JP2015192152A - ホワイトバランス調整装置及びホワイトバランス調整方法並びに撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホワイトバランス調整装置を、所定の撮像素子より入力される画像信号に基づいて撮影画像の色情報を取得する色情報取得手段と、取得された色情報に基づいて領域別ホワイトバランス調整を行うか否かを判定する判定手段と、判定手段により領域別ホワイトバランス調整を行うと判定されたとき、所定のアルゴリズムに基づいて撮影画像を複数の領域に区分し、区分された領域毎に異なる係数を用いてホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整手段とから構成する。
【選択図】図2
Description
図1は、本実施形態の撮影装置1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、撮影装置1は、CPU(Central Processing Unit)100、操作部102、絞り・シャッタ駆動回路104、撮影レンズ106、絞り108、シャッタ110、イメージセンサ112、信号処理回路114、画像処理エンジン116、バッファメモリ118、カード用インタフェース120、LCD(Liquid Crystal Display)制御回路122、LCD124及びROM(Read Only Memory)126を備えている。
次に、画像処理エンジン116によるホワイトバランス調整処理について具体的に説明する。図2は、画像処理エンジン116によるホワイトバランス調整処理のフローチャートを示す。
本処理ステップS11では、例えば、イメージセンサ112の全有効画素に対応する画面(撮影画像)が256ブロックの領域に等分割(水平16分割×垂直16分割)される。等分割された各ブロック領域には、画像処理エンジン116による管理の都合上、アドレスが割り当てられる。
本処理ステップS12では、処理ステップS11(撮影画像のブロック分割)にて等分割されたブロック領域毎に、Y/C分離後の輝度信号Yの積算値及び色差信号Cの積算値が算出される。色差信号Cは、色差成分Cb及び色差成分Crの2軸の情報を持つ。
画像処理エンジン116は、互いに直交するCb軸とCr軸とによって定義される所定のCbCr色空間に複数種類の光源検出枠を定義付けている。図3は、画像処理エンジン116によってCbCr色空間に定義付けられた光源検出枠の一例を示す。図3中、横軸がCb軸であり、縦軸がCr軸である。また、原点と交差する曲線は、黒体放射曲線を示す。黒体放射曲線上において、図3中左上(Cr成分が強い)ほど色温度が低くなり、図3中右下(Cb成分が強い)ほど色温度が高くなる。図3の例では、黒体放射曲線沿いに4つの光源検出枠が配置されている。4つの光源検出枠は、図3中左上から順に、白熱灯検出枠F1、太陽光検出枠F2、曇天検出枠F3、日陰検出枠F4である。また、太陽光検出枠F2に対して図3中左下(グリーン成分が強くなる位置)であって、黒体放射曲線から外れた位置に、3つの光源検出枠が配置されている。3つの光源検出枠は、図3中左上から順に、白色蛍光灯検出枠F5、昼白色蛍光灯検出枠F6、昼光色蛍光灯検出枠F7である。
本処理ステップS14では、ホワイトバランス係数が算出される。具体的には、本処理ステップS14では、処理ステップS13(色空間へのプロット)にてCbCr色空間にプロットされた色差信号Cの分布に基づいて画面全体に対する光源が推定される。例えば、昼白色蛍光灯検出枠F6内に最も多くプロットが分布している場合は、画面全体が昼白色蛍光灯によって照らされているものと推定される。次いで、推定された光源下で画面全体が無彩色の基準被写体を撮影している状態でR信号、G信号、B信号の各出力レベルが等しくなるためのホワイトバランス係数(ホワイトバランスゲイン)が算出される。すなわち、本処理ステップS14では、画面全体に均一なホワイトバランス調整を行うためのホワイトバランス係数が算出される。以下、便宜上、ここで算出される、画面全体に対するホワイトバランス係数を「通常ホワイトバランス係数」と記す。
本処理ステップS15では、処理ステップS13(色空間へのプロット)にてCbCr色空間にプロットされた色差信号Cが複数の光源検出枠に分布して配置されているか否かが判定される。なお、プロット(色差信号C)が光源検出枠に配置されているか否かについては、配置プロット数に関する閾値判定を導入してもよい。具体的には、配置プロット数が所定数未満の光源検出枠については、本処理ステップS15上ではプロットが配置されていないものとして取り扱ってもよい。これにより、例えば画面内の極僅かな領域のみ照らす光源がホワイトバランス調整に影響を及ぼさないようになる。
本処理ステップS16は、処理ステップS15(プロットの分布に関する判定)にてプロットが複数の光源検出枠に分布して配置されていると判定された場合(S15:YES)に実行される。本処理ステップS16では、画面内に青空と推定される領域が広く分布しているか否かが判定される。具体的には、色温度の高い日陰寄り(曇天検出枠F3及び日陰検出枠F4)に所定数以上のプロットが分布して配置され且つこれらのプロットに関連付けられた輝度信号Yの総和値(又は平均値)が所定値以上の場合に、画面内に青空と推定される領域が広く分布していると判定される(S16:YES)。
本処理ステップS17は、処理ステップS16(青空の判定)にて画面内に青空と推定される領域が広く分布していると判定されなかった場合(S16:NO)に実行される。本処理ステップS17では、撮影画像が、被写体を照らす光源に応じた領域毎に区分される。具体的には、本処理ステップS17では、処理ステップS11(撮影画像のブロック分割)にて分割された各ブロック領域(プロット)に対して、そのプロットが配置されている光源検出枠の種類の情報が付加される。このように、各ブロック領域に対して光源検出枠の種類の情報が付加されることにより、撮影画像が光源に応じた領域毎に区分される。例えば、撮影画像の上半分のブロック領域(プロット)が太陽光検出枠F2に分布して配置され且つ残りの下半分のブロック領域(プロット)が日陰検出枠F4に分布して配置されている場合を考える。この場合、撮影画像の上半分、下半分の領域がそれぞれ、日向領域、日陰領域に区分される。なお、各ブロック領域(プロット)の撮影画像内の位置は、プロットに関連付けられているアドレスによって既知である。
本処理ステップS18では、処理ステップS17(撮影画像を光源に応じた領域毎に区分)にて区分された各領域についてその光源に応じたホワイトバランス係数が算出される。
本処理ステップS19では、処理ステップS18(区分された領域毎にホワイトバランス係数の算出)にて算出された領域毎のホワイトバランス係数に基づいて領域別ホワイトバランス調整が行われる。具体的には、撮影画像の上半分の日向領域(各ブロック領域)には、処理ステップS18(区分された領域毎にホワイトバランス係数の算出)にて算出された日向用ホワイトバランス係数を用いたホワイトバランス調整が行われる。また、撮影画像の下半分の日陰領域(各ブロック領域)には、同処理ステップS18にて算出された日陰用ホワイトバランス係数を用いたホワイトバランス調整が行われる。
本処理ステップS20は、処理ステップS15(プロットの分布に関する判定)にてプロットが複数の光源検出枠に分布して配置されていると判定されなかった場合(S15:NO)に実行される。この場合、プロットが単一の光源検出枠に分布して配置されていることから、画面全体が1種類の光源によって照らされているものと推定される。そのため、処理ステップS14(通常ホワイトバランス係数の算出)にて算出された通常ホワイトバランス係数を用いた、画面全体に対する均一なホワイトバランス調整(以下、便宜上、「通常ホワイトバランス調整」と記す。)が行われる。
次に、図4(a)〜図4(d)を用いて、プロットがCbCr色空間にどのように分布して配置されると、どのようなホワイトバランス調整が行われるかを説明する。
図4(a)は、CbCr色空間へのプロットの分布ケース1を示す。ケース1では、プロットは、白熱灯検出枠F1にのみ、すなわち単一の光源検出枠にのみ分布して配置されている。そのため、図2の処理ステップS14(通常ホワイトバランス係数の算出)において、白熱灯下で画面全体が無彩色の基準被写体を撮影している状態でR信号、G信号、B信号の各出力レベルが等しくなるための通常ホワイトバランス係数が算出される。処理ステップS20(通常ホワイトバランス調整)では、処理ステップS14にて算出された通常ホワイトバランス係数を用いた通常ホワイトバランス調整が行われる。
図4(b)は、CbCr色空間へのプロットの分布ケース2を示す。ケース2では、曇天検出枠F3及び日陰検出枠F4に所定数以上のプロットが分布して配置され且つこれらのプロットに関連付けられた輝度信号Yの総和値(又は平均値)が所定値以上である。そのため、図2の処理ステップS16において、画面内に青空と推定される領域が広く分布していると判定される。そのため、処理ステップS20(通常ホワイトバランス調整)において、処理ステップS14(通常ホワイトバランス係数の算出)にて算出された通常ホワイトバランス係数を用いた通常ホワイトバランス調整が行われる。
図4(c)は、CbCr色空間へのプロットの分布ケース3を示す。ケース3では、プロットは、複数の光源検出枠に分布して配置されている。そのため、図2の処理ステップS19(領域別ホワイトバランス調整)において、処理ステップS18(区分された領域毎のホワイトバランス係数の算出)にて算出された領域毎のホワイトバランス係数を用いた領域別ホワイトバランス調整が行われる。
図4(d)は、CbCr色空間へのプロットの分布ケース4を示す。ケース4では、プロットは、何れの光源検出枠にも配置されていない。この場合、図2のフローチャートに示される処理が中断される。図2のフローチャートの処理の中断後、規定のホワイトバランス係数を用いたホワイトバランス調整が行われる。具体的には、所定の標準光源下で画面全体が無彩色の基準被写体を撮影している状態でR信号、G信号、B信号の各出力レベルが等しくなるためのホワイトバランス係数を用いたホワイトバランス調整が行われる。
100 CPU
102 操作部
104 絞り・シャッタ駆動回路
106 撮影レンズ
108 絞り
110 シャッタ
112 イメージセンサ
114 信号処理回路
116 画像処理エンジン
118 バッファメモリ
120 カード用インタフェース
122 LCD制御回路
124 LCD
126 ROM
200 メモリカード
Claims (6)
- 所定の撮像素子より入力される画像信号に基づいて撮影画像の色情報を取得する色情報取得手段と、
取得された色情報に基づいて領域別ホワイトバランス調整を行うか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記領域別ホワイトバランス調整を行うと判定されたとき、所定のアルゴリズムに基づいて前記撮影画像を複数の領域に区分し、区分された領域毎に異なる係数を用いてホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整手段と、
を備える、
ホワイトバランス調整装置。 - 前記判定手段は、
所定の色空間に複数種類の光源検出枠を定義し、
定義された複数種類の光源検出枠のうち2つ以上の光源検出枠に前記色情報取得手段により取得された色情報が分布して配置される場合に、前記領域別ホワイトバランス調整を行うと判定する、
請求項1に記載のホワイトバランス調整装置。 - 前記撮像素子より入力される画像信号に基づいて前記撮影画像の輝度情報を取得する輝度情報取得手段
を備え、
前記判定手段は、
前記2つ以上の光源検出枠に前記色情報取得手段により取得された色情報が分布して配置される場合であっても、該2つ以上の光源検出枠が特定の光源検出枠であり且つ前記輝度情報取得手段により取得された輝度情報が所定値以上の輝度を示す場合には、前記領域別ホワイトバランス調整を行わないと判定する、
請求項2に記載のホワイトバランス調整装置。 - 前記ホワイトバランス調整手段は、
前記判定手段により前記領域別ホワイトバランス調整を行わないと判定されたとき、前記撮影画像の全体に対して同一の係数を用いてホワイトバランス調整を行う、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載のホワイトバランス調整装置。 - 請求項1から請求項4の何れか一項に記載のホワイトバランス調整装置と、
被写体の画像信号を生成して前記ホワイトバランス調整装置に出力する撮像素子と、
を備える、
撮影装置。 - 所定の撮像素子より入力される画像信号に基づいて撮影画像の色情報を取得する色情報取得ステップと、
取得された色情報に基づいて領域別ホワイトバランス調整を行うか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにて前記領域別ホワイトバランス調整を行うと判定されたとき、所定のアルゴリズムに基づいて前記撮影画像を複数の領域に区分し、区分された領域毎に異なる係数を用いてホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整ステップと、
を含む、
ホワイトバランス調整方法。
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