JP2012239128A - 撮像装置、撮像方法および撮像プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】色ずれのない良好なホワイトバランス補正を行う。
【解決手段】光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子と、撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割手段１０１と、ブロックごとに撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得手段１０３と、ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定手段１０４と、緑ブロックである判定されたブロックについて、ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出手段１０５と、ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出手段１０６と、分散値および白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出手段１０７と、を備え、ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス制御を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置、撮像方法および撮像プログラムに関する。さらに詳述すると、ホワイトバランス補正に好適な撮像装置、撮像方法および撮像プログラムに関する。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサ等を撮像素子として用いた撮像装置において、光源の色温度によるＣＣＤの出力信号の色変化を、人間の目に不自然に感じさせないように補正するホワイトバランス（White Balance）補正は、必須の機能の一つである。

ホワイトバランス補正では、屋外（晴天）、曇天（日陰）、白熱灯、蛍光灯等の撮影状況（すなわち、光源）を判断して、撮影状況に応じた最適なホワイトバランスゲインを決定し、ホワイトバランス補正を実行する技術が知られているが、例えば、曇天（日陰）で緑のあるシーンと室内での蛍光灯下のシーンとでは明るさ（照度）及び色の分布が似ているため識別が困難であることが知られており、撮影状況を誤判断して適切な補正をすることができない場合があった。

これは、明るさ及び色の分布だけを基準として閾値処理すると、屋内光と屋外光の分布が重なる部分があり、正しく判別できないことによるものであるが、この結果、例えば、屋外の緑があるシーンについて、緑部分を白く補正してしまい、画像全体がマゼンタになる等の問題があった。

このような問題に対し、例えば、特許文献１には、周波数成分、エッジ量成分、明るさ情報に基づいて光源を推定して、ホワイトバランス補正を実行するホワイトバランス補正装置が開示されている。また、特許文献２には、色相や彩度情報などの複数の特徴情報に基づいてホワイトバランス補正を実行する画像処理装置が開示されている。

しかしながら、上記特許文献に記載の技術では、ホワイトバランスゲインの決定に際し、多くの情報を扱う必要があるため、処理量の増加およびメモリ容量の増大に繋がるという問題があった。

また、色相を判断基準として用いると、白色蛍光灯と植物の緑との判別は難しく、さらに、彩度情報は撮像装置の露出によっては同じ値となりうるため判別が困難であるという問題があった。

そこで本発明は、画像領域のうち緑シーンが撮影された緑ブロックを利用してホワイトバランス補正を行うことにより、簡易に色ずれのない良好なホワイトバランス補正を行うことができる撮像装置、撮像方法および撮像プログラムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子と、撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、ブロックごとに撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得手段と、ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定手段と、該緑ブロック判定手段によって緑ブロックである判定されたブロックについて、ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出手段と、ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出手段と、分散値および白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出手段と、を備え、ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス制御を行うものである。

また、本発明に係る撮像方法は、光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子を備えた撮像装置における撮像方法であって、撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割処理と、ブロックごとに撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得処理と、ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定処理と、該緑ブロック判定処理によって緑ブロックである判定されたブロックについて、ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出処理と、ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出処理と、分散値および白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出処理と、ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス処理と、を行うようにしている。

また、本発明に係る撮像プログラムは、光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子を備えた撮像装置に、撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割処理と、ブロックごとに撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得処理と、ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定処理と、該緑ブロック判定処理によって緑ブロックである判定されたブロックについて、ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出処理と、ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出処理と、分散値および白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出処理と、ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス処理と、を実行させるものである。

本発明によれば、簡易に色ずれのない良好なホワイトバランス補正を行うことができる。

本発明に係る撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの外観図の一例であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は裏面図を示す。 本実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図の一例である。 ホワイトバランス制御に係るＣＰＵの制御ブロックの模式図である。 ホワイトバランス処理のフローチャート（第１の実施形態）である。 Ｇ／Ｒをｘ軸、Ｇ／Ｂをｙ軸とする２次元の色座標における緑ブロックおよび白ブロック抽出の説明図である。 分散値に対する屋外加重率を示すグラフの例である。 ホワイトバランス処理のフローチャート（第２の実施形態）である。 明るさに対する屋外加重率抑制係数を示すグラフの例である。

以下、本発明に係る構成を図１から図８に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る撮像装置（デジタルカメラ）は、光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子（ＣＣＤ１２１）と、撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割手段（１０１）と、ブロックごとに撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得手段（１０３）と、ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定手段（１０４）と、該緑ブロック判定手段によって緑ブロックである判定されたブロックについて、ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出手段（１０５）と、ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出手段（１０６）と、分散値および白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出手段（１０７）と、を備え、ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス制御を行うものである。

［第１の実施形態］
（撮像装置の構成）
本実施形態では、撮像装置の一例としてデジタルカメラを例に説明する。図１はデジタルカメラの外観図を示し、（ａ）はカメラ上面図、（ｂ）はカメラ正面図、（ｃ）はカメラ裏面図を示している。なお、撮像装置はデジタルカメラに限られるものではなく、ホワイトバランス補正機能を備えた撮像装置であれば良い。

図１（ａ）に示すように、デジタルカメラは、上面に、サブＬＣＤ１と、レリーズシャッター２（ＳＷ１）と、モードダイヤル４（ＳＷ２）とを有する。

また、図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラは、正面に、ストロボ発光部３と、測距ユニット５と、リモコン受光部６と、レンズユニット７と、光学ファインダ（正面）１１とを有する。また、メモリカードスロットル２３は、ＳＤカード等のメモリカード３４を挿入するスロットルを示し、カメラ側面に設けられる。

また、図１（ｃ）に示すように、デジタルカメラは、裏面に、ＡＦＬＥＤ（オートフォーカスＬＥＤ）８と、ストロボＬＥＤ９と、ＬＣＤモニタ（表示手段）１０と、光学ファインダ（裏面）１１と、ズームボタン（ズームレバー）ＴＥＬＥ１２（ＳＷ４）と、電源スイッチ１３（ＳＷ１３）と、ズームボタン（ズームレバー）ＷＩＤＥ１４（ＳＷ３）と、セルフタイマ／削除スイッチ１５（ＳＷ６）とを有する。

さらに、メニュースイッチ１６（ＳＷ５）と、ＯＫスイッチ１７（ＳＷ１２）と、左／画像確認スイッチ１８（ＳＷ１１）と、下／マクロスイッチ１９（ＳＷ１０）と、上／ストロボスイッチ２０（ＳＷ７）と、右スイッチ２１（ＳＷ８）と、画像を表示するディスプレイスイッチ２２（ＳＷ９）とを有する。

図２は図１に示したデジタルカメラの制御系の機能ブロック図を示している。以下、デジタルカメラ内部のシステム構成について説明する。

図２に示すように、このデジタルカメラ内には、レンズユニット７に設置した撮影レンズ系を通して入射される被写体画像が受光面上に結像する固体撮像素子としてのＣＣＤ１２１、ＣＣＤ１２１から出力される電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）をデジタル信号に処理するフロントエンドＩＣ（Ｆ／Ｅ）１２０、フロントエンドＩＣ（Ｆ／Ｅ）１２０から出力されるデジタル信号を処理する信号処理ＩＣ１１０、データを一時的に格納するＳＤＲＡＭ３３、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ３０、モータドライバ３２等が設けられている。

レンズユニット７は、ズームレンズ、フォーカスレンズおよびメカニカルシャッタ等からなり、モータドライバ３２によって駆動される。モータドライバ３２は、信号処理ＩＣ１１０の内部に含まれるマイクロコンピュータ（ＣＰＵ、制御部）１１１によって制御される。

ＣＣＤ１２１は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子であって、ＣＣＤを構成する複数の画素上に色分解フィルタとしてのＲＧＢ原色フィルタが配置されており、ＲＧＢ３原色に対応した電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）が出力される。

フロントエンドＩＣ（Ｆ／Ｅ）１２０は、ＣＣＤ出力電気信号（アナログ画像データ）についてサンプリングホールド（相関二重サンプリング）を行うＣＤＳ１２２、このサンプリングされたデータのゲインを調整するＡＧＣ（Auto Gain Control）１２３、デジタル信号変換を行うＡ／Ｄ変換機（Ａ／Ｄ）１２４、及びＣＣＤＩ／Ｆ１１２より垂直同期信号（ＶＤ）、水平同期信号（ＨＤ）を供給されＣＣＤ１２１とＦ／Ｅ１２０との駆動タイミング信号を発生するＴＧ（タイミングジェネレータ：制御信号発生器）１２５を有する。

発振器（クロックジェネレータ）は、ＣＰＵ１１１を含む信号処理ＩＣ１１０のシステムクロックとＴＧ１２５等にクロックを供給している。ＴＧ１２５は発振器のクロックを受けて、ピクセル同期をするためのピクセルクロックを信号処理ＩＣ１１０内のＣＣＤＩ／Ｆ１１２に供給する。

Ｆ／Ｅ１２０から信号処理ＩＣ１１０に入力されたデジタル信号は、ＣＣＤＩ／Ｆ１１２を介して、メモリコントローラ１１５によりＳＤＲＡＭ３３にＲＧＢデータ（ＲＡＷ−ＲＧＢ）として一時保管される。

信号処理ＩＣ１１０は、システム制御を行うＣＰＵ１１１、ＣＣＤＩ／Ｆ１１２、リサイズ処理部１１３、メモリコントローラ１１５、表示出力制御部１１６、圧縮伸張部１１７、メディアＩ／Ｆ部１１８、ＹＵＶ変換部１１９等から構成されている。

ＣＣＤＩ／Ｆ１１２は、垂直同期信号（ＶＤ）、水平同期信号（ＨＤ）の出力を行い、その同期信号に合わせてＡ／Ｄ１２４から入力されるデジタル（ＲＧＢ）信号を取り込んで、メモリコントローラ１１５経由でＳＤＲＡＭ３３にＲＧＢデータの書き込みを行う。

表示出力制御部１１６はＳＤＲＡＭ３３に書き込まれた表示用データを表示部に送り、撮影した画像の表示を行う。表示出力制御部１１６は、デジタルカメラが内蔵しているＬＣＤモニタ１０に表示することも、ＴＶビデオ信号として出力して外部装置に表示することも可能である。

ここでいう、表示用データとは、自然画像のＹＣｂＣｒと、撮影モードアイコンなどを表示するＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）データであり、いずれもＳＤＲＡＭ３３上に置かれたデータをメモリコントローラ１１５が読み出して表示出力制御部１１６に送り、表示出力制御部１１６で合成したデータをビデオデータとして出力する。

圧縮伸張部１１７は、記録時はＳＤＲＡＭ３３に書き込まれたＹＣｂＣｒデータを圧縮してＪＰＥＧ符号化されたデータを出力し、再生時は読み出したＪＰＥＧ符号化データをＹＣｂＣｒデータに伸張して出力する。

メディアＩ／Ｆ１１８は、ＣＰＵ１１１の指示により、メモリカード３４内のデータをＳＤＲＡＭ３３に読み出したり、ＳＤＲＡＭ３３上のデータをメモリカード３４に書き込んだりする。

ＹＵＶ変換部１１９は、ＣＰＵ１１１から設定された画像現像処理パラメータに基づき、ＳＤＲＡＭ３３に一時保管されたＲＧＢデータを輝度Ｙと色差ＣｂＣｒデータ（ＹＵＶデータ）に変換処理し、ＳＤＲＡＭ３３へ書き戻す。

リサイズ処理部１１３は、ＹＵＶデータを読み出して、記録するために必要なサイズへのサイズ変換、サムネイル画像へのサイズ変換、表示に適したサイズへのサイズ変換などを行う。

また、全体の動作を制御する制御部であるＣＰＵ１１１は、起動時にＲＯＭ３０に格納されたカメラの制御を行う制御プログラムおよび制御データを、例えばＳＤＲＡＭ３３にロードし、そのプログラムコードに基づいて全体の動作を制御する。

ＣＰＵ１１１は、操作部３１のボタンキー等による指示、あるいは図示しないリモコン等の外部動作指示、あるいはパーソナルコンピュータ等の外部端末からの通信による通信動作指示に従い、撮像動作制御、画像現像処理パラメータの設定、メモリコントロール、表示制御等を行う。

操作部３１は、撮影者がデジタルカメラの動作指示を行うためのものであり、撮影者の操作によって所定の動作指示信号が制御部に入力される。例えば、図１に示すように、撮影を指示する２段（半押し、全押し）レリーズシャッター２、光学ズームおよび電子ズーム倍率を設定するズームボタン１２,１４等の各種ボタンキーを備えている。

操作部３１よりデジタルカメラの電源キーがオンされたことを検出すると、ＣＰＵ１１１は各ブロックに所定の設定を行う。この設定により、レンズユニット７を介してＣＣＤ１２１で受光した画像は、デジタル映像信号に変換されて信号処理ＩＣ１１０に入力される。

信号処理ＩＣ１１０へ入力されたデジタル信号はＣＣＤＩ／Ｆ１１２に入力される。ＣＣＤＩ／Ｆ１１２では光電変換されたアナログ信号に黒レベル調整等の処理が行われて、ＳＤＲＡＭ３３に一旦保存される。このＳＤＲＡＭ３３に保存されたＲＡＷ−ＲＧＢ画像データは、ＹＵＶ変換部１１９に読み出されて、ガンマ変換処理、ホワイトバランス処理、エッジエンハンス処理、ＹＵＶ変換処理が行われＹＵＶ画像データとしてＳＤＲＡＭ３３へ書き戻される。

ＹＵＶ画像データは表示出力制御部１１６に読み出され、例えば出力先がＮＴＳＣシステムのＴＶであれば、リサイズ処理部１１３により、そのシステムに合わせた水平・垂直の変倍処理が施され、ＴＶに出力される。この処理がＶＤ毎に行われることで、スチル撮影前の確認用の表示であるモニタリングが行われる。

（撮像装置の動作）
次に、デジタルカメラのモニタリング動作および静止画撮影動作について説明する。このデジタルカメラは、静止画撮影モード時には、以下に説明するようなモニタリング動作を実行しながら静止画撮影動作が行われる。

先ず、撮影者が電源スイッチ１３をＯＮにし、モードダイヤル４を撮影モード（静止画撮影モード）に設定することで、デジタルカメラが記録モードで起動する。これをＣＰＵ１１１が検知すると、ＣＰＵ１１１はモータドライバ３２に制御信号を出力して、レンズユニット７を撮影可能位置に移動させ、かつ、ＣＣＤ１２１、Ｆ／Ｅ１２０、信号処理ＩＣ１１０、ＳＤＲＡＭ３３、ＲＯＭ３０、ＬＣＤモニタ１０等を起動させる。

そして、レンズユニット７の撮影レンズ系を被写体に向けることにより、撮影レンズ系を通して入射される被写体画像がＣＣＤ１２１の各画素の受光面上に結像する。そして、ＣＣＤ１２１から出力される被写体画像に応じた電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）は、ＣＤＳ１２２、ＡＧＣ１２３を介してＡ／Ｄ１２４に入力され、Ａ／Ｄ１２４により１２ビットのＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換する。

このＲＡＷ−ＲＧＢデータは、信号処理ＩＣ１１０のＣＣＤＩ／Ｆ１１２に取り込まれてメモリコントローラ１１５を介してＳＤＲＡＭ３３に保存される。そして、ＳＤＲＡＭ３３から読み出されたＲＡＷ−ＲＧＢデータは、ＹＵＶ変換部１１９に入力されて表示可能な形式であるＹＵＶデータに変換された後に、メモリコントローラ１１５を介してＳＤＲＡＭ３３にＹＵＶデータが保存される。

そして、ＳＤＲＡＭ３３からメモリコントローラ１１５を介して読み出したＹＵＶデータは、表示出力制御部１１６を介してＬＣＤモニタ１０へ送られ、撮影画像（動画）が表示される。ＬＣＤモニタ１０に撮影画像を表示しているモニタリング時においては、ＣＣＤＩ／Ｆ１１２による画素数の間引き処理により１／３０秒の時間で１フレームを読み出している。

なお、このモニタリング動作時は、電子ファインダとして機能するＬＣＤモニタ１０に撮影画像（動画）が表示されているだけで、まだレリーズボタン２が押圧（半押も含む）操作されていない状態である。

この撮影画像のＬＣＤモニタ１０への表示によって、静止画を撮影するための構図の確認等をすることができる。なお、表示出力制御部１１６からＴＶビデオ信号として出力して、ビデオケーブルを介して外部のＴＶ（テレビ）に撮影画像（動画）を表示することもできる。

そして、信号処理ＩＣ１１０のＣＣＤＩ／Ｆ１１２は、取り込まれたＲＡＷ−ＲＧＢデータより、ＡＦ（自動合焦）評価値、ＡＥ（自動露出）評価値、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）評価値（ＷＢ評価値、ＡＷＢ評価値ともいう）を算出する。

ＡＦ評価値は、例えば高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって算出される。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が一番高くなる。これを利用して、ＡＦ動作時（合焦検出動作時）には、撮影レンズ系内の各フォーカスレンズ位置におけるＡＦ評価値を取得して、その極大になる点を合焦検出位置としてＡＦ動作が実行される。

ＡＥ評価値とＷＢ評価値は、ＲＡＷ−ＲＧＢデータにおけるＲＧＢ値のそれぞれの積分値から算出される。例えば、ＣＣＤ１２１の全画素の受光面に対応した画面（画像領域）を２５６ブロック（エリア）に等分割（水平１６分割、垂直１６分割）し、それぞれのブロックのＲＧＢ積算を算出する。

そして、制御部は、算出されたＲＧＢ積算値を読み出し、ＡＥ処理では、画面のそれぞれのエリア（ブロック）の輝度を算出して、輝度分布から適正な露光量を決定する。決定した露光量に基づいて、露光条件（ＣＣＤ１２１の電子シャッタ回数、絞りユニットの絞り値、ＮＤフィルタの出し入れ等）を設定する。また、ＡＷＢ処理では、ＲＧＢの分布から被写体の光源の色に合わせたＡＷＢの制御値を決定する。このＡＷＢ処理により、ＹＵＶ変換部１１９でＹＵＶデータに変換処理するときのホワイトバランスを合わせる。なお、ＡＥ処理とＡＷＢ処理は、モニタリング時には連続的に行われている。

そして、モニタリング動作時に、レリーズボタンが押圧（半押しから全押し）操作される静止画撮影動作が開始されると、合焦位置検出動作であるＡＦ動作と静止画記録処理が行われる。

即ち、レリーズボタンが押圧（半押しから全押し）操作されると、制御部からモータドライバ３２への駆動指令により撮影レンズ系のフォーカスレンズが移動し、例えば、いわゆる山登りＡＦと称されるコントラスト評価方式のＡＦ動作が実行される。

ＡＦ（合焦）対象範囲が無限から至近までの全領域であった場合、撮影レンズ系のフォーカスレンズは、至近から無限、又は無限から至近までの間の各フォーカス位置に移動し、ＣＣＤＩ／Ｆ１１２で算出されている各フォーカス位置におけるＡＦ評価値を制御部が読み出す。そして、各フォーカス位置のＡＦ評価値が極大になる点を合焦位置としてフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、合焦させる。

そして、ＡＥ処理が行われ、露光完了時点で、制御部からモータドライバ３２への駆動指令によりメカシャッタユニットが閉じられ、ＣＣＤ１２１から静止画用のアナログＲＧＢ画像信号が出力される。そして、モニタリング時と同様に、Ｆ／Ｅ１２０のＡ／Ｄ１２４によりＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換される。

そして、このＲＡＷ−ＲＧＢデータは、信号処理ＩＣ１１０のＣＣＤＩ／Ｆ１１２に取り込まれ、ＹＵＶ変換部１１９でＹＵＶデータに変換されて、メモリコントローラ１１５を介してＳＤＲＡＭ３３に保存される。そして、このＹＵＶデータはＳＤＲＡＭ３３から読み出されて、リサイズ処理部１１３で記録画素数に対応するサイズに変換され、圧縮伸張部１１７でＪＰＥＧ形式等の画像データへと圧縮される。圧縮されたＪＰＥＧ形式等の画像データは、ＳＤＲＡＭ３３に書き戻された後にメモリコントローラ１１５を介してＳＤＲＡＭ３３から読み出され、メディアＩ／Ｆ１１８を介してメモリカード３４に保存される。

（ホワイトバランス制御）
図３は、ホワイトバランス制御に係るＣＰＵ１１１の制御ブロックの説明図である。ＣＰＵ１１１の各制御ブロックが実行するホワイトバランス制御について、図４に示す処理フローチャートを参照して説明する。なお、ブロック分割手段１０１、ＲＧＢ積算手段１０２、ホワイトバランス評価値取得手段１０３、緑ブロック判定手段１０４、緑ブロック分散算出手段１０５、白抽出手段１０６、ホワイトバランス係数算出手段１０７の各手段は、ＣＰＵ１１１で実行されるソフトウェア（撮像プログラム）を撮像装置で実行させることで構成でき、その実行の際に必要なデータは、例えば、ＳＤＲＡＭ３３にロードされる。

先ず、上述したように、ＲＧＢ積算手段１０２は、ＲＡＷ−ＲＧＢがＣＣＤＩ／Ｆ１１２に取り込まれた後、ブロック分割手段１０１により２５６ブロックに等分割された画像領域（ＣＣＤ１２１の全画素の受光面に対応した画面）について、ブロック毎に出力されるＲ値、Ｇ値、Ｂ値（単に、Ｒ、Ｇ、Ｂともいい、ＲＧＢと総称する）それぞれの積算値（Ｒ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値ともいい、ＲＧＢ積算値と総称する）を取得する（Ｓ１０１：ＲＧＢ積算値取得処理）。なお、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値は、例えば８ビットで表現されるが、数量化方法については特に限られるものではない。

次に、ホワイトバランス評価値取得手段１０３は、取得した各ブロックのＲＧＢ積算値から１画素あたりのＲＧＢそれぞれの平均値（Ｒ平均値、Ｇ平均値、Ｂ平均値ともいい、ＲＧＢ平均値と総称する）を算出し、ＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）およびＡＥ評価値（Ｙ）を算出する（Ｓ１０２：ＷＢ評価値、ＡＥ評価値生成処理）。ここで、ＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）およびＡＥ評価値（Ｙ）の算出は、例えば、次式（１）〜（３）により算出することができる。
Ｇ／Ｒ＝（Ｇ平均値×１００）／Ｒ平均値 ・・・（１）
Ｇ／Ｂ＝（Ｇ平均値×１００）／Ｂ平均値 ・・・（２）
Ｙ＝（Ｒ平均値×３＋Ｇ平均値×６＋Ｂ平均値）／１０ ・・・（３）
なお、ＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）およびＡＥ評価値（Ｙ）の算出方法は、上記の例に限られるものではなく、その他、公知または新規の算出方法によるものであっても良い。

次に、緑ブロック判定手段１０４は、ＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）に基づいて緑ブロック（緑評価値）の判定を行う（Ｓ１０３：緑ブロック判定処理）。緑ブロック判定処理は、ＷＢ評価値のＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂそれぞれについて、所定の閾値を設け、双方が閾値を超えるブロックを、緑ブロックであると判定するものである。例えば、図５に示すように、Ｇ／Ｒをｘ軸、Ｇ／Ｂをｙ軸とする２次元の色座標上で、Ｇ／ＲおよびＧ／Ｂ双方の値が大きい（所定の閾値を超える）領域（図５中の塗りつぶし部分）にあるＷＢ評価値のブロックを緑ブロックと判定するものである。

次に、緑ブロック分散算出手段１０５は、緑ブロックのＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）に基づいて、例えば、数式１により分散値を算出する（Ｓ１０４：分散値算出処理）。

一方、白抽出手段１０６は、ＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）に基づいて、予め設定してある白抽出範囲内であれば白抽出ブロック（白ブロック）として記憶する（Ｓ１０５：白抽出処理）。なお、白抽出処理の具体的な処理方法は、特に限られるものではなく、公知または新規の白ブロック抽出方法を用いればよいが、例えば、図５に示すように、Ｇ／Ｒをｘ軸、Ｇ／Ｂをｙ軸とする２次元の色座標上における黒体輻射の特性曲線（黒体輻射カーブ）（図５中の符号ｃで示す）に沿った複数の楕円若しくは矩形の枠を白検出枠として設定し、ＷＢ評価値がこの白検出枠に含まれている場合に白抽出ブロックとして検出することとすればよい。

なお、上記緑ブロック判定手段１０４および緑ブロック分散算出手段１０５による各処理（Ｓ１０３〜Ｓ１０４）と、白検出手段１０６による処理（Ｓ１０５）については、処理の先後は、上述の例に限られるものではなく、また、並列的に処理されるものであっても良い。

次に、ホワイトバランス補正係数算出手段１０７は、白抽出処理（Ｓ１０５）にて抽出した白抽出ブロック数が所定数以上あるかどうかを判断し、所定数以上ある場合、数式２を用いて、各白抽出ブロックのＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）に対して該当ブロックの平均輝度（Ｙ）による重み付けを行った後、積算して一画素あたりのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂを算出する（Ｓ１０６：高輝度加重処理）。

一方、一定数以上の白抽出ブロック数が存在しない場合は、全てのブロックのＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ）を積算し、一画素あたりのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂを算出し、求めた一画素あたりのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂをそれぞれ平均したものをＷＢ補正係数Ｒｇａｉｎ、Ｂｇａｉｎとする。

次に、ホワイトバランス補正係数算出手段１０７は、図６に示すような分散値と屋外加重率との関係に基づいて、分散値算出処理（Ｓ１０４）にて算出した分散値に応じた屋外加重率を算出する（Ｓ１０７：屋外加重率算出処理）。

さらに、この算出した屋外加重率に基づいて、算出した一画素あたりのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂと、屋外ホワイトバランス（晴天屋外での撮影に適したホワイトバランス設定をいう）との加重平均を行うことでホワイトバランス補正係数Ｒｇａｉｎ，Ｂｇａｉｎを求める（Ｓ１０８：屋外加重処理）。

最後に、画面全体のＲ、Ｂ画素それぞれに対して、ＷＢ補正係数Ｒｇａｉｎ、Ｂｇａｉｎを掛けることでホワイトバランス補正を行うものである（Ｓ１０９：ホワイトバランス補正係数乗算処理）。

上記処理（Ｓ１０７〜Ｓ１０９）は、蛍光灯下よりも屋外における緑シーンの方がホワイトバランス評価値の分散が高くなることが統計的に知られているため、緑ブロック数が多くなり、分散値が高くなるに従って、屋外加重率を高くすることにより、ホワイトバランス補正係数を、所定のホワイトバランス設定条件（晴天屋外での撮影に適したホワイトバランス設定条件）に近づけるようにしたものである。以上の処理により、本実施形態に係る撮像装置によれば、簡易な構成により、屋外の緑シーンにおいても色ずれのない良好なホワイトバランス制御を行うことが可能となる。

［第２の実施形態］
以下、本実施形態に係る撮像装置の他の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。

上記第１の実施形態では、緑ブロック数および分散値に基づいて、屋外加重率を算出した（Ｓ１０７：屋外加重率算出処理）が、水銀灯下と屋外の緑シーンの評価値分布が似ており、水銀灯下で屋外加重処理がかかると屋外ホワイトバランスに近づけた結果、緑かぶりが発生する場合があることを知見した。

そこで、更に、明るさ情報によって、算出した屋外加重率の抑圧を行うことが好ましい。以下、図７に示す処理フローチャートを参照して説明する。

先ず、ＲＧＢ積算値取得処理（Ｓ２０１）から屋外加重率算出処理（Ｓ２０７）までの一連の処理については、第１の実施形態（Ｓ１０１〜Ｓ１０７）と同様に行う。

次に、本実施形態では、明るさ情報に応じた屋外加重率抑制係数を用いて、屋外加重率に抑圧をかける（Ｓ２０８：屋外加重率補正処理）。具体的には、明るさが所定の閾値以下の場合に屋外加重がかからないように（屋外加重率抑制係数＝１００）し、明るさが所定の閾値を超えて、明るくなるにつれて、抑制係数を下げて、算出した屋外加重率に近づけて補正を行うようにしたものである。

以下、屋外加重処理（Ｓ２０９）およびホワイトバランス補正係数算出処理（Ｓ２１０）は、第１の実施形態（Ｓ１０８〜Ｓ１０９）と同様に行う。

以上説明したように、第２の実施形態に係る撮像装置によれば、さらに、明るさが所定の閾値以下の場合に屋外加重がかからないようにすることにより、水銀灯下での緑かぶりを発生させずに、より好適に、屋外の緑シーンでも色ずれのない良好なホワイトバランス制御を行うことができる。

以上説明した撮像装置によるホワイトバランス制御は、プログラム（撮像プログラム）で実行させることもできる。また、当該撮像プログラムを撮像装置で実行可能に記録した記録媒体の態様にも適用される。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ サブＬＣＤ
２ レリーズシャッター（ＳＷ１）
３ ストロボ発光部
４ モードダイヤル（ＳＷ２）
５ 測距ユニット
６ リモコン受光部
７ レンズユニット
８ ＡＦＬＥＤ
９ ストロボＬＥＤ
１０ ＬＣＤモニタ
１１ 光学ファインダ
１２ ズームボタンＴＥＬＥ（ＳＷ４）
１３ 電源スイッチ（ＳＷ１３）
１４ ズームボタンＷＩＤＥ（ＳＷ３）
１５ セルフタイマ／削除スイッチ（ＳＷ５）
１６ メニュースイッチ（ＳＷ６）
１７ ＯＫスイッチ（ＳＷ１２）
１８ 左／画像確認スイッチ（ＳＷ１１）
１９ 下／マクロスイッチ（ＳＷ１０）
２０ 上／ストロボスイッチ（ＳＷ７）
２１ 右スイッチ（ＳＷ８）
２２ ディスプレイスイッチ（ＳＷ９）
２３ メモリカードスロットル
３０ ＲＯＭ
３１ 操作部
３２ モータドライバ
３３ ＳＤＲＡＭ
３４ メモリカード
１０１ ブロック分割手段
１０２ ＲＧＢ積算手段
１０３ ホワイトバランス評価値取得手段
１０４ 緑ブロック判定手段
１０５ 緑ブロック分散算出手段
１０６ 白抽出手段
１０７ ホワイトバランス係数算出手段
１１０ 信号処理ＩＣ
１１１ ＣＰＵ
１１２ ＣＣＤ Ｉ／Ｆ
１１３ リサイズ処理部
１１５ メモリコントローラ
１１６ 表示出力制御部
１１７ 圧縮伸長部
１１８ メディアＩ／Ｆ
１１９ ＹＵＶ変換部
１２０ Ｆ／Ｅ
１２１ ＣＣＤ
１２２ ＣＤＳ
１２３ ＡＧＣ
１２４ Ａ／Ｄ変換機
１２５ タイミングジェネレータ
ｃ 黒体輻射カーブ

特開２００８−３０１２７９号公報 特開２００６−１７４２８１号公報

Claims (7)

1. 光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子と、
   前記撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、
   前記ブロックごとに前記撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得手段と、
   前記ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定手段と、
   該緑ブロック判定手段によって緑ブロックである判定されたブロックについて、前記ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出手段と、
   前記ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出手段と、
   前記分散値および前記白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出手段と、を備え、
   前記ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス制御を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記ホワイトバランス補正係数算出手段は、前記分散値が高くなるに従って前記ホワイトバランス補正係数を、所定のホワイトバランス設定条件に近づけることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記ホワイトバランス補正係数算出手段は、明るさが所定以上の場合に、前記分散値が高くなるに従って前記ホワイトバランス補正係数を、所定のホワイトバランス設定条件に近づけることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記所定のホワイトバランス設定条件は、晴天屋外での撮影に適したホワイトバランス設定条件であることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記ホワイトバランス評価値取得手段は、前記ホワイトバランス評価値を前記各ブロックについてのＲＧＢそれぞれの平均値を用いて、次式（１）および（２）により算出し、
   Ｇ／Ｒ＝（Ｇ平均値×１００）／Ｒ平均値 ・・・（１）
   Ｇ／Ｂ＝（Ｇ平均値×１００）／Ｂ平均値 ・・・（２）
   前記緑ブロック判定手段は、前記Ｇ／Ｒおよび前記Ｇ／Ｂが、それぞれに設定した所定の閾値を超える場合に緑ブロックと判定することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の撮像装置。
6. 光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子を備えた撮像装置における撮像方法であって、
   前記撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割処理と、
   前記ブロックごとに前記撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得処理と、
   前記ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定処理と、
   該緑ブロック判定処理によって緑ブロックである判定されたブロックについて、前記ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出処理と、
   前記ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出処理と、
   前記分散値および前記白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出処理と、
   前記ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス処理と、を行うことを特徴とする撮像方法。
7. 光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子を備えた撮像装置に、
   前記撮像素子に対応する画像領域を複数のブロックに分割するブロック分割処理と、
   前記ブロックごとに前記撮像信号に基づいてホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値取得処理と、
   前記ホワイトバランス評価値に基づいて緑ブロックであるか否かを判定する緑ブロック判定処理と、
   該緑ブロック判定処理によって緑ブロックである判定されたブロックについて、前記ホワイトバランス評価値に基づいて分散値を算出する緑ブロック分散算出処理と、
   前記ホワイトバランス評価値および予め設定された白抽出範囲に基づいて白ブロックを抽出する白抽出処理と、
   前記分散値および前記白ブロックに基づいて、ホワイトバランス補正係数を算出するホワイトバランス補正係数算出処理と、
   前記ホワイトバランス補正係数に基づいてホワイトバランス処理と、を実行させることを特徴とする撮像プログラム。