JP2004023205A - Device and method for processing color signal and camera device - Google Patents

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JP2004023205A
JP2004023205A JP2002172229A JP2002172229A JP2004023205A JP 2004023205 A JP2004023205 A JP 2004023205A JP 2002172229 A JP2002172229 A JP 2002172229A JP 2002172229 A JP2002172229 A JP 2002172229A JP 2004023205 A JP2004023205 A JP 2004023205A
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white balance
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Hideo Hashimoto
橋本 秀雄
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Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize auto white balance with high performance and to improve image quality by correctly reproducing the colors of the whole image. <P>SOLUTION: A primary color signal of R (red), G (green) and B (blue) obtained by applying color splitting to a digital image signal obtained by being subjected to A/D conversion from a solid-state imaging device with color splitting processing of a luminance signal processing part 51, and a luminance signal (Y) of the digital image signal are inputted to an optical detector 52. The signals are respectively integrated in each field to determine the imaged state of the image signal on the basis of the integrated value and the number of integrated pixels. A digital filter performs pixel averaging processing of the digital image signal and on/off control of integration processing in an integration circuit for white balance control is performed in accordance with this determination result to perform auto white balance processing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を撮像して得られる色信号に適正なホワイトバランス処理を行うことができる色信号処理回路、色信号処理方法、及びそれらを用いたカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えばCCD撮像素子などの固体撮像素子を用いて被写体の撮像を行うと、その被写体に含まれる白色は、屋内などの色温度が低い場所では画面全体が赤色にシフトし、屋外などの色温度が高い場所では画面全体が青色にシフトする。
ところで、固体撮像素子を撮像デバイスとして用いたカメラシステムでは、被写体の白色を撮像した撮像結果において、無彩色の白色して映し出すために、光源の色温度が変化した場合に、例えば図2に示すように、色温度の変化に応じて白色が黒体放射カーブに沿って移動し、色がついて見える白色を、無彩色の白に合わせるオートホワイトバランス処理を行なうようにしている。なお、図2において、横軸は色差信号B−Yの振幅(ゲイン)を示し、縦軸は色差信号R−Yの振幅を示し、原点が無彩色の白となる。
このオートホワイトバランス処理では、図3に示す加法混色、すなわち全ての色を足し合わせると白色になるという考えに基づき、R、G、Bの各原色信号を積分し、この積分データをもとに色温度判定を行い、ホワイトバランスを合わせるようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、全ての画素データを積分したデータをもとに色温度反判定を行うようにした従来の色信号処理回路では、撮像している被写体にバランスよくさまざまな色があれば理想的であるが、被写体に原色、補色などの色が偏って存在する場合には、積分データが色温度変化に偏りがあるかどうかの判定が難しいという問題があった(例えば特開平11−243557号公報参照)。
【0004】
そこで本発明の目的は、高性能なオートホワイトバランスを実現でき、かつ、画面全体の色を正しく再現して画質を向上させることができる色信号処理回路、色信号処理方法、及びカメラ装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、画像信号を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された画像信号を色分離してRGBの原色信号と輝度信号とを出力する色分離手段と、前記色分離手段によって得られた原色信号と輝度信号をそれぞれフィールド毎に積分する積分手段と、前記積分手段によって得られた積分値と積分画素数とに基づいて前記画像信号の撮像状態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて画像信号のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御手段とを有することを特徴とする。
また本発明は、画像信号を色分離して得られたRGBの原色信号と輝度信号について、それぞれフィールド毎の第1の積分処理を行い、その積分値と積分画素数とによって前記画像信号の撮像状態を判定し、その判定結果に応じて画像信号のホワイトバランスを制御することを特徴とする。
【0006】
また本発明は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段より得られた画像信号の色信号処理を行う色信号処理回路とを有するカメラ装置において、前記色信号処理回路は、前記撮像手段より得られた画像信号を色分離してRGBの原色信号と輝度信号とを出力する色分離手段と、前記色分離手段によって得られた原色信号と輝度信号をそれぞれフィールド毎に積分する積分手段と、前記積分手段によって得られた積分値と積分画素数とに基づいて前記画像信号の撮像状態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて画像信号のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御手段とを有して構成されることを特徴とする。
【0007】
本発明の色信号処理回路、色信号処理方法、及びカメラ装置では、画像信号を色分離して得られた原色信号と輝度信号をフィールド毎に積分し、その積分値と積分画素数とによって画像信号の撮像状態を判定し、この判定結果に基づいて画像信号のホワイトバランスを制御するようにしたことから、ホワイトバランス制御のための積分前に、原色や補色に近い色や白色に近い色を判定し、色温度変化時の色と判定した時にのみ色信号情報を積分することが可能となる。
例えば、色温度変化時の色と判定した時のデータのみをオートホワイトバランス用のデータとして採用したり、色温度変化以外の時の色と判定した時のデータをオートホワイトバランス用のデータから除外することができる。
したがって、被写体に原色あるいは補色が偏って存在する場合でも、精度よくホワイトバランスを合わせることができるようになり、オートホワイトバランスの性能向上を実現でき、出力画像の色再現性や画質の向上を実現することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による色信号処理回路、色信号処理方法、及びカメラ装置の実施の形態例について説明する。
図1は本発明の実施の形態例を適用したカメラ装置の全体構成を示すブロック図である。
図示のように、このカメラ装置は、レンズ10、撮像素子20、プリアンプ30、A/Dコンバータ40、デジタル信号処理回路50、システムコントローラ60とで構成されている。
撮像素子20は、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の固体撮像素子であり、レンズ10を通して被写体の撮像を行い、その撮像結果である画像信号を出力する。
プリアンプ30は、このような撮像素子20による画像信号を増幅してA/Dコンバータ40に送出し、A/Dコンバータ40は、プリアンプ30からのアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換してデジタル信号処理回路50に出力する。
【0009】
デジタル信号処理回路50は、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)等より構成され、A/Dコンバータ40から入力されたデジタル画像信号に各種の信号処理を施し、最終的な画像信号としてアナログ信号に変換して出力するものである。
システムコントローラ60は、本カメラ装置全体を制御するものであり、例えば、デジタル信号処理回路50における色信号の処理に必要なプログラム61等を格納している。
【0010】
次に、本例におけるデジタル信号処理回路50について説明する。
図示のように、本例のデジタル信号処理回路50は、主な構成要素として、輝度信号処理部51と、オプティカルディテクタ52と、D/Aコンバータ53とを有している。
輝度信号処理部51は、A/Dコンバータ40から入力されたデジタル画像信号の色分離処理、オートホワイトバランス処理、ガンマ補正処理、色差マトリクス処理、及びエンコーダ処理等を行うものである。
また、オプティカルディテクタ52は、輝度信号処理部51の色分離処理によって得られた輝度信号を入力し、その検波信号をシステムコントローラ60に出力するとともに、システムコントローラ60からの色信号処理制御信号を受け取るものであり、輝度信号処理部51におけるオートホワイトバランス処理に必要な色信号の判定処理を行う。
また、D/Aコンバータ53は、輝度信号処理部51よって処理されたデジタル画像信号を再びアナログ画像信号に戻して後段に出力するものである。
【0011】
特に本例では、輝度信号処理部51及びオプティカルディテクタ52によるデジタル画像信号の色分離処理、オートホワイトバランス処理について、以下のような処理を行う。
(1)入力されたデジタル画像信号を、輝度信号処理部51の色分離処理によって色分離して得られたR(赤)、G(緑)、B(青)の原色信号と、デジタル画像信号の輝度信号(Y)とをオプティカルディテクタ52に入力し、これらの信号を、それぞれフィールド毎に積分し、その積分値と積分画素数とによって画像信号の撮像状態を判定する。
(2)そして、この判定結果に応じて、デジタル画像信号に対し、M段(垂直)×N段(水平)の画素平均処理を行なう。
(3)さらに、この画素平均処理を行なったR(赤)、G(緑)、B(青)の原色信号から色温度変化以外のデータ変化(原色に近い色、補色に近い色)を検出し、リアルタイムでオートホワイトバランス用の積分処理のオン/オフを制御する積分ゲートパルスを生成する。
(4)そして、この積分ゲートパルスで積分を許可された期間の間だけで、輝度信号処理部51でデジタル画像信号を色分離して得られたR(赤)、G(緑)、B(青)の原色信号を積分する。
【0012】
以下、このような本例の色信号処理を行うための構成と信号処理の内容について具体的に説明する。
図4は、上述したデジタル信号処理回路50のオプティカルディテクタ52内の処理内容を示すブロック図である。
本例の色信号処理回路は、ハードウェア部分とシステムコントローラ60を含むソフトウェア部分とで構成されている。
このうちハードウェア部分は、デジタルフィルタによって垂直方向にM段、水平方向にN段の画素情報を平均化する画素平均回路110と、G(緑)、R(赤)、B(青)の原色信号の情報から色の飽和度を抽出し、白色に近い色、補色に近い色、原色に近い色のいずれかを判定する色信号判定回路(飽和度検出回路)120と、輝度信号もしくは色信号を上述した積分ゲートパルスで積分を許可された期間に限り積分する積分回路(第2の積分手段)130とを含している。
【0013】
また、本例では、積分回路130と同様の構成を有する積分回路(第1の積分手段)140を搭載している。
そして、この積分回路140では、撮像素子20の撮像結果に応じたデジタル画像信号を色分離して得られたR(赤)、G(緑)、B(青)の原色信号と、デジタル画像信号の輝度信号(Y)を、それぞれフィールド毎に積分にし、そのY信号とR、G、B信号の積分値と積分画素数を出力としてシステムコントローラ60に渡すものである。
また、システムコントローラ60では、この出力結果を基にして、画素平均回路110と色信号判定回路(飽和度検出回路)120を制御する制御信号1、2を出力する。
画素平均回路110では、デジタル画像信号を色分離して得られたR、G、Bの原色信号に対し、M×N段のフィルタによって空間周波数を落とす処理を行う(垂直Mライン×水平N画素の平均をとっている)。
【0014】
これにより、垂直ライン数(M)と水平画素数(N)は、積分回路140の出力結果に基づいて、システムコントローラ60からの制御信号2によって制御される。
この制御方法としては、例えば以下のような例が考えられる。
(1)積分回路140から出力されたR、G、Bの値に偏りがある場合には、原色もしくは補色に近い色の被写体が画面の大部分を占めていると考えられるので、垂直ライン数と水平画素数を大きな値に設定して、画面の大部分を占めると予測される被写体を同一色とみなす。
(2)積分回路140から出力されたR、G、Bの値が均等の場合には、画面の中には様々な被写体が存在していると予測されるので、垂直ライン数と水平画素数を小さな値に設定して、局所的に存在する原色にもしくは補色に近い色の画素を対象とする。
【0015】
また、このような色信号判定回路120のアルゴリズムは、図5に示すように、G、R、Bの信号量成分から白色に近い色(G、R、Bの信号量が均等)、補色に近い色(G、R、Bの中の1つの信号量が他の2つに比べて無視できるくらい小さい)、原色に近い色(G、R、Bの中の2つの信号量が残る1つに比べて無視できるくらい小さい)を判定するものである。
そして、色信号判定回路120では、このようなアルゴリズムを実現する手段として、図6に示すように、色情報検出回路121、色情報判定回路122、及び積分ゲートパルス発生回路123を含む構成で実現している。
【0016】
色情報検出回路121では、比較器121Aで、色信号のG、R、Bの各成分を任意の色信号スライスレベルと順次比較し、色信号が色信号スライスレベル以上なら1を出力し、未満なら0を出力する。この比較器121Aの出力は、1画素単位でDフリップフロップによる3つのラッチ回路121B、121C、121Dに順次シフトされてラッチされる。
そして、ラッチ回路121B、121C、121Dの出力が加算器121Eに出力され、この1画素単位での色信号のG、R、Bの各成分の比較器出力の和が算出される。なお、比較器121Aにおける色信号スライスレベルの設定は、システムコントローラ60により積分回路140の出力結果から値を算出し、リアルタイムに設定される。
【0017】
また、色情報判定回路122では、色情報検出回路121の出力から色信号の色情報を判定する。
すなわち、色情報検出回路121の出力の和が3ならG≒R≒Bということなので白色に近い色となり、和が2なら補色に近い色、和が1なら原色に近い色となる。
この色情報判定回路122では、色情報検出回路121の出力をDフリップフロップによるラッチ回路122Aでラッチし、この値を2つの比較器122B、122Cと2つのパラメータ(飽和度判定レベル1と飽和度判定レベル2)、及び各比較出力のANDをとるAND回路122Dとによって判定する。
例えば、飽和度判定レベル1=3、飽和度判定レベル2=3と設定した場合は、白色に近い色(色情報検出回路121の出力が3)の時のみ色情報判定回路122の出力が1となる。
また、飽和度判定レベル1=2、飽和度判定レベル2=1と設定した場合は、原色に近い色(色情報検出回路121の出力が1)の時と補色に近い色(色情報検出回路121の出力が2)の時に色情報判定回路122の出力が1となる。
【0018】
積分ゲートパルス発生回路123では、インバータ回路123Aとスイッチ回路123Bとで構成され、色情報判定回路122の出力を反転/正転する機能を実現するものである。
本例においは、積分回路130は積分ゲートパルスがLレベルの期間に積分する設計になっているため、この積分ゲートパルス発生回路123においてパルスの極性を変えることにより、白色に近い色を積分する/積分しない、補色に近い色を積分する/積分しない、原色に近い色を積分する/積分しないの設定が可能になる。
そして、積分回路130では、画像信号を色分離して得られたR、G、Bを、色信号判定回路120で生成した積分ゲートパルスによって積分が許可された期間の間だけ積分を行う。このことにより、色温度変化時の色と判定した時にのみ色信号情報を積分することが可能となる。
【0019】
以上のような本実施の形態例によれば、オートホワイトバランス制御の際に、原色や補色に近い色や白色に近い色を判定回路で積分前に判定し、色温度変化時の色と判定した時にのみ色信号情報を積分することが可能となる。言い換えると、色温度変化時の色と判定した時のデータのみをオートホワイトバランス用のデータと採用したり、色温度変化以外の時の色と判定した時のデータをオートホワイトバランス用のデータから除外することができるようになる。
したがって、被写体に原色あるいは補色が偏って存在する場合でも、精度よくホワイトバランスを合わせることができるようになり、オートホワイトバランスの性能アップにつながり、カメラ装置の色再現および画質を向上させることができる。
【0020】
なお、以上の実施の形態例は、本発明による色信号処理回路及び色信号処理方法をカメラ装置として構成した場合について説明したが、本発明は色信号処理回路単体及び色信号処理方法単体として構成することも可能である。
また、以上の実施の形態例では、固体撮像素子による画像信号を処理する構成について説明したが、本発明は他の撮像手段や媒体より入力した画像信号を処理するものにも同様に適用し得るものであり、さらに、スチルカメラ、ビデオカメラのいずれにも適用できるものである。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の色信号処理回路、色信号処理方法、及びカメラ装置によれば、オートホワイトバランス制御の際に、原色や補色に近い色や白色に近い色を判定回路で積分前に判定し、色温度変化時の色と判定した時にのみ色信号情報を積分することが可能となるため、被写体に原色あるいは補色が偏って存在する場合でも、精度よくホワイトバランスを合わせることができるようになり、オートホワイトバランス制御の性能を向上でき、出力画像の色再現および画質を向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を適用したカメラ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】ベクトルスコープ上での黒体放射カーブを示す説明図である。
【図3】加法混色を説明する説明図である。
【図4】図1に示すカメラ装置におけるデジタル信号処理回路のオプティカルディテクタ内の処理内容を示すブロック図である。
【図5】図4に示す色信号判定回路におけるアルゴリズムを示す説明図である。
【図6】図4に示す色信号判定回路の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10……レンズ、20……撮像素子、30……プリアンプ、40……A/Dコンバータ、50……デジタル信号処理回路、60……システムコントローラ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color signal processing circuit and a color signal processing method capable of performing appropriate white balance processing on a color signal obtained by imaging a subject, and a camera device using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an image of a subject is captured using a solid-state image sensor such as a CCD image sensor, the entire white screen included in the subject shifts to red in a place where the color temperature is low, such as indoors, and is used in an outdoor environment. In places where the color temperature is high, the entire screen shifts to blue.
By the way, in a camera system using a solid-state imaging device as an imaging device, when the color temperature of a light source changes in order to project an achromatic white in an imaging result of imaging a white of a subject, for example, as shown in FIG. As described above, the white color moves along the blackbody radiation curve in accordance with the change in the color temperature, and the automatic white balance processing is performed so that the white color that appears to be colored becomes the achromatic white color. In FIG. 2, the horizontal axis represents the amplitude (gain) of the color difference signal BY, the vertical axis represents the amplitude of the color difference signal RY, and the origin is achromatic white.
In the automatic white balance processing, the R, G, and B primary color signals are integrated based on the additive color mixture shown in FIG. 3, that is, the idea that all the colors add up to produce a white color. The color temperature was determined and the white balance was adjusted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in the conventional color signal processing circuit that performs the color temperature inverse determination based on the data obtained by integrating all the pixel data, if the object to be imaged has various colors in a well-balanced manner. Although ideal, there is a problem that it is difficult to determine whether or not the integrated data has a bias in the color temperature change if the subject has a biased color such as a primary color or a complementary color (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 243557).
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a color signal processing circuit, a color signal processing method, and a camera device that can realize high-performance auto white balance and that can correctly reproduce the colors of the entire screen and improve image quality. Is to do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an input unit that inputs an image signal, a color separation unit that performs color separation on an image signal input by the input unit and outputs an RGB primary color signal and a luminance signal, Integrating means for integrating the primary color signal and the luminance signal obtained by the color separating means for each field, and determination for judging the imaging state of the image signal based on the integrated value and the number of integrated pixels obtained by the integrating means. Means, and white balance control means for controlling the white balance of the image signal based on the determination result of the determination means.
Also, the present invention performs a first integration process for each of the fields of an RGB primary color signal and a luminance signal obtained by color separation of an image signal, and captures the image signal based on the integrated value and the number of integrated pixels. The state is determined, and the white balance of the image signal is controlled according to the determination result.
[0006]
Further, according to the present invention, in a camera device having an image pickup unit for picking up an image of a subject and a color signal processing circuit for performing color signal processing of an image signal obtained by the image pickup unit, the color signal processing circuit is provided by the image pickup unit. Color separation means for color-separating the obtained image signal to output RGB primary color signals and luminance signals, integration means for integrating the primary color signals and luminance signals obtained by the color separation means for each field, Determining means for determining an imaging state of the image signal based on the integral value and the number of integrated pixels obtained by the integrating means; and white balance control for controlling a white balance of the image signal based on the determination result of the determining means Means.
[0007]
In a color signal processing circuit, a color signal processing method, and a camera device according to the present invention, a primary color signal and a luminance signal obtained by color-separating an image signal are integrated for each field, and an image is represented by the integrated value and the number of integrated pixels. Since the imaging state of the signal is determined and the white balance of the image signal is controlled based on the determination result, before integration for white balance control, a color close to a primary color or a complementary color or a color close to white is determined. It is possible to integrate the color signal information only when it is determined and the color is determined to be the color temperature change.
For example, only data when the color is determined as a color temperature change is used as data for auto white balance, or data when the color is determined as a color other than color temperature change is excluded from the data for auto white balance. can do.
Therefore, even when the primary color or the complementary color exists in the subject, the white balance can be accurately adjusted, and the performance of the auto white balance can be improved, and the color reproducibility and the image quality of the output image can be improved. can do.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a color signal processing circuit, a color signal processing method, and a camera device according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a camera device to which an embodiment of the present invention is applied.
As shown, the camera device includes a lens 10, an image sensor 20, a preamplifier 30, an A / D converter 40, a digital signal processing circuit 50, and a system controller 60.
The imaging device 20 is a solid-state imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor, and captures an image of a subject through the lens 10 and outputs an image signal as a result of the imaging.
The preamplifier 30 amplifies the image signal from the image sensor 20 and sends the amplified image signal to the A / D converter 40. The A / D converter 40 converts the analog image signal from the preamplifier 30 into a digital image signal, Output to the processing circuit 50.
[0009]
The digital signal processing circuit 50 is composed of a DSP (digital signal processor) or the like, performs various signal processing on the digital image signal input from the A / D converter 40, and converts the digital image signal into an analog signal as a final image signal. Output.
The system controller 60 controls the entire camera device, and stores, for example, a program 61 and the like necessary for processing the color signal in the digital signal processing circuit 50.
[0010]
Next, the digital signal processing circuit 50 in the present example will be described.
As illustrated, the digital signal processing circuit 50 of the present example has a luminance signal processing unit 51, an optical detector 52, and a D / A converter 53 as main components.
The luminance signal processing unit 51 performs color separation processing, auto white balance processing, gamma correction processing, color difference matrix processing, encoder processing, and the like of the digital image signal input from the A / D converter 40.
The optical detector 52 receives the luminance signal obtained by the color separation processing of the luminance signal processing unit 51, outputs the detection signal to the system controller 60, and receives the color signal processing control signal from the system controller 60. The luminance signal processing unit 51 performs a color signal determination process necessary for the automatic white balance process.
The D / A converter 53 converts the digital image signal processed by the luminance signal processing unit 51 back into an analog image signal and outputs it to a subsequent stage.
[0011]
In particular, in this example, the following processing is performed for color separation processing and auto white balance processing of digital image signals by the luminance signal processing unit 51 and the optical detector 52.
(1) R (red), G (green), and B (blue) primary color signals obtained by color separation of an input digital image signal by color separation processing of a luminance signal processing unit 51, and a digital image signal Is input to the optical detector 52, and these signals are integrated for each field, and the imaging state of the image signal is determined based on the integrated value and the number of integrated pixels.
(2) Then, in accordance with the result of the determination, the digital image signal is subjected to M (vertical) × N (horizontal) pixel averaging processing.
(3) Further, from the primary color signals of R (red), G (green), and B (blue) subjected to the pixel averaging process, data changes other than the color temperature change (colors close to the primary colors, colors close to the complementary colors) are detected. Then, an integration gate pulse for controlling on / off of the integration process for auto white balance is generated in real time.
(4) R (red), G (green), and B (red) obtained by color-separating the digital image signal by the luminance signal processing unit 51 only during the period in which integration is permitted by the integration gate pulse. (Blue) is integrated.
[0012]
Hereinafter, the configuration for performing the color signal processing of this example and the contents of the signal processing will be specifically described.
FIG. 4 is a block diagram showing the processing contents in the optical detector 52 of the digital signal processing circuit 50 described above.
The color signal processing circuit according to the present embodiment includes a hardware portion and a software portion including the system controller 60.
The hardware portion includes a pixel averaging circuit 110 for averaging pixel information of M stages in the vertical direction and N stages in the horizontal direction by a digital filter, and primary colors of G (green), R (red), and B (blue). A color signal determination circuit (saturation detection circuit) 120 for extracting a color saturation from signal information and determining any of a color close to white, a color close to a complementary color, and a color close to a primary color; a luminance signal or a color signal And an integration circuit (second integration means) 130 for integrating only the period in which integration is permitted by the above-described integration gate pulse.
[0013]
Further, in this example, an integration circuit (first integration means) 140 having the same configuration as the integration circuit 130 is mounted.
Then, in the integration circuit 140, primary color signals of R (red), G (green), and B (blue) obtained by color-separating a digital image signal corresponding to the imaging result of the imaging device 20 and a digital image signal Is integrated for each field, and the integrated values of the Y signal, the R, G, and B signals and the number of integrated pixels are passed to the system controller 60 as outputs.
The system controller 60 outputs control signals 1 and 2 for controlling the pixel averaging circuit 110 and the color signal determination circuit (saturation detection circuit) 120 based on the output result.
The pixel averaging circuit 110 performs a process of reducing the spatial frequency of the R, G, and B primary color signals obtained by color-separating the digital image signal using an M × N-stage filter (vertical M lines × horizontal N pixels) Average).
[0014]
Thereby, the number of vertical lines (M) and the number of horizontal pixels (N) are controlled by the control signal 2 from the system controller 60 based on the output result of the integration circuit 140.
As this control method, for example, the following example can be considered.
(1) If the values of R, G, and B output from the integration circuit 140 are biased, it is considered that a subject of a color close to the primary color or the complementary color occupies most of the screen, and the number of vertical lines is large. And the number of horizontal pixels is set to a large value, and a subject predicted to occupy most of the screen is regarded as having the same color.
(2) If the values of R, G, and B output from the integration circuit 140 are equal, it is predicted that various subjects exist in the screen, and therefore the number of vertical lines and the number of horizontal pixels Is set to a small value, and a pixel having a color close to a locally existing primary color or a complementary color is targeted.
[0015]
Further, the algorithm of the color signal determination circuit 120 converts the G, R, and B signal amount components into a color close to white (G, R, and B signal amounts are equal) and a complementary color, as shown in FIG. Close color (one signal amount of G, R, B is negligibly smaller than the other two), color close to the primary color (two signal amounts of G, R, B remain one Is negligibly small compared to the above).
The color signal determination circuit 120 has a configuration including a color information detection circuit 121, a color information determination circuit 122, and an integration gate pulse generation circuit 123, as shown in FIG. are doing.
[0016]
In the color information detection circuit 121, the G, R, and B components of the color signal are sequentially compared with an arbitrary color signal slice level by the comparator 121A, and if the color signal is equal to or higher than the color signal slice level, 1 is output. If it is, 0 is output. The output of the comparator 121A is sequentially shifted and latched by three latch circuits 121B, 121C, and 121D using D flip-flops in units of one pixel.
Then, the outputs of the latch circuits 121B, 121C, and 121D are output to the adder 121E, and the sum of the comparator outputs of the G, R, and B components of the color signal for each pixel is calculated. The setting of the color signal slice level in the comparator 121A is performed in real time by calculating a value from the output result of the integration circuit 140 by the system controller 60.
[0017]
The color information determination circuit 122 determines the color information of the color signal from the output of the color information detection circuit 121.
That is, if the sum of the outputs of the color information detection circuit 121 is 3, G ≒ R ≒ B, the color is close to white. If the sum is 2, the color is close to the complementary color. If the sum is 1, the color is close to the primary color.
In the color information determination circuit 122, the output of the color information detection circuit 121 is latched by a latch circuit 122A using a D flip-flop, and this value is compared with two comparators 122B and 122C and two parameters (a saturation determination level 1 and a saturation determination level). The determination is made based on the determination level 2) and the AND circuit 122D which performs AND of each comparison output.
For example, when the saturation determination level 1 = 3 and the saturation determination level 2 = 3, the output of the color information determination circuit 122 becomes 1 only when the color is close to white (the output of the color information detection circuit 121 is 3). It becomes.
When the saturation level 1 is set to 2 and the saturation level 2 is set to 1, a color close to the primary color (the output of the color information detection circuit 121 is 1) and a color close to the complementary color (color information detection circuit 121) are used. When the output of 121 is 2), the output of the color information determination circuit 122 becomes 1.
[0018]
The integration gate pulse generation circuit 123 includes an inverter circuit 123A and a switch circuit 123B, and realizes a function of inverting / forwarding the output of the color information determination circuit 122.
In this example, since the integration circuit 130 is designed to integrate during the period when the integration gate pulse is at the L level, the integration gate pulse generation circuit 123 integrates a color close to white by changing the polarity of the pulse. It is possible to make settings such as / no integration, integration / non-integration of colors close to complementary colors, and integration / no integration of colors close to primary colors.
Then, the integration circuit 130 integrates R, G, and B obtained by color-separating the image signal only during a period in which integration is permitted by the integration gate pulse generated by the color signal determination circuit 120. This makes it possible to integrate the color signal information only when it is determined that the color is at the time of color temperature change.
[0019]
According to the present embodiment as described above, at the time of auto white balance control, a color close to a primary color, a complementary color, or a color close to white is determined by a determination circuit before integration, and determined as a color at the time of color temperature change. Only when this is done, it becomes possible to integrate the color signal information. In other words, only the data when it is determined that the color at the time of color temperature change is used as the data for auto white balance, or the data when it is determined as the color other than the color temperature change is used as the data for auto white balance. It can be excluded.
Accordingly, even when the primary color or the complementary color exists in the subject in a biased manner, the white balance can be accurately adjusted, leading to an improvement in the performance of the auto white balance, and the color reproduction and the image quality of the camera device can be improved. .
[0020]
In the above embodiments, the case where the color signal processing circuit and the color signal processing method according to the present invention are configured as a camera device has been described, but the present invention is configured as a single color signal processing circuit and a single color signal processing method. It is also possible.
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the image signal is processed by the solid-state imaging device has been described. However, the present invention can be similarly applied to a device that processes an image signal input from another imaging unit or a medium. And can be applied to both still cameras and video cameras.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the color signal processing circuit, the color signal processing method, and the camera device of the present invention, a color close to a primary color, a complementary color, or a color close to white is not integrated by the determination circuit during auto white balance control. And the color signal information can be integrated only when the color is determined to be a color temperature change. Therefore, even when the primary color or the complementary color exists in the subject in a biased manner, the white balance can be accurately adjusted. As a result, the performance of the automatic white balance control can be improved, and the color reproduction and image quality of the output image can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a camera device to which an embodiment of the present invention has been applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a blackbody radiation curve on a vectorscope.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating additive color mixture.
FIG. 4 is a block diagram showing processing contents in an optical detector of a digital signal processing circuit in the camera device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an algorithm in the color signal determination circuit shown in FIG.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a color signal determination circuit illustrated in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
Reference numeral 10: lens, 20: imaging element, 30: preamplifier, 40: A / D converter, 50: digital signal processing circuit, 60: system controller.

Claims (21)

画像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された画像信号を色分離してRGBの原色信号と輝度信号とを出力する色分離手段と、
前記色分離手段によって得られた原色信号と輝度信号をそれぞれフィールド毎に積分する積分手段と、
前記積分手段によって得られた積分値と積分画素数とに基づいて前記画像信号の撮像状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて画像信号のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御手段と、
を有することを特徴とする色信号処理回路。
Input means for inputting an image signal,
A color separation unit that performs color separation on the image signal input by the input unit and outputs an RGB primary color signal and a luminance signal;
Integrating means for integrating the primary color signal and the luminance signal obtained by the color separating means for each field,
Determining means for determining an imaging state of the image signal based on the integration value and the number of integrated pixels obtained by the integration means,
White balance control means for controlling the white balance of the image signal based on the determination result of the determination means,
A color signal processing circuit comprising:
前記画像信号は、固体撮像素子によって撮像された信号であることを特徴とする請求項1記載の色信号処理回路。The color signal processing circuit according to claim 1, wherein the image signal is a signal captured by a solid-state imaging device. 前記ホワイトバランス制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて画像信号に対する垂直M段×水平N段の画素平均処理を行なう画素平均処理手段を有することを特徴とする請求項1記載の色信号処理回路。2. The color signal according to claim 1, wherein said white balance control means includes a pixel averaging processing means for performing a vertical M × horizontal N pixel averaging process on the image signal based on the determination result by said determination means. Processing circuit. 前記ホワイトバランス制御手段は、前記画素平均処理手段によって得られたRGBの原色信号から色温度変化以外のデータ変化を検出し、ホワイトバランス制御用の積分処理をオン/オフする積分ゲートパルスの生成手段を有することを特徴とする請求項3記載の色信号処理回路。The white balance control means detects a data change other than a color temperature change from the RGB primary color signals obtained by the pixel averaging processing means, and generates an integration gate pulse for turning on / off white balance control integration processing. The color signal processing circuit according to claim 3, further comprising: 前記ホワイトバランス制御手段は、前記積分ゲートパルスによって積分が許可された期間の間だけ、前記ホワイトバランス制御用の積分処理を行うことを特徴とする請求項4記載の色信号処理回路。5. The color signal processing circuit according to claim 4, wherein said white balance control means performs said white balance control integration process only during a period in which integration is permitted by said integration gate pulse. 前記画像信号の入力から前記ホワイトバランス制御までの動作をリアルタイム処理によって行うことを特徴とする請求項5記載の色信号処理回路。6. The color signal processing circuit according to claim 5, wherein an operation from the input of the image signal to the white balance control is performed by real-time processing. 前記判定手段による判定に用いる積分処理を行う第1の積分手段と、前記ホワイトバランス制御に用いる積分処理を行う第2の積分手段とを有することを特徴とする請求項6記載の色信号処理回路。7. The color signal processing circuit according to claim 6, further comprising: a first integration means for performing an integration process used for the determination by the determination means; and a second integration means for performing an integration process used for the white balance control. . 画像信号を色分離して得られたRGBの原色信号と輝度信号について、それぞれフィールド毎の第1の積分処理を行い、その積分値と積分画素数とによって前記画像信号の撮像状態を判定し、その判定結果に応じて画像信号のホワイトバランスを制御する、
ことを特徴とする色信号処理方法。
A first integration process for each field is performed on the RGB primary color signal and the luminance signal obtained by color-separating the image signal, and the imaging state of the image signal is determined based on the integrated value and the number of integrated pixels. Controlling the white balance of the image signal according to the determination result,
A color signal processing method comprising:
前記画像信号は、固体撮像素子によって撮像された信号であることを特徴とする請求項8記載の色信号処理方法。9. The color signal processing method according to claim 8, wherein the image signal is a signal captured by a solid-state imaging device. 前記撮像状態の判定結果に基づいて前記画像信号に対する垂直M段×水平N段の画素平均処理を行なうことを特徴とする請求項8記載の色信号処理方法。9. The color signal processing method according to claim 8, wherein pixel averaging processing of M vertical stages × N horizontal stages is performed on the image signal based on the determination result of the imaging state. 前記画素平均処理によって得られたRGBの原色信号から色温度変化以外のデータ変化を検出し、その検出結果に応じて前記ホワイトバランス制御用の第2の積分処理をオン/オフすることを特徴とする請求項10記載の色信号処理方法。A data change other than a color temperature change is detected from the RGB primary color signals obtained by the pixel averaging process, and the second integration process for white balance control is turned on / off according to the detection result. 11. The color signal processing method according to claim 10, wherein: 前記積分処理がオンされた期間の間だけ、前記画像信号を色分離して得られたRGBの原色信号の第2の積分処理を行うことを特徴とする請求項11記載の色信号処理方法。12. The color signal processing method according to claim 11, wherein a second integration process of the RGB primary color signals obtained by color-separating the image signal is performed only during a period in which the integration process is turned on. 前記画像信号の入力から前記ホワイトバランス制御までの動作をリアルタイム処理によって行うことを特徴とする請求項12記載の色信号処理方法。13. The color signal processing method according to claim 12, wherein an operation from the input of the image signal to the white balance control is performed by real-time processing. 前記第1の積分処理と第2の積分処理を異なる積分手段によって行うことを特徴とする請求項13記載の色信号処理方法。14. The color signal processing method according to claim 13, wherein the first integration processing and the second integration processing are performed by different integration means. 被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段より得られた画像信号の色信号処理を行う色信号処理回路とを有するカメラ装置において、
前記色信号処理回路は、
前記撮像手段より得られた画像信号を色分離してRGBの原色信号と輝度信号とを出力する色分離手段と、
前記色分離手段によって得られた原色信号と輝度信号をそれぞれフィールド毎に積分する積分手段と、
前記積分手段によって得られた積分値と積分画素数とに基づいて前記画像信号の撮像状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて画像信号のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御手段とを有して構成される、
ことを特徴とするカメラ装置。
In a camera device having an imaging unit that captures an image of a subject and a color signal processing circuit that performs color signal processing of an image signal obtained by the imaging unit,
The color signal processing circuit,
A color separation unit that performs color separation on an image signal obtained from the imaging unit and outputs an RGB primary color signal and a luminance signal;
Integrating means for integrating the primary color signal and the luminance signal obtained by the color separating means for each field,
Determining means for determining an imaging state of the image signal based on the integration value and the number of integrated pixels obtained by the integration means,
White balance control means for controlling the white balance of the image signal based on the determination result of the determination means,
A camera device characterized by the above-mentioned.
前記撮像手段は、固体撮像素子によって撮像された信号であることを特徴とする請求項15記載のカメラ装置。16. The camera device according to claim 15, wherein the imaging unit is a signal captured by a solid-state imaging device. 前記ホワイトバランス制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて画像信号に対する垂直M段×水平N段の画素平均処理を行なう画素平均処理手段を有することを特徴とする請求項15記載のカメラ装置。16. The camera device according to claim 15, wherein said white balance control means includes a pixel averaging processing means for performing a vertical M × horizontal N pixel averaging process on an image signal based on a determination result by said determination means. . 前記ホワイトバランス制御手段は、前記画素平均処理手段によって得られたRGBの原色信号から色温度変化以外のデータ変化を検出し、ホワイトバランス制御用の積分処理をオン/オフする積分ゲートパルスの生成手段を有することを特徴とする請求項17記載のカメラ装置。The white balance control means detects a data change other than a color temperature change from the RGB primary color signals obtained by the pixel averaging processing means, and generates an integration gate pulse for turning on / off white balance control integration processing. 18. The camera device according to claim 17, comprising: 前記ホワイトバランス制御手段は、前記積分ゲートパルスによって積分が許可された期間の間だけ、前記ホワイトバランス制御用の積分処理を行うことを特徴とする請求項18記載のカメラ装置。19. The camera device according to claim 18, wherein the white balance control means performs the white balance control integration process only during a period in which integration is permitted by the integration gate pulse. 前記画像信号の入力から前記ホワイトバランス制御までの動作をリアルタイム処理によって行うことを特徴とする請求項19記載のカメラ装置。20. The camera device according to claim 19, wherein an operation from the input of the image signal to the white balance control is performed by real-time processing. 前記判定手段による判定に用いる積分処理を行う第1の積分手段と、前記ホワイトバランス制御に用いる積分処理を行う第2の積分手段とを有することを特徴とする請求項20記載のカメラ装置。21. The camera device according to claim 20, further comprising: a first integration unit that performs an integration process used for the determination by the determination unit; and a second integration unit that performs an integration process used for the white balance control.
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