JP2002271802A - 画像処理方法及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スミア現象を検出し、適正なホワイトバラン
スの補正値を求める。 【解決手段】 レンズ系１０等を通じた映像光がカラー
撮像素子１２に照射され、撮影された３原色信号がＡ／
Ｄ変換回路１４を通じてホワイトバランス補正回路１５
に供給される。また、システム制御用のマイクロコンピ
ュータ１６からの制御信号がタイミング発生回路１８等
に供給されてシャッター速度の制御等が行われると共
に、制御信号がホワイトバランス補正回路１５に供給さ
れる。さらにＡ／Ｄ変換回路１４からの３原色信号が測
光回路２０に供給され、撮像素子１２の読み出し方向に
沿った各３原色信号の積分データ等が求められる。また
マイクロコンピュータ１６に連携してメモリ装置２１が
設けられ、測光回路２０から供給される各データ等に基
づいてメモリ装置２１から必要な補正データ等が読み出
されてホワイトバランス補正回路１５に供給される制御
信号等が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカラー撮像
素子を用いるデジタルスチルカメラ装置に使用して好適
な画像処理方法及び撮像装置に関する。詳しくは、例え
ばカラー撮像素子において、スミア現象の影響によるホ
ワイトバランス等の変動を良好に補正するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばデジタルスチルカメラ装置におい
ては、一般的に図９に示すような回路構成が用いられ
る。図９において、被写体（図示せず）からの映像光
が、レンズ系９０と絞り機構９１を通じて例えば単板式
のカラー撮像素子（ＣＣＤ）９２に照射される。そして
このカラー撮像素子９２で映像光から電気信号に変換さ
れた３原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が、相関二重サンプリン
グ（ＣＤＳ）回路９３を通じてＡ／Ｄ変換回路９４に供
給され、３原色のデジタル信号が取り出される。さらに
この３原色のデジタル信号がホワイトバランス補正回路
９５に供給される。

【０００３】また、システム制御用のマイクロコンピュ
ータ９６が設けられる。そしてこのマイクロコンピュー
タ９６からの制御信号がバスライン９７を通じて絞り機
構９１に供給されて絞りの調節が行われると共に、タイ
ミング発生回路９８に供給されて上述のカラー撮像素子
９２及び相関二重サンプリング回路９３の駆動が制御さ
れ、シャッター速度の制御等が行われる。さらにマイク
ロコンピュータ９６からの制御信号がバスライン９７を
通じてホワイトバランス補正回路９５に供給され、３原
色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のホワイトバランスが補正され
る。

【０００４】そしてこのホワイトバランス補正回路９５
からの信号が色変換回路９９に供給され、例えば輝度
（Ｙ）信号、及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）信号に変換され
る。このようにして、カラー撮像素子（ＣＣＤ）９２に
照射された映像光から電気信号に変換された映像信号
が、例えば輝度（Ｙ）信号、及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）信
号に変換されて取り出される。なお、マイクロコンピュ
ータ９６には操作部（図示せず）からの手動信号や撮影
された映像信号が供給され、手動やプログラムによる制
御が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで例えばデジタ
ルスチルカメラ装置のようなカラー撮像素子（ＣＣＤ）
などの光電変換素子を用いた撮影システムでは、仮に同
じ被写体であっても、太陽光の下や蛍光灯下などの異な
る照明光源の下では色の見え方が変わってくる。一方、
人間の目は様々な照明光に順応するので、同じ被写体を
異なる照明光源の下で見たとしても、色の見え方はほと
んど変わらない。このため、一般的にデジタルスチルカ
メラ装置では、白色の被写体を撮影した場合には、撮影
画像が白色に見えるようにホワイトバランス補正を行っ
ている。

【０００６】すなわちホワイトバランス補正は、白色を
撮影した場合に撮像素子の出力信号にゲインをかけて３
原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の比が一定となるようにするも
のであり、人間が実際に見た被写体と撮影画像とを比較
して、色の見え方に違いが生じないようにする効果が得
られる。一般には、撮影した１画面内の色データの積分
値が無彩色データに近づくものと仮定してホワイトバラ
ンス補正を行うことが多い。なお上述の回路構成では、
ホワイトバランス補正回路９５とマイクロコンピュータ
９６との間のデータ交換により補正ゲインを定めてい
る。

【０００７】ところが上述のホワイトバランス補正を行
う際に、カラー撮像素子（ＣＣＤ）９２にいわゆるスミ
ア現象が発生すると、撮影画面の色データの積分値に誤
差が生じ、適正なホワイトバランス補正が行われなくな
って、撮影画像全体の色調が不自然なものになってしま
う。すなわちスミア現象とは、カラー撮像素子のある画
素に非常に強い光が入射すると、信号処理の過程で信号
の読み出し方向に沿って帯状に信号が全体的に変化して
しまう現象であって、これにより撮影画面の色データに
本来とは違う値が生じてしまうものである。

【０００８】そこでこのようなスミア現象の影響を軽減
する対策としては、例えば特開２０００−３３３０６０
に開示されたような先行技術が提案されている。すなわ
ちこの先行技術では、２個のカラー撮像素子を用いてこ
れらの画像信号を比較し、出力データの差がある閾値以
上になった場合には、スミア現象が発生したものとして
画像データの補正を行うものである。しかしながらこの
先行技術では、２個のカラー撮像素子が必要となるため
に小型化が困難であり、軽量化や低コスト化の障害にも
なってしまうものである。

【０００９】この出願はこのような点に鑑みて成された
ものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置
では、スミア現象が発生すると撮影画面の色データの積
分値に誤差が生じ、適正なホワイトバランス補正が行わ
れなくなって撮影画像全体の色調が不自然なものになっ
てしまい、またスミア現象の影響を軽減する対策として
提案された先行技術では、２個のカラー撮像素子が必要
となるために小型化が困難であり、軽量化や低コスト化
の障害にもなってしまうというものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、シャッター速度を変更した複数の撮像を行ってそれ
ぞれの輝度値を取得し、これらの輝度値とシャッター速
度とに応じてカラー撮像素子で撮像される画像信号を補
正してホワイトバランスの補正値を計算するようにした
ものであって、これによれば、シャッター速度を変更し
たときの輝度値からスミア現象の発生を検出することが
でき、その検出値に応じて適正なホワイトバランスの補
正値を求めることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】すなわち本発明の画像処理方法に
おいては、被写体を撮影するカラー撮像素子と、カラー
撮像素子のシャッター速度を制御する制御手段と、カラ
ー撮像素子の撮像画像内の読み出し方向に沿ったライン
ごとに輝度値を測定する測光手段とを有し、制御手段に
よりシャッター速度を変更した複数の撮像を行ってそれ
ぞれの測光手段からの輝度値を取得し、測光手段からの
輝度値とシャッター速度とに応じてカラー撮像素子で撮
像される画像信号のホワイトバランスの補正値を求めて
なるものである。

【００１２】また、本発明の撮像装置においては、被写
体を撮影するカラー撮像素子と、カラー撮像素子のシャ
ッター速度を制御する制御手段と、カラー撮像素子の撮
像画像内の読み出し方向に沿ったラインごとに輝度値を
測定する測光手段と、制御手段によりシャッター速度を
変更した複数の撮像を行ってそれぞれの測光手段からの
測光データを取得する手段と、測光手段からの輝度値と
シャッター速度とに応じてカラー撮像素子で撮像される
画像信号のホワイトバランスの補正値を求める補正手段
とを備えてなるものである。

【００１３】以下、図面を参照して本発明を説明する
に、図１は本発明による画像処理方法及び撮像装置を適
用したデジタルスチルカメラ装置の一実施形態の構成を
示すブロック図である。

【００１４】図１において、被写体（図示せず）からの
映像光が、レンズ系１０と絞り機構１１を通じて例えば
単板式のカラー撮像素子（ＣＣＤ）１２に照射される。
そしてこのカラー撮像素子１２で映像光から電気信号に
変換された３原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が、相関二重サン
プリング（ＣＤＳ）回路１３を通じてＡ／Ｄ変換回路１
４に供給され、３原色のデジタル信号が取り出される。
さらにこの３原色のデジタル信号がホワイトバランス補
正回路１５に供給される。

【００１５】また、システム制御用のマイクロコンピュ
ータ１６が設けられる。そしてこのマイクロコンピュー
タ１６からの制御信号がバスライン１７を通じて絞り機
構１１に供給されて絞りの調節が行われると共に、タイ
ミング発生回路１８に供給されて上述のカラー撮像素子
１２及び相関二重サンプリング回路１３の駆動が制御さ
れ、シャッター速度の制御等が行われる。さらにマイク
ロコンピュータ１６からの制御信号がバスライン１７を
通じてホワイトバランス補正回路１５に供給され、３原
色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のホワイトバランスが補正され
る。

【００１６】そしてこのホワイトバランス補正回路１５
からの信号が色変換回路１９に供給され、例えば輝度
（Ｙ）信号、及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）信号に変換され
る。このようにして、カラー撮像素子（ＣＣＤ）１２に
照射された映像光から電気信号に変換された映像信号
が、例えば輝度（Ｙ）信号、及び色差（Ｃｒ、Ｃｂ）信
号に変換されて取り出される。なお、マイクロコンピュ
ータ１６には操作部（図示せず）からの手動信号や撮影
された映像信号が供給され、手動やプログラムによる制
御が行われる。

【００１７】さらに上述のＡ／Ｄ変換回路１４で変換さ
れた３原色のデジタル信号（ＲO 、ＧO 、ＢO ）が測光
回路２０に供給される。この測光回路２０では、例えば
図２に示すようなカラー撮像素子１２の読み出し方向に
沿ったライン（ｉ）ごとに各３原色信号の積分データ
（ＲSUMi、ＧSUMi、ＢSUMi）や、ライン（ｉ）ごとの最
高輝度値のデータ（ＹMAXi）が求められる。そしてこれ
らの求められた各データが、バスライン１７を通じてマ
イクロコンピュータ１６に供給される。

【００１８】また、マイクロコンピュータ１６に連携し
て、各部の制御に必要なパラメータやホワイトバランス
の補正データ等を記憶しているメモリ装置（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）２１が設けられる。そして上述の測光回路２０から
供給される各データやその他の情報に基づいてメモリ装
置２１から必要な補正データ等が読み出される。さらに
この補正データ等に基づいて、上述のマイクロコンピュ
ータ１６からホワイトバランス補正回路１５に供給され
る制御信号等が形成される。

【００１９】すなわちこの実施形態において、撮像画像
はレンズ系１０によりカラー撮像素子１２上に結像さ
れ、光電変換された信号が後段の回路に出力される。ま
た測光回路２０では、カラー撮像素子１２の出力信号か
ら各ラインの最高輝度値、３原色信号の積分データ（Ｒ
SUM 、ＧSUM 、ＢSUM ）等が計算され、測光データとし
て後段のマイクロコンピュータ１６に出力される。そし
てマイクロコンピュータ１６内では、測光データから適
正な露出が計算されて、絞り機構１１での絞りの調節や
カラー撮像素子１２等でのシャッター速度の制御等が行
われる。

【００２０】また、３原色信号の積分データ（ＲSUM 、
ＧSUM 、ＢSUM ）から３原色信号のデータが均一になる
ようなホワイトバランスの補正ゲインが計算され、この
補正ゲインがホワイトバランス補正回路１５に設定され
る。なお測光回路２０では、例えばカラー撮像素子１２
の読み出し方向に沿ったライン（ｉ）ごとの各３原色信
号の積分データ（ＲSUMi、ＧSUMi、ＢSUMi）が求められ
るので、複数のラインの積分データを加算することで、
任意の領域内の積分データを算出することができる。

【００２１】そこで例えば全画面の色成分からホワイト
バランスの補正ゲインを算出したい場合には、全ライン
分の３原色信号の積分データ（ＲSUM 、ＧSUM 、ＢSUM
）を総和した結果からホワイトバランスの補正ゲイン
を求めればよい。また、カラー撮像素子１２の中心付近
の色成分を求める場合には、必要数のラインの測光デー
タから積分データを求めればよい。そしてカラー撮像素
子１２の出力信号に誤差がなければ、上述のように測光
データを用いて適正な露出、及びホワイトバランスのと
れた画像を撮影することができる。

【００２２】ところがスポット光のような明るい被写体
を撮影した場合には、スミア現象による疑似信号が発生
してカラー撮像素子１２の出力信号に誤差を生じるの
で、この出力信号の測光データからは適正なホワイトバ
ランスの補正ゲインを算出することができなくなる。そ
こでスミア現象の発生時のカラー撮像素子１２の出力信
号を用いてホワイトバランスの補正ゲインを算出する場
合には、測光データに含まれる誤差を補正する必要が生
じる。

【００２３】すなわち本発明は、撮影画像信号にスミア
現象による誤差が含まれているか否か判断し、誤差があ
る場合には測光データに補正を加えることによって、適
正なホワイトバランスの補正ゲインを算出する方法を提
案するものである。

【００２４】ところでカラー撮像素子１２として固体撮
像素子を用いる場合に、この固体撮像素子に強い光が入
射すると画素に蓄積された電荷が溢れることにより読み
出し方向に疑似信号が発生し、スミア現象となる。例え
ば図２に示すようなｉライン上の○印の位置に高輝度画
素が存在する場合には、ｉライン上の画素に蓄積された
電荷を読み出し方向に転送する際、○印の高輝度画素を
通過するために、溢れた電荷によってスミア現象が発生
し、図示の読み出し方向に沿ったｉライン上の画素に誤
差が生じる。

【００２５】またカラー撮像素子１２に、例えば図３に
示すようなベイヤー型配列の色フィルターを装備した単
板式カラー撮像素子を使用する場合には、例えば○印の
位置に高輝度画素が存在する図示のｉライン上、あるい
はｊライン上の画素に蓄積された電荷を読み出し方向に
転送する際、○印の高輝度画素を通過するために、溢れ
た電荷によってスミア現象が発生する。これによりｉラ
インの場合にはＢのデータ及びＧのデータ、ｊラインの
場合にはＲのデータ及びＧのデータに誤差が生じること
になる。

【００２６】そこでまずスミア現象による誤差の有無を
判別する方法に付いて説明する。ここで固体撮像素子の
出力信号と入力光の関係を図４に示す。この場合に、固
体撮像素子に強い光が入射した場合でも、固体撮像素子
の線形性が保たれている範囲であれば図４の関係が保た
れるので、シャッター速度Ｔ１、Ｔ２で得られる電荷量
はそれぞれ値ＣT1、ＣT2となる。なお、固体撮像素子が
カラー撮像素子１２の場合には、各色フィルターの透過
率によって入射光量と蓄積電荷の関係が異なるので、各
色信号の関係は図５に示すようになる。

【００２７】そしてカラー撮像素子１２で高照度の被写
体を撮影した場合でも、固体撮像素子の線形性が保たれ
スミア現象が発生しない条件下では、シャッター速度を
変えても固体撮像素子の出力信号の緑信号に対する赤信
号の比（Ｒ／Ｇ）、及び緑信号に対する青信号の比（Ｂ
／Ｇ）は一定である。このことを利用してスミア現象の
発生を判別することができる。すなわちシャッター速度
を変えることにより、３原色信号の比（Ｒ／Ｇ）及び
（Ｂ／Ｇ）が変動した場合には、スミア現象が発生して
いるものと判別することができる。

【００２８】具体的には、適正露出となるシャッター速
度Ｔ１の下で算出した測光データと、適正露出から僅か
に変えたシャッター速度Ｔ２のときに得られる測光デー
タから、各々の固体撮像素子の出力信号の緑信号に対す
る赤信号の比（Ｒ／Ｇ）、及び緑信号に対する青信号の
比（Ｂ／Ｇ）を計算し、これらの計算結果の比較を行っ
て、シャッター速度Ｔ１のときとＴ２のときの比（Ｒ／
Ｇ）及び（Ｂ／Ｇ）の差が、ある基準値を越えた場合に
は、測光データにスミア現象による誤差が生じていると
判断する。

【００２９】すなわち図５において、スミア現象が生じ
ていないときは、 ＲT1／ＧT1＝ＲT2／ＧT2＝γR ／γG ＢT1／ＧT1＝ＢT2／ＧT2＝γB ／γG となるのに対して、スミア現象が生じたときは、 （ＲT1＋ΔＲ）／（ＧT1＋ΔＧ）≠（ＲT2＋ΔＲ′）／
（ＧT2＋ΔＧ′） （ＢT1＋ΔＢ）／（ＧT1＋ΔＧ）≠（ＢT2＋ΔＢ′）／
（ＧT2＋ΔＧ′） となる。これによりスミア現象の発生の有無を判断する
ことができる。

【００３０】一方、スミア現象による誤差は、入射光の
強度やシャッター速度によって大きさが変化するもので
ある。またこのようなスミア現象による誤差は、入射光
の強度やシャッター速度に対して、カラー撮像素子１２
ごとに一義的に定まるものと考えられる。そこで本発明
においては、予め任意の輝度値とシャッター速度の値に
よって生じる誤差を測定し、測光データの補正に必要な
データを算出して、この補正データを、輝度値とシャッ
ター速度の値とを入力値とするルックアップテーブルに
してデジタルスチルカメラ装置内に保存しておく。

【００３１】具体的には、輝度値（Ｙ）とシャッター速
度の値（ｓ）と、スミア現象による誤差を補正するため
のデータ（Ｃdata[Y，s]）の関係を、使用されるカラー
撮像素子１２ごとに予め測定、算出して図６に示すよう
なルックアップテーブルにしておき、このテーブルをメ
モリ装置２１に記憶しておく。このようなルックアップ
テーブルは、例えば３原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ごとに用
意される。なおルックアップテーブルは、上述のように
緑信号に対する赤信号の比（Ｒ／Ｇ）、及び緑信号に対
する青信号の比（Ｂ／Ｇ）を求めて形成することもでき
る。

【００３２】そしてスミア発生時には、輝度値（Ｙ）と
シャッター速度の値（ｓ）とに応じて必要な補正データ
（Ｃdata[Y，s]）を上述のルックアップテーブルから読
み出し、測光データ（３原色信号の各積分データ）を補
正データ（Ｃdata[Y，s]）により補正する。さらにこの
補正された測光データを用いてホワイトバランスの補正
ゲインを算出することにより、スミア発生時にも適正な
ホワイトバランス補正を行うことができるものである。
なお補正ゲインの算出は、例えば測光データに補正デー
タ（Ｃdata[Y，s]）を加減乗除することにより行われ
る。

【００３３】さらに図７にはスミア現象による誤差を補
正する際の処理の流れを示す。この図７において、始め
にステップ〔１〕で、適正露出となった状態（本露光前
のモニタリング時）でのｉライン目の最大輝度レベル
（Ｙmax(i)）とスミア発生判定レベル（ＹS ）の値とが
比較される。このとき〔Ｙmax(i)＞ＹS 〕であれば（Ｙ
ｅｓ）、スミア現象が発生している可能性があるので、
スミア現象による誤差の有無の確認が行われる。

【００３４】ここでスミア現象による誤差の有無の確認
を行う場合には、例えばステップ〔２〕でシャッター速
度Ｔｎを変更し、シャッター速度の変更後の３原色信号
の積分データ（ＲSUM(Tn) 、ＧSUM(Tn) 、ＢSUM(Tn) ）
が求められる。さらにステップ〔３〕で適正なシャッタ
ー速度Ｔ０のときとシャッター速度の変更後に得られる
それぞれの積分データの比（ＲSUM ／ＧSUM ）及び（Ｂ
SUM ／ＧSUM ）が求められる。そしてステップ〔４〕
で、これらの比の値の差が基準値Δγより大きいか否か
判断される。

【００３５】すなわちステップ〔４〕では、 ｜（ＲSUM(Tn) ／ＧSUM(Tn) ）−（ＲSUM(T0) ／ＧSUM
(T0) ）｜＞Δγ 若しくは、 ｜（ＢSUM(Tn) ／ＧSUM(Tn) ）−（ＢSUM(T0) ／ＧSUM
(T0) ）｜＞Δγ が判断される。そして上述の差が基準値Δγより大きい
ときは、ステップ〔５〕で、シャッター速度Ｔ０と最大
輝度レベル（Ｙmax(i)）とによって、上述のルックアッ
プテーブルから補正データ（Ｃdata[Y，s]）が読み出さ
れる。

【００３６】さらにステップ〔６〕で、ｉライン上の３
原色信号の積分データ（ＲSUM(i)、ＧSUM(i)、ＢSUM
(i)）に対して補正データ（Ｃdata[Y，s]）を付加して
測光データの補正が行われる。そしてステップ〔７〕で
補正後の測光データを用いて積分データの比（ＲSUM ′
／ＧSUM ′）及び（ＢSUM ′／ＧSUM ′）が計算され
る。また、ステップ〔１〕または〔４〕で（Ｙｅｓ）で
ないときは、ステップ〔８〕でシャッター速度Ｔ０のと
きの測光データを用いて積分データの比（ＲSUM(T0)／
ＧSUM(T0) ）及び（ＢSUM(T0) ／ＧSUM(T0) ）が計算さ
れる。

【００３７】そしてステップ

〔９〕で、上述の計算で求
められた比（ＲSUM ′／ＧSUM ′）及び（ＢSUM ′／Ｇ
SUM ′）、若しくは比（ＲSUM(T0) ／ＧSUM(T0) ）及び
（ＢSUM(T0) ／ＧSUM(T0) ）を用いて、適切なホワイト
バランスの補正ゲインが算出され、この補正ゲインがホ
ワイトバランス補正回路１５に設定される。これによっ
て、撮影画像信号にスミア現象による誤差が含まれてい
るか否かを判断し、誤差がある場合には測光データに補
正を加えることによって、適正なホワイトバランスの補
正ゲインを算出することができる。

【００３８】従ってこの実施形態において、シャッター
速度を変更した複数の撮像を行ってそれぞれの輝度値を
取得し、これらの輝度値とシャッター速度とに応じてカ
ラー撮像素子で撮像される画像信号を補正してホワイト
バランスの補正値を計算するようにしたことによって、
シャッター速度を変更したときの輝度値からスミア現象
の発生を検出することができ、その検出値に応じて適正
なホワイトバランスの補正値を求めることができる。

【００３９】これによって、従来の装置では、スミア現
象が発生すると撮影画面の色データの積分値に誤差が生
じ、適正なホワイトバランス補正が行われなくなって撮
影画像全体の色調が不自然なものになってしまい、また
スミア現象の影響を軽減する対策として提案された先行
技術では、２個のカラー撮像素子が必要となるために小
型化が困難であり、軽量化や低コスト化の障害にもなっ
ていたものを、本発明によればこれらの問題点を容易に
解消することができるものである。

【００４０】さらに上述の実施形態において、ホワイト
バランスの補正値は測光手段からの輝度値とシャッター
速度とを入力値とするテーブルにより求めることによっ
て、補正値の形成を極めて容易に行うことができる。す
なわち上述の実施形態によれば、テーブルから読み出さ
れた補正データにより測光データを補正し、この補正さ
れた測光データを用いてホワイトバランスの補正ゲイン
を算出することで、スミア発生時にも適正なホワイトバ
ランス補正を容易に行うことができる。

【００４１】また上述の実施形態において、測光手段か
らの輝度値が所定値以上となる画素数を計数する計数手
段を設ける。そしてこの計数値によりホワイトバランス
の補正値に重み付けを与える。すなわちこの場合には、
輝度値が所定値以上となる高輝度画素数と、スミア現象
による誤差との関係を予め測定し、上述の計数値に応じ
て補正値に重み付けを与える。これによって、より精度
の高い補正を行うことができるようになる。

【００４２】さらに上述の実施形態において、測光手段
ではカラー撮像素子の撮像画像内の読み出し方向に沿っ
たラインごとに輝度値の積分値を測定すると共に、この
積分値の緑信号に対する赤信号の比（Ｒ／Ｇ）及び緑信
号に対する青信号の比（Ｂ／Ｇ）を求める。そしてこれ
らの比に対するホワイトバランスの補正値を求めてテー
ブルを形成する。これによって、例えば３原色信号
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ごとに補正値を求めてテーブルを形成す
る場合に比べて補正値の数を２／３にすることができ、
テーブルのサイズを小さくして装置のコスト等を削減す
ることができる。

【００４３】ところで上述の実施形態においては、読み
出し方向に沿った１ラインごとに輝度値の測定を行うよ
うにしたが、例えば構図や焦点位置の確認を行うような
モニタリングモード時には、被写体の動きや手振れなど
の影響で、シャッター速度の変更の前後で被写体の結像
位置にずれが生じる恐れがある。従ってこのようなずれ
が生じた場合には、上述の１ラインごとに輝度値の測定
では、シャッター速度の変更の前後で測定される輝度値
が大幅に変化し、誤動作や良好な測定を行うことができ
ない恐れがある。

【００４４】そこで例えば高輝度を含む着目ラインの周
囲にある複数ラインの測光データから、緑信号に対する
赤信号の比（Ｒ／Ｇ）及び緑信号に対する青信号の比
（Ｂ／Ｇ）を求め、これらの値から上述のスミア現象に
よる誤差の有無の判別を行うようにする。これによれ
ば、上述の被写体の動きや手振れなどの影響によって、
シャッター速度の変更の前後で被写体の結像位置にずれ
が生じた場合などにも、上述の複数ラインの範囲であれ
ば輝度値の変動が解消され、誤判定の恐れを軽減するこ
とができる。

【００４５】さらに上述の実施形態において、カラー撮
像素子の撮像画像を例えば図８に示すように複数の領域
に分割し、分割された領域ごとにシャッター速度を変更
したときの測光手段からの輝度値を取得し、分割された
領域ごとの輝度値とシャッター速度とに応じてホワイト
バランスの補正値を求める。なおスミア現象は、カラー
撮像素子の読み出し方向に沿って生じるので、ホワイト
バランスの補正は読み出し方向の領域についても補正デ
ータを付加して行う。

【００４６】これによって、例えば上述の被写体の動き
や手振れなどの影響によって、シャッター速度の変更の
前後で被写体の結像位置にずれが生じた場合などにも、
輝度値の変動が解消され、誤判定の恐れを軽減すること
ができる。またスミア現象は１画素のみでなく、２次元
平面内に広がりを持って発生している場合があるが、そ
の場合にも分割された領域ごとに測定を行うことによっ
て良好なホワイトバランスの補正を行うことができるも
のである。

【００４７】さらにこのような分割された領域を用いて
測定を行う場合には、例えばスミア現象の検出された領
域の測光データを排除して全体の測定を行う方法もある
が、例えばスミア現象の発生している近傍の画素は高い
照度で撮影されているものである。それはすなわち、よ
り高い感度で色信号が検出されている部分であり、ホワ
イトバランス補正には好適な測光データが存在している
部分であるので、この部分の測光データを補正して採用
することによって、より高精度のホワイトバランスの補
正を行うことができるものである。

【００４８】またこの実施形態において、ホワイトバラ
ンスの補正値は測光手段からの輝度値とシャッター速度
とを入力値とするテーブルにより求めることによって、
補正値の形成を極めて容易に行うことができる。すなわ
ち上述の実施形態によれば、テーブルから読み出された
補正データにより測光データを分割された領域ごとに補
正し、この補正された測光データを用いてホワイトバラ
ンスの補正ゲインを算出することで、スミア発生時にも
適正なホワイトバランス補正を容易に行うことができ
る。

【００４９】さらにこの実施形態において、測光手段か
らの輝度値が所定値以上となる画素数を分割された領域
ごと計数するに計数手段を設ける。そしてこの計数値に
より分割された領域ごとのホワイトバランスの補正値に
重み付けを与える。すなわちこの場合には、輝度値が所
定値以上となる高輝度画素数と、スミア現象による誤差
との関係を予め測定し、上述の計数値に応じて補正値に
重み付けを与える。これによって、より精度の高い補正
を行うことができるようになる。

【００５０】またこの実施形態において、測光手段では
分割された領域ごとに輝度値の積分値を測定すると共
に、この積分値の緑信号に対する赤信号の比（Ｒ／Ｇ）
及び緑信号に対する青信号の比（Ｂ／Ｇ）を求める。そ
してこれらの比に対するホワイトバランスの補正値を求
めてテーブルを形成する。これによって、例えば３原色
信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ごとに補正値を求めてテーブルを形
成する場合に比べて補正値の数を２／３にすることがで
き、テーブルのサイズを小さくして装置のコスト等を削
減することができる。

【００５１】こうして上述の画像処理方法によれば、被
写体を撮影するカラー撮像素子と、カラー撮像素子のシ
ャッター速度を制御する制御手段と、カラー撮像素子の
撮像画像内の読み出し方向に沿ったラインごとに輝度値
を測定する測光手段とを有し、制御手段によりシャッタ
ー速度を変更した複数の撮像を行ってそれぞれの測光手
段からの輝度値を取得し、測光手段からの輝度値とシャ
ッター速度とに応じてカラー撮像素子で撮像される画像
信号のホワイトバランスの補正値を求めることにより、
シャッター速度を変更したときの輝度値からスミア現象
の発生を検出することができ、その検出値に応じて適正
なホワイトバランスの補正値を求めることができるもの
である。

【００５２】また、上述の撮像装置によれば、被写体を
撮影するカラー撮像素子と、カラー撮像素子のシャッタ
ー速度を制御する制御手段と、カラー撮像素子の撮像画
像内の読み出し方向に沿ったラインごとに輝度値を測定
する測光手段と、制御手段によりシャッター速度を変更
した複数の撮像を行ってそれぞれの測光手段からの測光
データを取得する手段と、測光手段からの輝度値とシャ
ッター速度とに応じてカラー撮像素子で撮像される画像
信号のホワイトバランスの補正値を求める補正手段とを
備えることにより、シャッター速度を変更したときの輝
度値からスミア現象の発生を検出することができ、その
検出値に応じて適正なホワイトバランスの補正値を求め
ることができるものである。

【００５３】なお本発明は、上述の説明した実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱するこ
となく種々の変形が可能とされるものである。

【００５４】

【発明の効果】従って請求項１の発明によれば、シャッ
ター速度を変更した複数の撮像を行ってそれぞれの輝度
値を取得し、これらの輝度値とシャッター速度とに応じ
てカラー撮像素子で撮像される画像信号を補正してホワ
イトバランスの補正値を計算するようにしたことによっ
て、シャッター速度を変更したときの輝度値からスミア
現象の発生を検出することができ、その検出値に応じて
適正なホワイトバランスの補正値を求めることができる
ものである。

【００５５】また請求項２の発明によれば、ホワイトバ
ランスの補正値は測光手段からの輝度値とシャッター速
度とを入力値とするテーブルにより求めることによっ
て、補正値の形成を極めて容易に行うことができ、テー
ブルから読み出された補正データにより測光データを補
正し、この補正された測光データを用いてホワイトバラ
ンスの補正ゲインを算出することで、スミア発生時にも
適正なホワイトバランス補正を容易に行うことができる
ものである。

【００５６】また請求項３の発明によれば、測光手段か
らの輝度値が所定値以上となる画素数を計数し、この計
数値によりホワイトバランスの補正値に重み付けを与え
ることによって、より精度の高い補正を行うことができ
るようになるものである。

【００５７】また請求項４の発明によれば、測光手段で
はカラー撮像素子の撮像画像内の読み出し方向に沿った
ラインごとに輝度値の積分値を測定すると共に、この積
分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信号に対する青
信号の比を求め、これらの比に対するホワイトバランス
の補正値を求めてテーブルを形成することによって、テ
ーブルのサイズを小さくして装置のコスト等を削減する
ことができるものである。

【００５８】また請求項５の発明によれば、カラー撮像
素子の撮像画像を複数の領域に分割し、制御手段により
シャッター速度を変更した複数の撮像を行って測光手段
からの輝度値を分割された領域ごとに取得し、測光手段
からの分割された領域ごとの輝度値とシャッター速度と
に応じてカラー撮像素子で撮像される画像信号の分割さ
れた領域ごとのホワイトバランスの補正値を求めること
によって、シャッター速度の変更の前後で被写体の結像
位置にずれが生じた場合などにも、輝度値の変動が解消
され、誤判定の恐れを軽減することができるものであ
る。

【００５９】また請求項６の発明によれば、ホワイトバ
ランスの補正値は測光手段からの輝度値とシャッター速
度とを入力値とするテーブルにより求めることによっ
て、補正値の形成を極めて容易に行うことができ、テー
ブルから読み出された補正データにより測光データを補
正し、この補正された測光データを用いてホワイトバラ
ンスの補正ゲインを算出することで、スミア発生時にも
適正なホワイトバランス補正を容易に行うことができる
ものである。

【００６０】また請求項７の発明によれば、測光手段か
らの輝度値が所定値以上となる画素数を分割された領域
ごとに計数し、この計数値により分割された領域ごとの
ホワイトバランスの補正値に重み付けを与えることによ
って、より精度の高い補正を行うことができるようにな
るものである。

【００６１】また請求項８の発明によれば、測光手段で
は分割された領域ごとに輝度値の積分値を測定すると共
に、この積分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信号
に対する青信号の比を求め、これらの比に対するホワイ
トバランスの補正値を求めてテーブルを形成することに
よって、テーブルのサイズを小さくして装置のコスト等
を削減することができるものである。

【００６２】さらに請求項９の発明によれば、シャッタ
ー速度を変更した複数の撮像を行ってそれぞれの輝度値
を取得し、これらの輝度値とシャッター速度とに応じて
カラー撮像素子で撮像される画像信号を補正してホワイ
トバランスの補正値を計算するようにしたことによっ
て、シャッター速度を変更したときの輝度値からスミア
現象の発生を検出することができ、その検出値に応じて
適正なホワイトバランスの補正値を求めることができる
ものである。

【００６３】また請求項１０の発明によれば、測光手段
からの輝度値とシャッター速度とを入力値としてホワイ
トバランスの補正値を求めるテーブルを有することによ
って、補正値の形成を極めて容易に行うことができ、テ
ーブルから読み出された補正データにより測光データを
補正し、この補正された測光データを用いてホワイトバ
ランスの補正ゲインを算出することで、スミア発生時に
も適正なホワイトバランス補正を容易に行うことができ
るものである。

【００６４】また請求項１１の発明によれば、測光手段
からの輝度値が所定値以上となる画素数を求める計数手
段と、この計数値によりホワイトバランスの補正値に重
み付けを与える加重手段とを有することによって、より
精度の高い補正を行うことができるようになるものであ
る。

【００６５】また請求項１２の発明によれば、測光手段
ではカラー撮像素子の撮像画像内の読み出し方向に沿っ
たラインごとに輝度値の積分値を測定すると共に、この
積分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信号に対する
青信号の比を求める手段を有し、これらの比に対するホ
ワイトバランスの補正値を求めてテーブルを形成するこ
とによって、テーブルのサイズを小さくして装置のコス
ト等を削減することができるものである。

【００６６】また請求項１３の発明によれば、カラー撮
像素子の撮像画像を複数の領域に分割し、制御手段によ
りシャッター速度を変更した複数の撮像を行って測光手
段からの輝度値を分割された領域ごとに取得し、測光手
段からの分割された領域ごとの輝度値とシャッター速度
とに応じてカラー撮像素子で撮像される画像信号の分割
された領域ごとのホワイトバランスの補正値を求めるこ
とによって、シャッター速度の変更の前後で被写体の結
像位置にずれが生じた場合などにも、輝度値の変動が解
消され、誤判定の恐れを軽減することができるものであ
る。

【００６７】また請求項１４の発明によれば、測光手段
からの輝度値とシャッター速度とを入力値としてホワイ
トバランスの補正値を求めるテーブルを有することによ
って、補正値の形成を極めて容易に行うことができ、テ
ーブルから読み出された補正データにより測光データを
補正し、この補正された測光データを用いてホワイトバ
ランスの補正ゲインを算出することで、スミア発生時に
も適正なホワイトバランス補正を容易に行うことができ
るものである。

【００６８】また請求項１５の発明によれば、測光手段
からの輝度値が所定値以上となる画素数を分割された領
域ごとに求める計数手段と、この計数値により分割され
た領域ごとのホワイトバランスの補正値に重み付けを与
える加重手段とを有することによって、より精度の高い
補正を行うことができるようになるものである。

【００６９】また請求項１６の発明によれば、測光手段
では分割された領域ごとに輝度値の積分値を測定すると
共に、この積分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信
号に対する青信号の比を求める手段を有し、これらの比
に対するホワイトバランスの補正値を求めてテーブルを
形成することによって、テーブルのサイズを小さくして
装置のコスト等を削減することができるものである。

【００７０】これによって、従来の装置では、スミア現
象が発生すると撮影画面の色データの積分値に誤差が生
じ、適正なホワイトバランス補正が行われなくなって撮
影画像全体の色調が不自然なものになってしまい、また
スミア現象の影響を軽減する対策として提案された先行
技術では、２個のカラー撮像素子が必要となるために小
型化が困難であり、軽量化や低コスト化の障害にもなっ
ていたものを、本発明によればこれらの問題点を容易に
解消することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像処理方法及び撮像装置を適用
したデジタルスチルカメラ装置の一実施形態の構成を示
すブロック図である。

【図２】スミア現象の説明のための図である。

【図３】スミア現象の説明のための図である。

【図４】スミア現象による誤差の検出の説明のための図
である。

【図５】スミア現象による誤差の検出の説明のための図
である。

【図６】ルックアップテーブルの説明のための図であ
る。

【図７】動作の説明のための流れ図である。

【図８】本発明による画像処理方法及び撮像装置を適用
したデジタルスチルカメラ装置の他の実施形態の説明の
ための図である。

【図９】従来のデジタルスチルカメラ装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１０…レンズ系、１１…絞り機構、１２…単板式のカラ
ー撮像素子（ＣＣＤ）、１３…相関二重サンプリング
（ＣＤＳ）回路、１４…Ａ／Ｄ変換回路、１５…ホワイ
トバランス補正回路、１６…システム制御用のマイクロ
コンピュータ、１７…バスライン、１８…タイミング発
生回路、１９…色変換回路、２０…測光回路、２１…メ
モリ装置（ＥＥＰＲＯＭ）

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を撮影するカラー撮像素子と、 前記カラー撮像素子のシャッター速度を制御する制御手
   段と、 前記カラー撮像素子の撮像画像内の読み出し方向に沿っ
   たラインごとに輝度値を測定する測光手段とを有し、 前記制御手段により前記シャッター速度を変更した複数
   の撮像を行ってそれぞれの前記測光手段からの輝度値を
   取得し、 前記測光手段からの輝度値と前記シャッター速度とに応
   じて前記カラー撮像素子で撮像される画像信号のホワイ
   トバランスの補正値を求めることを特徴とする画像処理
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像処理方法において、 前記ホワイトバランスの補正値は前記測光手段からの輝
   度値とシャッター速度とを入力値とするテーブルにより
   求めることを特徴とする画像処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の画像処理方法において、 前記測光手段からの輝度値が所定値以上となる画素数を
   計数し、 この計数値により前記ホワイトバランスの補正値に重み
   付けを与えることを特徴とする画像処理方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の画像処理方法において、 前記測光手段では前記カラー撮像素子の撮像画像内の読
   み出し方向に沿ったラインごとに輝度値の積分値を測定
   すると共に、 この積分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信号に対
   する青信号の比を求め、 これらの比に対する前記ホワイトバランスの補正値を求
   めて前記テーブルを形成することを特徴とする画像処理
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の画像処理方法において、 前記カラー撮像素子の撮像画像を複数の領域に分割し、 前記制御手段により前記シャッター速度を変更した複数
   の撮像を行って前記測光手段からの輝度値を前記分割さ
   れた領域ごとに取得し、 前記測光手段からの前記分割された領域ごとの輝度値と
   前記シャッター速度とに応じて前記カラー撮像素子で撮
   像される画像信号の前記分割された領域ごとのホワイト
   バランスの補正値を求めることを特徴とする画像処理方
   法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の画像処理方法において、 前記ホワイトバランスの補正値は前記測光手段からの輝
   度値とシャッター速度とを入力値とするテーブルにより
   求めることを特徴とする画像処理方法。
7. 【請求項７】 請求項５記載の画像処理方法において、 前記測光手段からの輝度値が所定値以上となる画素数を
   前記分割された領域ごとに計数し、 この計数値により前記分割された領域ごとの前記ホワイ
   トバランスの補正値に重み付けを与えることを特徴とす
   る画像処理方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載の画像処理方法において、 前記測光手段では前記分割された領域ごとに前記輝度値
   の積分値を測定すると共に、 この積分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信号に対
   する青信号の比を求め、 これらの比に対する前記ホワイトバランスの補正値を求
   めて前記テーブルを形成することを特徴とする画像処理
   方法。
9. 【請求項９】 被写体を撮影するカラー撮像素子と、 前記カラー撮像素子のシャッター速度を制御する制御手
   段と、 前記カラー撮像素子の撮像画像内の読み出し方向に沿っ
   たラインごとに輝度値を測定する測光手段と、 前記制御手段により前記シャッター速度を変更した複数
   の撮像を行ってそれぞれの前記測光手段からの測光デー
   タを取得する手段と、 前記測光手段からの輝度値と前記シャッター速度とに応
   じて前記カラー撮像素子で撮像される画像信号のホワイ
   トバランスの補正値を求める補正手段とを備えたことを
   特徴とする撮像装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の撮像装置において、 前記測光手段からの輝度値とシャッター速度とを入力値
    として前記ホワイトバランスの補正値を求めるテーブル
    を有することを特徴とする撮像装置。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の撮像装置において、 前記測光手段からの輝度値が所定値以上となる画素数を
    求める計数手段と、 この計数値により前記ホワイトバランスの補正値に重み
    付けを与える加重手段とを有することを特徴とする撮像
    装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の撮像装置において、 前記測光手段では前記カラー撮像素子の撮像画像内の読
    み出し方向に沿ったラインごとに輝度値の積分値を測定
    すると共に、 この積分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信号に対
    する青信号の比を求める手段を有し、 これらの比に対する前記ホワイトバランスの補正値を求
    めて前記テーブルを形成することを特徴とする撮像装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項９記載の撮像装置において、 前記カラー撮像素子の撮像画像を複数の領域に分割し、 前記制御手段により前記シャッター速度を変更した複数
    の撮像を行って前記測光手段からの輝度値を前記分割さ
    れた領域ごとに取得し、 前記測光手段からの前記分割された領域ごとの輝度値と
    前記シャッター速度とに応じて前記カラー撮像素子で撮
    像される画像信号の前記分割された領域ごとのホワイト
    バランスの補正値を求めることを特徴とする撮像装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の撮像装置において、 前記測光手段からの輝度値とシャッター速度とを入力値
    として前記ホワイトバランスの補正値を求めるテーブル
    を有することを特徴とする撮像装置。
15. 【請求項１５】 請求項１３記載の撮像装置において、 前記測光手段からの輝度値が所定値以上となる画素数を
    前記分割された領域ごとに求める計数手段と、 この計数値により前記分割された領域ごとの前記ホワイ
    トバランスの補正値に重み付けを与える加重手段とを有
    することを特徴とする撮像装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４記載の撮像装置において、 前記測光手段では前記分割された領域ごとに前記輝度値
    の積分値を測定すると共に、 この積分値の緑信号に対する赤信号の比及び緑信号に対
    する青信号の比を求める手段を有し、 これらの比に対する前記ホワイトバランスの補正値を求
    めて前記テーブルを形成することを特徴とする撮像装
    置。