調
整を行うことが可能となり、また重み係数を視覚特性に
合わせて設定することによりホワイトバランス処理を迅
速に自然に収束させることができる。
【0044】実施の形態3.上述の実施の形態1及び2
では、R、G、B信号の積分値の比rR、rBを用いて
R、およびB信号の利得値を算出している。rR、rB
計算には除算回路が必要であるため、演算回路の規模が
大きくなり計算に時間がかかるという課題を有する。そ
こで本実施の形態ではrR、rBに代わり、Rの積分値と
Gの積分値の差分dR(=ΣR−ΣG)、Bの積分値とGの
積分値の差分dB(=ΣB−ΣG)を用いて利得の収束を概
算し、除算回路を減算回路に置きかえることによってホ
ワイトバランス調整装置全体の回路規模の縮小を図る。
【0045】図5は本実施の形態にかかる自動ホワイト
バランス調整装置の構成を示す図である。図5の30は
Rの積分値ΣRとΣGの差分値を出力する減算回路(減算
工程)であり、31はBの積分値ΣBとΣGの差分値を出
力する減算回路(減算工程)である。その他の構成は実
施の形態1と同様である。
【0046】各色信号の積分値の差分を用いて、R、B
信号のそれぞれの利得値を求める計算式について説明す
る。(式1)を書きかえると kR(N+1)=αR・kR(N)+βR・(ΣR−dR(N))/ΣRR(N+1)−βR=αR・kR(N)−βRR・dR(N) (式1−2) のように書きかえられる。
【0047】(式1−2)のΣRはフレーム毎に変化す
る値であるが、除算をなくすためにはこの値を定数とす
る必要がある。そこで(式1−2)のΣRをフレーム平
均ΣR (avr)とみなし、利得値を概算する。βRR(avr)
を定数βR’とし、kR(N+1)−βRをkR’(N+1)に
置き換えと、(式1−2)は次式のようになる。 kR’(N+1)=αR・kR(N)−βR’・dR(N) (式3) 同様に、B信号の利得値の算出式も kB’(N+1)=αB・kB(N)−βB’・dB(N) (式4) となる。
【0048】(式3)、(式4)を用いて利得を算出す
れば、除算回路の代わりに減算回路を用いることができ
る。一般に、除算回路に比べて減算回路の方が回路規模
は小さいので、本実施の形態を用いることによりホワイ
トバランス調整装置全体の回路規模を小さくすることが
できる。
【0049】上述のように、R、B信号における利得制
御回路に入力する利得値を、前フレームの利得値と各色
信号の差分値にそれぞれに任意の重み係数を乗じた計算
式によって概算することで、ホワイトバランスの収束過
程を制御可能なホワイトバランス調整装置の回路規模を
小さくすることができる。
【0050】実施の形態4.上述の実施の形態3では、
利得値kR’(N+1)、およびkB’(N+1)の算出式に
用いる重み係数(αR、βR’、およびαB、βB’)を任
意の定数としていたが、次に示す実施の形態では利得値
の算出式に用いる重み係数を、積分値の差分値dR(N)
と前フレームの利得値の関数とする。その他の構成は、
実施の形態3と同様である。
【0051】本実施の形態は実施の形態2と同様、重み
係数を前フレームの利得値や利得の収束値によって変化
させホワイトバランスの収束動作を調整させ、さらに利
得値を求めるために必要な演算回路の回路規模を縮小化
させることを目的とする。
【0052】上述の実施の形態2では、重み係数を前フ
レームの利得値と利得の収束値との差分値により変化さ
せており、回路規模の大きな除算回路を使用して収束値
を求めている。本実施の形態では、利得値の算出に必要
な回路規模を縮小化させるために除算回路をなくし、代
りに減算回路を使用することで収束値の概算値を求め
る。そして利得の概算値により重み係数を変化させるこ
とで、ホワイトバランス処理の収束時間や収束動作を調
整する。R信号の利得収束値の概算式を以下に示す。 rR(N)=ΣRG =1−dR(N)/ΣR 上式の1/ΣRはフレーム毎に変化する値であるが、除算
をなくすためにはこの値を定数とする必要がある。
【0053】そこで上式5のΣRをフレーム平均Σ
R(avr)とみなし、1/ΣR(avr)を用いて利得値を概算す
る。ここで1/ΣR(avr)を定数CRとする。 rR(N)≒1−CR・dR(N) (式5) このように(式5)を用いれば除算器を用いずに利得の
収束値を概算することができる。また、(式5)の右辺
にある乗算もビットシフト演算をもちいれば、さらに小
さな回路規模で利得の収束値を概算することができる。
【0054】同様にB信号の利得収束値は、 rB(N)=1−CB・dB(N) (式6) で概算でき、これらの演算はdR、dBが入力されるマイ
クロコンピュータ27で行う。
【0055】本実施の形態では(式5)、(式6)で得
られる利得の収束値を用いて実施の形態2と同様に、重
み係数αR、βR(あるいはαR、βR)を前フレームの利
得値と利得の収束概算値との差分値によって変化させれ
ば、ホワイトバランスの収束時間や収束動作を調整する
ことができる。
【0056】上述のように、減算回路を用いて利得の収
束値を概算し、利得の算出式に用いる重み係数を前フレ
ームの利得値と利得の収束概算値との差分値により変化
させれば、ホワイトバランスの収束時間や収束条件を調
整可能な装置の演算回路規模の縮小化が可能となる。
【0057】実施の形態5.以上、これまでの実施の形
態では、R、B信号の利得制御回路に入力する利得値の
収束動作に関して説明した。本実施の形態では利得値の
収束条件として上限値、下限値などの制限域を設定する
ことにより撮影画像に過度なホワイトバランス処理が施
されることを防止する。図6に本実施の形態で規定する
利得値の制限域を示す。
【0058】本実施の形態では、R、B信号の利得制御
回路に入力する利得値の上限、下限値について説明す
る。通常、自然画などの被写体を撮影する場合、各色信
号の積分値に極端な差はないと考えられる。しかし、例
えば赤い服を着た人物などを撮影する場合や極端に赤味
を帯びた特殊な光源下で画像を撮影する場合、R信号成
分が他の色信号に比べ極端に多くなることがある。この
ような撮影条件下で利得値の制限なしにホワイトバラン
ス処理を行うと、R信号が抑制され過ぎ、見た目と撮影
画像の色が極端に異なる不自然な画像が撮影される。そ
こで前述の実施の形態1乃至4の計算法によって求めら
れる各信号の利得値に上限値、下限値を設け、ホワイト
バランス処理が過度に行われることを防止する。
【0059】図6は利得値の制限域を示した図であり、
R、B信号の利得値が図中の実線で囲まれた領域内に収
まるようにする。本実施の形態では利得の収束値が制限
領域外にある場合には、利得値の計算結果が制限域を越
えるまで利得値を更新し、超えた場合には利得値をあら
かじめ設定した上限値あるいは下限値をマイクロコンピ
ュータから出力する。マイクロコンピュータにはあらか
じめ利得値の制限領域を入力しておき、常に制限域内の
利得値を出力するよう設定する。このような法によって
ホワイトバランス処理がかかり過ぎることを防止する。
【0060】上述のように、R、B信号の利得制御回路
に入力する利得値に上限値、下限値などの制限域を設定
することによって、過度にホワイトバランス処理され画
像が不自然な色になることを防止し、見た目と同様の画
像を撮影できるようにする。
【0061】実施の形態6 前述した実施の形態では、ホワイトバランス処理に必要
な各色信号の利得値の計算をマイクロコンピュータによ
って行う方法について説明した。本実施の形態では、各
色信号の利得値を計算する際に必要な重み係数を、ルッ
クアップテーブルとしてROMなどのメモリに保存、読
み出しを行うことで全ての処理をハードウェア化し処理
の高速化を図る。
【0062】図7は本実施の形態の構成を示す図であ
り、32、33は除算(あるいは減算)を行う演算回
路、34、35は利得値の計算に必要な乗算および加算
を行う演算回路、36、37は前フレームの利得値と利
得の収束値(あるいは収束概算値)との差分値、重み係
数との関係を示すLUT(ルックアップテーブル)、3
8、39はそれぞれR、B信号の利得値の制限値と3
4、35の出力結果を比較する比較回路である。その他
の構成は図5と同様である。
【0063】本実施の形態の動作について説明する。こ
れまでの実施の形態では、利得の計算に必要なパラメー
タはハードウェア化した演算回路を用いて算出していた
が主な演算はマイクロコンピュータで行う例について述
べた。本実施の形態では、これまでの実施の形態で述べ
たものと同様の利得算出式を用い、マイクロコンピュー
タで行っていた重み係数の算出や利得の算出などの全て
の計算をハードウェア化した演算回路で行う。
【0064】ホワイトバランスの収束時間などの条件が
決めれば、前フレームの利得値と利得の収束値(あるい
は収束概算値)との差分値に対する重み係数値をあらか
じめLUT化することができる。図7の36は、前フレ
ームの利得値と、利得の収束値(あるいは収束概算値)
との差分値に対する重み係数をLUTとしたものであ
る。LUTにはホワイトバランスの収束条件に合わせて
あらかじめ計算した重み係数値をROMなどのメモリ装
置に記憶しておき、必要に応じて記憶データを読み出せ
るようにする。図7のLUT36では、入力信号rR(N
+1)(あるいはdR(N+1))と前フレームの利得値
R(N)に応じた必要な重み係数をαR、βRを読み出
し、演算回路34に入力する構成となっている。さらに
演算回路34では、入力信号はrR(N+1)(あるいは
R(N+1))、kR(N)、重み係数αR、βRを用い
て(式1)(あるいは、(式3))の計算を行い、この回
路で得た利得値kR(N+1)を出力する。比較回路3
8では、演算回路34の出力信号kR(N+1)と利得
値の上・下限値との比較を行う。kR(N+1)が利得
値の制限域内であれば入力信号をそのままD/A変換回
路28に送信し、入力信号が利得値の制限域外であれ
ば、上限値(あるいは下限値)をD/A変換回路28に
送る。R信号の利得値は28でデジタル値からアナログ
値に変換され、利得制御回路19に送られる。そして利
得制御回路19で信号レベル調整された出力値がエンコ
ーダ21に送られる。R信号と同様にB信号において
も、利得制御回路20に入力する利得値を求める際に必
要な計算をハードウェア回路で行い、撮影画像のホワイ
トバランス処理を行う。
【0065】上述のように、ホワイトバランス処理に伴
う演算回路を全てハードウェア化し、前フレームの利得
値と利得の収束値との差分に対する重み係数値をあらか
じめ計算した結果をROMなどのメモリに記憶しLUT
として用いることで、ホワイトバランス処理に伴う演算
を高速化することができる。また、本発明を用いればL
UTに記憶する重み係数を変更することによって、ホワ
イトバランス処理かかる収束時間や収束動作を制御する
ことができる。
【0066】
【発明の効果】この発明に係る自動ホワイトバランス調
整装置は、複数の色フィルタを備え連続した複数の画像
を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバランス調整
装置であって、N番目の現画像フレームにおける各色信
号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制御回路
と、各色信号の出力値を積分する積分回路と、各々2色
の色信号の積分値の比r(N)を出力する除算回路と、利
得値k(N)を算出し記憶する算出記憶手段とを有し、算
出記憶手段は、任意の重み係数αと前フレームの利得値
k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値の比r(N)の積
を加えたものに基づいて、利得値k(N)を算出する。各
信号の利得値を前フレームの利得値と利得の収束値のそ
れぞれに任意の重み係数を乗じた計算式によって求め、
重み係数の設定値を調整することでホワイトバランスの
収束過程を制御することができる。そのため、例えば、
画像観察者に色の変化の違和感を覚えさせないようにす
ることが可能である。
【0067】また、算出記憶手段は、重み係数α、β
を、利得値の収束値と前フレームの利得値の差分値に基
づいて求める。重み係数を前フレームの利得値と利得の
収束値との差分値によって変化させることにより収束時
間や収束動作の調整を行うことが可能となり、また重み
係数を視覚特性に合わせて設定することによりホワイト
バランス処理を迅速に自然に収束させることができる。
【0068】また、算出記憶手段は、重み係数α、β
を、視覚特性に基づいて求める。そのため、ひとの視覚
特性を利用し、例えば色変化に対して反応が鈍い色相に
あるときには、重み係数の設定値を大きくして、利得値
の変化を大きくすることにより観察者に違和感を与えず
に利得収束時間の高速化を図ることができる。
【0069】また、複数の色フィルタを備え連続した複
数の画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバラ
ンス調整装置であって、N番目の現画像フレームにおけ
る各色信号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制
御回路と、各色信号の出力値を積分する積分回路と、各
々2色の色信号の積分値の差分値d(N)を出力する減算
回路と、利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶手段と
を有し、算出記憶手段は、任意の重み係数αと前フレー
ムの利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値の
差分値d(N)の積を加えたものに基づいて、利得値k(N)
を算出する。そのため、装置の回路規模を小さくするこ
とができる。
【0070】また、算出記憶手段は、重み係数α、β
を、積分値の差分値と前フレームの利得値に基づいて求
める。そのため、装置の演算回路規模の縮小化が可能と
なる。
【0071】また、利得値の制限域を設け、算出記憶手
段は、利得値が制限域を越えないように制限する。その
ため、過度にホワイトバランス処理され画像が不自然な
色になることを防止し、見た目と同様の画像を撮像する
ことが可能となる。
【0072】また、重み係数α、βをルックアップテー
ブルとして記憶する記憶手段をさらに有し、算出記憶手
段は、重み係数α、βを記憶手段から読み出す。そのた
め、装置の全ての演算回路のハードウェア化を図ること
ができ、ホワイトバランス処理に伴う演算の高速化をす
ることができる。
【0073】また、他の発明に係る自動ホワイトバラン
ス調整方法は、複数の色フィルタを備え連続した複数の
画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバランス
調整方法であって、N番目の現画像フレームにおける各
色信号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制御工
程と、各色信号の出力値を積分する積分工程と、各々2
色の色信号の積分値の比r(N)を出力する除算工程と、
利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶工程とを有し、
算出記憶工程は、任意の重み係数αと前フレームの利得
値k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値の比r(N)の
積を加えたものに基づいて、利得値k(N)を算出する。
各信号の利得値を前フレームの利得値と利得の収束値の
それぞれに任意の重み係数を乗じた計算式によって求
め、重み係数の設定値を調整することでホワイトバラン
スの収束過程を制御することができる。そのため、例え
ば、画像観察者に色の変化の違和感を覚えさせないよう
にすることが可能である。
【0074】また、算出記憶工程は、重み係数α、β
を、利得値の収束値と前フレームの利得値の差分値に基
づいて求める。重み係数を前フレームの利得値と利得の
収束値との差分値によって変化させることにより収束時
間や収束動作の調整を行うことが可能となり、また重み
係数を視覚特性に合わせて設定することによりホワイト
バランス処理を迅速に自然に収束させることができる。
【0075】また、算出記憶工程は、重み係数α、β
を、視覚特性に基づいて求める。そのため、ひとの視覚
特性を利用し、例えば色変化に対して反応が鈍い色相に
あるときには、重み係数の設定値を大きくして、利得値
の変化を大きくすることにより観察者に違和感を与えず
に利得収束時間の高速化を図ることができる。
【0076】また、複数の色フィルタを備え連続した複
数の画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバラ
ンス調整方法であって、N番目の現画像フレームにおけ
る各色信号を利得値k(N)によりレベル調整する利得制
御工程と、各色信号の出力値を積分する積分工程と、各
々2色の色信号の積分値の差分値d(N)を出力する減算
工程と、利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶工程と
を有し、算出記憶工程は、任意の重み係数αと前フレー
ムの利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと積分値の
差分値d(N)の積を加えたものに基づいて、利得値k(N)
を算出する。そのため、装置の回路規模を小さくするこ
とができる。
【0077】また、算出記憶工程は、重み係数α、β
を、積分値の差分値と前フレームの利得値に基づいて求
める。そのため、装置の演算回路規模の縮小化が可能と
なる。
【0078】また、利得値の制限域を設け、算出記憶工
程は、利得値が制限域を越えないように制限する。その
ため、過度にホワイトバランス処理され画像が不自然な
色になることを防止し、見た目と同様の画像を撮像する
ことが可能となる。
【0079】さらに、重み係数α、βをルックアップテ
ーブルとして記憶する記憶手段をさらに有し、算出記憶
工程は、重み係数α、βを記憶手段から読み出す。その
ため、装置の全ての演算回路のハードウェア化を図るこ
とができ、ホワイトバランス処理に伴う演算の高速化を
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による自動ホワイトバランス調整装
置の構成図である。
【図2】 利得値kB、kRをそれぞれ横軸、縦軸にと
り、R、B信号の利得値をプロットしたグラフである。
【図3】 利得値の収束値と前フレームの利得値の差分
値に対する重み係数αR、βRの例を示したものである。
【図4】 利得値の収束値と前フレームの利得値の差分
値に対する重み係数αR、βRのさらに異なる例を示した
ものである。
【図5】 この発明による自動ホワイトバランス調整装
置の他の例を示す構成図である。
【図6】 利得値の制限域を示した図である。
【図7】 この発明による自動ホワイトバランス調整装
置の他の例を示す構成図である。
【図8】 従来のホワイトバランス調整装置の構成図で
ある。
【図9】 マイクロコンピュータ(算出記憶手段)の動
作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
19,20 利得制御回路(利得制御工程)、22,2
3,24 積分回路(積分工程)、25,26 除算回
路(除算工程)、27 マイクロコンピュータ(算出記
憶手段,算出記憶工程)、30,31 減算回路(減算
工程)、36,37 ルックアップテーブル(記憶手
段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C065 AA01 AA03 BB02 BB04 CC01 DD01 EE12 GG18 GG22 GG23 GG24 GG26 GG32 5C066 AA01 BA13 CA01 CA05 CA23 DA00 EA03 EA15 EA17 EC01 EF03 GA01 GA32 GA33 KA02 KA12 KD02 KD06 KE03 KE20 KF01 KM01 KM05 KP05

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の色フィルタを備え連続した複数の
    画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバランス
    調整装置であって、 N番目の現画像フレームにおける各色信号を利得値k
    (N)によりレベル調整する利得制御回路と、 各色信号の出力値を積分する積分回路と、 各々2色の色信号の積分値の比r(N)を出力する除算回
    路と、 上記利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶手段とを有
    し、 上記算出記憶手段は、任意の重み係数αと前フレームの
    利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと上記積分値の
    比r(N)の積を加えたものに基づいて、上記利得値k(N)
    を算出することを特徴とする自動ホワイトバランス調整
    装置。
  2. 【請求項2】 上記算出記憶手段は、上記重み係数α、
    βを、上記利得値の収束値と前フレームの利得値の差分
    値に基づいて求めることを特徴とする請求項1記載の自
    動ホワイトバランス調整装置。
  3. 【請求項3】 上記算出記憶手段は、上記重み係数α、
    βを、視覚特性に基づいて求めることを特徴とする請求
    項1記載の自動ホワイトバランス調整装置。
  4. 【請求項4】 複数の色フィルタを備え連続した複数の
    画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバランス
    調整装置であって、 N番目の現画像フレームにおける各色信号を利得値k
    (N)によりレベル調整する利得制御回路と、 各色信号の出力値を積分する積分回路と、 各々2色の色信号の積分値の差分値d(N)を出力する減
    算回路と、 上記利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶手段とを有
    し、 上記算出記憶手段は、任意の重み係数αと前フレームの
    利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと上記積分値の
    差分値d(N)の積を加えたものに基づいて、上記利得値
    k(N)を算出することを特徴とする自動ホワイトバラン
    ス調整装置。
  5. 【請求項5】 上記算出記憶手段は、上記重み係数α、
    βを、上記積分値の差分値と前フレームの利得値に基づ
    いて求めることを特徴とする請求項4記載の自動ホワイ
    トバランス調整装置。
  6. 【請求項6】 上記利得値の制限域を設け、上記算出記
    憶手段は、上記利得値が該制限域を越えないように制限
    することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の
    自動ホワイトバランス調整装置。
  7. 【請求項7】 上記重み係数α、βをルックアップテー
    ブルとして記憶する記憶手段をさらに有し、上記算出記
    憶手段は、上記重み係数α、βを該記憶手段から読み出
    すことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の自
    動ホワイトバランス調整装置。
  8. 【請求項8】 複数の色フィルタを備え連続した複数の
    画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバランス
    調整方法であって、 N番目の現画像フレームにおける各色信号を利得値k
    (N)によりレベル調整する利得制御工程と、 各色信号の出力値を積分する積分工程と、 各々2色の色信号の積分値の比r(N)を出力する除算工
    程と、 上記利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶工程とを有
    し、 上記算出記憶工程は、任意の重み係数αと前フレームの
    利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと上記積分値の
    比r(N)の積を加えたものに基づいて、上記利得値k(N)
    を算出することを特徴とする自動ホワイトバランス調整
    方法。
  9. 【請求項9】 上記算出記憶工程は、上記重み係数α、
    βを、上記利得値の収束値と前フレームの利得値の差分
    値に基づいて求めることを特徴とする請求項8記載の自
    動ホワイトバランス調整方法。
  10. 【請求項10】 上記算出記憶工程は、上記重み係数
    α、βを、視覚特性に基づいて求めることを特徴とする
    請求項8記載の自動ホワイトバランス調整方法。
  11. 【請求項11】 複数の色フィルタを備え連続した複数
    の画像を撮像するカラー撮像装置の自動ホワイトバラン
    ス調整方法であって、 N番目の現画像フレームにおける各色信号を利得値k
    (N)によりレベル調整する利得制御工程と、 各色信号の出力値を積分する積分工程と、 各々2色の色信号の積分値の差分値d(N)を出力する減
    算工程と、 上記利得値k(N)を算出し記憶する算出記憶工程とを有
    し、 上記算出記憶工程は、任意の重み係数αと前フレームの
    利得値k(N-1)の積に任意の重み係数βと上記積分値の
    差分値d(N)の積を加えたものに基づいて、上記利得値
    k(N)を算出することを特徴とする自動ホワイトバラン
    ス調整方法。
  12. 【請求項12】 上記算出記憶工程は、上記重み係数
    α、βを、上記積分値の差分値と前フレームの利得値に
    基づいて求めることを特徴とする請求項11記載の自動
    ホワイトバランス調整方法。
  13. 【請求項13】 上記利得値の制限域を設け、上記算出
    記憶工程は、上記利得値が該制限域を越えないように制
    限することを特徴とする請求項8乃至12のいずれか記
    載の自動ホワイトバランス調整方法。
  14. 【請求項14】 上記重み係数α、βをルックアップテ
    ーブルとして記憶する記憶手段をさらに有し、上記算出
    記憶工程は、上記重み係数α、βを該記憶手段から読み
    出すことを特徴とする請求項8乃至13のいずれか記載
    の自動ホワイトバランス調整方法。
JP20772899A 1999-07-22 1999-07-22 自動ホワイトバランス調整装置及び自動ホワイトバランス調整方法 Expired - Fee Related JP3619066B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20772899A JP3619066B2 (ja) 1999-07-22 1999-07-22 自動ホワイトバランス調整装置及び自動ホワイトバランス調整方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20772899A JP3619066B2 (ja) 1999-07-22 1999-07-22 自動ホワイトバランス調整装置及び自動ホワイトバランス調整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001036923A true JP2001036923A (ja) 2001-02-09
JP3619066B2 JP3619066B2 (ja) 2005-02-09

Family

ID=16544567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20772899A Expired - Fee Related JP3619066B2 (ja) 1999-07-22 1999-07-22 自動ホワイトバランス調整装置及び自動ホワイトバランス調整方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3619066B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006166258A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラー撮像装置およびカラー画像信号補正方法
US8144210B2 (en) 2007-06-12 2012-03-27 Elmo Company, Limited White balance adjustment device and white balance adjustment method
JP2012524500A (ja) * 2009-04-20 2012-10-11 クゥアルコム・インコーポレイテッド 動き情報によって支援された3a技術
JP2013013134A (ja) * 2012-09-05 2013-01-17 Nikon Corp 撮像装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006166258A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラー撮像装置およびカラー画像信号補正方法
US8144210B2 (en) 2007-06-12 2012-03-27 Elmo Company, Limited White balance adjustment device and white balance adjustment method
JP2012524500A (ja) * 2009-04-20 2012-10-11 クゥアルコム・インコーポレイテッド 動き情報によって支援された3a技術
US8659670B2 (en) 2009-04-20 2014-02-25 Qualcomm Incorporated Motion information assisted 3A techniques
JP2013013134A (ja) * 2012-09-05 2013-01-17 Nikon Corp 撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3619066B2 (ja) 2005-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100513342B1 (ko) 디지털 자동 화이트 밸런스 장치
JP2766067B2 (ja) 撮像装置
US7358988B1 (en) Image signal processor for performing image processing appropriate for an output device and method therefor
KR100199322B1 (ko) 촬상 소자에서 얻어지는 색정보 신호에 기초하여 백색 밸런스 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치
JP3652902B2 (ja) ホワイトバランス調整装置
JP3967510B2 (ja) ディジタルカメラ
JPH11220739A (ja) ビデオカメラ装置
JP3619066B2 (ja) 自動ホワイトバランス調整装置及び自動ホワイトバランス調整方法
JP2523036B2 (ja) カラ―ビデオカメラ
JPH04179388A (ja) 白バランス制御回路
JP2532965B2 (ja) カラ―ビデオカメラ
JP2611850B2 (ja) カラー撮像装置
JP3571274B2 (ja) 自動ホワイトバランス調整装置および自動ホワイトバランス調整方法
JP2776965B2 (ja) 撮像装置
JPH03148987A (ja) 電子撮像機用露出制御装置
JP2691019B2 (ja) ホワイトバランス装置
JPS62132490A (ja) ホワイトバランス補正回路
JP2532956B2 (ja) カラ―ビデオカメラ
JP3009207B2 (ja) ディジタルホワイトバランス装置
JP2523038B2 (ja) カラ―ビデオカメラ
JP2523040B2 (ja) カラ―ビデオカメラ
JPH0828879B2 (ja) 白バランス調整装置
JP3545249B2 (ja) 白バランス調整回路およびそれを用いたディジタルカメラ
JP3184573B2 (ja) 撮像装置
JP2000295521A (ja) 撮像装置及びその露出制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040723

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041008

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071119

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111119

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees