JP2547215B2 - Auto white balance device - Google Patents

Auto white balance device

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JP2547215B2
JP2547215B2 JP62163247A JP16324787A JP2547215B2 JP 2547215 B2 JP2547215 B2 JP 2547215B2 JP 62163247 A JP62163247 A JP 62163247A JP 16324787 A JP16324787 A JP 16324787A JP 2547215 B2 JP2547215 B2 JP 2547215B2
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gain
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英明 吉田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はオートホワイトバランス装置、さらに詳しく
は、ビデオ信号伝達系におけるカラー信号の利得を自動
制御するためのオートホワイトバランス装置に関する。
The present invention relates to an auto white balance device, and more particularly to an auto white balance device for automatically controlling a gain of a color signal in a video signal transmission system.

[従来の技術] 従来のオートホワイトバランス装置では、例えば、第
6図に示すように、撮像素子(図示されず)から伝送さ
れてくるR,G,Bの三原色のカラービデオ信号の入力ライ
ン1,2,3のうちR信号とB信号の入力ライン1,3にゲイン
コントロールアンプ(以下、GCAと略記する)4,5がそれ
ぞれ挿入されていて、このGCA4,5の出力ライン6,7のR,B
信号とライン2のG信号が、映像信号として次段の回路
に送られると同時に、上記出力ライン6,7のR,B信号がホ
ワイトバランス調節のための制御情報としてGCA4,5の利
得制御のために用いられる。GCA4,5を通った各出力ライ
ン6,7の信号はローパスフィルタ(以下、LPFと略記す
る)61,62によって平均化された後フィードバックさ
れ、このLPF61,62の出力がそれぞれ反転増幅回路63,64
に入力され、この反転増幅回路63,64でライン2のG信
号がLPF60によって平均化されたLPF60の出力との比較に
よる誤差出力がGCA4,5のコントロール端子に供給される
ことにより、この誤差出力が少なくなる方向にGCA4,5が
制御される。したがって、このようにフィードバックル
ープを有したオートホワイトバランス装置においては、
入力信号レベルが変化しても、また温度変化等によって
GCA4,5の特性が若干変化してもそれらの影響を受けない
適正にホワイトバランスされたカラー出力信号を取出す
ことができる。
[Prior Art] In a conventional auto white balance device, for example, as shown in FIG. 6, an input line 1 of a color video signal of three primary colors of R, G, B transmitted from an image sensor (not shown). Gain control amplifiers (hereinafter abbreviated as GCA) 4,5 are respectively inserted in the input lines 1 and 3 of the R signal and the B signal out of the output lines 6 and 7 of the GCA 4,5. R, B
The signal and the G signal of line 2 are sent to the circuit of the next stage as a video signal, and at the same time, the R and B signals of the output lines 6 and 7 are used as the control information for white balance adjustment of the gain control of GCA4,5. Used for. The signals of the output lines 6 and 7 that have passed through the GCA4 and 5 are averaged by a low pass filter (hereinafter abbreviated as LPF) 61 and 62 and then fed back, and the outputs of the LPFs 61 and 62 are respectively inverted amplifier circuits 63 and 62. 64
The G signal of line 2 input to the inverting amplifier circuits 63 and 64 is compared with the output of LPF60 averaged by LPF60, and the error output is supplied to the control terminals of GCA4, 5 GCA4 and 5 are controlled in the direction of decreasing. Therefore, in the auto white balance device having the feedback loop as described above,
Even if the input signal level changes, or due to temperature changes, etc.
Even if the characteristics of GCA4, 5 are changed slightly, they are not affected and it is possible to take out a color output signal with proper white balance.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、上記従来装置でLPF60,61,62が用いられて
いるのは、ライン2の信号およびGCA4,5の出力信号の平
均レベルを取出すためと、フィードバックループの安定
化を図るためである。しかし、フィードバックループに
遅延伝達系であるLPF61,62を挿入することは、GCA4,5に
供給される被制御信号に対してGCA4,5のコントロール端
子に供給される制御信号が大幅に遅れてしまうことにな
るので、利得制御の応答性については悪く高速追従でき
ないものとなっている。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the LPFs 60, 61, 62 are used in the above-mentioned conventional device in order to obtain the average level of the signal of line 2 and the output signals of GCA4,5, and in the feedback loop. This is to stabilize the. However, inserting the LPF61, 62, which is a delay transmission system, in the feedback loop causes the control signal supplied to the control terminals of the GCA4,5 to be significantly delayed with respect to the controlled signal supplied to the GCA4,5. Therefore, the responsiveness of the gain control is poor and it cannot follow the high speed.

一般に、連続した画像を得るビデオカメラ等において
は、ホワイトバランス調節のためにそれほど高速の応答
性が要求されないので、上記従来装置でも充分に使用の
目的を達成することができるが、電子スチルカメラにお
いては、短い時間で1つの画像を得るので高速応答性が
要求され、上記従来装置をこのような高速応答性が要求
される電子スチルカメラ等に適用することはできない。
Generally, in a video camera or the like that obtains continuous images, a high-speed response is not required for white balance adjustment, so the above-described conventional device can sufficiently achieve the purpose of use, but in an electronic still camera, Requires a high-speed response because it obtains one image in a short time, and the conventional device cannot be applied to an electronic still camera or the like which requires such a high-speed response.

本発明は、このような問題点に鑑み、高速応答性に優
れ、しかも温度変化等に対しても安定性のよいオートホ
ワイトバランス装置を提供することを目的とする。
In view of such problems, it is an object of the present invention to provide an auto white balance device that is excellent in high-speed response and that is stable with respect to temperature changes and the like.

[問題点を解決するための手段] 本発明のオートホワイトバランス装置は、与えられた
利得制御信号に応じた利得をもってカラー信号を伝達す
る利得制御伝達要素と、この利得制御伝達要素の入力側
のカラー信号を積分する積分手段と、上記利得制御伝達
要素の出力レベルと予め基準として想定されたカラー信
号の上記第1の時間区間の時間積分値との比較によって
利得制御信号のレベルを求める利得制御信号形成手段
と、求められたレベルの利得制御信号を定常に維持しつ
つ上記利得制御伝達要素に供給する利得保持手段とを具
備して構成される。
[Means for Solving Problems] An auto white balance device according to the present invention includes a gain control transfer element that transfers a color signal with a gain corresponding to a given gain control signal, and an input side of the gain control transfer element. Gain control for obtaining the level of the gain control signal by comparing the output level of the gain control transfer element with the time integral value of the color signal preliminarily assumed as the reference in the first time section It comprises a signal forming means and a gain holding means for supplying the gain control signal of the required level to the gain control transfer element while keeping the gain control signal steady.

[作 用] 上記積分手段は利得制御伝達要素の入力カラー信号を
第1の時間区間積分し、この時間区間よりも後の第2の
時間区間において、上記利得制御信号形成手段は上記第
1の時間区間の終端での積分手段の出力レベルが入力レ
ベルとされたときの利得制御伝達要素の出力レベルに応
じた利得制御信号を求める。そして、上記第2の時間区
間よりも後の第3の時間区間において、利得保持手段は
上記第2の時間区間で求められたレベルの利得制御信号
を維持して利得制御伝達要素に供給する。
[Operation] The integrating means integrates the input color signal of the gain control transfer element in the first time interval, and in the second time interval after the time interval, the gain control signal forming means operates in the first time interval. A gain control signal corresponding to the output level of the gain control transfer element when the output level of the integrating means at the end of the time interval is set to the input level is obtained. Then, in the third time section after the second time section, the gain holding means maintains the gain control signal of the level obtained in the second time section and supplies it to the gain control transfer element.

[実 施 例] 第1図に本発明装置の一実施例を示す。このオートホ
ワイトバランス装置は、例えば、電子スチルカメラ等に
おいて、画像信号の伝送経路中に挿入されてなるもの
で、図示しない撮像素子からのR,G,Bのカラー画像信号
はライン1,2,3によって伝送されてくる。このうちR,B信
号に関するライン1,3はそれぞれアナログスイッチ8,9の
一方の入力接点端子aに接続され、アナログスイッチ8,
9の出力端子はそれぞれGCA4,5の入力端子に接続されて
いる。GCA4,5の出力ライン6,7のR,B信号とライン2のG
信号が、映像信号として次段の回路に送られる。そし
て、ホワイトバランス調節のための制御情報として、入
力ライン1,2,3のR,G,B信号と出力ライン6,7のR,B信号が
用いられる。
[Example] FIG. 1 shows an example of the device of the present invention. This auto white balance device is, for example, an electronic still camera or the like, which is inserted in the transmission path of an image signal, and R, G, B color image signals from an image pickup device (not shown) are line 1, 2, Transmitted by 3. Of these lines, lines 1 and 3 relating to R and B signals are connected to one input contact terminal a of the analog switches 8 and 9, respectively, and
The output terminals of 9 are connected to the input terminals of GCA4,5. Output of GCA4,5, R and B signals of lines 6 and 7 and G of line 2
The signal is sent as a video signal to the circuit in the next stage. Then, the R, G, B signals of the input lines 1, 2, 3 and the R, B signals of the output lines 6, 7 are used as control information for white balance adjustment.

上記入力ライン1,2,3にはハイレベルカット回路10を
介して積分保持回路11,12,13の入力端子がそれぞれ接続
されている。この積分保持回路11,12,13のうち、R,B信
号に関する積分保持回路11,13の出力端子は、それぞれ
上記アナログスイッチ8,9の他方の入力接点端子bに接
続され、G信号に関する積分保持回路12は、誤差検出保
持回路14,15の一方の入力端子に接続されている。この
誤差検出保持回路14,15の他方の入力端子はそれぞれ上
記出力ライン6,7に接続され、誤差検出保持回路14,15の
出力端子はそれぞれGCA4,5のコントロール端子に接続さ
れている。すなわち、誤差検出保持回路14,15はGCA4,5
の出力ライン6,7のR,B信号をフィードバックし、G信号
に関する積分保持回路12の出力との比較制御によってGC
A4,5の利得制御を行なうものである。
The input terminals of the integration holding circuits 11, 12, and 13 are connected to the input lines 1, 2, and 3 via a high-level cut circuit 10, respectively. Of the integration holding circuits 11, 12, 13 the output terminals of the integration holding circuits 11, 13 for the R and B signals are connected to the other input contact terminals b of the analog switches 8, 9 respectively to integrate the G signals. The holding circuit 12 is connected to one of the input terminals of the error detection holding circuits 14 and 15. The other input terminals of the error detection holding circuits 14 and 15 are connected to the output lines 6 and 7, respectively, and the output terminals of the error detection holding circuits 14 and 15 are connected to the control terminals of the GCAs 4 and 5, respectively. That is, the error detection holding circuits 14 and 15 are
The R and B signals of the output lines 6 and 7 of the are fed back, and the G signal is controlled by comparison control with the output of the integral holding circuit 12
It controls the gain of A4,5.

なお、上記GCA4,5はコントロール端子の電圧が上がる
とゲインが大きくなるような特性を持ったVCA(ヴォル
テージコントロールアンプ)であり、応答の充分早いも
のを用いている。
The above GCA4 and 5 are VCA (voltage control amplifier) having a characteristic that the gain increases as the voltage of the control terminal rises, and those with sufficiently fast response are used.

また、図示しないシステムコントローラにより、上記
アナログスイッチ8,9の2つの入力接点端子a,bを切換え
るためのタイミング信号St,上記積分保持回路11,12,13
の積分開始用リセット信号Sr,積分出力を保持するため
のホールド信号Shおよび上記誤差検出保持回路14,15の
サンプリング信号Ssが与えられる。
Further, a timing signal St for switching the two input contact terminals a and b of the analog switches 8 and 9 and the integral holding circuits 11, 12, and 13 by a system controller (not shown).
The reset signal Sr for starting integration, the hold signal Sh for holding the integrated output, and the sampling signal Ss of the error detection holding circuits 14 and 15 are given.

上記積分保持回路11,12,13は、第2図に示すように、
ホールドスイッチ21,抵抗22,23,オペアンプ24,積分コン
デンサ25およびリセットスイッチ26により構成されてお
り、回路特性はいずれも等しい。ホールドスイッチ21は
システムコントローラからのホールド信号Shにより制御
され、リセットスイッチ26はリセット信号Srにより制御
される。
As shown in FIG. 2, the integration holding circuits 11, 12, 13 are
The hold switch 21, the resistors 22 and 23, the operational amplifier 24, the integrating capacitor 25, and the reset switch 26 are included, and all have the same circuit characteristics. The hold switch 21 is controlled by the hold signal Sh from the system controller, and the reset switch 26 is controlled by the reset signal Sr.

この第2図に示した積分保持回路11(12,13)におい
て、その入力端子と接地間に接続されたホールドスイッ
チ21が開いているときは、入力端子の信号はオペアンプ
24の反転入力端子に抵抗22を通じて入力される。ホール
ド信号Shが与えられてホールドスイッチ21が閉じている
ときには、入力端子の信号はオペアンプ24に入力されな
い。オペアンプ24の反転入力端子と出力端子間には、積
分コンデンサ25とリセットスイッチ26の並列回路が接続
されているので、リセットスイッチ26が閉じているとき
は積分は行なわれないが、リセットスイッチ26がリセッ
ト信号Srにより開くと、この時点で、オペアンプ24の反
転入力端子に入力される信号電荷が積分コンデンサ25に
蓄積され始め、オペアンプ24の出力端子に積分電圧が出
力され始める。
In the integration holding circuit 11 (12, 13) shown in FIG. 2, when the hold switch 21 connected between the input terminal and the ground is open, the signal at the input terminal is an operational amplifier.
It is inputted to the inverting input terminal of 24 through the resistor 22. When the hold signal Sh is applied and the hold switch 21 is closed, the signal at the input terminal is not input to the operational amplifier 24. Since the parallel circuit of the integrating capacitor 25 and the reset switch 26 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 24, integration is not performed when the reset switch 26 is closed, but the reset switch 26 does not operate. When opened by the reset signal Sr, at this point, the signal charge input to the inverting input terminal of the operational amplifier 24 starts to be accumulated in the integrating capacitor 25, and the integrated voltage starts to be output to the output terminal of the operational amplifier 24.

また、上記誤差検出保持回路14,15は、第3図に示す
ように、オペアンプ31,ゲイン設定用抵抗32,33,34,34′
および位相補償用コンデンサ35からなる差動増幅器30
と、サンプリングスイッチ36,ホールドコンデンサ37お
よびボルテージホロア用オペアンプ38からなるサンプリ
ングホールド回路39により構成されており、回路特性は
いずれも等しい。サンプリングスイッチ36はシステムコ
ントローラからのサンプリング信号Ssにより制御され
る。
Further, the error detection holding circuits 14 and 15 are, as shown in FIG. 3, an operational amplifier 31 and gain setting resistors 32, 33, 34 and 34 '.
And a differential amplifier 30 including a phase compensation capacitor 35
And a sampling hold circuit 39 composed of a sampling switch 36, a hold capacitor 37, and a voltage follower operational amplifier 38, and have the same circuit characteristics. The sampling switch 36 is controlled by the sampling signal Ss from the system controller.

この第3図に示した誤差検出保持回路14(15)におい
ては、オペアンプ31の非反転入力端子に抵抗32を通じて
積分保持回路12の出力が入力され、オペアンプ31の反転
入力端子に抵抗33を通じてGCA4(5)の出力が入力され
るので、積分保持回路12の出力とGCA4(5)の出力との
差が増幅されてオペアンプ31より出力される。この差が
増幅された出力はサンプリング信号Ssがハイレベルであ
ることによりサンプリングスイッチ36が閉じているとき
そのままオペアンプ38から出力されるが、サンプリング
スイッチ36がサンプリング信号Ssがローレベルに切り換
えられることにより開くと、このときサンプリングスイ
ッチ36が開く直前のオペアンプ31の出力がホールドコン
デンサ37にホールドされ、同ホールドされた信号がオペ
アンプ38を通じて出力される。
In the error detection holding circuit 14 (15) shown in FIG. 3, the output of the integration holding circuit 12 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31 through the resistor 32, and the inverting input terminal of the operational amplifier 31 is input to the GCA4 via the resistor 33. Since the output of (5) is input, the difference between the output of the integration holding circuit 12 and the output of GCA4 (5) is amplified and output from the operational amplifier 31. The output amplified by this difference is output from the operational amplifier 38 as it is when the sampling switch 36 is closed because the sampling signal Ss is at the high level, but the sampling switch 36 switches the sampling signal Ss to the low level. When opened, the output of the operational amplifier 31 immediately before the sampling switch 36 is opened is held in the hold capacitor 37 at this time, and the held signal is output through the operational amplifier 38.

次に上記実施例のオートホワイトバランス装置の動作
について述べる。入力ライン1,2,3には電子スチルカメ
ラの利得制御すべき画像信号のR,G,B信号が供給され
る。この画像信号は第4図に示すように、フィールド期
間f1,f2,f3,……の各信号間に垂直ブランキング期間B1,
B2,B3……を有してなるもので、例えば、連続した2つ
のフィールド期間の信号により1フレームの画像を形成
する。まず、アナログスイッチ8,9は、垂直ブランキン
グ期間B1の終了時点の直前、すなわち第1のフィールド
期間f1の開始直前の時点で、積分保持回路11,12,13のリ
セットスイッチ26が短時間閉じて積分コンデンサ25をリ
セットする。そして、フィールド期間f1の開始時点で、
アナログスイッチ8,9の一方の入力接点端子aが接続状
態になるとともに、ホールドスイッチ21およびリセット
スイッチ26が開く。この状態は第1のフィールド期間f1
維持される。したがって、このフィールド期間f1の信号
はアナログスイッチ8,9を通じてGCA4,5に入力されると
ともに、このフィールド期間f1のR,G,B信号はハイレベ
ルカット回路10によって撮像素子のダイナミックレンジ
の飽和レベルを超えるような信号がカットされた後、そ
れぞれ積分保持回路11,12,13に入力され、第1のフィー
ルド期間f1の開始時点で積分が開始される。
Next, the operation of the automatic white balance device of the above embodiment will be described. The input lines 1, 2, and 3 are supplied with R, G, and B signals of image signals to be gain-controlled for the electronic still camera. This image signal is, as shown in FIG. 4, a vertical blanking period B1, between signals of field periods f1, f2, f3, ....
B2, B3 ... Are formed, and for example, an image of one frame is formed by signals of two consecutive field periods. First, the analog switches 8 and 9 close the reset switch 26 of the integration holding circuits 11, 12, and 13 for a short time immediately before the end of the vertical blanking period B1, that is, immediately before the start of the first field period f1. Reset the integrating capacitor 25. Then, at the start of the field period f1,
One of the input contact terminals a of the analog switches 8 and 9 is connected, and the hold switch 21 and the reset switch 26 are opened. This state is the first field period f1
Maintained. Therefore, the signal of this field period f1 is input to GCA4,5 through the analog switches 8 and 9, and the R, G, B signals of this field period f1 are saturated level of the dynamic range of the image sensor by the high level cut circuit 10. After being cut off, signals that exceed the value are input to the integration holding circuits 11, 12, and 13, respectively, and the integration is started at the start point of the first field period f1.

また、上記GCA4,5を通過したフィールド期間f1の信号
は誤差検出保持回路14,15に入力される。この誤差検出
保持回路14,15では、上記G信号に関する積分保持回路1
2の出力電圧との比較による誤差電圧がオペアンプ31よ
り検出されるが、このフィールド期間f1では、サンプリ
ングスイッチ36が開いているため上記誤差電圧はGCA4,5
のコントロール端子には送られない。すなわち、第1の
フィールド期間f1の信号については、GCA4,5に入力され
たR,B信号は、誤差検出保持回路14,15の初期出力値によ
って定まる利得制御を受けGCA4,5から出力され出力ライ
ン6,7より取出される。
Further, the signal of the field period f1 that has passed through the GCA4 and 5 is input to the error detection holding circuits 14 and 15. In the error detection holding circuits 14 and 15, the integration holding circuit 1 for the G signal is
Although the error voltage is detected by the operational amplifier 31 by comparison with the output voltage of 2, the above error voltage is GCA4,5, because the sampling switch 36 is open during this field period f1.
Is not sent to the control terminal of. That is, for the signals in the first field period f1, the R and B signals input to GCA4,5 are subjected to gain control determined by the initial output values of the error detection holding circuits 14 and 15, and output from GCA4,5. Taken out from lines 6 and 7.

そして、上記第1のフィールド期間f1が終了して垂直
ブランキング期間B2に入ると、この時点で、アナログス
イッチ8,9はタイミング信号Stにより他方の入力接点端
子bが接続した状態に切換えられる。また、この時点で
上記積分保持回路11,12,13は、ホールド信号Shが与えら
れてホールドスイッチ21が閉じることにより、上記第1
のフィールド期間f1に亘って積分した信号をサンプリン
グホールドする。したがって、この垂直ブランキング期
間B2では、R,B信号に関する積分保持回路11,13の積分出
力はそれぞれアナログスイッチ8,9を通じてGCA4,5に入
力され、G信号に関する積分保持回路12の積分出力は誤
差検出保持回路14,15に入力される。また、誤差検出保
持回路14,15では、上記タイミング信号Stに同期して発
せられるサンプリング信号Ssによりサンプリングスイッ
チ36が閉じるので、GCA4,5の出力と積分保持回路12の積
分出力との誤差出力が差動増幅器30のオペアンプ31より
出力されると、この誤差出力はサンプリングスイッチ36
を通じてホールドコンデンサ25に蓄えられ、オペアンプ
38より出力される。この誤差検出保持回路14,15の誤差
出力はそれぞれGCA4,5のコントロール端子に入力され
る。ここに、GCA4,5の出力→誤差検出保持回路14,15→G
CA4,5のコントロール端子というネガティブフィードバ
ックループが形成されるので、ゲイン設定用抵抗32〜34
の値を調節して差動増幅器30のゲインを充分大きく設定
すると、GCA4,5の出力は積分保持回路12の出力と略同一
のレベルになるべく制御される。つまり、この垂直ブラ
ンキング期間B2では、第1のフィールド期間f1のR,B信
号の積分出力値がGCA4,5を通過するとき、この値をG信
号の積分出力値に合せ込むようにフィードバック制御さ
れGCA4,5の利得が制御される。そして、このときのGCA
4,5のコントロール端子への利得制御信号の値はホール
ドコンデンサ37に充電される。なお、位相補償用コンデ
ンサ35は系の発振等を防ぐために使用されているが、系
の特性によっては必要ない場合もあり、必要な場合も充
分小さい値ですむため制御動作は高速に行なわれる。こ
うして、垂直ブランキング期間B2では、GCA4,5のフィー
ドバック制御によりフィールド期間f1の平均信号に対し
て適正な利得制御が得られる。
Then, when the first field period f1 ends and the vertical blanking period B2 is entered, at this point, the analog switches 8 and 9 are switched to the state in which the other input contact terminal b is connected by the timing signal St. Further, at this point, the integration holding circuits 11, 12, 13 are supplied with the hold signal Sh and the hold switch 21 is closed, so that the first holding circuit 21 is closed.
The signal integrated over the field period f1 of 1 is sampled and held. Therefore, in the vertical blanking period B2, the integrated outputs of the integration holding circuits 11 and 13 for the R and B signals are input to the GCA4 and 5 through the analog switches 8 and 9, respectively, and the integration output of the integration holding circuit 12 for the G signal is It is input to the error detection holding circuits 14 and 15. Further, in the error detection holding circuits 14 and 15, since the sampling switch 36 is closed by the sampling signal Ss issued in synchronization with the timing signal St, the error output between the output of GCA4,5 and the integrated output of the integration holding circuit 12 is generated. When output from the operational amplifier 31 of the differential amplifier 30, this error output is output to the sampling switch 36.
Stored in the hold capacitor 25 through
Output from 38. The error outputs of the error detection holding circuits 14 and 15 are input to the control terminals of GCA4 and GCA4, respectively. Here, the output of GCA4,5 → error detection holding circuit 14,15 → G
Since a negative feedback loop called the control terminal of CA4,5 is formed, the gain setting resistors 32 to 34
When the value of is adjusted to set the gain of the differential amplifier 30 to be sufficiently large, the outputs of the GCAs 4 and 5 are controlled so as to have substantially the same level as the output of the integral holding circuit 12. That is, in the vertical blanking period B2, when the integrated output value of the R and B signals in the first field period f1 passes through GCA4,5, feedback control is performed so as to match this value with the integrated output value of the G signal. The gain of GCA4, 5 is controlled. And GCA at this time
The value of the gain control signal to the control terminals of 4 and 5 is charged in the hold capacitor 37. Although the phase compensation capacitor 35 is used to prevent oscillation of the system, it may not be necessary depending on the characteristics of the system, and even if it is necessary, a sufficiently small value can be used, so the control operation is performed at high speed. Thus, in the vertical blanking period B2, the gain control appropriate for the average signal in the field period f1 can be obtained by the feedback control of GCA4, 5.

垂直ブランキング期間B2が終了して第2のフィールド
期間f2になると、この第2のフィールド期間f2の信号の
立ち上がりでタイミング信号Stが発せられ、アナログス
イッチ8,9は再び一方の入力接点端子aが接続した状態
となる。すると、第2のフィールド期間f2の信号はアナ
ログスイッチ8,9を通じてそれぞれGCA4,5に入力され
る。また、このフィールド期間f2の開始時点で、サンプ
リングスイッチ36はサンプリング信号Ssを与えられて開
くので、サンプリングスイッチ36は上記ホールドコンデ
ンサ37に充電された誤差出力をサンプリングホールドす
る。このホールドされた誤差出力は、フィールド期間f2
の間GCA4,5のコントロール端子に与えられる。したがっ
て、第1のフィールド期間f1に続く第2のフィールド期
間f2においてあまり急激な入力信号の色バランス変化が
ないものとすれば、この第2のフィールド期間f2におけ
るGCA4,5の出力信号はG信号ライン2の出力と略同様の
レベルとなるよう利得制御されることになる。
When the vertical blanking period B2 ends and the second field period f2 is reached, the timing signal St is issued at the rising edge of the signal in the second field period f2, and the analog switches 8 and 9 are again connected to one of the input contact terminals a. Are connected. Then, the signals of the second field period f2 are input to the GCAs 4 and 5 through the analog switches 8 and 9, respectively. Further, at the start of the field period f2, the sampling switch 36 is opened by receiving the sampling signal Ss, so that the sampling switch 36 samples and holds the error output charged in the hold capacitor 37. This held error output is f2
It is given to the control terminal of GCA4,5 during the period. Therefore, assuming that there is no abrupt color balance change of the input signal in the second field period f2 following the first field period f1, the output signal of the GCA4,5 in the second field period f2 is the G signal. The gain is controlled so that the level is almost the same as the output of line 2.

上記第2のフィールド期間f2のR,G,B信号が利得制御
されてライン6,2,7より出力されている間、第2のフィ
ールド期間f2の入力信号は第3のフィールド期間f3の信
号の利得制御のために積分保持回路11,12,13で積分され
る。そして、第2のフィールド期間f2が終了して垂直ブ
ランキング期間B3に入ると、アナログスイッチ8,9は一
方の入力接点端子aが接続した状態になり、第2のフィ
ールド期間f2に亘って積分保持回路11,13で積分されホ
ールドされた信号はそれぞれGCA4,5を通過し、このGCA
4,5の出力と積分保持回路12の出力との誤差出力に基づ
く信号がGCA4,5のコントロール端子に入力されて上記積
分保持回路12の出力とGCA4,5の出力との誤差が0となる
ようにフィードバック制御される。したがって、このあ
と、垂直ブランキング期間B3が終了して第3のフィール
ド期間f3になると、この第3のフィールド期間f3の信号
の立ち上がりで、アナログスイッチ8,9の一方の入力接
点端子aが接続し、また、上記誤差出力をサンプリング
ホールドするので、第3のフィールド期間f3の信号はGC
A4,5に入力され、上記垂直ブランキング期間B3でフィー
ルド期間f2の信号に基づいて積分保持回路12の出力とGC
A4,5の出力との誤差出力をサンプルホールドしたホール
ドコンデンサ37からの利得制御信号によりGCA4,5の利得
が制御される。したがって、第3のフィールド期間f3に
おいても、GCA4,5の出力信号は第2のフィールド期間f2
に続く第3のフィールド期間f3においてあまり急激な入
力信号の色バランス変化がないものとすれば、ライン2
のG信号と略同様のレベルとなるよう利得制御される。
While the R, G, B signals of the second field period f2 are gain-controlled and output from the lines 6, 2, 7, the input signal of the second field period f2 is the signal of the third field period f3. Integral holding circuits 11, 12, and 13 are used to control the gain control of. Then, when the second field period f2 ends and the vertical blanking period B3 enters, the analog switches 8 and 9 are in a state in which one input contact terminal a is connected, and integration is performed over the second field period f2. The signals integrated and held in the holding circuits 11 and 13 pass through GCA4 and
A signal based on the error output between the outputs of 4,5 and the output of the integration holding circuit 12 is input to the control terminals of the GCA4,5, and the error between the output of the integration holding circuit 12 and the outputs of the GCA4,5 becomes zero. Is feedback controlled. Therefore, after that, when the vertical blanking period B3 ends and the third field period f3 starts, the one input contact terminal a of the analog switches 8 and 9 is connected at the rising edge of the signal of the third field period f3. In addition, since the error output is sampled and held, the signal in the third field period f3 is GC
It is input to A4,5, and the output of the integration hold circuit 12 and GC based on the signal of the field period f2 in the vertical blanking period B3.
The gain control signal from the hold capacitor 37, which samples and holds the error output from the outputs of A4,5, controls the gain of GCA4,5. Therefore, even in the third field period f3, the output signals of the GCA4,5 are the second field period f2.
In the third field period f3 subsequent to the above, assuming that there is not a drastic change in the color balance of the input signal, the line 2
The gain is controlled so that the level becomes substantially the same as that of the G signal.

次に、本発明装置の他の実施例を第5図に示す。この
第5図に示した実施例装置は、上記実施例装置のGCA4,5
の代わりにD/Aコンバータを用いたものである。前記実
施例からも分かるように、R信号系とB信号系は同様の
構成であるので、この第5図においては、1つのR信号
系(B信号系)の構成について図示しているが、実際に
はR,Bの信号系にそれぞれ独立して構成されているもの
とする。D/Aコンバータ40は電流加算型のもので、抵抗R
0〜R10からなるR−2Rラダーモジュールと、複数ビット
(図示では5ビット)の切換接点S1〜S5と、オペアンプ
41,抵抗42,43からなる電流電圧変換器44とにより構成さ
れている。R−2Rラダーモジュールの入力側はアナログ
スイッチ8(9)の出力端子に接続される。電流電圧変
換器44の出力端子はこのオートホワイトバランス装置の
出力端子に接続されているとともに、コンパレータ45の
一方の入力端子に接続されている。このコンパレータ45
の他方の入力端子はG信号に関する積分保持回路12の出
力端子に接続されている。コンパレータ45の出力端子は
プルアップ抵抗47に接続されたR−Sフリップフロップ
(以下、FFと略記する)48のS入力端子に接続されてい
る。このFF48のR入力端子にリセット信号Rsが与えられ
る。リセット信号Rsは自走式のカウンタ49にも与えら
れ、同カウンタ49はリセット信号Rsを与えられた時点
で、カウント値をリセットしてカウントを開始する。FF
48のQ出力端子はカウンタ49の出力で上記D/Aコンバー
タ40の切換接点S1〜S5を制御するためのラッチ付ディジ
タルインタフェース50に接続されている。ラッチ付ディ
ジタルインタフェース50はカウンタ49の内容に従い上記
D/Aコンバータ40の切換接点S1〜S5を切換えるものであ
り、FF48のQ出力が与えられたときその時点での切換接
点S1〜S5の切換状態をラッチ(保持)する。
Next, another embodiment of the device of the present invention is shown in FIG. The device of the embodiment shown in FIG.
It uses a D / A converter instead of. As can be seen from the above embodiment, since the R signal system and the B signal system have the same configuration, FIG. 5 shows the configuration of one R signal system (B signal system). In reality, it is assumed that the R and B signal systems are configured independently of each other. The D / A converter 40 is of the current addition type and has a resistor R
R-2R ladder module consisting of 0 to R10, multi-bit (5-bit in the figure) switching contacts S1 to S5, and operational amplifier
41 and a current-voltage converter 44 composed of resistors 42 and 43. The input side of the R-2R ladder module is connected to the output terminal of the analog switch 8 (9). The output terminal of the current-voltage converter 44 is connected to the output terminal of this auto white balance device, and is also connected to one input terminal of the comparator 45. This comparator 45
The other input terminal of is connected to the output terminal of the integration holding circuit 12 for the G signal. The output terminal of the comparator 45 is connected to the S input terminal of an RS flip-flop (hereinafter abbreviated as FF) 48 connected to the pull-up resistor 47. The reset signal Rs is given to the R input terminal of the FF 48. The reset signal Rs is also given to the self-propelled counter 49, and when the counter 49 is given the reset signal Rs, the counter 49 resets the count value and starts counting. FF
The Q output terminal of 48 is connected to the digital interface 50 with a latch for controlling the switching contacts S1 to S5 of the D / A converter 40 by the output of the counter 49. The digital interface with latch 50 is
The switching contacts S1 to S5 of the D / A converter 40 are switched, and when the Q output of the FF 48 is given, the switching state of the switching contacts S1 to S5 at that time is latched (held).

この実施例装置の動作については、フィールド期間f1
の開始時点でリセット信号Rsが発せられてFF48およびカ
ウンタ49がリセットされ、カウンタ49がカウント開始さ
れる。そして、カウンタ49のカウント値に応じてラッチ
付ディジタルインターフェース50により切換接点S1〜S5
が切換えられる。このあと、垂直ブランキング期間B2
で、フィールド期間f1の信号の平均化信号がアナログス
イッチ8(9)によりD/Aコンバータ40を通じコンパレ
ータ45に入力されると、このコンパレータ45でD/Aコン
バータ40の出力と上記積分保持回路12の出力とが比較さ
れ、D/Aコンバータ40の出力が積分保持回路12の出力に
一致したとき、FF48のQ出力によりラッチ付ディジタル
インターフェース50がカウンタ49の出力をラッチし同カ
ウント値に応じた切換状態に切換接点S1〜S5を設定す
る。したがって、垂直ブランキング期間B2の後のフィー
ルド期間f2では、上記設定された切換接点の切換状態に
応じて入力信号がD/A変換され、この結果、上記フィー
ルド期間f2において利得制御され、フィールド期間f1の
カラー信号に基づく適正なホワイトバランスが得られ
る。このフィールド期間f2の後の画像信号についても前
記実施例と同様に、直前のフィールド期間のカラー信号
に基づいてホワイトバランス制御がなされる。
Regarding the operation of the apparatus of this embodiment, the field period f1
At the start point of, the reset signal Rs is issued, the FF 48 and the counter 49 are reset, and the counter 49 starts counting. Then, according to the count value of the counter 49, the switching contacts S1 to S5 are switched by the digital interface with latch 50.
Can be switched. After this, the vertical blanking period B2
Then, when the averaged signal of the signal of the field period f1 is input to the comparator 45 through the D / A converter 40 by the analog switch 8 (9), the output of the D / A converter 40 and the integration holding circuit 12 are output by the comparator 45. When the output of the D / A converter 40 matches the output of the integration holding circuit 12, the digital output with latch 50 latches the output of the counter 49 by the Q output of FF48 and responds to the same count value. Set the switching contacts S1 to S5 in the switching state. Therefore, in the field period f2 after the vertical blanking period B2, the input signal is D / A converted according to the set switching state of the switching contact, and as a result, the gain control is performed in the field period f2, and the field period f2 is changed. An appropriate white balance based on the color signal of f1 can be obtained. As for the image signal after the field period f2, white balance control is performed based on the color signal of the immediately preceding field period, as in the above-described embodiment.

なお、第4図に示した画像信号には特に図示されてい
ないが、各フィールド期間(f1,f2,f3……)内には当然
のことながら複数の水平ブランキング期間が含まれてい
る。このため、上記積分保持回路11,12,13は1フィール
ド期間の内、水平ブランキング期間を除き、有効信号区
間のみについて積分する回路構成とされる。
Although not specifically shown in the image signal shown in FIG. 4, each field period (f1, f2, f3 ...) Of course includes a plurality of horizontal blanking periods. Therefore, the integration holding circuits 11, 12 and 13 have a circuit configuration that integrates only in the effective signal section of the one field period, excluding the horizontal blanking period.

上述したオートホワイトバランス装置は、その主たる
構成をまとめると、与えられた利得制御信号に応じた利
得をもってカラー信号を伝達する利得制御伝達要素(GC
A4,5,D/Aコンバータ40)と、この利得制御伝達要素の入
力側のカラー信号について第1の時間区間積分する積分
手段(積分保持回路11,12,13)と、上記第1の時間区間
よりも後の第2の時間区間において、上記第1の時間区
間の終端における上記積分手段の出力レベルが入力レベ
ルとされたときの上記利得制御伝達要素の出力レベルと
予め基準として想定されたカラー信号の上記第1の時間
区間の時間積分値との比較によって利得制御信号のレベ
ルを求める利得制御信号形成手段(誤差検出保持回路1
4,15の差動増幅器30,コンパレータ45)と、上記第2の
時間区間よりも後の第3の時間区間において、上記第2
の時間区間で求められたレベルの利得制御信号を定常に
維持しつつ上記利得制御伝達要素に供給する利得保持手
段(誤差検出保持回路14,15のサンプリングホールド回
路39,FF48)とを有して構成されている。
The main components of the above-described auto white balance device can be summarized as a gain control transfer element (GC) that transfers a color signal with a gain according to a given gain control signal.
A4,5, D / A converter 40), integrating means (integral holding circuits 11, 12, 13) for integrating the color signal on the input side of the gain control transfer element in the first time section, and the first time In the second time section after the section, the output level of the gain control transfer element when the output level of the integrating means at the end of the first time section is set to the input level and is assumed as a reference in advance. Gain control signal forming means for obtaining the level of the gain control signal by comparison with the time integral value of the color signal in the first time section (error detection holding circuit 1
4, 15 differential amplifiers 30 and comparators 45) and the second time period after the second time period.
And a gain holding means (sampling hold circuit 39, FF48 of the error detection holding circuits 14, 15) for supplying the gain control transfer element with the gain control signal of the level obtained in the time section of It is configured.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、フィードバック制
御を採用しながらも、フィードバックループに遅れ要素
を含まないので、従来のフィードバック式のオートホワ
イトバランス制御に比較して格段に応答が速く、しかも
安定性が優れている。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the feedback loop does not include a delay element while adopting the feedback control, the response is remarkably higher than that of the conventional feedback type automatic white balance control. Is fast and has excellent stability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の一実施例を示すオートホワイトバラ
ンス装置のブロック図、 第2図は、上記第1図中の積分保持回路の具体的な電気
回路図、 第3図は、上記第1図中の誤差検出保持回路の具体的な
電気回路図、 第4図は、上記第1図に示した装置に供給されるカラー
画像信号の一例の信号波形図、 第5図は、本発明の他の実施例を示すオートホワイトバ
ランス装置の電気回路図、 第6図は、従来のオートホワイトバランス装置の一例の
ブロック図である。 4,5……GCA(利得制御伝達要素) 8,9……アナログスイッチ 11,12,13……積分保持回路(積分手段) 14,15……誤差検出保持回路(利得制御信号形成手段,
利得保持手段) 25……積分コンデンサ(積分手段) 30……差動増幅器(利得制御信号形成手段) 37……ホールドコンデンサ(利得保持手段) 39……サンプリングホールド回路(利得保持手段) 45……コンパレータ(利得制御信号形成手段) 48……FF(利得保持手段) 49……カウンタ(利得保持手段) 50……ラッチ付ディジタルインタフェース(利得保持手
段)
FIG. 1 is a block diagram of an automatic white balance device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a specific electric circuit diagram of the integral holding circuit in FIG. 1, and FIG. 1 is a specific electric circuit diagram of the error detection holding circuit in FIG. 1, FIG. 4 is a signal waveform diagram of an example of a color image signal supplied to the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 6 is a block diagram of an example of a conventional automatic white balance device, which is an electric circuit diagram of an automatic white balance device showing another embodiment. 4,5 …… GCA (gain control transfer element) 8,9 …… Analog switch 11,12,13 …… Integral holding circuit (integrating means) 14,15 …… Error detection holding circuit (gain control signal forming means,
Gain holding means) 25 …… Integration capacitor (integration means) 30 …… Differential amplifier (gain control signal forming means) 37 …… Hold capacitor (gain holding means) 39 …… Sampling hold circuit (gain holding means) 45 …… Comparator (gain control signal forming means) 48 ... FF (gain holding means) 49 ... Counter (gain holding means) 50 ... Digital interface with latch (gain holding means)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】与えられた利得制御信号に応じた利得をも
ってカラー信号を伝達する利得制御伝達要素と、 この利得制御伝達要素の入力側のカラー信号について第
1の時間区間積分する積分手段と、 上記第1の時間区間よりも後の第2の時間区間におい
て、上記第1の時間区間の終端における上記積分手段の
出力レベルが入力レベルとされたときの上記利得制御伝
達要素の出力レベルと予め基準として想定されたカラー
信号の上記第1の時間区間の時間積分値との比較によっ
て利得制御信号のレベルを求める利得制御信号形成手段
と、 上記第2の時間区間よりも後の第3の時間区間におい
て、上記第2の時間区間で求められたレベルの利得制御
信号を定常に維持しつつ上記利得制御伝達要素に供給す
る利得保持手段と、 を具備してなることを特徴とするオートホワイトバラン
ス装置。
1. A gain control transfer element for transferring a color signal with a gain according to a given gain control signal, and an integrating means for integrating a color signal on the input side of the gain control transfer element in a first time period. In the second time section after the first time section, the output level of the gain control transfer element when the output level of the integrating means at the end of the first time section is set to the input level and the output level of the gain control transfer element in advance. Gain control signal forming means for obtaining the level of the gain control signal by comparing with the time integral value of the color signal assumed as a reference in the first time period, and a third time period after the second time period. In the section, there is provided a gain holding means for supplying the gain control transmission element while maintaining the gain control signal of the level obtained in the second time section in a steady state. Characteristic auto white balance device.
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