JP2010272934A - Color balance adjustment device - Google Patents
Color balance adjustment device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010272934A JP2010272934A JP2009120811A JP2009120811A JP2010272934A JP 2010272934 A JP2010272934 A JP 2010272934A JP 2009120811 A JP2009120811 A JP 2009120811A JP 2009120811 A JP2009120811 A JP 2009120811A JP 2010272934 A JP2010272934 A JP 2010272934A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- color
- values
- value
- color temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、カラーバランス調整装置に係り、特に、撮像装置により撮像された画像における各画素のR、G、Bの原色信号の値を調整するカラーバランス調整装置に関する。 The present invention relates to a color balance adjustment device, and more particularly, to a color balance adjustment device that adjusts R, G, and B primary color signal values of each pixel in an image captured by an imaging device.
従来から、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサを用いて電気的に撮像を行う撮像装置では、通常、ある光源下で撮像された白色が色の偏りのない白色に撮像されるようにR(赤)、G(緑)、B(青)の各原色信号のバランスを調整する処理、すなわちホワイトバランス調整処理が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an imaging apparatus that electrically captures an image using an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), normally, white captured under a certain light source has no color bias. A process of adjusting the balance of the primary color signals of R (red), G (green), and B (blue) so that an image is captured in white, that is, a white balance adjustment process is performed.
その際、撮像装置の各画素で撮像された色が、ある温度の黒体(完全放射体)から放射される光の色と対応してそのときの黒体の温度を用いて色温度として表現されることはよく知られている。そして、通常、白色を撮像した画素のR、G、Bの値が、黒体放射軌跡すなわち各色温度で黒体から放射される光の色度図上の分布にのるように、R、G、Bの値に対する各補正量を算出し、その補正量に基づいて画素ごとのR、G、Bの値の調整が行われる。 At that time, the color imaged by each pixel of the imaging device is expressed as a color temperature using the temperature of the black body corresponding to the color of light emitted from the black body (complete radiator) at a certain temperature. It is well known that In general, the R, G, and B values of the pixels that image white are shown in the black body radiation locus, that is, the distribution on the chromaticity diagram of the light emitted from the black body at each color temperature. , B values are calculated, and R, G, and B values are adjusted for each pixel based on the correction amounts.
また、特許文献1では、測光処理を行って、プリズム回折格子により波長ごとに分光された光の分光エネルギー分布から色度座標等を算出し、色度座標の黒体放射軌跡との偏差が許容範囲内である場合に色温度に基づいてホワイトバランスの調整を行うことが提案されている。
Further, in
さらに、特許文献2では、R、G、Bの値を国際照明委員会が定めたCIE(1931)XYZ表色系における3刺激値X、Y、Zに一旦変換して色変換を行った後、色変換されたX、Y、ZをR、G、Bの値に再び戻すことでホワイトバランス調整処理を行うことが提案されている。
Further, in
一方、白色やグレー、黒色以外の赤や緑、青等の有彩色を撮像した画素のR、G、Bの値を調整する処理、すなわちカラーバランス調整処理では、通常、上記のようなホワイトバランス調整処理における補正量をそのまま有彩色にも適用してR、G、Bの値の調整が行われることが多い。 On the other hand, in the process of adjusting the R, G, and B values of the pixels that image chromatic colors such as red, green, and blue other than white, gray, and black, that is, the color balance adjustment process, the white balance as described above is usually used. In many cases, the R, G, and B values are adjusted by directly applying the correction amount in the adjustment process to the chromatic color.
ところで、これらの従来のホワイトバランス調整処理やカラーバランス調整処理では、撮像装置固有のR、G、B感度が合うように予め調整されており、R、G、Bのバランスがほぼ揃っていることが前提となっている。そのため、色温度のみを考慮して補正量を算出することが可能となっていた。 By the way, in these conventional white balance adjustment processing and color balance adjustment processing, the R, G, and B sensitivities specific to the imaging apparatus are adjusted in advance, and the balance of R, G, and B is almost uniform. Is the premise. Therefore, it has been possible to calculate the correction amount in consideration of only the color temperature.
しかしながら、撮像装置に赤外カットフィルタや偏光フィルタ等の光学フィルタが装着されていたり、撮像装置を車両の車室内に取り付けてフロントガラス等を介して車両前方を撮像するような場合、撮像装置固有のR、G、B感度が合うように予め調整されていても、光学フィルタやフロントガラス等の影響で、例えば白い物体を被写体として撮像した場合にR、G、Bのバランスが崩れている場合がある。 However, if the image pickup device is equipped with an optical filter such as an infrared cut filter or a polarization filter, or if the image pickup device is attached to the interior of the vehicle and the front of the vehicle is imaged through a windshield or the like, it is unique to the image pickup device. Even if the R, G, and B sensitivities are adjusted in advance, the balance of R, G, and B is lost when, for example, a white object is imaged as a subject due to the influence of an optical filter, windshield, etc. There is.
そのため、上記の従来のカラーバランス調整処理のように、赤や緑、青等の有彩色を撮像した画素のR、G、Bの値を調整する際に、ホワイトバランス調整処理における補正量をそのまま適用してしまうと、光学フィルタやフロントガラス等の影響でR、G、Bのバランスが崩れているために、適正なカラーバランス調整ができない虞がある。 Therefore, as in the conventional color balance adjustment process described above, when adjusting the R, G, and B values of pixels that have captured chromatic colors such as red, green, and blue, the correction amount in the white balance adjustment process remains unchanged. If applied, the balance of R, G, and B is lost due to the influence of an optical filter, a windshield, etc., and there is a possibility that proper color balance adjustment cannot be performed.
しかし、このようなカメラシステムにおいても、白色やグレー等の無彩色と赤や緑、青等の有彩色を的確に調整して撮像することができないと、それにより撮像された画像に基づいて被写体の色を誤って認識してしまうという問題が生じる。例えば、撮像装置を車両に搭載して信号を検出するような場合、赤信号の色を赤と認識できなくなるといった問題が生じ得る。また、例えば、撮像装置を自律的に行動するロボット等に搭載した場合に、ロボット等が被写体の色を誤って認識してしまい被写体を的確に認識できないといった問題が生じ得る。 However, even in such a camera system, if an achromatic color such as white or gray and a chromatic color such as red, green, or blue cannot be accurately adjusted and imaged, the subject is based on the image captured thereby. The problem arises that the color of the camera is mistakenly recognized. For example, when an image pickup apparatus is mounted on a vehicle and a signal is detected, there may be a problem that the color of the red signal cannot be recognized as red. Further, for example, when the imaging apparatus is mounted on a robot or the like that autonomously acts, there may arise a problem that the robot or the like erroneously recognizes the color of the subject and cannot accurately recognize the subject.
なお、以下では、上記の無彩色に対するホワイトバランス調整と有彩色に対するカラーバランス調整をまとめてカラーバランス調整と表現する。 In the following, the white balance adjustment for the achromatic color and the color balance adjustment for the chromatic color are collectively expressed as color balance adjustment.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フロントガラスや光学フィルタ等を介して撮像装置で撮像された画像の各画素のR、G、Bの値を適切に補正して調整することが可能なカラーバランス調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and appropriately corrects the R, G, and B values of each pixel of an image captured by an imaging device via a windshield, an optical filter, or the like. It is an object of the present invention to provide a color balance adjusting device that can be adjusted.
前記の問題を解決するために、第1の発明は、
撮像装置により撮像された画像のカラーバランス調整装置において、
前記撮像装置から入力された前記画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて各画素ごとに色温度指標値を算出する色温度算出手段と、
前記画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて前記各画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかを判定する判定手段と、
前記無彩色の画素と前記有彩色の画素とに対して互いに異なる態様で予め設定された前記色温度指標値と補正量との関係に従って、前記各画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかに応じて前記関係を使い分けて前記色温度指標値に基づくR、G、Bの値に対する前記補正量を算出し、前記補正量に従って前記画素ごとのR、G、Bの値の調整を行う調整手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the first invention provides:
In a color balance adjustment device for an image taken by an imaging device,
Color temperature calculation means for calculating a color temperature index value for each pixel based on the R, G, and B values of each pixel of the image input from the imaging device;
Determination means for determining whether each pixel is an achromatic pixel or a chromatic pixel based on the R, G, and B values of each pixel of the image;
According to the relationship between the color temperature index value and the correction amount preset in different manners for the achromatic pixel and the chromatic pixel, each pixel is an achromatic pixel or a chromatic color pixel. The correction amount for the R, G, and B values based on the color temperature index value is calculated using the relationship depending on whether the pixel is a pixel, and the R, G, and B values for each pixel are calculated according to the correction amount. Adjusting means for adjusting; and
It is characterized by providing.
第2の発明は、第1の発明のカラーバランス調整装置において、前記無彩色の画素に対する前記R、G、Bの値の補正量は、白色を撮像する条件の下で前記撮像装置の分光感度特性と黒体放射による相対強度とを乗算した値を所定の波長範囲で積分した場合の各色温度指標値ごとの前記R、G、Bの相対強度の各理論値のうち、各色温度指標値ごとに前記相対強度が2番目に大きい前記理論値を基準として算出された前記各理論値の比率の逆数として各色温度指標値ごとに設定されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the color balance adjusting device according to the first aspect, the correction amount of the R, G, and B values for the achromatic pixel is a spectral sensitivity of the imaging device under the condition of imaging white. For each color temperature index value among the theoretical values of the R, G, B relative intensities for each color temperature index value when a value obtained by multiplying the characteristic and the relative intensity by black body radiation is integrated in a predetermined wavelength range Further, the color temperature index value is set as the reciprocal of the ratio of the theoretical values calculated based on the theoretical value having the second largest relative intensity.
第3の発明は、第2の発明のカラーバランス調整装置において、前記調整手段は、前記判定手段により無彩色の画素と判定された前記画素のうち、RとGとBの値が全て等しい画素を前記補正量によるR、G、Bの値の調整の対象から除外し、それ以外の前記画素について前記補正量によるR、G、Bの値の調整を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the color balance adjustment device according to the second aspect of the invention, the adjustment means is a pixel in which R, G, and B values are all equal among the pixels determined as achromatic pixels by the determination means. Is excluded from the adjustment target of the R, G, and B values by the correction amount, and the R, G, and B values are adjusted by the correction amount for the other pixels.
第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明のカラーバランス調整装置において、前記有彩色の画素に対する前記R、G、Bの値の補正量は、前記撮像装置の分光感度特性においてR、G、Bのそれぞれについて感度が高い波長範囲でそれぞれ前記撮像装置の分光感度特性と黒体放射による相対強度とを乗算した値を積分した場合の各色温度指標値ごとの前記R、G、Bの相対強度の各理論値で、基準色温度における前記R、G、Bの相対強度の各理論値をそれぞれ除算して算出される色温度に対する補正量と、各色温度指標値ごとの前記R、G、Bの相対強度の各理論値のうち、各色温度指標値ごとに前記相対強度が2番目に大きい前記理論値を基準として算出された前記各理論値の比率の逆数として算出されるR、G、Bに対する補正量と、を乗算した値として各色温度指標値ごとに設定されることを特徴とする。 A fourth invention is the color balance adjustment device according to any one of the first to third inventions, wherein the correction amounts of the R, G, and B values for the chromatic color pixels are determined by spectral sensitivity characteristics of the imaging device. The R, G, and B for each color temperature index value when the values obtained by multiplying the spectral sensitivity characteristics of the imaging device and the relative intensity by black body radiation are integrated in the wavelength range where the sensitivity is high for each of R, G, and B. The correction value for the color temperature calculated by dividing the respective theoretical values of the R, G, B relative intensities at the reference color temperature by the respective theoretical values of the relative intensity of B, and the R for each color temperature index value R calculated as the reciprocal of the ratio of the theoretical values calculated based on the theoretical value having the second largest relative intensity for each color temperature index value among the theoretical values of the relative intensities of G, B, and B Correction for G, B When, characterized in that it is set for each color temperature index value as a value obtained by multiplying the.
第5の発明は、第4の発明のカラーバランス調整装置において、前記撮像装置の分光感度特性においてR、G、Bのそれぞれについて感度が高い波長範囲は、R、G、Bについて同一の波長幅の波長範囲として設定されることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the color balance adjusting apparatus according to the fourth aspect of the invention, the wavelength ranges of high sensitivity for each of R, G, and B in the spectral sensitivity characteristics of the imaging device are the same wavelength widths for R, G, and B. It is set as a wavelength range of
第6の発明は、第4または第5の発明のカラーバランス調整装置において、前記調整手段は、前記判定手段により有彩色の画素と判定された前記画素について、R、G、Bの値のうち最も大きい色成分のみを調整の対象とし、前記最も大きい色成分の値と最も小さい色成分の値との差が所定の第1閾値以上である場合には前記最も大きい色成分の値に当該色成分に対する前記補正量を乗算し、前記差が前記所定の第1閾値より小さい値に設定された第2閾値以下である場合には前記最も大きい色成分の値を調整せず、前記差が前記第1閾値と前記第2閾値との間の値である場合には、前記差に応じて前記補正量を線形補間した値を当該最も大きい色成分の値に乗算して、R、G、Bの値の調整を行うことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the color balance adjusting device according to the fourth or fifth aspect of the invention, the adjusting means includes the R, G, and B values for the pixels determined to be chromatic pixels by the determining means. Only the largest color component is to be adjusted, and when the difference between the largest color component value and the smallest color component value is equal to or greater than a predetermined first threshold value, the value of the largest color component is set to the largest color component value If the difference is less than or equal to a second threshold set to a value smaller than the predetermined first threshold, the value of the largest color component is not adjusted and the difference is When the value is between the first threshold value and the second threshold value, a value obtained by linearly interpolating the correction amount according to the difference is multiplied by the value of the largest color component, and R, G, B The value of is adjusted.
第7の発明は、第1から第6のいずれかの発明のカラーバランス調整装置において、前記判定手段は、前記画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて、|R−G|、|R−B|、|B−G|がそれぞれ所定の閾値以下であるという条件を満たす場合に、当該画素が無彩色の画素であると判定し、それ以外の場合に当該画素が有彩色の画素であると判定することを特徴とする。 According to a seventh invention, in the color balance adjusting device according to any one of the first to sixth inventions, the determination means is based on | R−G | based on the R, G, and B values of each pixel of the image. , | R−B |, | B−G | satisfy the condition that each is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that the pixel is an achromatic pixel, and in other cases, the pixel is a chromatic color. It is characterized by determining that the pixel is a pixel.
第1の発明によれば、撮像装置で撮像された画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて当該画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかを判定した上で、無彩色の画素と有彩色の画素とに対して互いに異なる態様で予め設定された色温度指標値と補正量との関係に従い、画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかに応じて上記の関係を使い分け、すなわち例えば参照する無彩色用のテーブルと有彩色用のテーブルとを使い分けて、色温度指標値に基づいてR、G、Bの値に対する補正量を算出し、補正量に従って画素ごとのR、G、Bの値の調整を行う。 According to the first invention, after determining whether the pixel is an achromatic pixel or a chromatic pixel based on the R, G, and B values of each pixel of the image captured by the imaging device Therefore, the pixel is an achromatic pixel or a chromatic pixel according to the relationship between the color temperature index value and the correction amount that are preset in different manners for the achromatic pixel and the chromatic pixel. Depending on the above, the above relationship is properly used, that is, for example, the reference table for achromatic color and the table for chromatic color are used separately, and the correction amount for the R, G, B values is calculated based on the color temperature index value. The R, G, and B values for each pixel are adjusted according to the correction amount.
そのため、画素が、無彩色の被写体が撮像された画素か、有彩色の被写体が撮像された画素かに応じて適切に画素のR、G、Bの値を調整することが可能となり、例えば、車両のフロントガラスや防護板等の透過部材や赤外カットフィルタや偏光フィルタのような光学フィルタ等が撮像装置の前方に介在するカメラシステムにおいても、撮像装置で撮像された画像の各画素のR、G、Bの値を的確に補正して調整することが可能となる。 Therefore, it is possible to appropriately adjust the R, G, and B values of a pixel depending on whether the pixel is a pixel in which an achromatic subject is imaged or a pixel in which a chromatic subject is imaged. Even in a camera system in which a transmission member such as a windshield and a protective plate of a vehicle, an optical filter such as an infrared cut filter or a polarization filter, and the like are interposed in front of the imaging device, R of each pixel of the image captured by the imaging device , G and B can be accurately corrected and adjusted.
また、そのため、このようなカメラシステムにおいても、白色やグレー等の無彩色と赤や緑、青等の有彩色を的確に調整して撮像することが可能となり、それにより撮像された画像に基づいて被写体の色を的確に認識することが可能となる。そして、例えば、撮像装置を車両や自律的に行動するロボット等に搭載して被写体を検出するような場合に、被写体の色を的確に認識して、被写体を的確に検出することが可能となる。 For this reason, even in such a camera system, it is possible to accurately adjust an achromatic color such as white or gray and a chromatic color such as red, green or blue, and based on the captured image. Thus, the color of the subject can be accurately recognized. For example, when an imaging device is mounted on a vehicle, a robot that acts autonomously, or the like to detect a subject, it is possible to accurately detect the subject and accurately detect the subject. .
第2の発明によれば、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量を、各色温度指標値ごとのR、G、Bの相対強度の各理論値のうち相対強度が2番目に大きい理論値を基準として算出された各理論値の比率の逆数として設定することで、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量が、相対強度が最も大きい理論値や最も小さい理論値に引きずられて特定の色成分に偏ることを的確に防止することが可能となり、前記各発明の効果をより的確に発揮させることが可能となる。 According to the second aspect of the invention, the correction amount of the R, G, and B values for the achromatic color pixel is the second relative intensity among the theoretical values of the R, G, and B relative intensity for each color temperature index value. Is set as the reciprocal of the ratio of each theoretical value calculated with a large theoretical value as a reference, the correction amount of the R, G, and B values for the achromatic pixel is the largest theoretical value or the smallest relative value. It is possible to accurately prevent a bias to a specific color component by being dragged by a theoretical value, and it is possible to exhibit the effects of the above-described inventions more accurately.
第3の発明によれば、例えば、車両のフロントガラスや赤外カットフィルタのように、撮像装置の前方に介在する透過部材や光学フィルタ等により白色等が着色されずに撮像されるような場合には、無彩色の被写体を撮像した画素からは出力されるR、G、Bの値は同じような値になるため、画素から出力されたRとGとBの値が全て等しい値であれば、それは白色やグレー等の無彩色が撮像された画素であると判断することができ、調整を行う必要がない。 According to the third invention, for example, when a white member or the like is imaged without being colored by a transmission member or an optical filter interposed in front of the imaging device, such as a windshield of a vehicle or an infrared cut filter. Since the values of R, G, and B that are output from a pixel that has captured an achromatic subject are the same, the values of R, G, and B that are output from the pixel are all equal. For example, it can be determined that the pixel is an image of an achromatic color such as white or gray, and no adjustment is required.
そのため、前記各発明の効果に加え、出力したRとGとBの値が全て等しい値である画素を調整の対象から除外することで、R、G、Bの値の調整処理を軽くすることが可能となり、処理をより高速に行うことが可能となる。 Therefore, in addition to the effects of the inventions described above, the adjustment processing of the R, G, and B values can be lightened by excluding pixels whose output values of R, G, and B are all equal from the adjustment target. And the processing can be performed at higher speed.
第4の発明によれば、有彩色の画素に対して、無彩色の画素に対する態様とは異なる態様で予め設定された色温度指標値と補正量との関係に従って、有彩色の画素に応じた調整のしかたで有彩色の画素のR、G、Bの値を的確に補正して調整することが可能となり、前記各発明の効果をより的確に発揮させることが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, according to the relationship between the color temperature index value set in advance in a manner different from the manner for the achromatic color pixel and the correction amount, the chromatic color pixel corresponds to the chromatic color pixel. By adjusting, it is possible to accurately correct and adjust the R, G, and B values of the chromatic color pixels, and the effects of the respective inventions can be exhibited more accurately.
第5の発明によれば、有彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量を、特定の色成分に偏ることなく的確に算出することが可能となり、有彩色の画素に対する調整を的確に行うことが可能となる。そのため、前記各発明の効果をより的確に発揮させることが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to accurately calculate the correction amounts of the R, G, and B values for the chromatic color pixels without being biased toward the specific color component, and the adjustment for the chromatic color pixels can be accurately performed. Can be performed. Therefore, the effects of the above inventions can be more accurately exhibited.
第6の発明によれば、有彩色の画素のR、G、Bの値の中で特定の色成分が大きい場合にはその色成分を調整し、有彩色の画素のR、G、Bの値にさほど大きな差がなく無彩色に近い色の場合には調整を行わず、その中間の場合には補正量を線形補間等により修正して適用する。このようにして有彩色の画素のR、G、Bの値の調整を行うことで、有彩色の画素に対する調整をより的確に行うことが可能となり、前記各発明の効果をより的確に発揮させることが可能となる。 According to the sixth aspect of the invention, when a specific color component is large among the R, G, and B values of the chromatic color pixel, the color component is adjusted, and the R, G, and B of the chromatic color pixel are adjusted. In the case of a color that does not have a large difference in value and is close to an achromatic color, no adjustment is performed, and in the middle, the correction amount is corrected by linear interpolation or the like. By adjusting the R, G, and B values of the chromatic color pixels in this way, it becomes possible to more accurately adjust the chromatic color pixels, and the effects of the above-described inventions can be exhibited more accurately. It becomes possible.
第7の発明によれば、例えば、車両のフロントガラスや赤外カットフィルタのように、撮像装置の前方に介在する透過部材や光学フィルタ等により白色等が着色されずに撮像されるような場合には、無彩色の被写体を撮像した画素からは出力されるR、G、Bの値は同じような値になる。そのため、|R−G|等の値がそれぞれ所定の閾値以下であるという条件を満たす場合に当該画素が無彩色の画素であると判定するように構成すれば、無彩色の画素と有彩色の画素とを的確かつ簡便に判別することが可能となり、前記各発明の効果をより的確に発揮させることが可能となる。 According to the seventh aspect of the invention, for example, when a white member or the like is imaged without being colored by a transmission member or an optical filter interposed in front of the imaging device, such as a windshield of a vehicle or an infrared cut filter. The values of R, G, and B that are output from pixels that image an achromatic subject are the same. Therefore, if the pixel is determined to be an achromatic pixel when the condition that each of the values | R−G | is equal to or less than a predetermined threshold is satisfied, the achromatic pixel and the chromatic color can be determined. It is possible to discriminate the pixel accurately and simply, and the effects of the inventions described above can be more accurately exhibited.
以下、本発明に係るカラーバランス調整装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a color balance adjusting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下では、カラーバランス調整装置1や撮像装置10等が車両に搭載されている場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、例えば自律的に行動するロボットに搭載されたカメラ等で撮像された画像のカラーバランス調整に用いることができる。
In the following, the case where the color
本実施形態に係るカラーバランス調整装置1は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータで構成されており、図1に示すように、色温度算出手段2や判定手段3、調整手段4を備えている。
The color
また、カラーバランス調整装置1は、撮像装置10により撮像された画像の各画素のR(赤)、G(緑)、B(青)のカラーバランスを調整するようになっている。以下、カラーバランス調整装置1の各手段2〜4について説明する前に、撮像装置10等について説明する。
In addition, the color
撮像装置10は、本実施形態では、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサが内蔵されたカメラ等の単眼の撮像装置が用いられているが、複数設けられた撮像装置のうちの単数または複数の撮像装置により撮像された単数または複数の画像に対して本発明に係る処理を施すように構成することも可能である。
In this embodiment, the
図示を省略するが、本実施形態では、撮像装置10は、車両のフロントガラス内側の例えばルームミラー近傍に設置されており、車両前方を撮像して、道路面上に標示された車線(追い越し禁止線や路側帯と車道とを区画する区画線等の道路面上に標示された連続線や破線)や先行車両等の車両、歩行者、信号等を撮像する。
Although illustration is omitted, in the present embodiment, the
また、撮像装置10には、図示しないフォーカスレンズやズームレンズ等を含む撮像レンズや絞り、シャッタ等が設けられており、また、赤外カットフィルタや偏光フィルタ等の光学フィルタが必要に応じて装着されている。また、撮像装置10では、一定のサンプリング周期ごとに画像が撮像され、画像がCCD等のイメージセンサで画像のR(赤)、G(緑)、B(青)の各色の光が光電変換されて、画素ごとのR、G、Bのアナログ値が出力されるようになっている。
Further, the
変換部11は、A/Dコンバータ等で構成されており、撮像装置10から画素ごとのR、G、Bのアナログ値が入力されると、R、G、Bの各アナログ値をそれぞれデジタル値に変換して画像補正部12に出力するようになっている。画像補正部12は、送信されてきたアナログ値のR、G、Bの値に対してずれやノイズの除去、輝度の補正等の画像補正を行い、画像補正した画素ごとのR、G、Bの値をカラーバランス調整装置1に出力するようになっている。
The
カラーバランス調整装置1の色温度算出手段2は、撮像装置10から入力された画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて、画素ごとに色温度指標値T*を算出するようになっている。
The color
以下、まず、色温度算出手段2でR、G、Bの値に基づく色温度指標値T*の算出に用いられるモデル式や理論値、色度図について説明する。本実施形態では、色温度算出手段2は、後述するように、このモデル式や理論値から得られる色度図に基づいて、実際の各画素のR、G、Bの値から色温度指標値T*を算出するようになっている。なお、このモデル式等は公知のものである。
Hereinafter, first, a model formula, a theoretical value, and a chromaticity diagram used for calculating the color temperature index value T * based on the values of R, G, and B by the color
まず、下記の(1)式は、車両のフロントガラス等を介してCCDカメラ等の撮像装置10で撮像が行われた際に撮像装置10から出力されるR、G、Bの相対強度の理論値(モデル値)IR、IG、IBを算出するモデル式である。
First, the following equation (1) is the theory of the relative intensities of R, G, and B output from the
ここで、Ωは波長λについての積分範囲を表し、可視光領域を含む波長領域で積分される。また、例えば波長が750nm以上の赤外光の透過をカットする赤外カットフィルタが用いられているような場合には、750nm以下の波長範囲で積分される。Ftglass(λ)は撮像装置10が搭載された車両のフロントガラスの透過特性を表す関数であり、OPTfilter(λ)は赤外カットフィルタ等の光学フィルタの透過特性を表す関数である。
Here, Ω represents an integration range for the wavelength λ, and is integrated in the wavelength region including the visible light region. For example, when an infrared cut filter that cuts off transmission of infrared light having a wavelength of 750 nm or more is used, integration is performed in a wavelength range of 750 nm or less. Ftglass (λ) is a function representing the transmission characteristics of the windshield of the vehicle on which the
また、[r(λ)、g(λ)、b(λ)]は撮像装置10に用いられているCCDイメージセンサ等の分光感度特性を表すR、G、Bごとの関数であり、上記(2)式で表されるM(λ)は黒体放射による相対強度を表す式である。なお、上記(2)式におけるC1、C2は、それぞれ、
C1=3.7418×10−16[Wm2]
C2=1.4388×10−2[mK]
であり、Tは色温度[K]を表す。
[R (λ), g (λ), b (λ)] are functions for R, G, and B representing spectral sensitivity characteristics of a CCD image sensor or the like used in the
C 1 = 3.7418 × 10 −16 [Wm 2 ]
C 2 = 1.4388 × 10 −2 [mK]
T represents the color temperature [K].
また、Input(λ)は入射光の分光特性を表す関数であり、入射光が白色である場合には、Input(λ)としては全ての波長λに対して1を与える関数であり、入射光が赤や緑、青等の各色の有彩色である場合には、それぞれの波長領域について特徴を有する関数が用いられる。そして、Input(λ)を各色について適切に変えることで、各色の光が撮像装置10の各画素に入射された場合に撮像装置10から出力されるR、G、Bの相対強度の理論値IR、IG、IBが上記(1)式に従ってそれぞれ算出される。
Input (λ) is a function that represents the spectral characteristics of incident light. When the incident light is white, Input (λ) is a function that gives 1 to all wavelengths λ. Is a chromatic color of each color such as red, green, and blue, a function having a characteristic for each wavelength region is used. Then, by appropriately changing Input (λ) for each color, the theoretical value I of the relative intensities of R, G, and B output from the
なお、本発明において、無彩色とは、白色やグレー(灰色)、黒色等の、いわゆる色みのない明度のみを有する色をいい、有彩色とは、赤や緑、青等の、いわゆる色みがあり明度や色相、彩度を有する色をいう。また、上記(1)式で表されるモデル式は、上記のように車両のフロントガラスの透過特性Ftglass(λ)やカメラレンズに装着する光学フィルタの透過率特性OPTfilter(λ)、CCDイメージセンサ等の分光感度特性[r(λ)、g(λ)、b(λ)]など、カメラシステム上固有となる各特性を反映できる利点がある。 In the present invention, an achromatic color means a color having only a so-called lightness such as white, gray (gray), black, etc., and a chromatic color means a so-called color such as red, green, or blue. A color that has lightness, hue, and saturation. In addition, the model expression expressed by the above expression (1) is as follows. The transmission characteristic Ftglass (λ) of the vehicle windshield, the transmission characteristic OPTfilter (λ) of the optical filter attached to the camera lens, and the CCD image sensor. The spectral sensitivity characteristics [r (λ), g (λ), b (λ)] such as the above are advantageous in that each characteristic unique to the camera system can be reflected.
ここで、上記の(1)式で表されるモデル式のInput(λ)に白色を撮像した場合の関数すなわちInput(λ)=1を代入して演算し、算出された理論値IR、IG、IBから色度IB/IR、IB/IGを算出する。そして、横軸に色度IB/IR、縦軸に色度IB/IGをとった色度図上にプロットすると、上記のようなカメラシステムにおける黒体放射軌跡が、例えば図2に示すように、色温度Tをパラメータとして得られる。 Here, a function when white is imaged, that is, Input (λ) = 1, is substituted for the input (λ) of the model expression expressed by the above formula (1), and the calculated theoretical value I R , I G, chromaticities from I B I B / I R, calculates the I B / I G. Then, when plotting on a chromaticity diagram with chromaticity I B / I R on the horizontal axis and chromaticity I B / I G on the vertical axis, the black body radiation locus in the camera system as described above is, for example, FIG. As shown, the color temperature T is obtained as a parameter.
本実施形態では、色温度算出手段2は、図2に例示された色度図に基づいて、実際に撮像された画像の各画素のR、G、Bの値から色温度指標値T*を算出するようになっている。なお、上記の色度図は予め算出され、色度図に対応するテーブルがカラーバランス調整装置1のROM等の記憶手段に予め記憶されている。
In the present embodiment, the color
色度はR、G、Bの比であるからB/R≒IB/IR、B/G≒IB/IGが成り立つ。そこで、色温度算出手段2は、ROM等から図2に示した色度図を読み出し、画像の各画素のR、G、B値からB/R、B/Gの値を算出して、色度図上にプロットする(図3の黒丸参照)。 Chromaticity R, G, which is the ratio from B / R ≒ I B / I R of B, B / G ≒ I B / I G holds. Therefore, the color temperature calculation means 2 reads the chromaticity diagram shown in FIG. 2 from the ROM or the like, calculates the values of B / R and B / G from the R, G, and B values of each pixel of the image, Plot on the degree diagram (see black circle in FIG. 3).
プロットした点が黒体放射軌跡上にあれば、その点における色温度Tを当該画素の色温度Tとして推定することができる。また、図3に示したように、プロットした点が黒体放射軌跡から離れた位置にプロットされる場合には、プロットされた点から黒体放射軌跡上まで垂線を下ろし、黒体放射軌跡と垂線との交点における色温度Tを当該画素の色温度Tとして推定することができる。 If the plotted point is on the black body radiation locus, the color temperature T at that point can be estimated as the color temperature T of the pixel. In addition, as shown in FIG. 3, when the plotted point is plotted at a position away from the black body radiation locus, a perpendicular line is drawn from the plotted point to the black body radiation locus, The color temperature T at the intersection with the perpendicular can be estimated as the color temperature T of the pixel.
本実施形態では、色温度算出手段2は、このようにして推定された色温度Tを当該画素における色温度指標値T*として算出するようになっている。また、色温度算出手段2は、この色温度指標値T*の算出を画像の各画素について行うようになっている。
In the present embodiment, the color
判定手段3は、画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて、各画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかを判定するようになっている。
The
具体的には、本実施形態では、判定手段3は、画素のR、G、Bの値が下記(3)〜(5)式を同時に満たす場合に、当該画素が無彩色の画素であると判定し、それ以外の場合、すなわち画素のR、G、Bの値が下記(3)〜(5)式のいずれか1つでも満たさない場合には当該画素が有彩色の画素であると判定するようになっている。
|R−G|≦Tha …(3)
|R−B|≦Thb …(4)
|B−G|≦Thc …(5)
Specifically, in this embodiment, the
| RG | ≦ Tha (3)
| R−B | ≦ Thb (4)
| BG | ≦ Thc (5)
なお、上記(3)〜(5)式の閾値Tha、Thb、Thcは同一の値であってもよく、また、異なる値であってもよい。本実施形態では、画素のR、G、Bの値が例えば0〜255の256階調のデジタル値である場合、閾値Tha〜Thcは例えば20に設定されている。 The threshold values Tha, Thb, and Thc in the above expressions (3) to (5) may be the same value or different values. In the present embodiment, when the R, G, and B values of the pixels are digital values of 256 gradations, for example, 0 to 255, the thresholds Tha to Thc are set to 20, for example.
また、当該画素が有彩色の画素であると判定するための条件は、フロントガラスや防護板等のように光を透過する透過部材の透過特性や装着する光学フィルタの透過率特性、CCDイメージセンサ等の撮像装置10の分光感度特性等のカメラシステム固有の特性等に応じて適宜設定される。
The conditions for determining that the pixel is a chromatic pixel are the transmission characteristics of a transmission member that transmits light, such as a windshield and a protective plate, the transmission characteristics of an optical filter to be mounted, and a CCD image sensor. These are set as appropriate according to the characteristics unique to the camera system such as the spectral sensitivity characteristics of the
調整手段4は、色温度算出手段2により算出された各画素についての色温度指標値T*に基づいて当該画素のR、G、Bの値を補正するための補正量を算出し、そのR、G、Bの値の補正量に従って画素ごとのR、G、Bの値の調整を行うようになっている。
The
その際、本発明では、各画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかに応じて色温度指標値T*と補正量との関係が異なった態様で予め設定されており、調整手段4は、各画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかに応じて、用いる上記関係を使い分け、後述する無彩色用または有彩色用の各テーブルを参照して補正量を算出するようになっている。 In this case, in the present invention, the relationship between the color temperature index value T * and the correction amount is set in advance depending on whether each pixel is an achromatic pixel or a chromatic pixel, The adjusting means 4 uses the above relationship to be used depending on whether each pixel is an achromatic pixel or a chromatic pixel, and refers to each achromatic or chromatic color table to be described later. Is calculated.
まず、画素の色が無彩色、すなわち白色やグレー、黒色等の色みのない明度のみを有する色である場合の色温度指標値T*と補正量との関係は、上記(1)式で表されるモデル式において、白色を撮像した場合のInput(λ)=1を代入して算出される理論値IR、IG、IBに基づいて予め設定される。 First, the relationship between the color temperature index value T * and the correction amount in the case where the pixel color is an achromatic color, that is, a color having only lightness such as white, gray, and black, is expressed by the above equation (1). In the model equation represented, the value is set in advance based on theoretical values I R , I G , and I B calculated by substituting Input (λ) = 1 when imaging white.
すなわち、上記(1)式にInput(λ)=1を代入してR、G、Bの相対強度の理論値IR、IG、IBを算出すると、上記(2)式で表される黒体放射の相対強度を表すM(λ)が色温度Tに依存するため、図4に示すように、理論値IR、IG、IBも色温度Tに依存する値として算出される。そして、画素の色が白色等の無彩色になるためにはIR=IG=IBであることが必要である。そこで、各理論値IR、IG、IBを揃えるように、各色温度T(すなわち各色温度指標値T*)ごとに補正量CR、CG、CBが算出されるようになっている。 That is, when the theoretical values I R , I G , and I B of R , G , and B are calculated by substituting Input (λ) = 1 into the above equation (1), it is expressed by the above equation (2). Since M (λ) representing the relative intensity of blackbody radiation depends on the color temperature T, the theoretical values I R , I G , and I B are also calculated as values that depend on the color temperature T, as shown in FIG. . Then, since the color of the pixel is achromatic white and the like are required to be I R = I G = I B . Therefore, correction amounts C R , C G , and C B are calculated for each color temperature T (that is, each color temperature index value T * ) so that the theoretical values I R , I G , and I B are aligned. Yes.
その際、本実施形態では、特定の色成分(すなわちRまたはGまたはB)への偏りを防止することに配慮して、各色温度Tにおける理論値IR、IG、IBのうち、相対強度が2番目に大きい理論値を基準として各理論値IR、IG、IBの比率の逆数を各色温度Tごとに算出し、この逆数を無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBとして予め算出して設定するようになっている。 At this time, in this embodiment, in consideration of preventing a bias toward a specific color component (that is, R, G, or B), among the theoretical values I R , I G , and I B at each color temperature T, strength is calculated each theoretical value I R based on the large theoretical second, I G, the reciprocal of the ratio of I B for each color temperature T, R of the reciprocal for the pixel of the achromatic, G, and B values The correction amounts C R , C G , and C B are calculated and set in advance.
具体的には、上記(1)式にInput(λ)=1を代入して算出される理論値IR、IG、IBが図4に示したように色温度Tに依存する場合、各色温度Tにおいて相対強度が2番目に大きい理論値を基準として1とした場合、各理論値IR、IG、IBの比率rR、rG、rBは図5に示すように各色温度Tごとに算出される。 Specifically, when the theoretical values I R , I G , and I B calculated by substituting Input (λ) = 1 into the above equation (1) depend on the color temperature T as shown in FIG. If the relative intensity is set to 1, based on the large theoretical the second at each color temperature T, the theoretical values I R, I G, the ratio r R of I B, r G, r B each, as shown in FIG. 5 the color Calculated for each temperature T.
そして、このようにして算出された各理論値IR、IG、IBの比率rR、rG、rBの逆数がR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBとして図6に示すように各色温度Tごとに算出される。なお、図6では見やすさを考慮して、補正量CR、CG、CBが色温度3500K〜8000Kの範囲でしか示されていないが、図2〜図5に示したように、各理論値IR、IG、IBが例えば色温度2000K〜12500Kの範囲で計算されている場合には補正量CR、CG、CBはその全範囲で算出される。 The reciprocals of the ratios r R , r G , r B of the theoretical values I R , I G , I B calculated in this way are correction amounts C R , C G , C for the values of R, G, B. B is calculated for each color temperature T as shown in FIG. In consideration of the 6 visibility, as the correction amount C R, C G, although C B not only indicated by a range of color temperatures 3500K~8000K, shown in FIGS. 2 to 5, each theory I R, I G, the correction amount when it is calculated in the range of I B for example color temperature 2000K~12500K C R, C G, C B is calculated at the entire range.
本実施形態では、このようにして各色温度T(すなわち各色温度指標値T*)ごとに算出された無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBのテーブル(すなわち無彩色用のテーブル)が、カラーバランス調整装置1のROM等の記憶手段に予め記憶されている。
In the present embodiment, the correction amounts C R , C G , and C B of the R, G, and B values for the achromatic color pixel calculated for each color temperature T (that is, each color temperature index value T * ) in this way. A table (that is, an achromatic color table) is stored in advance in storage means such as a ROM of the color
調整手段4は、判定手段3がある画素について無彩色の画素であると判定し、色温度算出手段2が当該画素の色温度指標値がT*であると算出すると、無彩色用のテーブルを参照して色温度指標値T*における補正量CR、CG、CBを算出し、当該画素のR、G、Bの値に各補正量CR、CG、CBをそれぞれ乗算して画素ごとのR、G、Bの値の調整を行うようになっている。
When the adjusting
なお、参照した無彩色用のテーブルに当該色温度指標値T*における補正量CR、CG、CBが対応付けられていない場合には、例えば当該色温度指標値T*の近傍の色温度Tにおける補正量CR、CG、CBから線形補間等により当該色温度指標値T*における補正量CR、CG、CBを算出する。 The correction amount C R to the table for the achromatic referenced in the color temperature index value T *, C G, if the C B not associated, for example, in the vicinity of the color temperature index value T * color Correction amounts C R , C G , and C B at the color temperature index value T * are calculated from the correction amounts C R , C G , and C B at the temperature T by linear interpolation or the like.
また、本実施形態のように、透過部材が車両のフロントガラスであり、光学フィルタとして可視光領域にはほとんど影響を与えない赤外カットフィルタや偏光フィルタが用いられている場合、すなわち、いわば白色が特定の色に着色されずに撮像される場合には、白色を撮像した画素から出力されるRとGとBの値は同じ値になる。そのため、画素から出力されたRとGとBの値が全て等しい値であれば、それは白色やグレー等の無彩色が撮像された画素であると判断することができる。 Further, as in this embodiment, when the transmissive member is a windshield of a vehicle, and an infrared cut filter or a polarization filter that hardly affects the visible light region is used as an optical filter, that is, so-called white When an image is captured without being colored in a specific color, the values of R, G, and B output from the pixel that captured white are the same value. Therefore, if the values of R, G, and B output from a pixel are all equal, it can be determined that the pixel is an image of an achromatic color such as white or gray.
そこで、R、G、Bの値の調整処理を軽くするために、調整手段4では、判定手段3で無彩色の画素と判定された画素のうち、RとGとBの値が全て等しい画素を上記のような補正量CR、CG、CBによるR、G、Bの値の調整の対象から除外し、それ以外の無彩色の画素と判定された画素について補正量CR、CG、CBによるR、G、Bの値の調整を行うように構成することが可能である。
Therefore, in order to lighten the adjustment processing of the R, G, and B values, the
一方、画素が有彩色の画素である場合の色温度指標値T*(色温度T)と補正量との関係(すなわち有彩色用のテーブル)は、上記の画素が無彩色である場合の色温度指標値T*(色温度T)と補正量との関係(すなわち無彩色用のテーブル)とは異なった態様で予め設定される。 On the other hand, when the pixel is a chromatic pixel, the relationship between the color temperature index value T * (color temperature T) and the correction amount (that is, the chromatic color table) is the color when the pixel is an achromatic color. The relationship between the temperature index value T * (color temperature T) and the correction amount (that is, the achromatic color table) is preset in a different manner.
一般的に、画素の色が有彩色、すなわち赤や緑、青等のいわゆる色みがあり明度や色相、彩度を有する色である場合のカラーバランス調整では、上記(1)式で表されるモデル式のInput(λ)として所定の関数を設定し、そのInput(λ)の下で上記(1)式の積分を実行して算出された理論値IR、IG、IBに基づいて画素のR、G、Bの値の調整が行われる。 In general, in the color balance adjustment when the pixel color is a chromatic color, that is, a color having lightness, hue, and saturation, such as red, green, and blue, it is expressed by the above equation (1). Based on the theoretical values I R , I G , I B calculated by setting a predetermined function as Input (λ) of the model formula and executing the integration of the formula (1) under the Input (λ) Thus, the R, G, and B values of the pixel are adjusted.
しかし、実際には、適切なInput(λ)を設定することは必ずしも容易ではない。そこで、本実施形態では、R、G、Bに対応してそれぞれ設定されるInput(λ)を単純な形で設定するようになっている。 However, in practice, it is not always easy to set an appropriate input (λ). Therefore, in the present embodiment, Input (λ) set corresponding to R, G, and B is set in a simple form.
ここで、実際のフロントガラスや光学フィルタ、CCDイメージセンサ等の撮像装置10のカメラシステムで、各波長λに対してR、G、Bがどのような分光感度特性になっているかを調べるために、下記(6)式を用いて計算を行うと、例えば図7に示すようなR(λ)、G(λ)、B(λ)の波長λに対する分光感度特性が得られる。
Here, in order to investigate the spectral sensitivity characteristics of R, G, and B for each wavelength λ in the camera system of the
なお、本実施形態では、前述したように750nm以上の赤外光の透過をカットする赤外カットフィルタが用いられており、図7の分光感度特性においても、750nm以上の波長の光がカットされている。図7の分光感度特性を見ると、R(λ)、G(λ)、B(λ)はそれぞれ感度のピークを有し、そこから長波長側と短波長側に裾野が広がっている。また、R(λ)は長波長領域に、G(λ)は中波長領域に、B(λ)は短波長領域にそれぞれ3つに別れて分布している。 In this embodiment, as described above, an infrared cut filter that cuts off transmission of infrared light of 750 nm or more is used, and light having a wavelength of 750 nm or more is also cut in the spectral sensitivity characteristics of FIG. ing. Looking at the spectral sensitivity characteristics of FIG. 7, R (λ), G (λ), and B (λ) each have a sensitivity peak, and the base spreads from there to the long wavelength side and the short wavelength side. R (λ) is distributed in the long wavelength region, G (λ) is distributed in the medium wavelength region, and B (λ) is distributed in three in the short wavelength region.
そこで、本実施形態では、R(λ)、G(λ)、B(λ)についてそれぞれ感度が高い波長範囲を設定する。その際、同一の波長幅の波長範囲で区切るように設定する。図7の例では、例えば、R(λ)は560〜750nm、G(λ)は465〜655nm、B(λ)は370〜560nmの波長幅が190nmの各波長範囲に区切る。 Therefore, in this embodiment, wavelength ranges with high sensitivity are set for R (λ), G (λ), and B (λ). In that case, it sets so that it may divide into the wavelength range of the same wavelength width. In the example of FIG. 7, for example, R (λ) is divided into wavelength ranges of 560 to 750 nm, G (λ) of 465 to 655 nm, and B (λ) of 370 to 560 nm and a wavelength width of 190 nm.
そして、このR(λ)、G(λ)、B(λ)の各波長範囲に対応して、Input(λ)を下記(7)〜(9)式のようにそれぞれ設定する。
R:Input(λ)=1(560nm≦λ≦750nm)
=0(上記以外の波長λ) …(7)
G:Input(λ)=1(465nm≦λ≦655nm)
=0(上記以外の波長λ) …(8)
B:Input(λ)=1(370nm≦λ≦560nm)
=0(上記以外の波長λ) …(9)
Then, Input (λ) is set as shown in the following equations (7) to (9) corresponding to the wavelength ranges of R (λ), G (λ), and B (λ).
R: Input (λ) = 1 (560 nm ≦ λ ≦ 750 nm)
= 0 (wavelength λ other than the above) (7)
G: Input (λ) = 1 (465 nm ≦ λ ≦ 655 nm)
= 0 (wavelength λ other than above) (8)
B: Input (λ) = 1 (370 nm ≦ λ ≦ 560 nm)
= 0 (wavelength λ other than above) (9)
すなわち、各Input(λ)をR、G、Bについてそれぞれ設定された上記の波長範囲で1となり、他の波長範囲では0となる、いわば矩形状の関数として設定する。 That is, each input (λ) is set to 1 in the above-described wavelength ranges set for R, G, and B, and is set to 0 in other wavelength ranges, that is, a so-called rectangular function.
続いて、これらのInput(λ)を上記(1)式に代入して積分を実行すると、例えばRについてのInput(λ)を用いて計算を行った場合、黒体放射の相対強度を表すM(λ)が上記(2)式で表されるように色温度Tに依存することに起因して、図8に示すように色温度Tに依存する理論値IR、IG、IBが算出される。しかし、図8はRについてのInput(λ)を用いた計算結果であり、有意な情報を有するのは理論値IRのみである。 Subsequently, when integration is performed by substituting these Input (λ) into the above equation (1), for example, when calculation is performed using Input (λ) for R, M representing the relative intensity of blackbody radiation. Due to the fact that (λ) depends on the color temperature T as expressed by the above equation (2), the theoretical values I R , I G , and I B depending on the color temperature T as shown in FIG. Calculated. However, FIG. 8 shows the calculation result using Input (λ) for R, and only the theoretical value IR has significant information.
また、G、BについてのInput(λ)を用いてそれぞれ計算を行い、同様にして、有意な情報を有する理論値IG、IBを算出する。R、G、Bについての各Input(λ)をそれぞれ用いて算出された色温度Tにそれぞれ依存する理論値IR、IG、IBをあわせて表すと、図9のグラフのように表すことができる。 Further, calculation is performed using Input (λ) for G and B, respectively, and similarly, theoretical values I G and I B having significant information are calculated. When the theoretical values I R , I G , and I B depending on the color temperatures T calculated using the respective inputs (λ) for R , G , and B are expressed together, they are expressed as shown in the graph of FIG. be able to.
本実施形態では、この図9に示される各色温度TごとのR、G、Bの相対強度の各理論値IR、IG、IBを用いて、画素の色が無彩色の場合の補正量CR、CG、CBの算出と同様にして、画素の色が有彩色の場合のR、G、Bの値に対する補正量CR、CG、CBが算出されるようになっている。 In the present embodiment, correction is performed when the pixel color is an achromatic color using the theoretical values I R , I G , and I B of the relative intensities of R, G, and B for each color temperature T shown in FIG. the amount C R, C G, in the same manner as the calculation of C B, so R when the color of the pixel is chromatic, G, the correction amount C R to the value of B, C G, the C B is calculated ing.
すなわち、図9に示すように算出した各色温度TごとのR、G、Bの各理論値IR、IG、IBのうち、各色温度Tごとに相対強度が2番目に大きい理論値を基準として各理論値IR、IG、IBの比率を算出し、算出した各理論値IR、IG、IBの比率の逆数として画素のR、G、Bに対する補正量CR、CG、CBが算出される。 Ie, R for each color temperature T calculated as shown in FIG. 9, G, the theoretical value I R of B, I G, among the I B, the theoretical relative intensity the second largest for each color temperature T The ratio of each theoretical value I R , I G , I B is calculated as a reference, and the correction amount C R for the R, G, B of the pixel is calculated as the reciprocal of the calculated ratio of each theoretical value I R , I G , I B. C G and C B are calculated.
本実施形態では、画素の色が有彩色の場合には、さらに、色温度に対する補正量C* R、C* G、C* Bを算出するようになっている。 In the present embodiment, when the pixel color is a chromatic color, correction amounts C * R , C * G , and C * B for the color temperature are further calculated.
画素の色が有彩色である場合、例えば曇天時や雨天時、日陰等のように画像が暗く撮像されるような状況では、画素の色も暗く撮像され、画素の色がどのような色であるかを認識しづらくなる。この色温度に対する補正量C* R、C* G、C* Bは、そのような状況においても画素の色を的確に認識できるように変換するための補正量であり、色温度T(色温度指標値T*)での画素のRやGやBの値を、晴天時の白色に相当する基準色温度すなわち5500Kの状態におけるR5500K、G5500K、B5500Kの値に近づけるように変換するための補正量である。 When the pixel color is chromatic, for example, when the image is captured darkly, such as when it is cloudy, rainy, or shaded, the pixel color is also captured darkly, and what color the pixel color is It becomes difficult to recognize if there is. The correction amounts C * R , C * G , and C * B with respect to the color temperature are correction amounts for conversion so that the color of the pixel can be accurately recognized even in such a situation, and the color temperature T (color temperature) the values of R and G and B pixels in the index value T *), R 5500K in the state of the reference color temperature, ie 5500K corresponds to white in fine weather, G 5500K, to convert to approximate the value of B 5500K Is the amount of correction.
すなわち、色温度に対する補正量C* R、C* G、C* Bはそれぞれ、
C* R=IR5500K/IR(T*) …(10)
C* G=IG5500K/IG(T*) …(11)
C* B=IB5500K/IB(T*) …(12)
で算出される。なお、IR5500K等およびIR(T*)等は、図9に示したように算出された各理論値IR等における色温度Tが5500KおよびT*のときの値である。
That is, the correction amounts C * R , C * G , and C * B for the color temperature are respectively
C * R = I R5500K / I R (T *) ... (10)
C * G = I G5500K / I G (T *) ... (11)
C * B = I B5500K / I B (T *) ... (12)
Is calculated by Note that I R5500K and the like and I R (T * ) and the like are values when the color temperature T in each theoretical value I R and the like calculated as shown in FIG. 9 is 5500 K and T * .
そして、本実施形態では、画素の色が有彩色である場合の画素のR、G、Bの値の補正量として、それぞれ画素の色が有彩色の場合のR、G、Bに対する補正量CR、CG、CBと色温度に対する補正量C* R、C* G、C* Bとを乗算したCRC* R、CGC* G、CBC* Bが用いられるようになっている。 In the present embodiment, the correction amounts C, R, G, and B when the pixel color is chromatic are used as the correction amounts of the R, G, and B values of the pixel when the pixel color is chromatic. C R C * R , C G C * G , C B C * B obtained by multiplying R 1 , C G , C B and correction amounts C * R , C * G , C * B for color temperature are used. It has become.
図9に示した例の場合、R、G、Bの値の補正量CRC* R、CGC* G、CBC* Bはそれぞれ図10に示すように各色温度Tごとに算出される。なお、図10においても、見やすさを考慮して、補正量CRC* R等が色温度3500K〜8000Kの範囲でしか示されていないが、図8や図9に示したように、各理論値IR、IG、IBが例えば色温度2000K〜12500Kの範囲で計算されている場合には補正量CRC* R等もその全範囲で算出される。
In the case of the example shown in FIG. 9, the correction amounts C R C * R , C G C * G , and C B C * B of the values of R, G, and B are calculated for each color temperature T as shown in FIG. Is done. Also in FIG. 10, in consideration of viewability, as the correction amount C R C * R and the like not only indicated by a range of color temperatures 3500K~8000K, shown in FIGS. 8 and 9, each theory I R, I G, the correction amount C R C * R, etc. if computed in the range of I B for
補正量CRC* R等の色温度Tに対する特性は、画素の色が無彩色である場合の補正量CR等(図6参照)の場合に比べて、色温度に対する補正量C* R等が乗算されている分だけ特性曲線が湾曲した形状になっている。 The characteristic of the correction amount C R C * R with respect to the color temperature T is that the correction amount C * R with respect to the color temperature is compared with the correction amount CR or the like when the pixel color is achromatic (see FIG. 6). The characteristic curve is curved by the amount multiplied by the same.
本実施形態では、上記のようにして各色温度T(すなわち各色温度指標値T*)ごとに算出された有彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CRC* R、CGC* G、CBC* Bのテーブル(すなわち有彩色用のテーブル)が、カラーバランス調整装置1のROM等の記憶手段に予め記憶されている。
In the present embodiment, correction amounts C R C * R and C G of R, G, and B values for chromatic pixels calculated for each color temperature T (that is, each color temperature index value T * ) as described above. A table of C * G and C B C * B (that is, a chromatic color table) is stored in advance in storage means such as a ROM of the color
また、調整手段4は、本実施形態では、判定手段3がある画素について有彩色の画素であると判定した場合、無彩色の画素の場合とは異なり、有彩色の画素と判定された当該画素のR、G、Bの値のうち、最も大きい色成分のみを調整の対象とし、値が2番目に大きい色成分や最も小さい色成分については調整を行わないようになっている。
Further, in this embodiment, when the
以下、画素のR、G、Bの値のうち、最も大きい色成分がR(すなわちR>GかつR>B)であり、Bが最も小さい色成分である場合について説明する。なお、他の色成分が最大或いは最小の場合も同様に説明される。 Hereinafter, a case will be described in which the largest color component is R (that is, R> G and R> B) and B is the smallest color component among the R, G, and B values of the pixel. The same applies when the other color components are maximum or minimum.
まず、最も大きい色成分Rと最も小さい色成分Bとの差に応じて、調整のしかたを3つに場合分けする。 First, according to the difference between the largest color component R and the smallest color component B, the adjustment method is divided into three cases.
[調整1]画素のR、Bの値から算出されるR−Bが、予め大きな値に設定された第1閾値Th1以上である(すなわちR−B≧Th1)場合には、当該画素は赤みがかった色をしており、調整手段4は、有彩色用のテーブルを参照して、色温度算出手段2が算出した当該画素の色温度指標値がT*におけるRの補正量CRC* Rを算出し、画素のRの値に補正量CRC* Rを乗算してRの値を補正して調整を行う。 [Adjustment 1] When R−B calculated from the R and B values of a pixel is equal to or greater than a first threshold value Th1 set to a large value in advance (ie, R−B ≧ Th1), the pixel is reddish. The adjustment means 4 refers to the chromatic color table, and the R temperature correction amount C R C * R when the color temperature index value of the pixel calculated by the color temperature calculation means 2 is T * . Is calculated by multiplying the R value of the pixel by the correction amount C RC * R to correct the R value.
なお、第1閾値Th1は、画素のR、G、Bの値が0〜255の256階調のデジタル値である場合には例えば100等に設定される。また、参照した有彩色用のテーブルに当該色温度指標値T*における補正量CRC* Rが対応付けられていない場合には、例えば当該色温度指標値T*の近傍の色温度Tにおける補正量CRC* Rから線形補間等により当該色温度指標値T*における補正量CRC* Rを算出する。 Note that the first threshold Th1 is set to 100 or the like, for example, when the R, G, and B values of the pixels are digital values of 256 gradations from 0 to 255. Further, when the table for the referenced chromatic correction amount C R C * R in the color temperature index value T * is not associated with, for example, in the color temperature T in the vicinity of the color temperature index value T * by linear interpolation or the like from the correction amount C R C * R calculates a correction amount C R C * R in the color temperature index value T *.
[調整2]画素のR、Bの値から算出されるR−Bが、予め小さな値に設定された第2閾値Th2以下である(すなわちR−B≦Th2)場合には、当該画素は無彩色に近い色をしており、調整手段4は、この場合は、値が最も大きい色成分Rに対して補正を行わないようになっている。すなわち、この場合、補正量はCRC* Rではなく1とされる。
[Adjustment 2] When R−B calculated from the R and B values of a pixel is equal to or smaller than a second threshold value Th2 set to a small value in advance (ie, R−B ≦ Th2), the pixel is not present. In this case, the
最も大きい色成分Rと最も小さい色成分Bとの差が例えば20以下であれば、最も大きい色成分Rと2番目に大きい色成分Gとの差や、2番目に大きい色成分Gと最も小さい色成分Bとの差も20以下となる。そのため、本実施形態では、このような場合には上記の(3)〜(5)式を満たすため、上記のように当該画素は判定手段3により無彩色の画素であると判定され、調整手段4は、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBを用いて当該画素のR、G、Bの値の調整を行う。
If the difference between the largest color component R and the smallest color component B is, for example, 20 or less, the difference between the largest color component R and the second largest color component G, or the smallest value with the second largest color component G. The difference from the color component B is also 20 or less. Therefore, in this embodiment, in order to satisfy the above equations (3) to (5) in such a case, the pixel is determined to be an achromatic pixel by the
それに対し、上記の調整2では、調整手段4は、値が最も大きい色成分Rに対して補正を行わず、値が2番目に大きい色成分Gや最も小さい色成分Bについても調整を行わない。そのため、本実施形態では、最も大きい色成分Rと最も小さい色成分Bとの差が20より大きく第2閾値Th2以下であるような画素帯に、いわば不感帯が設けられているような状態となっている。
On the other hand, in the
従って、このような不感帯をどの程度の画素範囲に設けるかに応じて第2閾値Th2の値が適宜設定される。すなわち、不感帯をある程度大きくとる場合には、第2閾値Th2は例えば25や30等の値に設定され、不感帯を設けない場合には、第2閾値Th2は上記の閾値Tha〜Thcと同様に20に設定される。なお、後者の場合には、結局、上記の調整2が行われる余地がないことになる。
Therefore, the value of the second threshold Th2 is appropriately set according to how much pixel range such a dead zone is provided. That is, when the dead zone is set to a certain extent, the second threshold Th2 is set to a value such as 25 or 30, for example, and when the dead zone is not provided, the second threshold Th2 is set to 20 similarly to the above thresholds Tha to Thc. Set to In the latter case, there is no room for the
[調整3]画素のR、Bの値から算出されるR−Bが、上記の第2閾値Th2より大きく第1閾値Th1より小さい(すなわちTh2<R−B<Th1)場合、すなわち上記の調整1と調整2との中間の場合には、調整手段4は、R−Bの大きさに応じて、上記の調整1における補正量CRC* Rと調整2における補正量1とを線形補間して補正量C** Rを算出し、画素のRの値に算出した補正量C** Rを乗算してRの値を補正して調整を行う。
[Adjustment 3] When RB calculated from the R and B values of the pixel is larger than the second threshold Th2 and smaller than the first threshold Th1 (that is, Th2 <RB <Th1), that is, the above adjustment. in the case of intermediate 1 and
この場合、補正量C** Rは、線形補間により、
C** R=1+(CRC* R−1)×(R−B)/(Th1−Th2)…(13)
を演算することにより算出することができる。なお、この場合も、参照した有彩色用のテーブルに当該色温度指標値T*における補正量CRC* Rが対応付けられていなければ線形補間等により補正量CRC* Rが算出される。
In this case, the correction amount C ** R is calculated by linear interpolation.
C ** R = 1 + (C R C * R -1) × (R-B) / (Th1-Th2) ... (13)
Can be calculated by calculating. Also in this case, the correction amount at the color temperature index value T * C R C * if R has not associated with the correction amount by linear interpolation or the like C R C * R is calculated in the table for the referenced chromatic The
次に、本実施形態に係るカラーバランス調整装置1の作用について説明する。
Next, the operation of the color
前述した従来のカラーバランス調整では、撮像装置固有のR、G、B感度が合うように予め調整され、R、G、Bのバランスがほぼ揃っている撮像装置に対して、ホワイトバランス調整処理における補正量をそのまま有彩色にも適用して、画素のR、G、Bの値の調整を行うことができた。 In the conventional color balance adjustment described above, the white balance adjustment process is performed on an image pickup apparatus that has been adjusted in advance so that the R, G, and B sensitivities unique to the image pickup apparatus are matched, and the balance of R, G, and B is substantially uniform. By applying the correction amount to the chromatic color as it is, the values of R, G, and B of the pixel can be adjusted.
しかし、本実施形態のように、入射光が、車両のフロントガラスや防護板等の透過部材や、赤外カットフィルタや偏光フィルタ等の光学フィルタを介してCCDイメージセンサ等の撮像装置10に入射されるカメラシステムの場合、撮像装置10の固有のR、G、B感度が合うように予め調整されていたとしても、ホワイトバランス調整処理における補正量、すなわち無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBをそのまま有彩色に適用して画素のR、G、Bの値を的確に調整することが必ずしも十分にはできない。
However, as in this embodiment, incident light is incident on the
そこで、本実施形態では、上記のように、判定手段3で、画素のR、G、Bの値に基づいて画素を無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかを判定して分け、無彩色の画素と有彩色の画素とに対して互いに異なる態様で予め設定された色温度指標値T*と補正量との関係、すなわち前述した無彩色用のテーブルと有彩色用のテーブルとを使い分けてR、G、Bの値の調整を行う。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the
前述したように、画素が無彩色であるか有彩色であるかを分ける基準として、本実施形態では、上記(3)〜(5)式の判定条件に従って判定されるように構成されている。これは、車両のフロントガラスの透過特性や赤外カットフィルタ等の光学フィルタの透過率特性が、少なくとも可視光領域では被写体の本来の色をそのままCCDイメージセンサ等に到達させるものであることに基づいている。 As described above, in this embodiment, the pixel is determined according to the determination conditions of the above formulas (3) to (5) as a reference for determining whether the pixel is an achromatic color or a chromatic color. This is based on the fact that the transmission characteristics of the windshield of a vehicle and the transmission characteristics of an optical filter such as an infrared cut filter cause the original color of the subject to reach the CCD image sensor or the like at least in the visible light region. ing.
すなわち、フロントガラスが無色透明で、白色の光がフロントガラス等を透過する際に特定の色(例えば赤)に着色させずに白色のままCCDイメージセンサ等に撮像されるように形成されており、また、光学フィルタが可視光領域の光を全て透過させるように構成されていることに基づく。そして、上記(3)〜(5)式において閾値Tha等が20に設定される場合、無彩色と判定する波長範囲をかなり狭く設定していることになる。 In other words, the windshield is colorless and transparent, and is formed so that when white light passes through the windshield etc., it is captured by a CCD image sensor or the like without being colored in a specific color (for example, red). The optical filter is configured to transmit all light in the visible light region. When the threshold Tha or the like is set to 20 in the above equations (3) to (5), the wavelength range for determining an achromatic color is set to be quite narrow.
しかし、上記のモデルにおいても、フロントガラスの透過特性Ftglass(λ)や光学フィルタの透過率特性OPTfilter(λ)、CCDイメージセンサ等の分光感度特性[r(λ)、g(λ)、b(λ)]等の関係次第で、例えば図4に示したように、色温度Tが白色に相当する5500Kで、理論値IRとIGは同程度の相対強度となるが理論値IBは理論値IR、IGよりもやや小さい値となる場合もある。 However, even in the above model, the transmission characteristic Ftglass (λ) of the windshield, the transmission characteristic OPTfilter (λ) of the optical filter, and the spectral sensitivity characteristics [r (λ), g (λ), b ( depending relationship lambda)] and the like, for example, as shown in FIG. 4, at 5500K color temperature T corresponds to white, the theoretical value I R and I G is to become in theory value I B comparable relative intensity In some cases, the values are slightly smaller than the theoretical values I R and I G.
そこで、例えば上記(1)式に従って算出される理論値IR、IG、IBに応じて、上記の画素が無彩色の画素であると判定する条件を、例えば、
|R−G|≦20
0≦R−B≦40
0≦G−B≦40
等のように設定することも可能である。
Therefore, for example, the above (1) Theoretical values I R, which is calculated according to formula, I G, according to I B, the above pixel determining conditions that the pixel of the achromatic, for example,
| RG | ≦ 20
0 ≦ R−B ≦ 40
0 ≦ GB ≦ 40
It is also possible to set as follows.
また、自律的に行動するロボットにCCDイメージセンサ等の撮像装置10を搭載するような場合、例えば撮像装置10の前方に設置する防護板等が車両のフロントガラスのように無色透明であるとは限らず、白色の光が防護板等を透過する際に特定の色に(例えば赤く)着色されて撮像されるような場合もある。そのような場合には、この特定の色(赤)に対応するR、G、Bの値を出力する画素や、その近傍のR、G、Bの値を出力する画素が無彩色の画素であると判定されるように、画素のR、G、Bの値に対する条件が設定される。
Further, when the
また、上記のようなモデルによらず、実際のフロントガラスや防護板等の透過部材や光学フィルタ、CCDイメージセンサ等の撮像装置10のカメラシステムで白色等の無彩色のカラーチャート等を撮像させ、その際に出力される各画素のR、G、Bの値を計測し、それに基づいて画素が無彩色の画素であると判定する条件を予め設定することも可能である。
In addition, regardless of the model as described above, an image of an achromatic color chart such as white is captured by the camera system of the
そして、画素が無彩色であると判定された場合には、調整手段4で、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBを用いて画素のR、G、Bの値が補正され調整される。その際、上記のように防護板等が着色されている等して白色の光が防護板等を透過する際に特定の色に(例えば赤く)着色されて撮像されるような場合には、この特定の色(赤)に対応するR、G、Bの値を出力する画素のR、G、Bの値が、R=G=Bとなるように、すなわち白色やグレー等の無彩色に相当する色になるように調整される。また、そのように調整されるように無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBが予め設定される。
If it is determined that the pixel is an achromatic color, the
従って、上記のような場合、着色された防護板等を介して人間の目で外界を見た場合には、全体的に赤みがかって見え、本来白色の物も赤く見えるが、調整された後の当該画素のR、G、Bの値は白色やグレー等の無彩色になる。 Therefore, in the above case, when the outside world is viewed with the human eye through a colored protective plate, etc., the whole appears reddish, and the original white object also appears red. The R, G, and B values of the pixel are achromatic colors such as white and gray.
このような調整を行うことで、本実施形態のように、車両のフロントガラスや防護板等の透過部材や赤外カットフィルタや偏光フィルタ等の光学フィルタが介在するカメラシステムにおいても、無彩色の被写体が撮像された画素から出力されるR、G、Bの値を無彩色に相当するR、G、Bの値に的確に調整することが可能となる。 By performing such adjustment, as in the present embodiment, even in a camera system in which a transmission member such as a windshield or a protection plate of a vehicle or an optical filter such as an infrared cut filter or a polarization filter is interposed, an achromatic color is obtained. It becomes possible to accurately adjust the values of R, G, and B output from the pixels where the subject is imaged to the values of R, G, and B corresponding to achromatic colors.
なお、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBには、有彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CRC* R、CGC* G、CBC* Bのように色温度に対する補正量C* R、C* G、C* Bが乗算されていない。しかし、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBにおいて色温度に対する補正量が考慮されていないわけではない。 The correction amounts C R , C G , and C B for R, G, and B values for achromatic pixels are the correction amounts C R C * R and C for R, G, and B values for chromatic pixels. G C * G, C B C * correction amount for the color temperature as B C * R, C * G , the C * B unmultiplied. However, the correction amounts for the color temperature are not considered in the correction amounts C R , C G , and C B for the R, G, and B values for the achromatic color pixels.
図4に示したように、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBの算出に用いられる上記(1)式に基づくR、G、Bの相対強度の理論値IR、IG、IBを見ると、色温度Tが低い場合には理論値IG、IBに比べて理論値IRが大きな値となっており、色温度Tが高い場合には理論値IR、IGよりも理論値IBが大きくなっている。 As shown in FIG. 4, the relative values of R, G, and B based on the above equation (1) used for calculating the correction amounts C R , C G , and C B of the R, G, and B values for the achromatic color pixel Looking at the theoretical values I R , I G and I B of the intensity, when the color temperature T is low, the theoretical value I R is larger than the theoretical values I G and I B , and the color temperature T is When it is high, the theoretical value I B is larger than the theoretical values I R and I G.
そのため、無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBに既に色温度に対する補正量が含まれていると考えられる。なお、図4において、色温度Tが白色に相当する5500Kのときの理論値IR、IG、IBがIR=IG=IBになっていない理由は、主にフロントガラスの透過特性や光学フィルタの透過率特性によるものと考えられる。 Therefore, it is considered that the correction amounts C R , C G , and C B for the values of R, G, and B for the achromatic pixel already include the correction amount for the color temperature. In FIG. 4, the reason why the theoretical values I R , I G , and I B when the color temperature T is 5500 K corresponding to white is not I R = I G = I B is mainly the transmission of the windshield. This is considered to be due to the characteristics and transmittance characteristics of the optical filter.
一方、画素が有彩色である場合に、上記の無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CR、CG、CBを用いて画素のR、G、Bの値を調整すると、例えば、有彩色の画素の彩度が落ち、本来カラーで撮像されるべき画像がモノクロ状の画像に補正されてしまう場合がある。そして、このように撮像されてしまうと、撮像された画像に基づいて被写体の色を誤って認識してしまう等の問題が生じることは前述した通りである。 On the other hand, when the pixel is a chromatic color, the R, G, and B values are corrected using the correction amounts C R , C G , and C B for the achromatic pixel. In this case, for example, the saturation of the chromatic pixels may be reduced, and an image that should be originally captured in color may be corrected to a monochrome image. Then, as described above, if the image is captured in this way, problems such as erroneous recognition of the color of the subject based on the captured image occur.
そこで、本実施形態では、前述したように、有彩色の画素であると判定された画素に対する調整は、上記の無彩色の画素に対する調整とは異なる態様で行われるように構成されている。そして、有彩色用のテーブルが参照され、有彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量CRC* R、CGC* G、CBC* Bを用いて画素のRやGやBの値が補正されて調整されるようになっている。 Therefore, in the present embodiment, as described above, the adjustment for the pixel determined to be a chromatic color pixel is configured to be performed in a different manner from the adjustment for the achromatic color pixel. Then, the chromatic color table is referred to, and R, G, B correction values C R C * R , C G C * G , C B C * B for the chromatic pixel are used to calculate the R of the pixel. The values of G and B are corrected and adjusted.
その際、有彩色の画素におけるR、G、Bに対する補正量CR、CG、CBにおいても、図9に示したように、R、G、Bの理論値IR、IG、IBは、色温度Tが低い場合には理論値IG、IBに比べて理論値IRが大きな値となっており、色温度Tが高い場合には理論値IR、IGよりも理論値IBが大きくなっているため、有彩色の画素におけるR、G、Bに対する補正量CR、CG、CBにも既に色温度に対する補正量が含まれていると考えられる。 At that time, R in the chromatic color pixel, G, the correction amount for B C R, C G, also in C B, as shown in FIG. 9, R, G, the theoretical value I R of B, I G, I B is the theoretical value I G when the color temperature T is low, has a large value theory I R compared to I B, the theoretical value I R in the case the color temperature T is higher than I G since the theoretical value I B is larger, the correction amount C R in the chromatic color pixels R, G, for B, C G, is already considered to include the correction amount for color temperature in C B.
その上で、さらに色温度に対する補正量C* R、C* G、C* Bを乗算して、有彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量をCRC* R、CGC* G、CBC* Bとする理由は、前述したように、例えば曇天時や雨天時、日陰等のように画素の色も暗く撮像されるような場合においても画素の色を的確に認識できるように変換するために、色温度T(色温度指標値T*)での画素のRやGやBの値を、晴天時の白色に相当する5500Kの状態におけるR5500K、G5500K、B5500Kの値に近づけるように変換するためである。 After that, the correction amounts C * R , C * G , and C * B for the color temperature are further multiplied, and the correction amounts of the R, G, and B values for the chromatic color pixels are calculated as C R C * R , C G The reason for setting C * G and C B C * B is that, as described above, the pixel color is accurately determined even when the pixel color is also taken dark, such as when it is cloudy, rainy, or shaded. In order to convert it so that it can be recognized, the values of R, G, and B of the pixel at the color temperature T (color temperature index value T * ) are changed to R 5500K , G 5500K in a state of 5500K corresponding to white in a clear sky, This is because conversion is performed so as to approach the value of B 5500K .
従って、有彩色の画素におけるR、G、Bに対する補正量CR、CG、CBを用いて、例えば曇天時等のように画素の色も暗く撮像されるような場合においても画素の色を的確に認識できるように調整されるのであれば、有彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量としてCR、CG、CBを用いるように構成することも可能である。 Accordingly, even when the pixel color is also imaged darkly, for example, when it is cloudy, using the correction amounts C R , C G , and C B for R , G , and B in the chromatic color pixel, the pixel color If it is adjusted so that can be accurately recognized, it is possible to use C R , C G , and C B as correction amounts of R, G, and B values for chromatic pixels.
ただし、その場合でも、補正量CR、CG、CBの算出のしかたは、Input(λ)を全ての波長λに対して1として計算する無彩色の場合とは異なる手法で算出され、例えば、本実施形態のように、Input(λ)を上記(7)〜(9)式のように設定して算出したR、G、Bの相対強度の理論値IR、IG、IBに基づいて算出される。 However, even in this case, the correction amounts C R , C G , and C B are calculated by a method different from the case of the achromatic color that calculates Input (λ) as 1 for all wavelengths λ. For example, as in this embodiment, the theoretical values I R , I G , and I B of the relative intensities of R, G, and B calculated by setting Input (λ) as in the above formulas (7) to (9). Is calculated based on
なお、本実施形態の調整手段4では、有彩色の画素に対して、当該画素のR、G、Bの値のうち最も大きい色成分のみを調整の対象とし、値が2番目に大きい色成分や最も小さい色成分については調整を行わない場合について説明したが、その理由は、画素の色には最も大きい色成分が最も強く反映されており、最も大きい色成分を調整すれば画素の色の調整としては十分であるためであり、演算処理を軽くして高速に行うためである。
In the
従って、演算処理の高速化を図る必要がないような場合には、例えば、最も大きい色成分の値と2番目に大きい色成分の値との間にほとんど差がないような場合に両方の色成分に対してともに補正するように構成することも可能であり、或いは、3つの色成分について全て補正を行うように構成することも可能である。 Accordingly, when there is no need to increase the speed of the arithmetic processing, for example, when there is almost no difference between the value of the largest color component and the value of the second largest color component, both colors It is possible to correct the components together, or to correct all three color components.
以上のように、本実施形態に係るカラーバランス調整装置1によれば、各画素のR、G、Bの値に基づいて当該画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかを判定した上で、無彩色の画素と有彩色の画素とに対して互いに異なる態様で予め設定された色温度指標値T*と補正量との関係に従って、画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかに応じて上記の関係を使い分け、すなわち参照する無彩色用のテーブルと有彩色用のテーブルとを使い分けて、色温度指標値T*に基づいてR、G、Bの値に対する補正量を算出し、補正量に従って画素ごとのR、G、Bの値の調整を行う。
As described above, according to the color
そのため、画素が、無彩色の被写体が撮像された画素か、有彩色の被写体が撮像された画素かに応じて適切に画素のR、G、Bの値を調整することが可能となり、車両のフロントガラスや防護板等の透過部材や赤外カットフィルタや偏光フィルタのような光学フィルタ等が撮像装置10の前方に介在するカメラシステムにおいても、撮像装置10で撮像された画像の各画素のR、G、Bの値を的確に補正して調整することが可能となる。
Therefore, it is possible to appropriately adjust the R, G, and B values of the pixel depending on whether the pixel is a pixel in which an achromatic subject is imaged or a pixel in which a chromatic subject is imaged. Even in a camera system in which a transmissive member such as a windshield and a protective plate, an optical filter such as an infrared cut filter or a polarization filter, and the like are interposed in front of the
また、そのため、このようなカメラシステムにおいても、白色やグレー等の無彩色と赤や緑、青等の有彩色を的確に調整して撮像することが可能となり、それにより撮像された画像に基づいて被写体の色を的確に認識することが可能となる。そして、例えば、撮像装置10を車両や自律的に行動するロボット等に搭載して被写体を検出するような場合に、被写体の色を的確に認識して、被写体を的確に検出することが可能となる。
For this reason, even in such a camera system, it is possible to accurately adjust an achromatic color such as white or gray and a chromatic color such as red, green or blue, and based on the captured image. Thus, the color of the subject can be accurately recognized. For example, when the
1 カラーバランス調整装置
2 色温度算出手段
3 判定手段
4 調整手段
10 撮像装置
CR、CG、CB 無彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量
C* R、C* G、C* B 色温度に対する補正量
CRC* R、CGC* G、CBC* B 有彩色の画素に対するR、G、Bの値の補正量
Ftglass(λ) 車両のフロントガラスの透過特性(撮像装置の分光感度特性)
IR、IG、IB R、G、Bの相対強度の各理論値
M(λ) 黒体放射による相対強度
OPTfilter(λ) 光学フィルタの特性(撮像装置の分光感度特性)
rR、rG、rB 各理論値の比率
[r(λ)、g(λ)、b(λ)] 分光感度特性(撮像装置の分光感度特性)
T* 色温度指標値
Th1 第1閾値
Th2 第2閾値
Tha〜Thc 所定の閾値
Ω 波長についての積分範囲(所定の波長範囲)
1 color balance adjustment device two-color
Ftglass (λ) Transmission characteristics of vehicle windshield (spectral sensitivity characteristics of imaging device)
I R, I G, I B R, G, relative intensity by the theoretical values M (lambda) blackbody radiation of the relative intensities of the B
OPTfilter (λ) Optical filter characteristics (spectral sensitivity characteristics of the imaging device)
Ratio of each theoretical value of r R , r G , r B [r (λ), g (λ), b (λ)] Spectral sensitivity characteristic (spectral sensitivity characteristic of imaging device)
T * color temperature index value Th1 first threshold Th2 second threshold Tha to Thc predetermined threshold Ω integration range for wavelength (predetermined wavelength range)
Claims (7)
前記撮像装置から入力された前記画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて各画素ごとに色温度指標値を算出する色温度算出手段と、
前記画像の各画素のR、G、Bの値に基づいて前記各画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかを判定する判定手段と、
前記無彩色の画素と前記有彩色の画素とに対して互いに異なる態様で予め設定された前記色温度指標値と補正量との関係に従って、前記各画素が無彩色の画素であるか有彩色の画素であるかに応じて前記関係を使い分けて前記色温度指標値に基づくR、G、Bの値に対する前記補正量を算出し、前記補正量に従って前記画素ごとのR、G、Bの値の調整を行う調整手段と、
を備えることを特徴とするカラーバランス調整装置。 In a color balance adjustment device for an image taken by an imaging device,
Color temperature calculation means for calculating a color temperature index value for each pixel based on the R, G, and B values of each pixel of the image input from the imaging device;
Determination means for determining whether each pixel is an achromatic pixel or a chromatic pixel based on the R, G, and B values of each pixel of the image;
According to the relationship between the color temperature index value and the correction amount preset in different manners for the achromatic pixel and the chromatic pixel, each pixel is an achromatic pixel or a chromatic color pixel. The correction amount for the R, G, and B values based on the color temperature index value is calculated using the relationship depending on whether the pixel is a pixel, and the R, G, and B values for each pixel are calculated according to the correction amount. Adjusting means for adjusting; and
A color balance adjusting device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009120811A JP2010272934A (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Color balance adjustment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009120811A JP2010272934A (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Color balance adjustment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010272934A true JP2010272934A (en) | 2010-12-02 |
Family
ID=43420647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009120811A Pending JP2010272934A (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Color balance adjustment device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010272934A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101178472B1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-09-06 | 엠텍비젼 주식회사 | Color compensating method and device for maintenance of white balance and correct color |
JP2012238239A (en) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Environment recognition device and environment recognition method |
KR20160112674A (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-28 | 주식회사 성우모바일 | Parking assist system with the picture and distance correction |
JP2016537890A (en) * | 2013-11-15 | 2016-12-01 | ジェンテックス コーポレイション | Imaging system including dynamic correction of color attenuation for vehicle windshields |
CN108665868A (en) * | 2018-07-02 | 2018-10-16 | 厦门天马微电子有限公司 | Display panel, display device and displaying panel driving method |
WO2023176116A1 (en) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Image processing device, image processing method, and image processing program |
-
2009
- 2009-05-19 JP JP2009120811A patent/JP2010272934A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101178472B1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-09-06 | 엠텍비젼 주식회사 | Color compensating method and device for maintenance of white balance and correct color |
JP2012238239A (en) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Environment recognition device and environment recognition method |
JP2016537890A (en) * | 2013-11-15 | 2016-12-01 | ジェンテックス コーポレイション | Imaging system including dynamic correction of color attenuation for vehicle windshields |
KR20160112674A (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-28 | 주식회사 성우모바일 | Parking assist system with the picture and distance correction |
KR101663290B1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-10-07 | 주식회사 성우모바일 | Parking assist system with the picture and distance correction |
CN108665868A (en) * | 2018-07-02 | 2018-10-16 | 厦门天马微电子有限公司 | Display panel, display device and displaying panel driving method |
CN108665868B (en) * | 2018-07-02 | 2024-01-30 | 厦门天马微电子有限公司 | Display panel, display device and display panel driving method |
WO2023176116A1 (en) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Image processing device, image processing method, and image processing program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3582490B1 (en) | Image fusion apparatus and image fusion method | |
US9906766B2 (en) | Imaging device | |
US9200895B2 (en) | Image input device and image processing device | |
US8666153B2 (en) | Image input apparatus | |
JP4346634B2 (en) | Target detection device | |
US8411176B2 (en) | Image input device | |
JP6029954B2 (en) | Imaging device | |
EP3343912B1 (en) | Imaging device | |
JP2010272934A (en) | Color balance adjustment device | |
US10091422B2 (en) | Image processing device and recording medium | |
CN105578166A (en) | Color temperature determination method and device | |
US8824828B1 (en) | Thermal V-curve for fusion image declutter | |
US9131199B2 (en) | Imaging apparatus capable of generating an appropriate color image | |
JP4874752B2 (en) | Digital camera | |
JP2012008845A (en) | Image processor | |
JP2012010141A (en) | Image processing apparatus | |
KR101840754B1 (en) | Brightness section unit image quality compensating system and method | |
Skorka et al. | Color correction for RGB sensors with dual-band filters for in-cabin imaging applications | |
WO2015008383A1 (en) | Imaging device | |
JP6717660B2 (en) | Imaging device | |
JP2010252077A (en) | Imaging apparatus | |
JP2015099962A (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
JP4397724B2 (en) | Imaging apparatus, camera, and signal processing method | |
WO2011162155A1 (en) | Image capturing device | |
WO2013111228A1 (en) | Marker detection device and marker detection method |