JP2011101073A - 撮像装置、ホワイトバランス設定方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの知識レベルに左右されることなくホワイトバランスを簡単に、且つ最適なものに設定することができるようにする。
【解決手段】撮像装置１において、ＭＷＢ設定の指示の後、逐次撮像処理させ出力された画像データを所定サイズに対応する画素数に間引いて縮小する。そして、中央領域を設定して所定数の領域に分割し、この分割された各領域における色の分散度合いから、撮像領域の中心付近に対象物を置いてホワイトバランスを設定しているか、そうでないかを判断する。中心付近に対象物を置いてホワイトバランスを設定していると判断すると、分割された各領域の色成分のゲイン値を調整してホワイトバランスを設定する一方、そうでないと判断すると、画像データ全体についてゲイン値の平均を取得してホワイトバランスを設定する。
【選択図】図２

Description

本発明はホワイトバランスの設定機能を有する撮像装置、ホワイトバランス設定方法、及び、プログラムに関する。

従来より、デジタルカメラ等の撮像装置においては、撮影環境や光源によって変わる撮像画像の色味をより自然にすることができるように、撮像素子から出力されるＲＧＢの各ゲインの増幅率（以下ゲイン値という）を調整することにより、ホワイトバランスを設定する機能が備えられている。

このホワイトバランスを設定する機能については様々な手法が存在する。従来より知られている方法としては、ユーザーが白−グレーレベルの基準となる対象物（カラーパターン）を選び、これを中心（若しくは撮像領域のほぼ全域）に置いて撮像させるとこにより、マニュアルでホワイトバランスを設定する方法であり、主に撮像に精通するユーザーが行う方法として知られている。
また、一方、上述の設定方法を知らないユーザーであっても簡単に最適なホワイトバランスを設定できるよう、例えば、撮像装置側で入力された画像を分割し、これら複数の分割領域に夫々についてその領域が白領域か否かを判別し、白領域があればその領域を基準にしてホワイトバランスを設定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２４４７２３号公報

上記の如く、ホワイトバランスの設定方法については、比較的撮像することに精通したユーザーが使用する方法と、それ以外の方法が用意されている。
しかしながら、撮像装置は、操作するユーザが撮像に精通しているのか、それともそうでないのかを事前に知る方法は無く、あらゆる知識レベルのユーザーにとって使い勝手の良いホワイトバランスの設定方法が提供できていないという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みて成されたものであり、ユーザーの知識レベルに左右されることなくホワイトバランスを簡単に、且つ最適なものに設定することができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、撮像手段と、この撮像手段の撮像範囲の中心領域を所定数の領域に分割する分割手段と、この分割手段によって分割された各領域における前記撮像手段による撮像画像の色の分散度合いから、前記撮像領域の中心付近にホワイトバランスを調整するための対象物の画像が存在するか否かを判断する判断手段と、この判断手段により前記対象物の画像が存在すると判断すると、前記分割された各領域の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する第１の設定手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、上記請求項１の発明において、前記判断手段により前記対象物の画像が存在しないと判断すると、前記撮像範囲全体の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する第２の設定手段を更に備えることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の発明において、前記ゲイン値の調整とは、前記各色成分のうちＲ成分とＢ成分のゲイン値の平均値を算出することであることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、前記撮像手段によって撮像されている画角を所定サイズまで間引き縮小する縮小処理手段を更に備え、前記撮像範囲とはこの縮小処理手段によって間引き縮小された範囲であることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本願の請求項５記載の発明は、撮像部における撮像範囲の中心領域を所定数の領域に分割する分割ステップと、この分割ステップにて分割された各領域における前記撮像部による撮像画像の色の分散度合いから、前記撮像領域の中心付近にホワイトバランスを調整するための対象物の画像が存在するか否かを判断する判断ステップと、この判断ステップにて前記対象物の画像が存在すると判断すると、前記分割された各領域の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する設定ステップと、を含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本願の請求項６記載の発明は、撮像部を制御する電子機器が備えるコンピュータを、前記撮像部における撮像範囲の中心領域を所定数の領域に分割する分割手段、この分割手段によって分割された各領域における前記撮像部による撮像画像の色の分散度合いから、前記撮像領域の中心付近にホワイトバランスを調整するための対象物の画像が存在するか否かを判断する判断手段、この判断手段によって前記対象物の画像が存在すると判断すると、前記分割された各領域の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する設定手段、として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザーの知識レベルに左右されることなくホワイトバランスを簡単に、且つ最適なものに設定することができる。

本発明の実施の形態に係る撮像装置の回路構成図である。 本発明の実施形態に係るフローチャートを示す図である。 本発明のフローチャートにて処理される際の画像データの設定内容を示す図であり、（ａ）は中央領域の設定状態を示す図、（ｂ）は各中央領域にて特定される各領域を示す図である。

以下、本発明を実施する形態の一例として、本発明を撮像装置に適用した場合について詳述する。
図１は本発明の実施形態に係る撮像装置１の回路構成を図示したものである。図示するように撮像装置１は、レンズ２、撮像部３、ＣＤＳ／ＡＤＣ４、制御部５、画像処理部６、ドライバ７、表示部８、ワークメモリ９、プログラムメモリ１０、画像格納部１１、及び、入力部１２を備える。

レンズ２は、ズームレンズ群、フォーカスレンズ群を含み、図示しないレンズモータによりその位置が制御される。撮像部３は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの撮像素子を含む。撮像部３から出力されたＲＧＢ成分よりなる画像信号は、ＣＤＳ／ＡＤＣ４にてデジタルのＹＵＶ（輝度色差）情報からなる画像データに変換される。またこの時、入力されたＲＧＢ成分はゲイン調整部４１より出力される各色のゲイン値に基づいて増幅される。すなわち、ゲイン調整部４１による調整により、ホワイトバランスが設定された画像データが出力される。

制御部５は、プログラマブルなプロセッサを含む。制御部５は、撮像装置１全体を制御する。撮像装置１は、ＣＤＳ／ＡＤＣ４から出力された画像データを受け取り、表示部８で表示可能な形式に変換して、スルー画像として表示部８に出力するようドライバ７を駆動制御する。また、制御部５は、画像データの記録時にはこの画像データを画像処理部６に送る。画像処理部６はこの画像データに各種の画像処理や圧縮等を施してファイル化し、ファイル化された画像データは画像格納部１１へ格納される。
ワークメモリ９は、撮像された画像データを一時的に記憶する。また、プログラムメモリ１０は、制御部５のプログラムや各種の設定等を記憶する。

画像格納部６は、制御部５の指示に従って、ファイル化された画像データを記録する。
入力部１２は、シャッターボタンや上下左右カーソルキーのような各種の操作キーやスイッチを含む。
表示部８は液晶等のデバイスで構成されたディスプレイを含み、制御部５は、各種のメッセージや撮像部３で撮像された画像が縮小されたスルー画像を表示する。スルー画像のサイズは、例えば３２０画素×２４０画素（ＱＶＧＡ）である。ユーザーは、ディスプレイのスルー画像を見ながらシャッターボタンを押下する等の操作を行う。

次に、本実施の形態における具体的な処理について図２、図３を用いて説明する。
撮像装置１は電源が投入されているときに、先ずユーザーによるＭＷＢ設定（マニュアル（手動）操作によるホワイトバランスの設定）の指示を検出すると、制御部５は撮像部３に対し逐次撮像処理を行わせてその撮像範囲に対応する画像データを出力させるとともに、出力された画像データを所定サイズに対応する画素数に間引いて縮小する（ステップＳ１）。

次にこの縮小された画像データについて、中央領域を設定し（ステップ２）、更にこの設定された中央領域を複数の領域に分割した各分割領域を設定する（ステップＳ３）。
図３（ａ）は上記ステップＳ２、Ｓ３の時の分割状態を図示したものであり、間引かれた画像データ１００は横a（画素数）、縦ｂ（画素数）からなるサイズを有するものとする。そして、ステップＳ２で設定される中央領域とは、縦横共に４等分された中の画像データ１００における中央寄りの分割領域１０１、１０２、１０３、及び、１０４で構成される。
次いで、撮像部３から出力される画像信号における分割領域１０１〜１０４に対応する画像信号のＲＧＢ成分を取得し、Ｇ成分と等しくなるゲイン値が得られるようＲ成分、及び、Ｂ成分のゲイン値を取得する（ステップＳ４）。

ステップＳ４で各ゲイン値を取得すると、図３（ｂ）に図示するように分割領域１０１〜１０４で画像データ１００の中央寄りの領域１０１１、１０２１、１０３１、及び、１０４１を夫々特定し、これら特定された領域間の色（ゲイン値）の分散を取得し（ステップＳ５）、この分散と予め設定された閾値とを比較する（ステップＳ６）。そしてこの比較の結果、上記分散が閾値以下であるか否かを判断し（ステップＳ７）、閾値以下であると判断した場合には（ステップＳ７→Ｙｅｓ）、ユーザーが白−グレーレベルの基準となる対象物（カラーパターン）を選び、これを中心に置いて撮像していると判断し、領域１０１１、１０２１、１０３１、及び、１０４１に設定された各ゲイン値について平均値を算出し（ステップＳ８）、この平均値を画像信号にかけるべきゲイン値として出力するようゲイン調整部４１に出力し（ステップＳ１０）本処理を終了する。

一方、閾値以下でないと判断した場合には（ステップＳ７→Ｎｏ）、ユーザーが基準となる対象物（カラーパターン）を中心に置くことなく撮像していると判断し、間引かれた画像データ１００についてゲイン値の平均を算出し（ステップＳ９）、この平均値を画像信号にかけるべきゲイン値として出力するようゲイン調整部４１に出力し（ステップＳ１０）本処理を終了する。
このように本実施の形態によれば、撮像範囲の中心領域を所定数の領域に分割し、その分割された各領域における色の分散度合いから、前記撮像領域の中心付近に対象物（カラーパターン）置いてホワイトバランスを設定しているか、そうでないのかを判断するので、ユーザーの知識レベルに左右されることなくホワイトバランスを簡単に、且つ最適なものに設定することができる。

尚、本実施の形態では本発明を撮像装置に適用させた場合について述べたが、これに限ることなく、撮像素子を備えた電子機器や、そのような電子機器を制御するコンピュータのプログラムとして記述されたものであっても良い。
また、上記説明において、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれると理解されるべきである。

１…撮像装置
３…撮像部
４…ＣＤＳ／ＡＤＣ
５…制御部
１０…プログラムメモリ
４１…ゲイン調整部
１００…（間引きされた）画像データ
１０１、１０２、１０３、１０４…分割領域

Claims (6)

1. 撮像手段と、
   この撮像手段の撮像範囲の中心領域を所定数の領域に分割する分割手段と、
   この分割手段によって分割された各領域における前記撮像手段による撮像画像の分散度合いから、前記撮像領域の中心付近にホワイトバランスを調整するための対象物の画像が存在するか否かを判断する判断手段と、
   この判断手段により前記対象物の画像が存在すると判断すると、前記分割された各領域の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する第１の設定手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記判断手段により前記対象物の画像が存在しないと判断すると、前記撮像範囲全体の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する第２の設定手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記ゲイン値の調整とは、前記各色成分のうちＲ成分とＢ成分のゲイン値の平均値を算出することであることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像手段によって撮像されている画角を所定サイズまで間引き縮小する縮小処理手段を更に備え、
   前記撮像範囲とはこの縮小処理手段によって間引き縮小された範囲であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の撮像装置。
5. 撮像部における撮像範囲の中心領域を所定数の領域に分割する分割ステップと、
   この分割ステップにて分割された各領域における前記撮像部による撮像画像の色の分散度合いから、前記撮像領域の中心付近にホワイトバランスを調整するための対象物の画像が存在するか否かを判断する判断ステップと、
   この判断ステップにて前記対象物の画像が存在すると判断すると、前記分割された各領域の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する設定ステップと、
   を含むことを特徴とするホワイトバランス設定方法。
6. 撮像部を制御する電子機器が備えるコンピュータを、
   前記撮像部における撮像範囲の中心領域を所定数の領域に分割する分割手段、
   この分割手段によって分割された各領域における前記撮像部による撮像画像の色の分散度合いから、前記撮像領域の中心付近にホワイトバランスを調整するための対象物の画像が存在するか否かを判断する判断手段、
   この判断手段によって前記対象物の画像が存在すると判断すると、前記分割された各領域の色成分のゲイン値を調整し、前記撮像範囲のホワイトバランスを設定する設定手段、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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