JP2751297B2 - オートホワイトバランス回路 - Google Patents

オートホワイトバランス回路

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JP2751297B2 JP1014463A JP1446389A JP2751297B2 JP 2751297 B2 JP2751297 B2 JP 2751297B2 JP 1014463 A JP1014463 A JP 1014463A JP 1446389 A JP1446389 A JP 1446389A JP 2751297 B2 JP2751297 B2 JP 2751297B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、オートホワイトバランス回路、特に画像
積分型のオートホワイトバランス回路に関する。
〔従来の技術〕
カラービデオカメラを用いて撮影を行う場合、撮影前
にホワイトバランスの調整が、まず行われる。しかしな
がら、従来のホワイトバランスの調整は、カラービデオ
カメラを用いようとする光源の下で白い被写体を撮る等
して、その都度調整しなければならず、操作が面倒なも
のであった。
これを解決するため、画像積分型(例えば特開昭56−
36292号公報参照)のオートホワイトバランス回路が提
案されている。これは、画像データを、1フレームにわ
たって3原色信号に分解する共に各原色信号毎に積分値
を求め、原色信号Gの積分値IGに対する原色信号Rの
積分値IRの比(IR/IG)と、原色信号Gの積分値IGに
対する原色信号Bの積分値IBの比(IB/IG)を夫々求
める。この積分値の比(IR/IG、IB/IG)が常に(IR/
IG)=(IB/IG)=1、即ち(R:G:B=1:1:1)になるよ
うにホワイトバランスアンプのゲインを制御するもので
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述の積分値の比(IR/IG、IB/IG)が異
常に大きい画像或いは小さい画像等の場合は、正確なホ
ワイトバランス調整を期待し得ないため、ホワイトバラ
ンス調整の対象から除外しなければならない。しかしな
がらオートホワイトバランス機能を備えているカラーテ
レビカメラでは、ホワイトバランス調整が自動的に行わ
れてしまうため、正確なホワイトバランス調整が行えな
いという問題点があった。
従ってこの発明の目的は、正確なホワイトバランス調
整を行えるオートホワイトバランス回路を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、3原色信号の第1及び第2の色信号がそ
れぞれ供給され、制御信号によりそれぞれのゲインが可
変される第1及び第2のアンプと、 3原色信号の第3の色信号が供給され、そのゲインが
固定の第3のアンプと、 第1、第2及び第3の色信号を所定の期間にわたって
それぞれ積分する第1、第2及び第3の積分回路と、 第1、第2及び第3の積分回路のそれぞれの出力が供
給され、第1及び第2のアンプに対するゲイン制御信号
を発生するゲイン制御信号発生回路と、 第1、第2及び第3の積分回路の出力が供給され、第
3の色信号の積分値に対する第1の色信号の積分値の比
である第1の比と、第3の色信号の積分値に対する第2
の色信号の積分値の比である第2の比を演算する演算手
段と、 予め各種色温度の光源の下で得られた白の被写体に対
応する、第1及び第2の比を示す黒体放射曲線の近傍
に、演算手段からの第1及び第2の比が含まれるか否か
を判定し、第1及び第2の比が黒体放射曲線の近傍に含
まれる場合に、ゲイン制御信号により第1及び第2のア
ンプのゲインを制御し、第1及び第2の比が黒体放射曲
線の近傍に含まれない場合に、ゲイン制御信号による第
1及び第2のアンプのゲインの制御を行わないで、第1
及び第2のアンプのゲインを以前の状態に保持するよう
に制御する制御手段とからなることを特徴とするオート
ホワイトバランス回路である。
〔作用〕
各原色信号の出力レベルを1フレームにわたって積分
し積分値を求める。原色信号Gの積分値IGに対する原
色信号Rの積分値IRの比(IR/IG)と、原色信号Gの
積分値IGに対する原色信号Bの積分値IBの比(IB/I
G)を求める。
上述の積分値の比(IR/IG、IB/IG)が異常に大きい
或いは小さい画像は、正確なホワイトバランスをとるこ
とが困難なため、ホワイトバランスの対象から除外す
る。
一方、予め各種の色温度の光源の下で白の被写体を撮
り、その時の積分値の比に基づいて、黒体放射曲線を設
定すると共に、黒体放射曲線の両側に、ホワイトバラン
スの追従範囲を設定する。
実際の画像データから求めた積分値の比(IR/IG、I
B/IG)が、上述の追従範囲と比較され、追従範囲内に入
るか否かが判断される。積分値の比(IR/IG、IB/IG)
が追従範囲に入る時のみ、積分値の比に基づいて原色信
号R、原色信号Bのアンプのゲインがコントロールさ
れ、各原色信号の出力レベルが(R:G:B=1:1:1)とさ
れ、 (IR/IG)=(IB/IG)=1 とされる、従って、正確なホワイトバランス調整が行な
われる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例について第1図乃至第4図を
参照して説明する。
第1図乃至第3図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。この一実施例は、フイードフオワード式の画像積
分型のオートホワイトバランス回路である。
第1図の構成に於いて、レンズ系1からの光学像がCC
D2にて結像し、このCCDにて光学像が電気信号に変換さ
れる。この電気信号は、CCD2から出力され、サンプルホ
ールド、色分離及びAGC回路3に供給される。
上述の電気信号からは、サンプルホールド、色分離回
路で、イエローYe、グリーンG、シアンCyの色順次化さ
れた信号が分離される。色順次化された信号は、夫々の
色位相に合った色分離パルスでサンプルホールドされ、
イエローYe、グリーンG、シアンCyの3チャンネルの信
号S3が分離される。そして、3チャンネルの信号S3は、
AGC回路を経て、演算回路4に供給される。
3チャンネルの信号S3は、演算回路4にて、3原色信
号R、G、Bに変換される。この3原色信号R、G、B
は、可変利得アンプ5、6、7及び積分回路8、9、10
に夫々、供給される。尚、可変利得アンプ6のゲイン
は、固定、例えば1とされている。
原色信号Rは積分回路8で、原色信号Gは積分回路9
で、原色信号Bは積分回路10で、夫々の出力レベルが画
像の1フレームにわたって積分される。各積分回路8、
9、10は3原色信号R、G、Bの積分値IR、IG、IB
が求められる。この積分値IRは除算回路11に供給さ
れ、積分値IGは除算回路11、12に供給され、積分値IB
は除算回路12に供給される。
除算回路11では原色信号Gの積分値IGに対する原色
信号Rの積分値IRの比(IR/IG)が算出され、除算回
路12では原色信号Gの積分値IGに対する原色信号Bの
積分値IBの比(IB/IG)が算出される。そして、積分
値の比(以下、単に比と略す。IR/IG、IB/IG)は夫
々、ゲイン計算回路13に供給される。
ゲイン計算回路13には、予め各種の色温度の光源の下
で撮られた「白」の被写体の比(IR0/IG0、IB0/IG0)
が求められており、これに基づいて黒体放射曲線CBLが
第2図のように設定されている。
第2図に示されるように、黒体放射曲線CBLは、比
(IR/IG、IB/IG)のいずれか一方が大きくなるにつれ
て他方が小さくなるようにされている。また比(IB/I
G)が大きくなるにつれて色温度が高くなり、比(IR/I
G)が大きくなるにつれて色温度が低くなるものとされ
ている。黒体放射曲線CBLの両側にはホワイトバランス
動作を行う追従範囲A1、A2が設定されている。追従範囲
A1、A2は、適切なホワイトバランス動作を行うために設
けられているもので、比(IR/IG、IB/IG)が追従範囲
A1、A2に入った時のみ、ホワイトバランス動作が行われ
るようにされている。
実際の画像データから求めた比(IR/IG、IB/IG)
が、ゲイン計算回路13で追従範囲A1、A2と比較され、追
従範囲A1、A2内に入るか否かが判断される。尚、上述の
除算回路11、12及びゲイン計算回路13には、マイクロコ
ンピュータを用いても良い。
例えば、有色光源の下で被写体を撮影する場合には、
上述の比(IR/IG、IB/IG)が異常に大きく或いは小さ
くなり、追従範囲A1、A2には入らないことがある。この
ような時には、ホワイトバランスを正確に行うことは困
難であるので、ホワイトバランス動作は行なわれず、可
変利得アンプ5、7のゲインは以前の状態から変更され
ない。
一方、比(IR/IG、IB/IG)が追従範囲A1、A2内に入
ると判断された時は、比(IR/IG、IB/IG)に基づいて
原色信号R、原色信号Bのゲインが求められる。このゲ
インは制御信号SGR、SGBとされて可変利得アンプ5、
7に夫々、供給される。
第3図に示されるように、制御信号SGB、SGRのレベ
ルと、可変利得アンプ5、7のゲインは、リニヤな関係
とされており、制御信号SGB、SGRによって、原色信号
R、Bを増幅する可変利得アンプ5、7のゲインがコン
トロールされる。
これによって、3原色信号R、G、Bの出力レベルが
等しく(R:G:B=1:1:1)され、ホワイトバランスがとら
れる。具体的には、比(IR/IG、IB/IG)が下式の如く
等しくなるようにゲートがコントロールされる。
(IR/IG)=(IB/IG)=1 従って、正確なホワイトバランス調整を行え、良好な
色の再現性が期待できる。また比(IR/IG、IB/IG)が
追従範囲A1、A2から外れる場合には、オートホワイトバ
ランス動作を行わない。
可変利得アンプ5、7において、ゲインコントロール
された3原色信号R、G、Bは、演算回路14によって色
差信号R−Y、B−Y信号に変換される。上述の色差信
号R−Y、B−Y信号は、端子15から供給される輝度信
号Yと共に、エンコーダ16に供給され、エンコーダ16か
らはNTSC方式に変換されたカラービデオ信号SVDが出力
され、端子17から取り出される。
第4図は、この発明の他の実施例を示す図である。こ
の他の実施例は、フイードバック式の画像積分型のオー
トホワイトバランス回路である。
第4図の構成に於いて、レンズ系31からの光学像がCC
D32にて結像し、このCCD32にて光学像が電気信号に変換
される。電気信号は、CCD32から出力され、サンプルホ
ールド、色分離及びAGC回路33に供給される。
上述の電気信号からは、サンプルホールド、色分離回
路で、イエローYe、グリーンG、シアンCyの色順次化さ
れた信号が分離される。色順次化され信号は、夫々の色
位相に合った色分離パルスでサンプルホールドされ、イ
エローYe、グリーンG、シアンCyの3チャンネルの信号
S3が分離される。そして、3チャンネルの信号S3は、AG
C回路を経て、演算回路34に供給される。
3チャンネルの信号S3は、演算回路34にて、3原色信
号R、G、Bに変換され、可変利得アンプ35、36、37に
夫々、供給される。
3原色信号R、G、Bは、可変利得アンプ35、37にて
所定ゲインで増幅される。尚、可変利得アンプ36のゲイ
ンは、1とされる。
3原色信号R、G、Bは、可変利得アンプ35、36、37
を経て演算回路41、及び積分回路38、39、40に供給され
る。
原色信号Rは積分回路38で、原色信号Gは積分回路39
で、原色信号Bは積分回路40で、夫々の信号出力が画像
の1フレームにわたって積分される。各積分回路38、3
9、40からは3原色信号R、G、Bの積分値IR1、IG、
IB1が出力される。積分値IR1はゲイン修正回路42及び
ホワイトバランス回路44に供給され、積分値IGは除算
回路45、46及びホワイトバランス回路44に供給され、積
分値IB1はゲイン修正回路43及びホワイトバランス回路
44に供給される。
積分値IR1からは、ゲイン修正回路42で、可変利得ア
ンプ35に供給される前の原色信号Rの積分値IRが求め
られる。即ち、積分値IR1を可変利得アンプ35のゲイン
GRで除する(IR1÷GR)ことにより、可変利得アンプ
35に供給される前の原色信号Rの積分値IRが求めら
れ、この積分値IRは、除算回路45に供給される。
同様にして、積分値IB1からは、ゲイン修正回路43
で、可変利得アンプ37に供給される前の原色信号Bの積
分値IBが求められる。即ち、積分値IB1を可変利得ア
ンプ37のゲインGBで除する(IB1÷GB)ことにより、
積分値IBが求められ、この積分値IBは、除算回路46に
供給される。
除算回路45では原色信号Gの積分値IGに対する原色
信号Rの積分値IRの比(IR/IG)が算出され、除算回
路46では原色信号Gの積分値IGに対する原色信号Bの
積分値IBの比(IB/IG)が算出される。そして比(IR
/IG、IB/IG)は判定回路47に供給される。
判定回路47には、第2図に示されるような、追従範囲
A1、A2を有する黒体放射曲線CBLが設定されている。
実際の画像データから求めた比(IR/IG、IB/IG)
が、判定回路47にて上述の追従範囲A1、A2と比較され、
追従範囲A1、A2内に入るか否かが判断される。
比(IR/IG、IB/IG)が追従範囲A1、A2内に入らない
時はホワイトバランス動作は行われず、可変利得アンプ
35、37のゲインは変更されない。一方、比(IR/IG、I
B/IG)が追従範囲A1、A2内に入ると判断された時は、ハ
イレベルの判定信号SJがホワイトバランス回路44に供
給される。判定信号SJがハイレベルとなった時に、ホ
ワイトバランス回路44では比(IR/IG、IB/IG)に基づ
いて原色信号R、原色信号Bのゲインが求められ、制御
信号SGB、SGRとして可変利得アンプ35、37に夫々、供
給される。
制御信号SGB、SGRによって、ゲインが修正され、3
原色信号R、G、Bの出力レベルが等しく(R:G:B=1:
1:1)され、ホワイトバランスがとられる。
可変利得アンプ35、37において、ゲインコントロール
された3原色信号R、G、Bは、演算回路41によって色
差信号R−Y、B−Y信号に変換される。色差信号R−
Y、B−Y信号は、端子48から供給される輝度信号Yと
共に、エンコーダ49に供給され、エンコーダ49からはNT
SC方式に変換されたカラービデオ信号SVDが出力され端
子50から取り出される。
その他の内容については、第1実施例と同様につき、
重複する説明を省略する。
〔発明の効果〕
この発明に係るオートホワイトバランス回路によれ
ば、積分値の比が所定の範囲内となる画像の場合にのみ
オートホワイトバランスが働くので、正確なホワイトバ
ランス調整を行えるという効果がある。そして、この結
果によって、良好な色の再現性を期待できるという効果
がある。また、この発明では、積分出力の比が黒体放射
曲線の近傍の範囲に含まれない時は、オートホワイトバ
ランスが働かず、可変利得アンプのゲインが以前の状態
を保持するので、オートホワイトバランスの動作を停止
しても、ホワイトバランスの制御が大幅にずれることを
防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示すブロック図、第2
図は黒体放射曲線と追従範囲を示す説明図、第3図は制
御信号とゲインの関係を示す説明図、第4図は第2実施
例を示すブロック図である。 図面に於ける主要な符号の説明 5、6、7、35、36、37:ホワイトバランスアンプ、
8、9、10、38、39、40:積分回路、11、12、45、46:除
算回路、13:ゲイン計算回路、44:ホワイトバランス回
路、47:判定回路、A1、A2:追従範囲。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−208387(JP,A) 特開 昭63−28329(JP,A) 特開 昭64−5286(JP,A) 特開 昭62−29296(JP,A) 特開 昭62−287790(JP,A) 特開 昭63−300688(JP,A) 特開 昭56−36292(JP,A) 特開 昭63−109686(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3原色信号の第1及び第2の色信号がそれ
    ぞれ供給され、制御信号によりそれぞれのゲインが可変
    される第1及び第2のアンプと、 上記3原色信号の第3の色信号が供給され、そのゲイン
    が固定の第3のアンプと、 上記第1、第2及び第3の色信号を所定の期間にわたっ
    てそれぞれ積分する第1、第2及び第3の積分回路と、 上記第1、第2及び第3の積分回路のそれぞれの出力が
    供給され、上記第1及び第2のアンプに対するゲイン制
    御信号を発生するゲイン制御信号発生回路と、 上記第1、第2及び第3の積分回路の出力が供給され、
    上記第3の色信号の積分値に対する上記第1の色信号の
    積分値の比である第1の比と、上記第3の色信号の積分
    値に対する上記第2の色信号の積分値の比である第2の
    比を演算する演算手段と、 予め各種色温度の光源の下で得られた白の被写体に対応
    する、上記第1及び第2の比を示す黒体放射曲線の近傍
    に、上記演算手段からの上記第1及び第2の比が含まれ
    るか否かを判定し、上記第1及び第2の比が上記黒体放
    射曲線の近傍に含まれる場合に、上記ゲイン制御信号に
    より上記第1及び第2のアンプのゲインを制御し、上記
    第1及び第2の比が上記黒体放射曲線の近傍に含まれな
    い場合に、上記ゲイン制御信号による上記第1及び第2
    のアンプのゲインの制御を行わないで、上記第1及び第
    2のアンプのゲインを以前の状態に保持するように制御
    する制御手段とからなることを特徴とするオートホワイ
    トバランス回路。
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