JP2006229355A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【構成】 撮影装置２２は、被写界を表すＲＧＢデータを出力する。出力されたＲＧＢデータのうち、ＲデータおよびＢデータは、白バランス調整回路２６を形成するアンプ２４ａおよび２４ｂによってそれぞれ増幅される。ＣＰＵ３６は、白バランス調整回路２６から出力されるＲＧＢデータについて所定の白バランスが得られる調整ゲインを算出し、算出された調整ゲインが昼白色エリアに属するか否かを判別する。この判別結果が肯定的であれば、調整ゲインがアンプ２４ａおよび２４ｂにそれぞれ設定される。判別結果が否定的であれば、昼白色エリアの周縁上の値を示す所定ゲインがアンプ２４ａおよび２４ｂにそれぞれ設定される。
【効果】 撮影画像の色あいを的確かつ安定的に調整することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子カメラに関し、特にたとえば撮影された被写界像の白バランスを調整する、電子カメラに関する。

従来のこの種の電子カメラの一例が、特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、蛍光灯マニュアルモードが選択されると、測色部によって求められた測色結果Ｒ／Ｂが閾値Ｋ１およびＫ２の各々と比較される。

Ｋ１＜Ｒ／Ｇであれば、光源は電球色蛍光灯であるとみなされ、電球色に対応するゲインが白バランス調整用に選択される。Ｋ２＜Ｒ／Ｇ≦Ｋ１であれば、光源は白色蛍光灯であるとみなされ、白色に対応するゲインが白バランス調整用に選択される。

Ｋ３＜Ｒ／Ｇ≦Ｋ２であれば、光源は昼白色蛍光灯であるとみなされ、昼白色に対応するゲインが白バランス調整用に選択される。上記のいずれの条件も満たされなければ、光源は昼光色蛍光灯であるとみなされ、昼光色に対応するゲインが白バランス調整用に選択される。
特開平６−１６５１８９号公報［H04N9/04, 9/73］

しかし、従来技術では、複数の光源が照射された被写界を撮影するときに、この被写界のわずかな変化によって撮影画像の色合いが大きく変動する可能性がある。たとえば、電球色蛍光灯および白色蛍光灯の両方が照射された状態で人物ＡおよびＢの各々を撮影した場合、測定結果Ｒ／Ｇが閾値Ｋ１の近傍で変動すると、選択されるゲインが大きく変化する。この結果、人物Ａの撮影画像と人物Ｂの撮影画像との間で色あいが大きく相違してしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、撮影画像の色合いを的確かつ安定的に調整することができる、電子カメラを提供することである。

請求項１の発明に従う電子カメラは、被写界を表す複数色の色情報信号を出力する撮影手段(22)、撮影手段から出力された色情報信号を増幅する増幅手段(24a, 24b)、増幅手段から出力される色情報信号について所定の白バランスが得られる調整ゲインが互いに異なる複数の数値によって規定される特定範囲に属するか否かを判別する判別手段(S21)、判別手段の判別結果が肯定的であるとき調整ゲインを増幅手段に設定する第１設定手段(S23)、および判別手段の判別結果が否定的であるとき特定範囲の縁を基準とする所定範囲に属する所定ゲインを増幅手段に設定する第２設定手段(S27, S31, S35, S37)を備える。

撮影手段は、被写界を表す複数色の色情報信号を出力する。出力された色情報信号は、増幅手段によって増幅される。判別手段は、増幅手段から出力される色情報信号について所定の白バランスが得られる調整ゲインが特定範囲に属するか否かを判別する。ここで、特定範囲は、互いに異なる複数の数値によって規定される範囲である。判別手段の判別結果が肯定的であれば、上述の調整ゲインが第１設定手段によって増幅手段に設定される。判別手段の判別結果が否定的であれば、特定範囲の縁を基準とする所定範囲に属する所定ゲインが第２設定手段によって増幅手段に設定される。

特定範囲は、複数の数値によって規定される広がりを有する。所定の白バランスが得られる調整ゲインがこの特定範囲に属するときは、この調整ゲインが有効となる。一方、所定の色バランスが得られる調整ゲインがこの特定範囲に属しないときは、特定範囲の縁を基準とする所定範囲に属する所定ゲインが有効となる。つまり、有効化されるゲインは、或る広がりを有する特定範囲に関連する値を有することとなる。この結果、撮影画像の色あいを的確かつ安定的に調整することができる。

請求項２の発明に従う電子カメラは、請求項１に従属し、増幅手段によって増幅された複数色の色情報信号に基づいて調整ゲインを決定する決定手段(S19)をさらに備え、判別手段は決定手段によって決定された調整ゲインの値を複数の数値の各々と比較する。

請求項３の発明に従う電子カメラは、請求項１または２に従属し、第２設定手段は互いに異なる複数の光源色にそれぞれ対応する複数のゲインの１つを所定ゲインとして選択する。

請求項４の発明に従う電子カメラは、請求項３に従属し、第２設定手段は調整ゲインの値に基づいて選択動作を行う。

請求項５の発明に従う電子カメラは、請求項１ないし４のいずれかに従属し、特定範囲は昼白色の光源に対応する。

この発明によれば、特定範囲は、複数の数値によって規定される広がりを有する。所定の白バランスが得られる調整ゲインがこの特定範囲に属するときは、この調整ゲインが有効となる。一方、所定の色バランスが得られる調整ゲインがこの特定範囲に属しないときは、特定範囲の縁を基準とする所定範囲に属する所定ゲインが有効となる。つまり、有効化されるゲインは、或る広がりを有する特定範囲に関連する値を有することとなる。この結果、撮影画像の色あいを的確かつ安定的に調整することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ（電子カメラ）１０は、光学レンズ１２を含む。被写界の光学像は、光学レンズ１２を介して、撮像装置２２を形成するイメージセンサ１６の撮像面に照射される。撮像面は、図２に示すベイヤ配列を有する原色フィルタ１４によって覆われる。このため、撮像面に形成された複数の受光素子の各々で生成される電荷の量は、Ｒ(Red)，Ｇ(Green)またはＢ(Blue)の光量を反映する。

ＴＧ(Timing Generator)４２は、１／３０秒毎に発生する垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して、複数のタイミング信号をイメージセンサ１６に与える。複数の受光素子の各々で生成された電荷つまり画素信号は、かかるタイミング信号に応答して、ラスタ走査態様でイメージセンサ１６から読み出す。読み出された画素信号は、Ａ／Ｄ変換器１８によってディジタル信号である画素データに変換され、変換された画素データは前処理回路２０によって相関２重サンプリング，自動ゲイン調整および色分離の一連の処理を施される。色分離によって、Ｒ，ＧおよびＢの全ての色情報が各画素に割り当てられる。同じ画素に割り当てられたＲデータ，ＧデータおよびＢデータは、白バランス調整回路２６に向けて同時に出力される。

Ｒデータは、アンプ２４ａによってゲインＧｒに従う増幅処理を施された後、マトリクス演算回路３０および積算回路２８ｒに与えられる。Ｂデータは、アンプ２４ｂによってゲインＧｂに従う増幅処理を施された後、マトリクス演算回路３０および積算回路２８ｂに与えられる。Ｇデータは、そのままマトリクス演算回路３０および積算回路２８ｇに与えられる。

マトリクス演算回路３０は、与えられたＲＧＢデータに基づいてＹＵＶデータを生成する。後処理回路３２は、生成されたＹＵＶデータをコンポジットビデオ信号に変換し、変換されたコンポジットビデオ信号をＬＣＤモニタ３４に向けて出力する。この結果、被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。

また、積算回路２８ｒ，２８ｇおよび２８ｂの各々は、以下に述べる要領で積算処理を行う。図７を参照して、被写界は、水平方向および垂直方向の各々に１６分割される。この結果、２５６個の分割エリアが被写界上に割り当てられる。積算回路２８ｒはＲデータを分割エリア毎に積算し、積算回路２８ｇはＧデータを分割エリア毎に積算し、そして積算回路２８ｂはＢデータを分割エリア毎に積算する。これによって、各々の分割エリアの積算値Ｒｉｊ，ＧｉｊおよびＢｉｊが、１フレーム期間（＝１／３０秒）を費やして生成される。

なお、ｉは水平方向における分割エリアの位置番号であり、“１”〜“１６”のいずれかの値を示す。同様に、ｊは垂直方向における分割エリアの位置番号であり、“１”〜“１６”のいずれかの値を示す。

モードＳＷ３８によって蛍光灯モードが選択されると、ＣＰＵ３６は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、図３〜図４に示すフロー図に従う白バランス調整処理を実行する。なお、このフロー図に対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４０に記憶される。

まずステップＳ１で、ゲインＧｒおよびＧｂの各々を初期値に設定し、変数ｉ，ｊおよび後述する変数ΣＲ，ΣＧ，ΣＢの各々を“０”に設定する。

ステップＳ３では、初期値を示すゲインＧｒおよびＧｂに従って白バランス調整を施されたＲデータ，ＧデータおよびＢデータに基づく積算値Ｒｉｊ，ＧｉｊおよびＢｉｊのうち、変数ｉおよびｊによって特定される分割エリアの積算値Ｒｉｊ，ＧｉｊおよびＢｉｊを取り込む。

ステップＳ５では、取り込まれた積算値Ｒｉｊ，ＧｉｊおよびＢｉｊに基づいてＹｉｊ，（Ｒ−Ｇ）ｉｊおよび（Ｂ−Ｇ）ｉｊを算出する。Ｙｉｊは分割エリア（ｉ，ｊ）から検出されたＹデータの積算値に相当し、“輝度評価値”と定義することができる。一方、（Ｒ−Ｇ）ｉｊは積算値ＲｉｊおよびＧｉｊの差分値であり、（Ｂ−Ｇ）ｉｊは積算値ＢｉｊおよびＧｉｊの差分値である。

続くステップＳ７では、数１に従ってｆｙ（Ｒ−Ｇ）ｉｊおよびｆｙ（Ｂ−Ｇ）ｉｊを求める。
［数１］
ｆｙ（Ｒ−Ｇ）ｉｊ＝（Ｒ−Ｇ）ｉｊ／ｃ１＊Ｙｉｊ
ｆｙ（Ｂ−Ｇ）ｉｊ＝（Ｂ−Ｇ）ｉｊ／ｃ２＊Ｙｉｊ
ｃ１，ｃ２：定数
ステップＳ５で求められた差分値（Ｒ−Ｇ）ｉｊおよび（Ｂ−Ｇ）ｉｊは、プリ露光時の露光量を反映する。つまり、露光量が多ければ数値は大きくなるが、露光量が小さければ数値は小さくなる。このような特性を持つ差分値（Ｒ−Ｇ）ｉｊおよび（Ｂ−Ｇ）ｉｊを注目する分割エリアの“色評価値”と定義すると、色評価値は露光量によって変動する。

一方、被写界の色は本来的に露光量に依存せず、被写体および光源が変化しない限り、被写界の色は常に同じである。したがって、露光量が変更されても、色評価値は同じ値をとり続けるべきである。

そこで、この実施例では、差分値（Ｒ−Ｇ）ｉｊおよび（Ｂ−Ｇ）ｉｊを露光量に関連する数値“ｃ１＊Ｙｉｊ”および“ｃ２＊Ｙｉｊ”によってそれぞれ割り算するようにしている。こうして求められたｆｙ（Ｒ−Ｇ）ｉｊおよびｆｙ（Ｂ−Ｇ）ｉｊが、“色評価値”と定義される。

ステップＳ９では、色評価値ｆｙ（Ｒ−Ｇ）ｉｊおよびｆｙ（Ｂ−Ｇ）ｉｊが図５（Ｂ）に示す色分布図のどこに位置するかを判別し、判別された位置に対応する重み付け係数Ｗｉｊを図５（Ａ）に示す要領で作成されたテーブル４０ｔから検出する。テーブル４０ｔは、フラッシュメモリ４０に記憶される。続くステップＳ１１では、検出された重み付け係数ＷｉｊをステップＳ３で取り込んだ積算値Ｒｉｊ，ＧｉｊおよびＢｉｊの各々に掛け算し、重み付け値Ｒｉｊ＊Ｗｉｊ，Ｇｉｊ＊ＷｉｊおよびＢｉｊ＊Ｗｉｊを求める。

図５（Ａ）によれば、重み付け係数Ｗｉｊは、“０”，“６”，“７”および“８”のいずれかの値を示す。このうち、“６”，“７”および“８”が割り当てられた領域が引き込み範囲に対応する。引き込み範囲から外れる色評価値が検出された分割エリアは、ステップＳ１１の処理によって無効となる。

図６に示す被写界では、テーブルＴＢＬはドアＤＲから出入りできる室内に配置され、人物Ｍ１およびＭ２はテーブルＴＢＬの周りに存在し、そして花瓶ＶＳはテーブルＴＢＬの上に置かれる。ここで、テーブルＴＢＬおよび花瓶ＶＳの各々を覆う分割エリアで求められた色評価値が引き込み範囲から外れ、残りの分割エリアで求められた色評価値が引き込み範囲に属する場合、図７において斜線で示される５６個の分割エリアが無効エリアとされ、他の２００個の分割エリアが有効エリアとされる。

ステップＳ１３では、ステップＳ１１で算出された重み付け値Ｒｉｊ＊Ｗｉｊ，Ｇｉｊ＊ＷｉｊおよびＢｉｊ＊Ｗｉｊを色情報毎に積算する。具体的には、数２に従う演算を実行し、今回算出された重み付け値Ｒｉｊ＊Ｗｉｊ，Ｇｉｊ＊ＷｉｊおよびＢｉｊ＊Ｗｉｊを現時点の変数ΣＲ，ΣＧおよびΣＢに加算する。
［数２］
ΣＲ＝ΣＲ＋Ｒｉｊ＊Ｗｉｊ
ΣＧ＝ΣＧ＋Ｇｉｊ＊Ｗｉｊ
ΣＢ＝ΣＢ＋Ｂｉｊ＊Ｗｉｊ
ステップＳ１５では数２に従う積算が２５６回繰り返されたかどうか判断し、ＮＯであれば、ステップＳ１７でカウント値ｉまたはｊを更新してからステップＳ３に戻る。この結果、図７に示す２５６個の分割エリアの各々で得られた積算値Ｒｉｊ，ＧｉｊおよびＢｉｊについて、ステップＳ３〜Ｓ１３の処理が実行される。

ステップＳ１５でＹＥＳと判断された時点で、変数ΣＲは重み付け値Ｒｉｊ＊Ｗｉｊの総和を示し、変数ΣＧは重み付け値Ｇｉｊ＊Ｗｉｊの総和を示し、そして変数ΣＢは重み付け値Ｂｉｊ＊Ｗｉｊの総和を示す。ステップＳ１９では、こうして求められた総和値ΣＲ，ΣＧおよびΣＢに数３に示す演算を施して、割り算値α１およびβ１を算出する。
［数３］
α１＝ｋ１＊ΣＧ／ΣＲ
β１＝ｋ２＊ΣＧ／ΣＢ
ｋ１，ｋ２：定数
ステップＳ２１では、算出された割り算値α１およびβ１が数４に示す２つの条件の両方を満足するか否かを判別する。
［数４］
ＴＨｒ１＜α１≦ＴＨｒ２
ＴＨｂ１＜β１≦ＴＨｂ２
割り算値α１が閾値ＴＨｒ１よりも大きくかつ閾値ＴＨｒ２以下で、さらに割り算値β１が閾値ＴＨｂ１よりも大きくかつ閾値ＴＨｂ２以下であれば、条件は満足される。条件が満足されるとステップＳ２３に進み、割り算値α１を示すゲインＧｒをアンプ２４ａに設定し、割り算値β１を示すゲインＧｂをアンプ２４ｂに設定する。

数４に示す条件が満足されなければ、割り算値β１が閾値ＴＨｂ２を上回るか否かをステップＳ２５で判別する。ここでＹＥＳであればステップＳ２７に進み、所定値α２を示すゲインＧｒをアンプ２４ａに設定し、所定値β２を示すゲインＧｂをアンプ２４ｂに設定する。

ステップＳ２５でＮＯであれば、割り算値β１が閾値ＴＨｂ１以下であるか否かをステップＳ２９で判別する。ここでＹＥＳであればステップＳ３１に進み、所定値α３を示すゲインＧｒをアンプ２４ａに設定し、所定値β３を示すゲインＧｂをアンプ２４ｂに設定する。

ステップＳ２９でＮＯであれば、割り算値α１が閾値ＴＨｒ２を上回るか否かをステップＳ３３で判別する。ここでＹＥＳであればステップＳ３５に進み、所定値α４を示すゲインＧｒをアンプ２４ａに設定し、所定値β４を示すゲインＧｂをアンプ２４ｂに設定する。ステップＳ３３でＮＯであればステップＳ３７に進み、所定値α５を示すゲインＧｒをアンプ２４ａに設定し、所定値β５を示すゲインＧｂをアンプ２４ｂに設定する。

図８を参照して、閾値ＴＨｒ１およびＴＨｒ２はゲインＧｒを定義する横軸上に位置し、閾値ＴＨｂ１およびＴＨｂ２はゲインＢｒを定義する縦軸上に位置する。閾値ＴＨｒ１，ＴＨｒ２，ＴＨｂ１およびＴＨｂ２によって囲まれる昼白色エリアは、昼白色蛍光灯を光源とする場合に的確な白バランス調整を実行できるエリアである。

割り算値α１およびβ１が昼白色エリアに属する場合は、この割り算値α１およびβ１がゲインＧｒおよびＧｂとして設定される。割り算値α１およびβ１が昼白色エリアから外れる場合は、割り算値α１およびβ１によって特定される位置に応じて、所定値α２〜α５のいずれか１つがゲインＧｒとして設定され、所定値β２〜β５のいずれか１つがゲインＧｂとして設定される。白バランスは、こうして設定されたゲインＧｒおよびＧｂによって調整される。

ここで、所定値α２およびβ２は白色蛍光灯に適したゲインであり、所定値α３およびβ３は３波長形昼光色蛍光灯に適したゲインである。また、所定値α４およびβ４は昼光色蛍光灯に適したゲインであり、所定値α５およびβ５は３波長形昼白色蛍光灯に適したゲインである。これらのゲインはいずれも、昼白色エリアの周縁上の値を示す。

以上の説明から分かるように、撮影装置２２は、被写界を表すＲＧＢデータを出力する。出力されたＲＧＢデータのうち、ＲデータおよびＢデータは、白バランス調整回路２６を形成するアンプ２４ａおよび２４ｂによってそれぞれ増幅される。ＣＰＵ３６は、白バランス調整回路２６から出力されるＲＧＢデータについて所定の白バランスが得られるゲインα１およびβ１（調整ゲイン）を算出し、算出されたゲインα１およびβ１が昼白色エリア（特定範囲）に属するか否かを判別する(S21)。この判別結果が肯定的であれば、ゲインα１およびβ１がアンプ２４ａおよび２４ｂにそれぞれ設定される(S23)。判別結果が否定的であれば、昼白色エリアの周縁上の値を示すゲインα２（α３，α４，α５）およびβ２（β３，β４，β５）がアンプ２４ａおよび２４ｂにそれぞれ設定される。

このように、ゲインα１およびβ１が昼白色エリアに属するときは、ゲインα１およびβ１が有効となる。一方、ゲインα１およびβ１が昼白色エリアに属しないときは、昼白色エリアの周縁上の値を示すゲインα２（α３，α４，α５）およびβ２（β３，β４，β５）が有効となる。つまり、有効化されるゲインは、必ず昼白色エリアに属することとなる。

この結果、被写界のわずかな変化に起因するゲインの急激な変化が防止され、撮影画像の色あいを的確かつ安定的に調整することができる。かかる効果は、互いに異なる色を有する複数の光源の下で被写界を撮影するような場合に、顕著に現れる。

なお、この実施例では、昼白色エリアの周縁上の数値をゲインα２（α３，α４，α５）およびβ２（β３，β４，β５）として割り当てるようにしている。しかし、視認できるほどのゲインの急激な変化が生じない限り、図９に示すように昼白色エリアから外れる数値をゲインα２（α３，α４，α５）およびβ２（β３，β４，β５）として設定してもよい。なお、図９において実線と点線とで囲まれる範囲が、視認できるほどのゲインの急激な変化が生じない範囲である。

さらに、昼白色エリアの周縁よりも内側の数値をゲインα２（α３，α４，α５）およびβ２（β３，β４，β５）として設定してもよい。

この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 図１実施例に適用される原色フィルタの一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 （Ａ）はテーブルに割り当てられた重み付け係数の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はＢ−Ｇ軸およびＲ−Ｇ軸によって規定される平面上の色分布状態および引き込み範囲の割り当て状態を示す図解図である。 被写界の一例を示す図解図である。 複数の分割エリアの割り当て状態の一例を示す図解図である。 白バランス調整動作の一部を示す図解図である。 この発明の他の実施例の動作の一部を示す図解図である。

符号の説明

１０ …ディジタルカメラ
１６ …イメージセンサ
２２ …白バランス調整回路
２４ａ，２４ｂ …アンプ
２８ｒ，２８ｇ，２８ｂ …積算回路
３０ …ＣＰＵ
４２ …フラッシュメモリ

Claims (5)

1. 被写界を表す複数色の色情報信号を出力する撮影手段、
   前記撮影手段から出力された色情報信号を増幅する増幅手段、
   前記増幅手段から出力される色情報信号について所定の白バランスが得られる調整ゲインが互いに異なる複数の数値によって規定される特定範囲に属するか否かを判別する判別手段、
   前記判別手段の判別結果が肯定的であるとき前記調整ゲインを前記増幅手段に設定する第１設定手段、および
   前記判別手段の判別結果が否定的であるとき前記特定範囲の縁を基準とする所定範囲に属する所定ゲインを前記増幅手段に設定する第２設定手段を備える、電子カメラ。
2. 前記増幅手段によって増幅された複数色の色情報信号に基づいて前記調整ゲインを決定する決定手段をさらに備え、
   前記判別手段は前記決定手段によって決定された調整ゲインの値を前記複数の数値の各々と比較する、請求項１記載の電子カメラ。
3. 前記第２設定手段は互いに異なる複数の光源色にそれぞれ対応する複数のゲインの１つを前記所定ゲインとして選択する、請求項１または２記載の電子カメラ。
4. 前記第２設定手段は前記調整ゲインの値に基づいて選択動作を行う、請求項３記載の電子カメラ。
5. 前記特定範囲は昼白色の光源に対応する、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子カメラ。

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