JP2013192121A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置は、ホワイトバランス評価値取得手段34と、撮影画像を複数の分割領域に分割する領域分割手段22と、複数の分割領域に対応する第1のホワイトバランス補正係数を算出する補正係数算出手段22と、複数の分割領域に対応した第1のホワイトバランス補正係数を調整して第2のホワイトバランス調整手段22と、現在のフレームと前回のフレームの撮影画像とから分割領域の境界が変化したか否かを検出する境界変化検出手段22とを備えている。ホワイトバランス調整手段22は、境界が変化した隣接する分割領域のそれぞれに対して第1のホワイトバランス補正係数の差が小さくなるように第2のホワイトバランス補正係数を設定する。
【選択図】図2
Description
この種の問題を解決するために、撮像画面を小領域のエリアブロックに分割して、この小領域のエリアブロック毎にホワイトバランスを掛けることにより撮像画面全体に対して色ずれを生じさせない技術が知られている(特許文献1参照)。
図1(a)は、本発明の実施形態1に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ(以下、「デジタルカメラ」という)を示す正面図、図1(b)は、その上面図、図1(c)は、その背面図、図2は、図1(a),(b),(c)に示したデジタルカメラの内部のシステム構成の概要を示すブロック図である。
図1(a),(b),(c)に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ1の上面側には、レリーズボタン(シャッタボタン)2、電源ボタン3、撮影・再生切替ダイアル4が設けられており、デジタルカメラ1の正面(前面)側には、撮影レンズ系5を有する鏡胴ユニット6、ストロボ発光部(フラッシュ)7、光学ファインダ8が設けられている。
図2に示すように、このデジタルカメラ1は、鏡胴ユニット6の撮影レンズ系5を通して入射す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CCD20、CCD20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アナログフロントエンド部(以下、「AFE部」という)21、AFE部21から出力されるデジタル信号を処理する信号処理部22、データを一時的に格納するSDRAM23、制御プログラム等が記憶されたROM24、鏡胴ユニット6を駆動するモータドライバ25等を有している。
次に、デジタルカメラ1のモニタリング動作と静止画撮影動作について説明する。このデジタルカメラ1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。
(ホワイトバランス補正処理)
図4は本実施例に係る撮像装置のホワイトバランス補正処理を説明するためのフローチャートである。信号処理部22は、撮影画像を輝度情報又は色情報の少なくとも1つの情報に応じて複数の分割領域に分割する領域分割手段としての役割を有し、この信号処理部22により、 CCD(撮像素子)20の全画素の受光面20aは、既述したように、水平16×垂直16の256個の分割領域としてのエリアブロックaiに等分割されている。
CCD20からのRAW−RGBは、CCDI/F34に取り込まれ、このエリアブロックaiのそれぞれに対してRGB値を積算することにより、RGB積算値が取得される(S1)。
このエリアブロックaiは、画面上における撮影画像を256個に分割したものに相当するので、撮影画像が例えば約1000万画素を有しているとすると、エリアブロックaiの各画素の総個数は約3.9万画素である。
信号処理部22は、各エリアブロックai毎に得られたRGB積算値を用いて、その輝度値Y、赤成分の値R、青成分の値Bとの比B/Rを求め、領域分割条件に従って、各エリアブロックaiを日向領域と日陰領域とに分割する(S2)。
なお、輝度値(輝度信号)Y、色差信号U(Cb)、色差信号V(Cr)の算出には、例えば、以下の式を用いて行う。
Y=0.299×R+0.587×G+0.144×B
U=−0.169×R−0.3116×G+0.500×B
V=0.500×R−0.4186×G−0.0813×B
例えば、図6に示すように、撮影画像の一部である4×4=16個のエリアブロックを例に挙げて説明する。
ついで、信号処理部22は、各エリアブロックai毎に白いものが白くなるようにWB補正係数Rgain、Bgainを算出する(S3)。
すなわち、信号処理部22は、図7に示すように、画面全体に対して格子状に分割されたエリアブロックaiを設定する。ついで、エリアブロックai(i=1〜256)毎に取得したRGB積算値から、1つ又は複数のブロックのRGB積算値を組み合わせて第1のホワイトバランス補正係数としてのWB補正係数を取得する。
このWB補正係数Rgain、Bgainを図7に示す注目画素R0〜R3、…、Ri、…、R255に設定する。 非注目画素の補正係数Rgain、Bgainは、以下のようにして求める。
ついで、非注目画素R17’はエリアブロックaiの注目画素R0、R1、R16、R17と周辺の注目画素R0、R1、R16、R17に設定されている補正係数とこれらの注目画素からの距離(x、y)を用いて補間して求める。
Rgain=(1−x)(1−y)R0+x(1−y)R1+(1−x)yR2+xyR3
Bgain=(1−x)(1−y)B0+x(1−y)B1+(1−x)yB2+xyB3
次に、信号処理部22は、画面内の隣接する日向領域と日陰領域の境界が変化した場合には、各境界領域に隣接するエリアブロックaiのWB補正係数の差が小さくなるように日向領域のWB補正係数又は日陰領域のWB補正係数を調整する(図3のS4参照)。
日向領域と日陰領域との境界線Qが図9(a)に示す状態から、図9(b)に示す状態に変化した場合には、ホワイトバランスの補正係数を図9(a)に示す値から図9(b)に示す値に調整して、現フレームの画像に対してホワイトバランス調整を行う。
例えば、ブロック境界変化後の日向領域の面積が70%、日陰領域の面積が30%である場合、日向領域の補正係数から目標とする補正係数の差0.5の30%にあたる0.15を減算してその補正係数を1.85に、日陰領域の補正係数に目標とする補正係数の差0.5の70%にあたる0.35を加算してその補正係数を1.35とする。
信号処理部22は、各日向領域、日陰領域に対して対応するWB補正係数を乗算する(S5)。
これにより、日向領域と日陰領域で照射される光源の色温度が異なる場合に、画面内で光源の比率が変化したときでも、それぞれの領域対して違和感の生じない良好なホワイトバランスを掛けることができる。
現在のフィールドの画像を複数のエリアブロック(例えば16×16)に分割し、分割エリアブロックごとに検波する(S1’)。
分割エリアブロックごとにRGB各色の画像信号を積算して、Rの積算値、Bの積算値、Gの積算値を求め、各分割エリアブロック毎に、Rの積算値とGの積算値の比R/G、及び、Bの積算値とGの積算値の比B/Gを求める(S2’)。
検波したフィールドによって算出された補正量を次のフィールドに反映し、ホワイトバランス調整を施す(S4’)。
22…信号処理部(画像作成手段、領域分割手段、領域分割手段、補正係数算出手 段、ホワイトバランス調整手段、境界変化検出手段)
34…CCDI/F(ホワイトバランス評価値取得手段)
Claims (6)
- 被写体に対応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、前記撮像信号に基づき前記被写体に対応した撮影画像を作成する画像作成手段とを備える撮像装置において、
前記撮像信号から色情報を取得すると共に、前記色情報からホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス評価値を取得するホワイトバランス評価値取得手段と、
前記撮影画像を輝度情報又は色情報の少なくとも1つの情報に応じて複数の分割領域に分割する領域分割手段と、
前記複数の分割領域のそれぞれについて、当該分割領域に対応するホワイトバランス評価値に基づいて、対応した第1のホワイトバランス補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記複数の分割領域のそれぞれに、各分割領域に対応した前記第1のホワイトバランス補正係数を調整して第2のホワイトバランス補正係数を設定するホワイトバランス調整手段と、
現在のフレームの撮影画像と前回のフレームの撮影画像とからそれぞれ得られる分割領域の境界が変化したか否かを検出する境界変化検出手段とを備え、
前記ホワイトバランス調整手段は、前記境界が変化したことを検出した場合に、前記境界が変化した隣接する分割領域のそれぞれに対して算出された第1のホワイトバランス補正係数の差が小さくなるように第2のホワイトバランス補正係数を設定することを特徴とする撮像装置。 - 前記ホワイトバランス調整手段は、前記境界が変化したことを検出した場合に、前記境界が変化した隣接する分割領域のそれぞれに対して前回のフレームの撮影画像を用いて算出された第1のホワイトバランス補正係数の差が小さくなるように、現在のフレームの撮影画像に対するホワイトバランス制御において用いる前記第2のホワイトバランス補正係数を設定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記領域分割手段は、前記撮影画像を日向領域と日陰領域とに分割することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。
- 被写体に対応した光を電気信号に変換して撮像信号を取得するステップと、
前記撮像信号に基づき前記被写体に対応した撮影画像を作成する画像作成ステップとを含み、
該画像作成ステップは、前記撮像信号から色情報を取得すると共に、前記色情報からホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス評価値を取得するホワイトバランス評価値取得ステップと、
前記撮影画像を輝度情報又は色情報の少なくとも1つの情報に応じて複数の分割領域に分割する領域分割ステップと、
前記複数の分割領域のそれぞれについて当該分割領域に対応するホワイトバランス評価値に基づいて対応した第1のホワイトバランス補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記複数の分割領域のそれぞれに、各分割領域に対応した前記第1のホワイトバランス補正係数を調整して第2のホワイトバランス補正係数を設定するホワイトバランス調整ステップと、
現在のフレームの撮影画像と前回のフレームの撮影画像とからそれぞれ得られる分割領域の境界が変化したか否かを検出する境界変化検出ステップとを備え、
前記ホワイトバランス調整ステップは、前記境界変化検出ステップにより境界が変化したことが検出された場合に、前記境界に隣接する分割領域のそれぞれに対して算出された第1のホワイトバランス補正係数の差が小さくなるように第2のホワイトバランス補正係数を設定するステップを含むことを特徴とする撮像方法。 - 前記ホワイトバランス調整ステップは、前記境界が変化したことが検出された場合に、前記境界が変化した隣接する分割領域のそれぞれに対して前回のフレームの撮影画像を用いて算出された第1のホワイトバランス補正係数の差が小さくなるように、現在のフレームの撮影画像に対するホワイトバランス制御において用いる前記第2のホワイトバランス補正係数を設定することを特徴とする請求項4に記載の撮像方法。
- 前記領域分割ステップは、日向領域と日陰領域とを分割するステップであることを特徴とする請求項4に記載の撮像方法。
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