JP2007306320A - ホワイトバランス制御方法、撮像装置、及びホワイトバランス制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像素子を介して得られた画像データを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎の色信号を表す色座標をホワイトバランス判定空間座標に変換する。その後にホワイトバランス判定空間内に特定光源毎の光源推定領域と色相毎の彩度判定領域とを設定し、光源推定領域内のホワイトバランス判定空間座標の分布から光源を推定し、彩度判定領域内のホワイトバランス判定空間座標の分布から実際に被写体を照明している光源を決定し、この光源決定結果に従ってホワイトバランス制御を行う。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るホワイトバランス制御方法を実行するためのデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図1のデジタルカメラは、撮影レンズ100と、該撮影レンズ100が着脱自在に構成されたカメラ本体200とから主に構成されている。
図示しない被写体からレンズ系101に入射した光はカメラ本体200内部の撮像素子201に集光される。そして、入射した光に応じた撮像信号が撮像素子201から出力され、撮像回路202においてノイズ除去や増幅等の各種の前処理が施される。撮像回路202において処理された撮像信号はA/D変換回路203においてデジタル信号(画像データ)に変換され、データバス204を介してRAM205に記憶される。
i1m=Rm/Gm
i2m=Bm/Gm (式1)
i3m=Gm
の式に基づいて行われる。ここで、特定光源毎のホワイトバランス制御情報をホワイトバランス判定空間座標に変換する場合には、特定光源毎のホワイトバランス制御情報の逆数を求めれば良い。
ステップS6の光源推定領域の設定について更に詳しく説明する。図5(a)〜図5(c)は光源推定領域について示した図である。ここで、図5(a)はホワイトバランス判定空間をR/G軸とB/G軸とからなる平面から見た図であり、図5(b)はホワイトバランス判定空間をR/G軸とG軸とからなる平面から見た図であり、図5(c)はホワイトバランス判定空間をB/G軸とG軸とからなる平面から見た図である。
Y=mX+c_7_5 (ただし、X=R/G,Y=B/G) (式2)
で示す直線式で表せるとする。このようにして定義したLine1のY切片c_7_5を、7500Kと5500Kの間である6000Kに対応する座標を目安として設定する。つまり、Line1が6000Kに対応するホワイトバランス判定空間座標(X_PBDR_7_5,Y_PBDR_7_5)を通るとすると、この点は、PD75とPD55とを3:1に分ける点であるから、
X_PBDR_7_5=(1×X_PD_75+3×X_PD_55)/4
Y_PBDR_7_5=(1×Y_PD_75+3×Y_PD_55)/4 (式3)
の関係が成り立つ。したがって、Y切片c_7_5は、
c_7_5=Y_PBDR_7_5−m×X_PBDR_7_5
=(Y_PD_75+3×Y_PD_55)/4−m×(X_PD_75+3×X_PD_55)/4 (式4)
となる。また、傾きmは例えば0.9とする。mを0.9とすることにより、Line1は図示しない黒体輻射軌跡を表す線分と略直交するようになる。
Y=mX+c_5_3 (ただし、X=R/G,Y=B/G) (式5)
で示す直線式で表せるとする。このようにして定義したLine2のY切片c_5_3を、5500Kと3000Kの間である4000Kに対応する座標を目安として設定する。つまり、Line2が4000Kに対応するホワイトバランス判定空間座標(X_PBDR_5_3,Y_PBDR_5_3)を通るとすると、この点は、PD55とPD30とを3:2に分ける点であるから、
X_PBDR_5_3=(2×X_PD_55+3×X_PD_30)/5
Y_PBDR_5_3=(2×Y_PD_55+3×Y_PD_30)/5 (式6)
の関係が成り立つ。したがって、Y切片c_5_3は、
c_5_3=Y_PBDR_5_3−m×X_PBDR_5_3
=(Y_PD_55+3×Y_PD_30)/4−m×(X_PD_55+3×X_PD_30)/4 (式7)
となる。
th_light_g=G_ave (式8)
とする。(式8)において、G_aveは、1画面分のホワイトバランス判定空間座標のi3の平均値である。なお、輝度判定閾値th_light_gは必ずしも設定しなくとも良いが、輝度判定閾値th_light_gを設定することにより、後述する光源の決定の際に撮影時の露出条件が変化しても、常に同一の光源決定結果を得ることが可能である。
Gがth_light_g以上かつR/G軸とB/G軸とからなる平面上でB/GがLine1以上の領域を光源推定領域1、
Gがth_light_g以上かつR/G軸とB/G軸とからなる平面上でB/GがLine1未満かつLine2以上の領域を光源推定領域2、
Gがth_light_g以上かつR/G軸とB/G軸とからなる平面上でB/GがLine2未満の領域を光源推定領域3、
とする。
ステップS8の高彩度判定領域の設定手法について説明する。図6(a)〜図6(c)は高彩度判定領域について示した図である。ここで、図6(a)はホワイトバランス判定空間をR/G軸とB/G軸とからなる平面から見た図であり、図6(b)はホワイトバランス判定空間をR/G軸とG軸とからなる平面から見た図であり、図6(c)はホワイトバランス判定空間をB/G軸とG軸とからなる平面から見た図である。
th_rsat1=0.7×X_PD30
th_rsat2=1.3×Y_PD30
th_gsat1=0.8×X_PD55 (式9)
th_gsat2=0.7×Y_PD55
th_bsat1=1.2×X_PD75
th_bsat2=0.8×Y_PD75
で定義される6本の直線を設定する。なお、(式9)の係数は一例である。更に、G軸上に閾値th_sat_gを設定する。th_sat_gは、1画面分のホワイトバランス判定空間座標のi3の最大値をG_maxとすると、
th_sat_g=(G_ave+G_max)/2 (式10)
とする。
Gがth_sat_g以下かつR/G軸とB/G軸とからなる平面上でR/Gがth_bsat1以下かつB/Gがth_bsat2以上の領域を高彩度判定領域1、
Gがth_sat_g以下かつR/G軸とB/G軸とからなる平面上でR/Gがth_gsat1以下かつB/Gがth_gsat2以下の領域を高彩度判定領域2、
Gがth_sat_g以下かつR/G軸とB/G軸とからなる平面上でR/Gがth_rsat1以上かつB/Gがth_rsat2以下の領域を高彩度判定領域3、
とする。
satarea_rank1=satearea3
satarea_rank2=satearea1
satarea_rank3=satearea2
となる。この場合には、画面内の高彩度色の中で赤系色の高彩度が最も多い。
ratio_sat1=cnt_satarea1/cnt_blkall
ratio_sat2=cnt_satarea2/cnt_blkall (式11)
ratio_sat3=cnt_satarea3/cnt_blkall
である。
overlaparea_rank1=overlaparea3
overlaparea_rank2=overlaparea1
overlaparea_rank3=overlaparea2
となる。
ratio_overlap1=cnt_overlaparea1/cnt_blkall
ratio_overlap2=cnt_overlaparea2/cnt_blkall (式12)
ratio_overlap3=cnt_overlaparea3/cnt_blkall
である。この比率が大きいほど画面内において該当する色の影響が大きいことになる。
ここで、ステップS11〜ステップS13の処理について図7を参照して具体的に説明する。例えば、ステップS7において求めたホワイトバランス判定空間座標の平均位置(X_ave,Y_ave)が図7に示すものであった場合、この位置は光源推定領域2にあるので、光源は5500Kであると推定される。これに対し、ステップS10における処理の結果、satarea_rank1=satearea1、ratio_sat1=0.4、overlaparea_rank1=overlaparea1、ratio_overlap1=0.35であった場合、画面内の高彩度色の中で青系色の高彩度色が最も多い。つまり、青系色の被写体の占める面積が大きいと言える。したがって、実際の光源が5500K近辺の光源であるとすれば、ホワイトバランス判定空間座標の平均位置(X_ave,Y_ave)は、図7の位置よりも更に光源推定領域1寄りになるはずであるので、光源推定結果は被写体の青系色の影響を受けていると考え、実際の光源は推定した光源よりも低い色温度の光源(5500Kよりも赤みのある光源)となるように補正する。この補正としては、例えばratio_sat1及びratio_overlap1で示される比に基づいて5500Kと3000Kとを分ける点を算出し、この点の光源を補正後の光源とする方法がある。また、より簡単な方法としては単に5500Kと3000Kの間の真中の点を実際の光源としても良い。
Claims (9)
- 画面内を複数のブロックに分割した各ブロックの色信号を用いてホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御方法であって、
上記分割した各ブロックの色信号を表す色空間座標を、上記画面内のホワイトバランスを判定するためのホワイトバランス判定空間座標に変換し、
上記変換されたホワイトバランス判定空間座標が属するホワイトバランス判定空間内に、上記ホワイトバランス制御の際の光源の種類を推定するための光源推定領域と上記画面内の各ブロックの色信号が高彩度であるか否かを判定するための高彩度判定領域とをそれぞれ設定し、
上記光源推定領域におけるホワイトバランス判定空間座標の分布に基づいて上記光源の種類を推定した後、該推定された光源の種類と上記高彩度判定領域におけるホワイトバランス判定空間座標の分布とに基づいて上記光源の種類を決定し、
上記決定された光源の種類に基づいてホワイトバランス制御情報を算出し、
上記算出されたホワイトバランス制御情報に基づいて画像信号に対してホワイトバランス制御を行う、
ことを特徴とするホワイトバランス制御方法。 - 上記光源推定領域と上記高彩度判定領域とは相互に重複する領域を持つように設定され、
上記光源の種類は、上記光源推定領域におけるホワイトバランス判定空間座標の分布と、上記高彩度判定領域におけるホワイトバランス判定空間座標の分布と、上記光源推定領域と上記高彩度判定領域とが相互に重複する領域におけるホワイトバランス判定空間座標の分布とに基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載のホワイトバランス制御方法。 - 上記光源推定領域は特定光源に対応した1つ以上の領域が設定されると共に、上記高彩度判定領域は色相に対応した1つ以上の領域が設定され、
上記設定された光源推定領域のそれぞれが、1つ以上の高彩度判定領域と相互に重複する領域を有することを特徴とする請求項2に記載のホワイトバランス制御方法。 - 上記特定光源に対応した光源推定領域と上記色相に対応した高彩度判定領域とはそれぞれ上記特定光源毎に設定されたホワイトバランス制御情報に基づいて設定されることを特徴とする請求項3に記載のホワイトバランス制御方法。
- 上記ホワイトバランス判定空間座標は上記画面内の輝度に関する情報を含み、
上記光源推定領域と上記高彩度判定領域とは、上記輝度に関する情報の分布に基づいて設定されることを特徴とする請求項1に記載のホワイトバランス制御方法。 - 被写体を撮像して色信号を得る撮像手段と、
上記特定光源毎に設定されたホワイトバランス制御情報を記憶する記憶手段と、
上記記憶された上記ホワイトバランス制御情報を読み出す読出手段と、
上記読み出された上記ホワイトバランス制御情報と上記撮像手段から得られる色信号とに基づいて請求項4に記載のホワイトバランス制御方法を行うホワイトバランス制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。 - 被写体を撮像して色信号を得る撮像手段と、
上記撮像手段の特性情報を記憶する第1の記憶手段と、
当該撮像装置に対して着脱自在に構成された撮影レンズであって、該撮影レンズの特性情報を記憶する第2の記憶手段を有する撮影レンズと、
上記特定光源毎の特性情報を記憶する第3の記憶手段と、
上記第1の記憶手段から上記撮像手段の特性情報を、上記第2の記憶手段から上記撮影レンズの特性情報を、上記第3の記憶手段から上記特定光源毎の特性情報をそれぞれ読み出す読出手段と、
上記それぞれ読み出された上記撮像手段の特性情報と、上記撮影レンズの特性情報と、上記特定光源毎の特性情報とから上記特定光源のそれぞれに対応したホワイトバランス制御情報を算出する算出手段と、
上記算出された上記ホワイトバランス制御情報と上記撮像手段から得られる色信号とに基づいて請求項4に記載のホワイトバランス制御方法を行うホワイトバランス制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。 - 上記撮像手段の特性情報は該撮像手段の分光感度特性を含み、上記撮影レンズの特性情報は該撮影レンズの分光透過率特性を含み、上記特定光源毎の特性情報は上記特定光源毎の分光放射輝度特性を含むことを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 画面内を複数のブロックに分割した各ブロックの色信号を用いてホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス制御プログラムであって、コンピュータに、
上記分割した各ブロックの色信号を表す色空間座標を、上記画面内のホワイトバランスを判定するためのホワイトバランス判定空間座標に変換させ、
上記変換されたホワイトバランス判定空間座標が属するホワイトバランス判定空間内に、上記ホワイトバランス制御の際の光源の種類を推定するための光源推定領域と上記画面内の各ブロックの色信号が高彩度であるか否かを判定するための高彩度判定領域とをそれぞれ設定させ、
上記光源推定領域における上記ホワイトバランス判定空間座標の分布に基づいて上記光源の種類を推定した後、該推定された光源の種類と上記高彩度判定領域における上記ホワイトバランス判定空間座標の分布とに基づいて上記光源の種類を決定させ、
上記決定した光源の種類に基づいてホワイトバランス制御情報を算出させ、
上記算出したホワイトバランス制御情報に基づいて画像信号に対してホワイトバランス制御を行わせる、
ことを特徴とするホワイトバランス制御プログラム。
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