JP2001313952A - ホワイトバランス調整回路およびこれを含むテレビジョンカメラ装置ならびにホワイトバランス調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データに含まれるノイズの影響を防止
し、被写体に輝度の変動がある場合でも調整可能なホワ
イトバランス調整回路を提供する。 【解決手段】 ＣＣＤ１で画像信号に変更された各色信
号が、ホワイトバランスアンプ４において各色ごとに設
定したゲインで増幅される。このゲインは、しきい値信
号Ｓｔより高輝度の画素領域の色信号を積分した積分値
の比が所定の比となるように、ゲイン調節信号Ｓ６を通
じて各色ごとに調節される。しきい値信号Ｓｔは、色信
号を積分する画素領域の面積値Ｓｄが所定の範囲内に納
まるように調節される。しきい値信号Ｓｔを調節する際
に、この面積値がゼロとなる場合は、このときのしきい
値信号Ｓｔを限界しきい値として記憶させておき、しき
い値信号Ｓｔの調節範囲を、この限界しきい値に基づい
て制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像におけ
る色信号の相対比を調整するホワイトバランス調整回
路、およびこれを含むカラーテレビジョンカメラ装置、
ならびに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】現在広く一般に普及しているデジタルカ
メラやデジタルビデオカメラにおいては、撮影した画像
の色信号が一定の割合となるように調節するホワイトバ
ランス機能が備わっている。

【０００３】同一の被写体を撮像する場合でも、太陽光
の下や曇天下など周囲の光の条件によって被写体の放つ
光の色温度が変わり、光の波長スペクトルが変化する。
人間の視覚においては、周囲の光の条件が変化した場合
であっても、この光の変化が僅かであれば視覚がこれに
順応するので、被写体の色はさほど変化したように感じ
られない。一方、デジタルカメラ等で撮影した画像にお
いてはこれと異なる。光の波長スペクトルが変化する
と、この光をＲＧＢの色信号に変換した場合の各色の割
合もこの変化に応じて忠実に変化するので、この色信号
から再構成した画像の色も変化してしまう。この画像を
人が見る場合には上述した視覚の順応が起こらないの
で、僅かな波長スペクトルの変化でも不自然に感じられ
てしまうことがある。

【０００４】ホワイトバランス機能とは、このように被
写体周囲の光源が変化した場合でも、無彩色の被写体に
おける各色信号の輝度が一定の比になるように各色信号
の輝度を調節する機能である。例えば、屋外の太陽光で
撮影して白色に画像が再生される被写体を屋内の白色ラ
ンプで撮影した場合、なんの補正も行わなければ、この
被写体の色は屋外で撮影した画像に比べて赤みがかった
画像に再生されてしまうが、ホワイトバランス機能を用
いれば、これを同じ白色の画像で再生させることができ
る。

【０００５】ところで、このホワイトバランス機能に
は、自動的にこのホワイトバランスを調整し続ける自動
ホワイトバランス機能と、ユーザーの操作に応じてホワ
イトバランスを調整するワンプッシュホワイトバランス
機能がある。例えば後者のワンプッシュホワイトバラン
ス機能においては、以下のような操作が行われている。
画像信号の各色信号にはそれぞれゲインが与えられてお
り、ＣＣＤ等の撮像デバイスから得られた画像信号の各
色信号は、このゲインを乗ぜられた後で所定の映像信号
に変換されて出力される。ユーザーの操作によってワン
プッシュホワイトバランス機能が動作すると、一画面を
構成する画像信号の各色信号を積分した積分値が計算さ
れ、この積分値の比が所定の比となるように、各色信号
のゲインが増減される。この操作が所定の期間行われ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たワンプッシュホワイトバランス機能には、以下のよう
な問題がある。すなわち、この方法は一画面に含まれる
色を積分した場合無彩色に近くなるという仮定に基づい
た方法なので、画面全体が同色傾向にある場合などにお
いては誤ったホワイトバランス調整を行なう不具合が生
じてしまう。したがって、通常はユーザーが無彩色に近
い被写体を探してこれを画面全体に収めた状態でワンプ
ッシュホワイトバランス機能を実行しなければならな
い。また、より正確にホワイトバランスを調整したい場
合には、わざわざ無彩色の被写体を携行しなくてはなら
ず、操作の容易性に乏しい。

【０００７】また、ホワイトバランス調整を行う場合
に、画面全体の色信号を積分するのではなく、最高輝度
の画素を検出し、その部分の色信号のみを積分する方法
がある。一般的に、輝度の高い被写体は無彩色に近いこ
とが知られており、この方法は輝度と色とのこのような
性質を利用したものである。しかしながら、この方法に
も以下のような問題がある。すなわち、色信号に含まれ
ている高輝度のノイズ成分も積分してしまうため、ホワ
イトバランス調整の正確性が損なわれる。また、カメラ
のぶれや被写体のゆれ、光源のフリッカ等によって輝度
に変動が生じている場合は、高輝度の色信号を検出でき
ず、ホワイトバランス調整を失敗してしまい、再度調整
を繰り返さなくてはならないこともある。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、画像信号に含まれるノイズの影響
を防止し、被写体に輝度の変動がある場合でも調整が可
能なホワイトバランス調整回路およびこれを含むカラー
テレビジョンカメラ装置ならびにホワイトバランス調整
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のホワイトバランス調整回路では、複数の色
成分からなる複数の色信号を含む画像信号および上記色
成分のそれぞれに対応するゲイン調節信号を受けて、上
記ゲイン調節信号の大きさに応じた増幅率を上記色成分
のそれぞれに対応して設定し、上記増幅率をもって上記
画像信号の上記色成分を増幅した画像信号を出力する増
幅手段と、上記画像信号を受けて、上記画像信号のそれ
ぞれの上記色信号に含まれる上記色成分を、上記色成分
ごとに定めた比率で加え合わせて、それぞれの上記色信
号に対応して生成した輝度信号を出力する輝度信号生成
手段と、上記画像信号、上記輝度信号およびしきい値信
号を受けて、上記輝度信号と上記しきい値信号の大きさ
を比較し、上記画像信号に含まれる上記色信号のうち
の、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号
の大きさを越える上記色信号からなる選択画像信号を出
力する画像選択手段と、上記選択画像信号を受けて、上
記選択画像信号の上記色成分を上記色ごとに積分した積
分値に応じた大きさを有する複数の積分値信号を出力す
るとともに、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の
数に応じた大きさの面積値信号を出力する積分検波手段
と、所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン
調節信号を出力し、上記積分値信号および上記面積値信
号を受けて、上記しきい値信号を、上記面積値信号の大
きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大
させ、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少
させて出力するしきい値調整操作を反復し、当該反復の
後、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分
の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信
号の大きさに対して所定の比率となるように調節して出
力するホワイトバランス調整を行う制御手段とを有して
いる。

【００１０】上記の構成を有する本発明のホワイトバラ
ンス調整回路によれば、上記増幅手段において、上記ゲ
イン調節信号の大きさに応じた上記増幅率が上記色成分
のそれぞれに対応して設定され、上記増幅率をもって上
記画像信号の上記色成分を増幅した画像信号が出力され
る。上記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上
記色成分は、上記輝度信号生成手段において上記色成分
ごとに定めた比率で加え合わせられ、それぞれの上記色
信号に対応した上記輝度信号が生成されて出力される。
上記輝度信号は、上記画像選択手段において上記しきい
値信号と大きさを比較され、上記画像信号に含まれる上
記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上
記しきい値信号の大きさを越える上記色信号が選択さ
れ、当該色信号からなる選択画像信号が出力される。上
記選択画像信号の上記色成分は、上記積分検波手段にお
いて上記色ごとに積分され、当該積分値に応じた大きさ
を有する複数の積分値信号が出力される。また上記積分
検波手段において、上記選択画像信号に含まれる上記色
信号の数に応じた大きさの面積値信号も出力される。上
記制御手段において、上記所定の初期値の上記しきい値
信号および上記ゲイン調節信号がそれぞれ上記画像選択
手段および上記増幅手段に出力された後、上記積分値信
号および上記面積値信号が上記制御手段に入力される
と、上記しきい値調整操作が開始される。上記しきい値
調整操作において、上記しきい値信号は、上記面積値信
号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だ
け増大され、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だ
け減少されて出力される。このしきい値調整操作を反復
した後、上記制御手段において、上記ホワイトバランス
調整が開始される。上記ホワイトバランス調整におい
て、それぞれの上記ゲイン調節信号は、対応する色成分
の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信
号の大きさに対して所定の比率となるように調節されて
上記増幅手段に出力される。

【００１１】本発明のホワイトバランス調整回路では、
上記画像選択手段は、上記画像信号に含まれる上記色信
号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しき
い値信号の大きさを越え、かつ当該輝度信号の大きさが
所定の上限値を下回る上記色信号からなる上記選択画像
信号を出力している。

【００１２】上記の構成を有する本発明のホワイトバラ
ンス調整回路によれば、上記画像選択手段において、上
記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上
記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越
え、かつ当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る
上記色信号からなる上記選択画像信号が出力される。

【００１３】本発明のホワイトバランス調整回路では、
上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復におい
て、上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値
信号が入力された場合、上記しきい値を所定のオフセッ
ト値だけ減少させて上記画像選択手段に出力している。

【００１４】上記の構成を有する本発明のホワイトバラ
ンス調整回路によれば、上記制御手段における上記しき
い値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロで
あることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記
しきい値は所定のオフセット値だけ減少されて上記画像
選択手段に出力される。

【００１５】本発明のホワイトバランス調整回路では、
上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において
上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号
が入力された場合、上記しきい値を限界しきい値として
保持し、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値
信号の大きさが所定の目標値を越える場合で、かつ上記
しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加え
た値を越える場合に、同じ上記しきい値を上記画像選択
手段に出力している。

【００１６】上記の構成を有する本発明のホワイトバラ
ンス調整回路によれば、上記制御手段における上記しき
い値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロであ
ることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記し
きい値は限界しきい値として保持される。そして、以降
の上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさ
が所定の目標値を越える場合で、かつ上記しきい値が上
記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える
場合に、上記しきい値は増減されず、同じ上記しきい値
が上記上記画像選択手段に出力される。

【００１７】本発明のホワイトバランス調整回路では、
上記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だ
け反復した後、上記ホワイトバランス調整を行ってい
る。

【００１８】上記の構成を有する本発明のホワイトバラ
ンス調整回路によれば、上記制御手段において、上記し
きい値調整操作が所定の時間だけ反復された後、上記ホ
ワイトバランス調整が行われる。

【００１９】本発明のホワイトバランス調整回路では、
上記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限
面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越
える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイ
トバランス調整を行っている。

【００２０】上記の構成を有する本発明のホワイトバラ
ンス調整回路によれば、上記制御手段において、上記面
積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、
かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値
調整操作が終了されて、上記ホワイトバランス調整が行
なわれる。

【００２１】本発明のテレビジョンカメラ装置では、入
射された光を複数の色の光に分光し、上記複数の色の光
の輝度に応じた大きさを有する複数の色成分からなる色
信号を複数の画素領域でそれぞれ生成し、上記複数の画
素領域で生成した上記色信号を含む入力画像信号を出力
する画像信号生成手段と、上記入力画像信号および上記
色成分のそれぞれに対応するゲイン調節信号を受けて、
上記ゲイン調節信号の大きさに応じた増幅率を上記色成
分のそれぞれに対応して設定し、上記増幅率をもって上
記画像信号の上記色成分を増幅した画像信号を出力する
増幅手段と、上記画像信号を上記映像信号に変換して出
力する映像信号出力手段と、上記画像信号を受けて、上
記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成
分を、上記色成分ごとに定めた比率で加え合わせて、そ
れぞれの上記色信号に対応して生成した輝度信号を出力
する輝度信号生成手段と、上記画像信号、上記輝度信号
およびしきい値信号を受けて、上記輝度信号と上記しき
い値信号の大きさを比較し、上記画像信号に含まれる上
記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上
記しきい値信号の大きさを越える上記色信号からなる選
択画像信号を出力する画像選択手段と、上記選択画像信
号を受けて、上記選択画像信号の上記色成分を上記色ご
とに積分した積分値に応じた大きさを有する複数の積分
値信号を出力するとともに、上記選択画像信号に含まれ
る上記色信号の数に応じた大きさの面積値信号を出力す
る積分検波手段と、所定の初期値の上記しきい値信号お
よび上記ゲイン調節信号を出力し、上記積分値信号およ
び上記面積値信号を受けて、上記しきい値信号を、上記
面積値信号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に
所定値だけ増大させるとともに所定の下限面積値を下回
る場合に所定値だけ減少させて出力するしきい値調整操
作を反復し、当該反復の後、それぞれの上記ゲイン調節
信号を、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他
の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率
となるように調節して出力するホワイトバランス調整を
行う制御手段とを有している。

【００２２】上記の構成を有する本発明のテレビジョン
カメラ装置によれば、上記画像信号生成手段に入射され
た光が複数の色の光に分光され、上記複数の色の光の輝
度に応じた大きさを有する複数の色成分からなる色信号
を複数の画素領域でそれぞれ生成されて、上記複数の画
素領域で生成した上記色信号を含む入力画像信号が上記
増幅手段に出力される。上記増幅手段において、上記ゲ
イン調節信号の大きさに応じた上記増幅率が上記色成分
のそれぞれに対応して設定され、上記増幅率をもって上
記入力画像信号の上記色成分を増幅した画像信号が出力
される。上記画像信号は、映像信号出力手段において上
記映像信号に変換されて出力される。また、上記画像信
号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成分は、上
記輝度信号生成手段において上記色成分ごとに定めた比
率で加え合わせられ、それぞれの上記色信号に対応した
上記輝度信号が生成されて出力される。上記輝度信号
は、上記画像選択手段において上記しきい値信号と大き
さを比較され、上記画像信号に含まれる上記色信号のう
ちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信
号の大きさを越える上記色信号が選択され、当該色信号
からなる選択画像信号が出力される。上記選択画像信号
の上記色成分は、上記積分検波手段において上記色ごと
に積分され、当該積分値に応じた大きさを有する複数の
積分値信号が出力される。また上記積分検波手段におい
て、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の数に応じ
た大きさの面積値信号も出力される。上記制御手段にお
いて、上記所定の初期値の上記しきい値信号および上記
ゲイン調節信号がそれぞれ上記画像選択手段および上記
増幅手段に出力された後、上記積分値信号および上記面
積値信号が上記制御手段に入力されると、上記しきい値
調整操作が開始される。上記しきい値調整操作におい
て、上記しきい値信号は、上記面積値信号の大きさが所
定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大され、所
定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少されて出
力される。このしきい値調整操作を反復した後、上記制
御手段において、上記ホワイトバランス調整が開始され
る。上記ホワイトバランス調整において、それぞれの上
記ゲイン調節信号は、対応する色成分の上記積分値信号
の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対し
て所定の比率となるように調節されて上記増幅手段に出
力される。

【００２３】本発明のテレビジョンカメラ装置では、上
記画像選択手段は、上記画像信号に含まれる上記色信号
のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい
値信号の大きさを越え、かつ当該輝度信号の大きさが所
定の上限値を下回る上記色信号からなる上記選択画像信
号を出力している。

【００２４】上記の構成を有する本発明のテレビジョン
カメラ装置によれば、上記画像選択手段において、上記
画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記
輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越え、
かつ当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る上記
色信号からなる上記選択画像信号が出力される。

【００２５】本発明のテレビジョンカメラ装置では、上
記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において、
上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号
が入力された場合、上記しきい値を所定のオフセット値
だけ減少させて上記画像選択手段に出力している。

【００２６】上記の構成を有する本発明のテレビジョン
カメラ装置によれば、上記制御手段における上記しきい
値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロであ
ることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記し
きい値は所定のオフセット値だけ減少されて上記画像選
択手段に出力される。

【００２７】本発明のテレビジョンカメラ装置では、上
記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において上
記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が
入力された場合、上記しきい値を限界しきい値として保
持し、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値信
号の大きさが所定の目標値を越える場合で、かつ上記し
きい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた
値を越える場合に、同じ上記しきい値を上記画像選択手
段に出力している。

【００２８】上記の構成を有する本発明のテレビジョン
カメラ装置によれば、上記制御手段における上記しきい
値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロである
ことを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しき
い値は限界しきい値として保持される。そして、以降の
上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさが
所定の目標値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記
限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場
合に、上記しきい値は増減されず、同じ上記しきい値が
上記画像選択手段に出力される。

【００２９】本発明のテレビジョンカメラ装置では、上
記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だけ
反復した後、上記ホワイトバランス調整を行っている。

【００３０】上記の構成を有する本発明のテレビジョン
カメラ装置によれば、上記制御手段において、上記しき
い値調整操作が所定の時間だけ反復された後、上記ホワ
イトバランス調整が行われる。

【００３１】本発明のテレビジョンカメラ装置では、上
記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面
積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越え
る場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイト
バランス調整を行っている。

【００３２】上記の構成を有する本発明のテレビジョン
カメラ装置によれば、上記制御手段において、上記面積
値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、か
つ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調
整操作が終了されて、上記ホワイトバランス調整が行な
われる。

【００３３】本発明のホワイトバランス調整方法では、
色信号に含まれる複数の色成分を上記色成分ごとに定め
られた比率で加え合わせた、上記色信号の輝度値を生成
する第１の手順と、複数の上記色信号からなる画像信号
から、上記輝度値が上記しきい値を越える上記色信号を
選択し、当該色信号を上記色成分ごとに積分した積分値
を生成するとともに、当該色信号の数を計数した面積値
を生成する第２の手順と、上記画像信号から上記面積値
を生成し、上記しきい値を、当該面積値の大きさが所定
の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させ、所定
の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させる操作
を反復する第３の手順と、上記色成分のそれぞれに対応
するゲインを、上記画像信号のそれぞれの上記色成分に
乗じて変換した画像信号を生成するとともに、当該画像
信号から生成したそれぞれの上記積分値の比が所定の比
となるように、上記ゲインを調節する操作を反復する第
４の手順とを有している。

【００３４】上記の手順を有するホワイトバランス調整
方法によれば、上記第１の手順において、色信号に含ま
れる複数の色成分を上記色成分ごとに定められた比率で
加え合わせた、上記色信号の輝度値が生成される。上記
第２の手順では、上記第１の手順で生成された上記輝度
値が上記しきい値を越える上記色信号が、複数の上記色
信号からなる画像信号から選択される。そして、当該色
信号が上記色成分ごとに積分された積分値が生成され
る。さらに、当該色信号の数を計数した面積値も生成さ
れる。上記第３の手順では、上記画像信号から上記第２
の手順によって上記面積値を生成させ、上記しきい値
を、当該面積値の大きさが所定の上限面積値を越える場
合に所定値だけ増大させ、所定の下限面積値を下回る場
合に所定値だけ減少させる操作が反復される。次いで、
上記第４の手順において、上記色成分のそれぞれに対応
するゲインが、上記画像信号のそれぞれの上記色成分に
乗じられて変換された画像信号が生成されるとともに、
当該画像信号から生成したそれぞれの上記積分値の比が
所定の比となるように、上記ゲインが調節される操作が
反復される。

【００３５】本発明のホワイトバランス調整方法では、
上記第２の手順は、複数の上記色信号からなる画像信号
から、上記輝度値が上記しきい値を越え、かつ当該輝度
値が所定の上限値を下回る上記色信号を選択している。

【００３６】上記の手順を有するホワイトバランス調整
方法によれば、上記第２の手順において、複数の上記色
信号からなる画像信号から、上記輝度値が上記しきい値
を越え、かつ当該輝度値が所定の上限値を下回る上記色
信号が選択される。

【００３７】本発明のホワイトバランス調整方法では、
上記第３の手順は、上記面積値がゼロの場合、上記しき
い値から所定のオフセット値を引いた上記しきい値を用
いて上記積分値および上記面積値を生成している。

【００３８】上記の手順を有するホワイトバランス調整
方法によれば、上記面積値がゼロの場合、上記しきい値
から所定のオフセット値を引いた上記しきい値を用いて
上記積分値および上記面積値が生成される。

【００３９】本発明のホワイトバランス調整方法では、
上記第３の手順は、上記面積値がゼロの場合、上記しき
い値を限界しきい値として保持し、以降の反復操作にお
いては、上記面積値が所定の目標値を越える場合で、か
つ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値
を加えた値を越える場合に上記しきい値を一定に保って
いる。

【００４０】上記の手順を有するホワイトバランス調整
方法によれば、上記第３の手順において、上記面積値が
ゼロの場合、上記しきい値を限界しきい値として保持さ
れる。そして、以降の反復操作においては、上記面積値
が所定の目標値を越える場合で、かつ上記しきい値が上
記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える
場合、上記しきい値は増減されず、一定の値に保たれ
る。

【００４１】本発明のホワイトバランス調整方法では、
上記第３の手順は、上記操作を所定の時間だけ反復して
終了している。

【００４２】上記の手順を有するホワイトバランス調整
方法によれば、上記第３の手順において、上記操作が所
定の時間だけ反復された後、上記操作が終了される。

【００４３】本発明のホワイトバランス調整方法では、
上記第３の手順は、上記面積値が所定の上限面積値を下
回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に
上記操作の反復を終了している。

【００４４】上記の手順を有するホワイトバランス調整
方法によれば、上記第３の手順において、上記面積値が
所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限
面積値を越える場合に、上記操作の反復が終了される。

【００４５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るテレビジョ
ンカメラ装置の実施形態を説明するブロック図である。
図１において、１はＣＣＤを、２はサンプルホールド回
路を、３はＡ／Ｄコンバータを、４はホワイトバランス
アンプ（増幅手段）を、５は出力マトリクス回路を、６
は制御部を、７は輝度別検波回路（積分検波手段）を、
８はＹマトリクス回路（輝度信号生成手段）をそれぞれ
示している。

【００４６】ＣＣＤ１は、被写体からの光を受けて、こ
れを受光面に設けた所定数の画素において３色の色信号
Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ１b に変換し、各画素の色信号を制
御部６による駆動信号Ｓ１０に応じて順次サンプルホー
ルド回路２へ出力する。サンプルホールド回路２は、Ｃ
ＣＤ１から出力された３色の色信号Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ
１b を受けて、これを制御部６による制御信号Ｓ２０に
同期してサンプリングする。そして、このサンプリング
された色信号を、後段の信号処理のために適度な信号レ
ベルとなるよう自動的にレベルを調整する（自動利得制
御：ＡＧＣ）。このＡＧＣでレベルを調整した各色信号
をＡ／Ｄコンバータ３へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ３
は、サンプルホールド回路２から出力された３色の色信
号Ｓ２r ，Ｓ２g ，Ｓ２b を受けて、これをデジタル信
号に変換し、ホワイトバランスアンプ４に出力する。

【００４７】ホワイトバランスアンプ４は、Ａ／Ｄコン
バータ３から出力された３色の色信号Ｓ３r ，Ｓ３g ，
Ｓ３b を受けて、これをそれぞれ制御部６によるゲイン
調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b に応じた増幅率で増幅
して、出力マトリクス回路５に出力する。

【００４８】出力マトリクス回路５は、ホワイトバラン
スアンプ４から出力された３色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g
，Ｓ４b を受けて、これを輝度信号Ｓ５Y および色差
信号Ｓ５RY，Ｓ５BYに変換して出力する。Ｙマトリクス
回路８は、ホワイトバランスアンプ４から出力された３
色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を受けて、これを輝
度信号Ｓ８Y に変換して輝度別検波回路７に出力する。

【００４９】輝度別検波回路７は、ホワイトバランスア
ンプ４から出力された３色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ
４b を受けるとともに、制御部６からしきい値信号Ｓ
ｔ、Ｙマトリクス回路８から輝度信号Ｓ８Y を受けて、
しきい値信号Ｓｔと輝度信号Ｓ８Y の大きさおよび所定
の上限しきい値とを比較する。そして、しきい値信号Ｓ
t より大きく上限しきい値より小さい輝度信号Ｓ８Y を
持つ色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を選択し、この選択
された色信号を各色ごとに１画面分だけ積分する。この
ようにして積分された１画面分の色信号の積分値を、各
色ごとに積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b として制御
部６に出力する。さらに、１画面分の色信号のうちの選
択されて積分された色信号の数を計数し、この計数値を
選択された画素の面積値信号Ｓｄとして制御部６に出力
する。

【００５０】図２は、輝度別検波回路７の動作を示すブ
ロック図である。図２において、９は輝度別選択回路
を、１０はスイッチ回路を、１１は積分検波回路をそれ
ぞれ示している。輝度別選択回路９は、制御部６からし
きい値信号Ｓｔ、Ｙマトリクス回路８から輝度信号Ｓ８
Y を受けて、しきい値信号Ｓｔと輝度信号Ｓ８Y の大き
さを比較する。そして、輝度信号Ｓ８Y がしきい値信号
Ｓｔより大きく所定の上限しきい値より小さい場合に、
色信号を選択させる選択信号Ｓ９をスイッチ回路１０へ
出力する。スイッチ回路１０は、ホワイトバランスアン
プ４から出力された３色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４
b を受けており、輝度別選択回路９による選択信号Ｓ９
に応じてこの信号を積分検波回路１１へ出力させる。輝
度別選択回路９から色信号を選択させる選択信号Ｓ９が
入力された場合は、各色信号を積分検波回路１１へ出力
させる。また、輝度別選択回路９から色信号を選択させ
る選択信号Ｓ９が入力されていない場合は、各色信号の
代わりにゼロの信号を積分検波回路１１へ出力させる。
積分検波回路１１は、スイッチ回路１０から入力された
色信号を各色ごとに積分する。ただし、上述したゼロの
信号は積分値を増加させない。そして、１画面分の色信
号を積分すると、この積分値を積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７
g ，Ｓ７b として制御部６に出力する。さらに、スイッ
チ回路１０から入力されて積分された１画面分の色信号
の数を計数し、その計数値を面積値信号Ｓｄとして制御
部６に出力する。

【００５１】制御部６は、ＣＣＤ１に駆動信号Ｓ１０を
出力して色信号Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ１b をサンプルホー
ルド回路２に出力させ、サンプルホールド回路２に制御
信号Ｓ２０を出力して色信号Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ１b を
サンプリングした色信号２r，Ｓ２g ，Ｓ２b を出力さ
せ、Ａ／Ｄコンバータ３に制御信号３０を出力して色信
号２r ，Ｓ２g ，Ｓ２b をデジタルの色信号３r ，Ｓ３
g ，Ｓ３b に変換させる。さらにホワイトバランスアン
プ４にゲイン調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６bを出力し
て、色信号３r ，Ｓ３g ，Ｓ３b をこのゲイン調節信号
Ｓ６r ，Ｓ６g，Ｓ６b にそれぞれ応じた増幅率で増幅
した色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を出力させる。また
制御部６は、輝度別検波回路７から面積値信号Ｓｄを受
けて、この面積値信号Ｓｄに応じて生成したしきい値信
号Ｓｔを輝度別検波回路７に出力する。さらに、輝度別
検波回路７からこのしきい値信号Ｓｔに応じて変化する
積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b を受けて、この積分
値信号に応じてホワイトバランスアンプ４に出力するゲ
イン調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b の大きさを可変す
る。

【００５２】次に、図１および図２に示す構成を有する
テレビジョンカメラ装置の動作を説明する。

【００５３】ＣＣＤ１に入射された光は、ＣＣＤ１の受
光面に設けられた所定数の画素において３色の色信号に
変換されて、制御部６による駆動信号Ｓ１０に応じて順
次サンプルホールド回路２に出力される。サンプルホー
ルド回路２において、この色信号が制御部６による制御
信号Ｓ２０に同期してサンプリングされ、さらにＡＧＣ
によって信号レベルを調節されたのち、Ａ／Ｄコンバー
タ３に出力され、デジタルの色信号に変換される。デジ
タルに変換された色信号は、ホワイトバランスアンプ４
において制御部６によるゲイン調節信号に応じた増幅率
で増幅されて、出力マトリクス回路５において輝度信号
および色差信号に変換されて出力される。

【００５４】一方、Ａ／Ｄコンバータ３でデジタル化さ
れた色信号は、Ｙマトリクス回路８において輝度信号Ｓ
８Y に変換され、この輝度信号Ｓ８Y とともに輝度別検
波回路７に出力される。輝度別検波回路７に入力された
輝度信号Ｓ８Y は、輝度別選択回路９において制御部６
によるしきい値信号Ｓｔと比較されて、輝度信号Ｓ８Y
がしきい値信号Ｓｔより大きく所定の上限しきい値より
小さい場合には、色信号を選択させる選択信号Ｓ９がス
イッチ回路１０に出力される。色信号を選択させる選択
信号Ｓ９がスイッチ回路１０に入力されると、Ａ／Ｄコ
ンバータ３でデジタル化された色信号はスイッチ回路１
０を透過して積分検波回路１１に入力されて各色ごとに
積分される。色信号を選択させる選択信号Ｓ９がスイッ
チ回路１０に入力されない場合には、色信号の代わりに
ゼロ信号が積分検波回路１１に入力され、積分値は変化
しない。このようにして１画面分の色信号が輝度別選択
回路９およびスイッチ回路１０によって選択されて積分
検波回路１１で積分されると、この積分値が積分値信号
として制御部６に出力される。また、スイッチ回路１０
から入力されて積分された１画面分の色信号の数が計数
されて、その計数値が面積値信号Ｓｄとして制御部６に
出力される。

【００５５】しきい値信号Ｓｔは、制御部６において積
分値信号および面積値信号Ｓｄに応じて可変されて最適
な値に設定される。最適なしきい値信号Ｓｔが設定され
る、このこのしきい値信号Ｓｔに基づいて生成された積
分値信号により、各色信号のバランスが検出され、この
検出結果に応じたゲイン調節信号によりホワイトバラン
スアンプの各増幅率が適切な値に設定される。

【００５６】ここで、制御部６によるしきい値信号Ｓｔ
の制御手順をフローチャトを参照しながら説明する。図
５は、ホワイトバランス調整のフローチャトを示す図で
ある。図５のホワイトバランス調整は、１画面において
最も輝度の高い所定面積の色信号を積分し、その積分値
から各色の輝度のバランスを検出し、各色の輝度がバラ
ンスするようにホワイトバランスアンプ４の増幅率を設
定するものである。

【００５７】図５のステップＰ１において、制御部６に
入力された面積値信号Ｓｄがゼロであるか否かが判断さ
れる。面積値信号Ｓｄがゼロであると判断された場合
は、ステップＰ２に処理が移行されて、このときのしき
い値信号Ｓｔの値が限界しきい値Ｄ０として制御部の記
憶エリアに保持される。次いでステップＰ３において、
現在のしきい値信号Ｓｔの値から、所定のオフセット値
Ｄoff が差し引かれる。すなわち、面積値信号Ｓｄがゼ
ロになったのは、しきい値信号Ｓｔの値が大きすぎたた
めにこの値を越える輝度の色信号が存在しなかったこと
によるので、次回の積分においてはしきい値信号Ｓｔを
このオフセット値Ｄoff だけ低下させて、色信号を積分
をさせる画素を確保させる。オフセット値Ｄoff には、
蛍光灯などのフリッカを有する光源下に被写体がある場
合や、急激な減光が生じた場合にも、この値だけしきい
値信号Ｓｔを下げれば色信号を積分をさせる画素を確実
に確保できる程度に大きい値が設定されている。ただ
し、オフセット値Ｄoff があまり大きすぎると、適切な
面積値信号Ｓｄを得るしきい値信号Ｓｔを決定させるま
での収束時間が長くなってしまうので、これらを考慮し
て適切な値に設定する。

【００５８】ステップＰ１において面積値信号Ｓｄがゼ
ロでないと判断された場合は、ステップＰ４に処理が移
行されて、面積値信号Ｓｄが所定の上限面積値Ｓｈを越
えているか否かが判断される。越えていると判断された
場合は、ステップＰ５に処理が移行されて、その時のし
きい値信号Ｓｔが限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄof
f を加えた値より大きいか否かが、さらに判断される。
大きいと判断された場合、しきい値信号Ｓｔの増減は行
われず、ステップＰ９に処理が移行される。また、小さ
いと判断された場合は、ステップＰ６に処理が移行され
て、しきい値信号Ｓｔの値が所定値だけ増加された後、
ステップＰ９に処理が移行される。

【００５９】面積値信号Ｓｄが所定の上限面積値Ｓｈを
越えている場合、しきい値信号Ｓｔが小さいために色信
号が積分される画素の数が多くなっていると考えられる
ので、所定の面積値信号Ｓｄを得るためにはしきい値信
号Ｓｔを増加させることが必要である。しかし、あまり
大きくすると面積値信号Ｓｄがゼロになってしまうの
で、これを防止するために、面積値信号Ｓｄがゼロにな
ったしきい値信号Ｓｔの値を保持した限界しきい値Ｄ０
の値がステップＰ５において参照されている。一度も面
積値信号Ｓｄがゼロになっていない場合は、限界しきい
値Ｄ０として所定の初期値と参照される。そして、しき
い値信号Ｓｔがこの限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄ
off を加えた値より大きい場合には、しきい値信号Ｓｔ
を増加させないようにしている。このステップＰ５を設
けることによって、しきい値信号Ｓｔの増加に歯止めが
与えられるので、面積値信号Ｓｄがゼロになり、積分値
信号が得られなくなることを防いでいる。

【００６０】ステップＰ４において、面積値信号Ｓｄが
所定の上限面積値Ｓｈを下回っていると判断された場合
は、ステップＰ７に処理が移行され、今度は面積値信号
Ｓｄが所定の下限面積値Ｓｌを下回っているか否かが判
断される。そして、下限面積値Ｓｌを下回っていると判
断された場合は、ステップＰ８に処理が移行されて、し
きい値信号Ｓｔの値が所定値だけ減少された後、ステッ
プＰ９に処理が移行される。また、下限面積値Ｓｌを越
えていると判断された場合は、しきい値信号Ｓｔの値は
そのままに保持されて、ステップＰ９に処理が移行され
る。

【００６１】ステップＰ９において、設定されたしきい
値信号Ｓｔが輝度別検波回路７へ出力されるとともに、
色信号を読み出す駆動信号Ｓ１０がＣＣＤ１に出力さ
れ、ＣＣＤ１から読みだされた１画面分の色信号がサン
プルホールド回路２、Ａ／Ｄコンバータ４を経て輝度別
検波回路７へ出力される。さらに各色信号に応じた輝度
信号Ｓ８Y がＹマトリクス回路において生成されて、輝
度別検波回路７へ出力される。そしてステップＰ１〜Ｐ
８で決定されたしきい値信号Ｓｔが輝度別検波回路７に
出力されて、１画面分の色信号の積分値信号と面積値信
号Ｓ８Y が輝度別検波回路７より制御部６に出力され
る。

【００６２】次いで、ステップＰ９において、ホワイト
バランス調整のタイミングが判断され、ホワイトバラン
ス調整のタイミングになったと判断された場合には、ス
テップＰ１１に処理が移行され、ホワイトバランス調整
のタイミングになっていない場合はステップＰ１に処理
が移行されて、再びしきい値信号Ｓｔの調節を行う処理
が繰り返される。ホワイトバランス調整のタイミング
は、このホワイトバランス調整のフローが開始されてか
らの時間によって判断される。すなわち、ホワイトバラ
ンス調整のフローが開始した時点からの経過時間が制御
部６の図示しないタイマ−において計時され、この経過
時刻と所定のしきい値調節時間がステップＰ９において
比較される。そして、経過時間が所定のしきい値調節時
間を越えたと判断されることをもって、ホワイトバラン
ス調整のタイミングになったと判断され、ステップＰ１
１に処理が移行される。このしきい値調節時間は、さま
ざまな条件においてしきい値がおおむね収束する時間を
設定させることにより、ホワイトバランス調整の調整時
間と正確性とのバランスを図ることができる。

【００６３】ステップＰ１１においては、ステップＰ１
〜Ｐ１０で得られたしきい値信号Ｓｔを保持した状態
で、入力された積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b の相
対比に基づいてレベル調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b
を調節する。すなわち、入力された積分値信号Ｓ７r ，
Ｓ７g ，Ｓ７b の相対比が所定の相対比に対してずれて
いる場合に、ずれを生じている色のレベル調節信号を増
減させてホワイトバランスアンプの増幅率を可変させ、
ずれを補正させる。この場合、ＲＧＢの３色のうちの１
色、例えば緑Ｇを固定とし、この積分値信号Ｓ７g に対
する積分値信号Ｓ７r およびＳ７b の比をもとめ、この
比に応じてレベル調節信号Ｓ６r およびＳ６b を増減さ
せる方法によっても、積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７
b の相対比を調節することができる。以上の操作によっ
て、各色のホワイトバランスが調整される。

【００６４】なお、ステップＰ１〜Ｐ１０の反復による
しきい値信号Ｓｔの調節において、反復の始めに与える
しきい値信号Ｓｔは、大きすぎても小さすぎてもしきい
値の収束時間が遅くなってしまうので、適切な値に設定
することが望まれる。例えば白色の被写体が画面中の適
度な面積を占めるときに、テレビジョンカメラ装置の図
示しない自動露光制御装置などにより制御されて得られ
る輝度の概略値に設定しておけば、しきい値の収束時間
が短くなり、ホワイトバランスの調整時間を短縮させる
ことができる。

【００６５】次に、図５のフローチャートで説明したし
きい値信号Ｓｔの調節手順を、具体例をもとに説明す
る。

【００６６】図３および図４は、各画素に対する輝度の
具体例を示す図である。図において、縦軸は輝度を表
し、横軸は各画素の物理的な配置を１次元で表してい
る。横軸を平面に置き換えることによってＣＣＤの受光
面における各画素値の輝度の分布図を示すことができる
が、ここではそれを１次元に簡略化して示している。ま
た横方向の点線は、積分させる輝度のしきい値の下限ま
たは上限を示しており、下限１〜３はしきい値信号Ｓｔ
を、上限は輝度別選択回路９にあらかじめ設定されてい
る上限しきい値をそれぞれ示している。

【００６７】図３の下限１に示したしきい値信号Ｓｔが
設定されることによって、ステップＰ９において積分さ
れた画素の範囲が図の積分範囲１で示した領域になった
とする。この後、ステップＰ１０を経てステップＰ１で
面積値信号Ｓｄがゼロより大きいことが判断されると、
ステップＰ４で所定の上限面積値Ｓｈと比較される。こ
のとき、積分範囲１が所定の上限面積値Ｓｈより大きい
とすると、ステップＰ５で限界しきい値Ｄ０としきい値
信号Ｓｔとの比較が行われる。そして、しきい値信号Ｓ
ｔがしきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff とを加えた値よ
りも小さいと判断されると、ステップＰ６においてしき
い値信号Ｓｔが所定値だけ増加されて、しきい値は図３
の下限１から下限２に増加する。これにより積分範囲は
積分範囲１から積分範囲２に縮小するので、ステップＰ
９で生成される面積値信号Ｓｄもこれに伴って減少す
る。この後の処理で、例えばこの積分範囲２に対応する
面積信号値Ｓｄが、ステップＰ７において所定の下限面
積値Ｓｌを下回っていると判断される場合には、逆にし
きい値信号Ｓｔは減少されて積分範囲が広くなる方向に
制御される。以上の操作を反復させて、面積値信号Ｓｄ
の値が所定の上限面積値Ｓｈと下限面積値Ｓｌの範囲に
なるようにしきい値信号Ｓｔの制御がなされる。

【００６８】図４の下限１に示したしきい値信号Ｓｔが
設定されることによって、ステップＰ９において積分さ
れた画素の範囲が図の積分範囲１で示した領域になった
とする。この後、ステップＰ１０を経てステップＰ１で
面積値信号Ｓｄがゼロより大きいことが判断されると、
ステップＰ４で所定の上限面積値Ｓｈと比較される。こ
のとき、積分範囲１が所定の上限面積値Ｓｈより大きい
とすると、ステップＰ５で限界しきい値Ｄ０としきい値
信号Ｓｔとの比較が行われる。そして、しきい値信号Ｓ
ｔが限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff とを加えた
値よりも小さいと判断されると、ステップＰ６において
しきい値信号Ｓｔが所定値だけ増加されて、しきい値は
図４の下限１から下限２に増加する。これにより積分範
囲は積分範囲１からゼロになってしまうので、ステップ
Ｐ９で生成される面積値信号Ｓｄもこれに伴ってゼロに
なる。

【００６９】この後、ステップＰ１０を経てステップＰ
１において面積値信号Ｓｄがゼロであると判断される
と、ステップＰ２で下限２の値が限界しきい値Ｄ０とし
て記憶され、ステップＰ３で現在のしきい値信号Ｓｔの
値からオフセット値Ｄoff が引かれて、しきい値は図４
の下限２から下限３に減少する。以上により、限界しき
い値Ｄ０の値が設定されると、以降のサイクルにおい
て、しきい値信号Ｓｔの値は、限界しきい値Ｄ０とオフ
セット値Ｄoff を加えた値より大きくされなくなる。図
４の例のように、輝度の一定な領域が画像の比較的大面
積を占めている場合、必然的に積分範囲が所定の上限面
積値Ｓｈより大きくなってしまうが、限界しきい値Ｄ０
を設定することによって、しきい値信号Ｓｔに上限を設
け、面積値信号Ｓｄがゼロにならないようにしている。

【００７０】図５のフローチャートによれば、しきい値
信号Ｓｔの調節に、一定のしきい値調節時間を要してい
る。そこで、所定の条件を満たした場合にはしきい値調
節時間に満たなくてもホワイトバランス調整を実行させ
ることによって、調整時間を短縮させることができる。
図６は、ホワイトバランス調整の他のフローチャトを示
す図である。図６と図５の違いはステップＰ５とステッ
プＰ７においてＹｅｓが判断されたあとの、処理の移行
先にある。

【００７１】図５のステップＰ５で、しきい値信号Ｓｔ
の値が限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff を加えた
値よりも大きいと判断された場合、しきい値信号Ｓｔは
変更されず、前回と同じ条件でステップＰ９が繰り返さ
れる。また、図５のステップＰ７で、面積値信号Ｓｄが
上限面積値Ｓｈより小さく下限面積値Ｓｌより大きいこ
とが判断された場合も、しきい値信号Ｓｔは変更され
ず、前回と同じ条件でステップＰ９が繰り返される。し
たがって、比較的変化の少ない画像の場合には、全く同
じ条件でステップＰ９が繰り返されることになり無駄な
時間が発生してしまう。そこで図６のステップＰ５ａで
は、しきい値信号Ｓｔの値が限界しきい値Ｄ０とオフセ
ット値Ｄoff を加えた値よりも大きいと判断された場
合、ステップＰ１〜Ｐ１０のループを繰り返さず、ステ
ップＰ１１に処理を移行させてホワイトバランス調整を
実行させる。同様にステップＰ７ａにおいても、面積値
信号Ｓｄが上限面積値Ｓｈより小さく下限面積値Ｓｌよ
り大きいことが判断された場合に、ステップＰ１１に処
理を移行させてホワイトバランス調整を実行させる。以
上により、ホワイトバランス調整の調整時間を短縮させ
ることができる。

【００７２】以上説明したように、本発明によれば、画
像に含まれる高い輝度の部分から色信号のバランスを検
出してホワイトバランス調整を行うので、高輝度で無彩
色の領域が画像の一部にでもあれば、それによってホワ
イトバランス調整を行うことができ、操作性に優れてい
る。

【００７３】また、画像に含まれる高い輝度の部分を積
分した値から、各色信号のバランスを検出してホワイト
バランス調整を行うので、画像に含まれるノイズの影響
を低減できる。また、所定の上限しきい値より高い輝度
の画素は積分から除外されるので、これによっても画像
に含まれるノイズの影響を低減できる。

【００７４】また、積分を行わせる輝度のしきい値を調
節させる操作において、しきい値を積分させる画素がゼ
ロになった場合のしきい値を記憶させておき、このしき
い値からしきい値の調節範囲を設定させるので、しきい
値を積分させる画素がゼロになってホワイトバランス調
整に失敗する頻度を低減でき、確実なホワイトバランス
調整ができる。また、しきい値の調節範囲を絞ることが
できるので、ホワイトバランスの調整時間を短縮でき
る。

【００７５】また、しきい値を積分させる画素がゼロに
なった場合、所定のオフセット値をしきい値から引いた
値にしきい値を設定しなおして、再度しきい値調節を行
うので、光源の急激な減光に対してもホワイトバランス
調整に失敗する頻度を低減でき、確実なホワイトバラン
ス調整ができる。

【発明の効果】本発明によれば、操作性に優れ、画像デ
ータに含まれるノイズの影響を防止し、被写体に輝度の
変動がある場合でも調整可能なホワイトバランス調整回
路およびこれを含むテレビジョンカメラ装置ならびにホ
ワイトバランス調整方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るテレビジョンカメラ装置
の実施形態を説明するブロック図である。

【図２】図２は、輝度別検波回路の動作を示すブロック
図である。

【図３】図３は、各画素に対する輝度の第１の具体例を
示す図である。

【図４】図４は、各画素に対する輝度の第２の具体例を
示す図である。

【図５】図５は、ホワイトバランス調整のフローチャト
を示す図である。

【図６】図６は、ホワイトバランス調整の他のフローチ
ャトを示す図である。

【符号の説明】

１…ＣＣＤ、２…サンプルホールド回路、３…Ａ／Ｄコ
ンバータ、４…ホワイトバランスアンプ（増幅手段）、
５…出力マトリクス回路、６…制御部（制御手段）、７
…輝度別検波回路、８…Ｙマトリクス回路（輝度信号生
成手段）、９…輝度別選択回路（画像選択手段）、１０
…スイッチ回路（画像選択手段）、１１…積分検波回路
（積分検波手段）。

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の色成分からなる複数の色信号を
   含む画像信号および上記色成分のそれぞれに対応するゲ
   イン調節信号を受けて、上記ゲイン調節信号の大きさに
   応じた増幅率を上記色成分のそれぞれに対応して設定
   し、上記増幅率をもって上記画像信号の上記色成分を増
   幅した画像信号を出力する増幅手段と、 上記画像信号を受けて、上記画像信号のそれぞれの上記
   色信号に含まれる上記色成分を、上記色成分ごとに定め
   た比率で加え合わせて、それぞれの上記色信号に対応し
   て生成した輝度信号を出力する輝度信号生成手段と、 上記画像信号、上記輝度信号およびしきい値信号を受け
   て、上記輝度信号と上記しきい値信号の大きさを比較
   し、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応
   する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさ
   を越える上記色信号からなる選択画像信号を出力する画
   像選択手段と、 上記選択画像信号を受けて、上記選択画像信号の上記色
   成分を上記色ごとに積分した積分値に応じた大きさを有
   する複数の積分値信号を出力するとともに、上記選択画
   像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積
   値信号を出力する積分検波手段と、 所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節
   信号を出力し、上記積分値信号および上記面積値信号を
   受けて、上記しきい値信号を、上記面積値信号の大きさ
   が所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大さ
   せ、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少さ
   せて出力するしきい値調整操作を反復し、当該反復の
   後、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分
   の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信
   号の大きさに対して所定の比率となるように調節して出
   力するホワイトバランス調整を行う制御手段と、 を有するホワイトバランス調整回路。
2. 【請求項２】 上記画像選択手段は、上記画像信号に含
   まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大
   きさが上記しきい値信号の大きさを越え、かつ当該輝度
   信号の大きさが所定の上限値を下回る上記色信号からな
   る上記選択画像信号を出力する、 請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、上記しきい値調整操作
   の反復において、上記色信号の数がゼロであることを示
   す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を所
   定のオフセット値だけ減少させて上記画像選択手段に出
   力する、 請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、上記しきい値調整操作
   の反復において上記色信号の数がゼロであることを示す
   上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を限界
   しきい値として保持し、以降の上記しきい値調整操作で
   は、上記面積値信号の大きさが所定の目標値を越える場
   合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフ
   セット値を加えた値を越える場合に、同じ上記しきい値
   を上記画像選択手段に出力する、 請求項３に記載のホワイトバランス調整回路。
5. 【請求項５】 上記制御手段は、上記しきい値調整操作
   を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調
   整を行う、 請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
6. 【請求項６】 上記制御手段は、上記しきい値調整操作
   を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調
   整を行う、 請求項４に記載のホワイトバランス調整回路。
7. 【請求項７】 上記制御手段は、上記面積値信号の大き
   さが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の
   下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了
   し、上記ホワイトバランス調整を行う、 請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
8. 【請求項８】 上記制御手段は、上記面積値信号の大き
   さが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の
   下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了
   し、上記ホワイトバランス調整を行う、 請求項４に記載のホワイトバランス調整回路。
9. 【請求項９】 上記制御手段は、上記面積値信号の大き
   さが所定の目標値を越える場合で、かつ上記しきい値が
   上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越え
   る場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイト
   バランス調整を行う、 請求項４に記載のホワイトバランス調整回路。
10. 【請求項１０】 上記制御手段は、上記ホワイトバラン
    ス調整において、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対
    応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の
    上記積分値信号の大きさに対して所定の比率を越える場
    合に所定値だけ減少させ、上記所定の比率を下回る場合
    に所定値だけ増大させて出力する操作を反復する、 請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
11. 【請求項１１】 入射された光を映像信号に変換して出
    力するテレビジョンカメラ装置であって、 入射された光を複数の色の光に分光し、上記複数の色の
    光の輝度に応じた大きさを有する複数の色成分からなる
    色信号を複数の画素領域でそれぞれ生成し、上記複数の
    画素領域で生成した上記色信号を含む入力画像信号を出
    力する画像信号生成手段と、 上記入力画像信号および上記色成分のそれぞれに対応す
    るゲイン調節信号を受けて、上記ゲイン調節信号の大き
    さに応じた増幅率を上記色成分のそれぞれに対応して設
    定し、上記増幅率をもって上記画像信号の上記色成分を
    増幅した画像信号を出力する増幅手段と、 上記画像信号を上記映像信号に変換して出力する映像信
    号出力手段と、 上記画像信号を受けて、上記画像信号のそれぞれの上記
    色信号に含まれる上記色成分を、上記色成分ごとに定め
    た比率で加え合わせて、それぞれの上記色信号に対応し
    て生成した輝度信号を出力する輝度信号生成手段と、 上記画像信号、上記輝度信号およびしきい値信号を受け
    て、上記輝度信号と上記しきい値信号の大きさを比較
    し、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応
    する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさ
    を越える上記色信号からなる選択画像信号を出力する画
    像選択手段と、 上記選択画像信号を受けて、上記選択画像信号の上記色
    成分を上記色ごとに積分した積分値に応じた大きさを有
    する複数の積分値信号を出力するとともに、上記選択画
    像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積
    値信号を出力する積分検波手段と、 所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節
    信号を出力し、上記積分値信号および上記面積値信号を
    受けて、上記しきい値信号を、上記面積値信号の大きさ
    が所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させ
    るとともに所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ
    減少させて出力するしきい値調整操作を反復し、当該反
    復の後、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色
    成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分
    値信号の大きさに対して所定の比率となるように調節し
    て出力するホワイトバランス調整を行う制御手段と、 を有するテレビジョンカメラ装置。
12. 【請求項１２】 上記画像選択手段は、対応する上記輝
    度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越えると
    ともに、当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る
    上記色信号を含んだ上記選択画像信号を出力する、 請求項１１に記載のテレビジョンカメラ装置。
13. 【請求項１３】 上記制御手段は、上記しきい値調整操
    作の反復において、上記色信号の数がゼロであることを
    示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を
    所定のオフセット値だけ減少させて上記画像選択手段に
    出力する、 請求項１１に記載のテレビジョンカメラ装置。
14. 【請求項１４】 上記制御手段は、上記しきい値調整操
    作の反復において上記色信号の数がゼロであることを示
    す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を限
    界しきい値として保持し、以降の上記しきい値調整操作
    では、上記面積値信号の大きさが所定の目標値を越える
    場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オ
    フセット値を加えた値を越える場合に、同じ上記しきい
    値を上記画像選択手段に出力する、 請求項１３に記載のテレビジョンカメラ装置。
15. 【請求項１５】 上記制御手段は、上記しきい値調整操
    作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス
    調整を行う、 請求項１１に記載のテレビジョンカメラ装置。
16. 【請求項１６】 上記制御手段は、上記しきい値調整操
    作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス
    調整を行う、 請求項１４に記載のテレビジョンカメラ装置。
17. 【請求項１７】 上記制御手段は、上記面積値信号の大
    きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定
    の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終
    了し、上記ホワイトバランス調整を行う、 請求項１１に記載のテレビジョンカメラ装置。
18. 【請求項１８】 上記制御手段は、上記面積値信号の大
    きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定
    の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終
    了し、上記ホワイトバランス調整を行う、 請求項１４に記載のテレビジョンカメラ装置。
19. 【請求項１９】 上記制御手段は、上記面積値信号の大
    きさが所定の目標値を越える場合で、かつ上記しきい値
    が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越
    える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイ
    トバランス調整を行う、 請求項１４に記載のテレビジョンカメラ装置。
20. 【請求項２０】 上記制御手段は、上記ホワイトバラン
    ス調整において、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対
    応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の
    上記積分値信号の大きさに対して所定の比率を越える場
    合に所定値だけ減少させ、上記所定の比率を下回る場合
    に所定値だけ増大させて出力する操作を反復する、 請求項１１に記載のテレビジョンカメラ装置。
21. 【請求項２１】 色信号に含まれる複数の色成分を上記
    色成分ごとに定められた比率で加え合わせた、上記色信
    号の輝度値を生成する第１の手順と、 複数の上記色信号からなる画像信号から、上記輝度値が
    上記しきい値を越える上記色信号を選択し、当該色信号
    を上記色成分ごとに積分した積分値を生成するととも
    に、当該色信号の数を計数した面積値を生成する第２の
    手順と、 上記画像信号から上記面積値を生成し、上記しきい値
    を、当該面積値の大きさが所定の上限面積値を越える場
    合に所定値だけ増大させ、所定の下限面積値を下回る場
    合に所定値だけ減少させる操作を反復する第３の手順
    と、 上記色成分のそれぞれに対応するゲインを、上記画像信
    号のそれぞれの上記色成分に乗じて変換した画像信号を
    生成するとともに、当該画像信号から生成したそれぞれ
    の上記積分値の比が所定の比となるように、上記ゲイン
    を調節する操作を反復する第４の手順とを有するホワイ
    トバランス調整方法。
22. 【請求項２２】 上記第２の手順は、複数の上記色信号
    からなる画像信号から、上記輝度値が上記しきい値を越
    え、かつ当該輝度値が所定の上限値を下回る上記色信号
    を選択する、 請求項２１に記載のホワイトバランス調整方法。
23. 【請求項２３】 上記第３の手順は、上記面積値がゼロ
    の場合、上記しきい値から所定のオフセット値を引いた
    上記しきい値を用いて上記積分値および上記面積値を生
    成する、 請求項２１に記載のホワイトバランス調整方法。
24. 【請求項２４】 上記第３の手順は、上記面積値がゼロ
    の場合、上記しきい値を限界しきい値として保持し、以
    降の反復操作においては、上記面積値が所定の目標値を
    越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と
    上記オフセット値を加えた値を越える場合に上記しきい
    値を一定に保つ、 請求項２３に記載のホワイトバランス調整方法。
25. 【請求項２５】 上記第３の手順は、上記操作を所定の
    時間だけ反復して終了する、 請求項２１に記載のホワイトバランス調整方法。
26. 【請求項２６】 上記第３の手順は、上記操作を所定の
    時間だけ反復して終了する、 請求項２４に記載のホワイトバランス調整方法。
27. 【請求項２７】 上記第３の手順は、上記面積値が所定
    の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積
    値を越える場合に上記操作の反復を終了する、 請求項２１に記載のホワイトバランス調整方法。
28. 【請求項２８】 上記第３の手順は、上記面積値が所定
    の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積
    値を越える場合に上記操作の反復を終了する、 請求項２４に記載のホワイトバランス調整方法。