JP2532956B2

JP2532956B2 - カラ―ビデオカメラ

Info

Publication number: JP2532956B2
Application number: JP1337352A
Authority: JP
Inventors: 健一菊地; 俊宣春木
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JPH03198494A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、撮像素子から得られる撮像映像信号を基
に、白バランスの制御を行うカラービデオカメラの自動
白バランス調整装置に関する。

（ロ）従来の技術カラービデオカメラに於いては、光源による光の波長
分布の違いを補正するために、白バランスの制御を行う
必要がある。

この制御は、赤（以下Ｒ）、青（以下Ｂ）、緑（以下
Ｇ）の三原色信号の比が1:1:1となるように、各色信号
の利得を調整することで行われる。一般には例えば特開
昭62−35792号公報（H04N9/73）に示される様に、画面
の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの積分値が零になるように利
得を調整する方式が用いられている。

第６図は、この方式を用いた白バランス回路のブロッ
ク図である。

レンズ（１）を通過した光は、撮像素子（CCD）
（２）で光電変換された後、色分離回路（３）で、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３原色信号として取り出され、Ｇの色信号は直
接、Ｒ及びＢの色信号はＲ増幅回路（４）、Ｂ増幅回路
（５）を経て、カメラプロセス及びマトリクス回路
（６）に入力され、輝度信号Ｙ、赤及び青それぞれの色
差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが作られて、ビデオ回路へ送られ
る。

同時に、二つの色差信号は、それぞれ積分回路（17）
（18）で、十分に長い時間、積分され、その結果が零に
なるように利得制御回路（13）、（14）がＲ、Ｂ各々の
利得可変な増幅回路（４）、（５）の利得を調節する。

（ハ）発明が解決しようとする課題前述の方式は、一般被写体を撮影した場合、画面全体
の色差信号を平均化した値は、完全白色面を撮影した場
合と等価となるという経験則を前提としており、撮像画
面は平均的に各色を含んでいることが必要となる。

ところで、一般の撮影状態では、芝生や植物等、画面
の多くの部分が緑色となる状況は比較的よく経験するも
のであり、この様な場合に上述の方式を採用すると、緑
色を打ち消す方向に利得が変化し、芝生等が色あせて不
自然な画質になるという問題が生じる。

更に、この現像を理論的に述べる。一般に、光源の色
温度変化と各色差信号の関係について考えると、白い被
写体を照射している光源の色温度が変化した場合の色差
信号は、第４図の光源色温度軸の様に変化する。従っ
て、この光源色温度軸を含まない第１及び第３象限に現
われる色差信号は、光源の色温度を反映したものではな
く、白バランス調整を行う際の情報としては考慮しない
方が望ましい。ところが、緑色の被写体を含む領域の色
差信号は、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが共に負であるから、第３象
限に位置すると考えられることになり、白バランス調整
に適さないと言える。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、画面を複数の領域に分割して、各領域毎に
色情報信号レベルを各色の色評価値として得る色評価値
検出手段と、緑のレベルが所定値を越えない領域につい
ての色評価値はそのままに、且つ所定値を上回る領域に
ついての色評価値は所定量だけ減じて出力する色評価値
調整手段と、色評価値調整手段出力より画面全体につい
ての色評価値を算出する画面色評価値算出手段と、画面
色評価値を基に各色信号の増幅利得を制御する利得制御
手段を備えることを特徴とする。

（ホ）作用本発明は、緑色を多く含む画面を撮影した場合でも、
緑色を打ち消す方向に白バランスがずれることが防止さ
れる。

（ヘ）実施例以下、図面に従い本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本実施例による自動白バランス調整回路の回
路ブロック図である。

レンズ（１）を通過した光は、CCD（２）上に結像さ
れて光電変換された後、色分離回路（３）にて、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３原色信号として取り出される。これら３原色
信号の中のＲ及びＢ信号は、夫々Ｒ及びＢ増幅回路
（４）（５）を経て、Ｇ信号と共にカメラプロセス及び
マトリクス（６）に入力され、これらを共に輝度信号
（Ｙ）及び赤、青夫々の色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−
Ｙ）が作成されて、ビデオ回路（７）に供給され（７）
に供給され周知の処理が施される。また、（Ｒ−Ｙ）
（Ｂ−Ｙ）の両信号は、同時に選択回路（21）にも供給
される。

選択回路（21）はタイミング回路（25）からの選択信
号（S1）により色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の２信
号の中の１つを１フィールド毎に順次選択するもので、
（Ｒ−Ｙ）→（Ｂ−Ｙ）→（Ｒ−Ｙ）→…と１フィール
ド毎の後段のA/D変換器（22）に出力される。尚、選択
信号（S1）は後述の如く同期分離回路（24）から得られ
る垂直同期信号に基づいて作成される。

A/D変換器（22）は、所定のサンプリング周期で選択
回路（21）にて選択された信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）を
サンプリングしてディジタル値に変換し、この値を積分
器（23）に出力する。ところで、タイミング回路（25）
はカメラプロセス及びマトリクス回路（６）から垂直、
水平同期信号及びCCD（２）を駆動する固定の発振器出
力に基づいて、撮像画面を第３図に示す８×８の64個の
長方形の領域（A11）、（A12）、（A13）…に分割して
各領域毎にこれらの領域内の選択回路（21）出力を時分
割で取り出すための切換信号（S2）を積分器（23）に出
力する。

積分器（23）は切換信号（S2）を受けて、選択回路
（21）の出力のA/D変換値を領域毎に１フィールド期間
にわたって加算し、即ち64個の領域毎にディジタル積分
し、この１フィールド分の積分が完了するとこの積分値
を色評価値としてメモリ（26）に保持する。この結果、
ある任意のフィールドで64個の領域内に対応する色差信
号（Ｒ−Ｙ）の領域毎のディジタル積分値が64個の色評
価値（rij）として得られる。更に次のフィールドでは
選択回路（21）にて色差信号（Ｂ−Ｙ）が選択されてい
るので、加算器（23）の積分の結果、色差信号（Ｂ−
Ｙ）の領域毎のディジタル積分値が64個の色評価値（bi
j）として得られる。こうして、色差信号（Ｒ−Ｙ）
（Ｂ−Ｙ）の２フィールドの積算が終了した時点で、色
評価値（rij）（bij）がメモリ（26）に保持されること
になる。これ以降、上述と同様の動作が繰り返され、次
のフィールドでは色評価値（rij）が、更に次のフィー
ルドでは色評価値（bij）と順次更新されることにな
る。

この様にして得られた最新の色評価値（rij）（bij）
は、後段の色評価値調整回路（27）に供給される。色評
価値調整回路（27）は、各領域の色評価値からその被写
体が緑色か否かを判別して、緑色の場合に該当の色評価
値レベルを所定量（Ｐ）だけ減ずるもので、第２図の様
に構成される。

各領域の色評価値（rij）（bij）は夫々、Ｒ比較器
（42）及びＢ比較器（43）に入力され、予めＲ及びＢ閾
値メモリ（40）（41）に格納されているＲ及びＢ閾値
（Nr）（Nb）と比較され、各色評価値が各閾値より小さ
い時に夫々Ｈレベルの比較信号（S_R）（S_B）を発し、こ
れらの比較信号はAND回路（44）の２入力となっている
ため、両比較信号が共に発せられた時にのみ、AND回路
（44）からＨレベルのスイッチング信号（Ｓ）が切り換
え回路（45）に入力される。

ここで、Ｒ及びＢ閾値（Nr）（Nb）は被写体が緑色と
認識できる際の閾値として予め設定されているが、上述
の如く、緑色の被写体を含む領域の両色差信号は共に負
であり第４図の第３象限に位置することを考慮すれば、
Ｒ及びＢ閾値（Nr）（Nb）を共に零（Nr＝Nb＝０）に設
定することにより緑色の被写体の認識が可能となる。

切り換え回路（45）は、２つのスイッチ（46）（47）
より構成され、スイッチ（46）は色評価値（rij）が入
力される固定接点（46a）と、Ｒ減衰器（48）に結合さ
れた固定接点（46b）あるいは出力端子（50）に結合さ
れた固定接点（46c）を選択的に接続させる機能を有
し、スイッチ（47）は色評価値（bij）が入力される固
定接点（47a）と、Ｂ減衰器（49）に結合された固定接
点（47b）あるいは出力端子（51）に結合された固定接
点（47c）を選択的に接続させる機能を有している。

両スイッチ（46）（47）はスイッチング信号（Ｓ）に
より制御され、スイッチング信号（Ｓ）がＬレベルの時
に夫々固定接点（46c）（47c）側にあって色評価値（ri
j）（bij）がそのまま出力端子（50）（51）に出力さ
れ、Ｈレベルの時に夫々固定接点（46b）（47b）側に切
り換わり、色評価値（rij）（bij）がＲ及びＢ減衰器
（48）（49）に入力される。

Ｒ及びＢ減衰器（48）（49）は、入力される色評価値
（rij）、（bij）から予め設定された一定量（Ｐ）を減
じて（rij−Ｐ）、（bij−Ｐ）を算出して出力端子（5
0）（51）に導出する。ここで一定量（Ｐ）は緑色の被
写体を撮影した場合に、不自然な画質となっていないと
十分認識できる様に予め実験により求められたものであ
る。

次に上述の色評価値調整回路（27）の動作について説
明する。ある領域について色評価値（rij）（bij）が色
評価値調整回路（27）に入力されると、夫々の色評価値
がＲ閾値あるいはＢ閾値と比較され、共に各閾値より小
さい時には被写体は緑色であると判断され、スイッチン
グ信号（Ｓ）が切り換え回路（45）に入力されて両色評
価値はＲ及びＢ減衰器（48）（49）にて一定量（Ｐ）だ
け減衰されて出力端子に出力される。また、色評価値
（rij）（bij）の少なくともいずれか一方が、閾値より
も十分に大きい場合には、被写体は緑色ではないと判断
され両色評価値は何ら減衰することなく出力端子（50）
（51）に出力される。

出力端子（50）（51）に導出される非減衰あるいは減
衰後の色評価値は、画面評価回路（28）に送られ次式
（１）（２）に基いて各色差信号の画面全体の色評価値
が画面色評価値（Vr）（Vb）として算出される。

この式（１）（２）は色評価値調整回路（27）を経た
64個の各領域の色評価値（rij）（bij）の全ての総和を
領域数で割算して、１個の領域についての平均値を画面
色評価値として算出する。

利得制御回路（29）（30）は、画面全体の色評価値で
ある画面色評価値（Vr）（Vb）が共に零となる様に、Ｒ
及びＢ増幅回路（４）（５）の夫々の利得を制御してい
る。こうして画面色評価値（Vr）（Vb）が零になれば、
白バランス調整が完了したことになる。

以上の様な自動白バランス動作の有意性を第５図の様
な撮影画面を例に説明する。この撮影画面は画面全体に
対する木の葉の占める割合が大きく画面全体の色分布に
偏りがある場合であり、従来例に示す如く、緑色の領域
での色評価値を減衰させなければ、木の葉の緑色を打ち
消す方向に白バランスがずれてしまう。そこで、本発明
では、上述の如く画面を分割し緑色の領域の色評価値を
減衰させるので、第５図の斜線部分の領域の色評価値の
画面色評価値に対する寄与度を小さくでき、結果的に画
面色評価値が緑色側にずれることはなく、適切な白バラ
ンス調整が行われる。

尚、各領域の色評価値の全画面に対する寄与度を小さ
くする方法としては、各領域の色評価値を直接減する以
外に、領域毎に重み付けを行い、緑色の領域での重みを
減する方法も考えられる。

また緑色の被写体が存在するか否かの判断自身が極め
て大きなあいまいさを含んでいる点に着目して、この判
断をファジー推論を用いて実現することも可能である。

（ト）発明の効果上述の如く本発明によれば、白バランス調整には適さ
ない緑色を多く含む画面を撮影した場合でも、緑色を打
ち消す方向に白バランスがずれることがなく、適切な白
バランス調整が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の回路ブロック
図、第３図は画面分割の説明図、第４図は光源の色温度
変化の説明図、第５図は撮影画面の一例を示す図、第６
図は従来例の回路ブロック図である。（23）……積分器、（27）……色評価値調整回路、（2
8）……画面評価回路、（29）（30）……利得制御回
路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像画面を分割して設定された複数の領域
毎の色情報信号レベルを各色の色評価値として得る色評
価値検出手段と、緑のレベルが所定値を越えない領域についての色評価値
はそのままに、且つ該所定値を上回る領域についての色
評価値については所定量だけ減衰して出力する色評価値
調整手段と、該色評価値調整手段出力より画面全体についての色評価
値を算出する画面色評価値算出手段と、該画面色評価値を基に各色信号の増幅利得を制御する利
得制御手段を備えるカラービデオカメラ。