JP2776965B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP2776965B2 JP2776965B2 JP2193010A JP19301090A JP2776965B2 JP 2776965 B2 JP2776965 B2 JP 2776965B2 JP 2193010 A JP2193010 A JP 2193010A JP 19301090 A JP19301090 A JP 19301090A JP 2776965 B2 JP2776965 B2 JP 2776965B2
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- JP
- Japan
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- white
- signal
- white balance
- color
- color difference
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/73—Colour balance circuits, e.g. white balance circuits or colour temperature control
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はビデオカメラなどの撮像装置にかかり、特に
光源の色温度変化に際して安定なホワイトバランス制御
を提供する装置に関する。
光源の色温度変化に際して安定なホワイトバランス制御
を提供する装置に関する。
従来この種の装置は、特開昭63−219291号公報に記載の
ように白バランス調整後の色差信号（または該信号を演
算した信号）の振幅に対して固定閾い値によって白抽出
を行っていた。
ように白バランス調整後の色差信号（または該信号を演
算した信号）の振幅に対して固定閾い値によって白抽出
を行っていた。
上記従来技術はホワイトバランスのとれた状態での有
名部分の彩度のみに着目しており照明の色温度状態に関
しては考慮されていなかった。
名部分の彩度のみに着目しており照明の色温度状態に関
しては考慮されていなかった。
本発明の目的は、被写体の彩度情報と照明の色温度ま
たはホワイトバランスの調整状態とを組み合わせること
により適切な白抽出範囲の設定を行うことにある。
たはホワイトバランスの調整状態とを組み合わせること
により適切な白抽出範囲の設定を行うことにある。
また上記従来技術は画面中の白比率に対する自動露光
制御特性や撮像素子感度に関してはあまり考慮されてお
らず、撮影する被写体や照度によっては検出レベルが不
適正となることがあった。
制御特性や撮像素子感度に関してはあまり考慮されてお
らず、撮影する被写体や照度によっては検出レベルが不
適正となることがあった。
本発明の他の目的は、撮影条件の変化に応じて常に適
確な白抽出を達成することにある。
確な白抽出を達成することにある。
上記目的を達成するために、照明の色温度またはホワ
イトバランス制御状態に追従して白とみなす範囲（色
種、彩度）を適応させるようにした。
イトバランス制御状態に追従して白とみなす範囲（色
種、彩度）を適応させるようにした。
上記他の目的を達成するために、撮影画面の輝度分布
等に追従して白とみなす範囲（濃淡、明暗）を適応させ
るようにした。
等に追従して白とみなす範囲（濃淡、明暗）を適応させ
るようにした。
白抽出範囲がホワイトバランス初期状態に対して定め
られている場合白として抽出される彩度の範囲は常に一
定であるが白の色温度変化といった観点からはホワイト
バランスの状態によって変化することになる。例えば初
期状態5000゜Ｋに対して10000゜Ｋまでを白とみなすよ
うに設定した場合8000゜ｋにてホワイトバランスがとれ
た状態では20000゜Ｋでも白とみなしてしまうことにな
り、逆に低色温度側の抽出範囲は狭くなる。そこでホワ
イトバランスの調整状態に応じて前記白の抽出範囲をシ
フトするようにした。これは例えば高色温度でホワイト
バランスが会っているときは赤方向（ＲーＢの正方向）
の白抽出範囲を広く、青方向（ＲーＢの負方向）の白抽
出範囲は狭くなるよう動作する。
られている場合白として抽出される彩度の範囲は常に一
定であるが白の色温度変化といった観点からはホワイト
バランスの状態によって変化することになる。例えば初
期状態5000゜Ｋに対して10000゜Ｋまでを白とみなすよ
うに設定した場合8000゜ｋにてホワイトバランスがとれ
た状態では20000゜Ｋでも白とみなしてしまうことにな
り、逆に低色温度側の抽出範囲は狭くなる。そこでホワ
イトバランスの調整状態に応じて前記白の抽出範囲をシ
フトするようにした。これは例えば高色温度でホワイト
バランスが会っているときは赤方向（ＲーＢの正方向）
の白抽出範囲を広く、青方向（ＲーＢの負方向）の白抽
出範囲は狭くなるよう動作する。
また逆に低色温度でホワイトバランスが会っていると
きは赤方向（ＲーＢの正方向）の白抽出範囲を狭く、青
方向（ＲーＢの負方向）の白抽出範囲は広くなるよう動
作する。
きは赤方向（ＲーＢの正方向）の白抽出範囲を狭く、青
方向（ＲーＢの負方向）の白抽出範囲は広くなるよう動
作する。
これにより撮影時の照明の色温度（ホワイトバランス
の調整状態）に選らず白抽出の対象となる色温度範囲が
一定に保たれるのでより安定かつ厳密な白抽出が可能に
なる。
の調整状態）に選らず白抽出の対象となる色温度範囲が
一定に保たれるのでより安定かつ厳密な白抽出が可能に
なる。
一般に、被写体の白色部は有彩色部に比べ光の反射率
が高く、従って白い部分と色のついた部分が混在してい
る場合比較的高輝度の部分は白とみなすことができる。
そこで例えば輝度の全体平均を閾い値とし、それ以上を
白として抽出する。これにより、“比較的”高輝度とい
った検出ができるので画面全体の輝度変動や、照明不足
などで規定の輝度が得られないような場合でも検出の安
定化が図れる。
が高く、従って白い部分と色のついた部分が混在してい
る場合比較的高輝度の部分は白とみなすことができる。
そこで例えば輝度の全体平均を閾い値とし、それ以上を
白として抽出する。これにより、“比較的”高輝度とい
った検出ができるので画面全体の輝度変動や、照明不足
などで規定の輝度が得られないような場合でも検出の安
定化が図れる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。色
分離手段２は撮像素子１より出力された信号から輝度、
色信号を生成する。赤（Ｒ）、青（Ｂ）色信号はそれぞ
れ利得制御回路3r,3bを経た後マトリクス回路４にて輝
度（Ｙ）信号と組み会わされ色差信号（ＲーY,BーＹ）
が生成される。該生成された輝度（Ｙ）及び色差信号
（ＲーY,BーＹ）は出力される一方ホワイトバランス制
御系へ入力される。該制御系では前記の輝度、色差信号
を用いて撮影画面中の白色部を検出し、ホワイトバラン
スを合わせるための信号を生成、前記R,B信号経路中の
利得制御回路3r,3bに帰還する。
分離手段２は撮像素子１より出力された信号から輝度、
色信号を生成する。赤（Ｒ）、青（Ｂ）色信号はそれぞ
れ利得制御回路3r,3bを経た後マトリクス回路４にて輝
度（Ｙ）信号と組み会わされ色差信号（ＲーY,BーＹ）
が生成される。該生成された輝度（Ｙ）及び色差信号
（ＲーY,BーＹ）は出力される一方ホワイトバランス制
御系へ入力される。該制御系では前記の輝度、色差信号
を用いて撮影画面中の白色部を検出し、ホワイトバラン
スを合わせるための信号を生成、前記R,B信号経路中の
利得制御回路3r,3bに帰還する。
以下、本実施例における制御系の動作につき詳しく説
明する。カメラ信号処理系により取り出された色差信号
（ＲーY,BーＹ）はそれぞれ加算６、減算５され色温度
変化及びＲ←→Ｂ方向の彩度検出信号ＲーＢとMg←→Ｇ
方向の彩度検出信号Ｒ＋Ｂー2Y信号が生成される。前記
２つの信号（ＲーB,R＋Ｂー2Y）はそれぞれゲート回路
（71,72）にて白色部の信号のみが取り出された後画面
全体で積分・平均化（81,82）され、この撮影画面の色
調（ホワイトバランスのずれ）に相当する白色部平均化
ＲーＢ（Ｒ＋Ｂー2Y）信号に応じ、比較増幅回路91,92
にてホワイトバランス制御信号が生成される。尚前記比
較増幅回路91,92のもう片方に入力される比較基準電圧
はホワイトバランスのとれた状態での白色部平均化Ｒー
Ｂ（Ｒ＋Ｂー2Y）信号に相当する。前記増幅回路91によ
り出力されたＲーＢ軸方向の制御方向の制御信号と増幅
回路92より出力されたＲ＋Ｂー2Y軸方向の制御信号はこ
の例ではWBマトリクス11において赤（Ｒ）、青（Ｂ）信
号利得制御御用の信号に変換され、それぞれ前記利得制
御回路3r,3bを制御することにより、ホワイトバランス
の調整が行われる。白色部抽出用の前記ゲート回路71,7
2を駆動する白色検出手段10は、前記２つの彩度検出信
号（ＲーB,R＋Ｂー2Y）と輝度信号（Ｙ）より低彩度か
つ高輝度部分の検出を行う。ところで黒体幅射に従う色
温度変化（自然光の色質変化）の軌跡は色差平面上では
第２図に示す位置に表わされ、前記ＲーB,R＋Ｂ−2Y軸
との関係は図示のとうりである。即ち該ＲーＢにて光源
の色温度変化による白（ＲーY,BーＹ軸の交点）からの
ずれを、Ｒ＋Ｂー2Yにて色温度変化以外の理由による白
からのずれを知ることができる。そこで上述の白抽出
（白とみなす）範囲の設定を、少なくとも実用的な色温
度変化（例えば2000゜Ｋ〜10000゜Ｋ）の補正は可能と
するため、該色温度変化による白の着色を彩度にあては
め図中一点鎖線で囲まれた部分としておく。
明する。カメラ信号処理系により取り出された色差信号
（ＲーY,BーＹ）はそれぞれ加算６、減算５され色温度
変化及びＲ←→Ｂ方向の彩度検出信号ＲーＢとMg←→Ｇ
方向の彩度検出信号Ｒ＋Ｂー2Y信号が生成される。前記
２つの信号（ＲーB,R＋Ｂー2Y）はそれぞれゲート回路
（71,72）にて白色部の信号のみが取り出された後画面
全体で積分・平均化（81,82）され、この撮影画面の色
調（ホワイトバランスのずれ）に相当する白色部平均化
ＲーＢ（Ｒ＋Ｂー2Y）信号に応じ、比較増幅回路91,92
にてホワイトバランス制御信号が生成される。尚前記比
較増幅回路91,92のもう片方に入力される比較基準電圧
はホワイトバランスのとれた状態での白色部平均化Ｒー
Ｂ（Ｒ＋Ｂー2Y）信号に相当する。前記増幅回路91によ
り出力されたＲーＢ軸方向の制御方向の制御信号と増幅
回路92より出力されたＲ＋Ｂー2Y軸方向の制御信号はこ
の例ではWBマトリクス11において赤（Ｒ）、青（Ｂ）信
号利得制御御用の信号に変換され、それぞれ前記利得制
御回路3r,3bを制御することにより、ホワイトバランス
の調整が行われる。白色部抽出用の前記ゲート回路71,7
2を駆動する白色検出手段10は、前記２つの彩度検出信
号（ＲーB,R＋Ｂー2Y）と輝度信号（Ｙ）より低彩度か
つ高輝度部分の検出を行う。ところで黒体幅射に従う色
温度変化（自然光の色質変化）の軌跡は色差平面上では
第２図に示す位置に表わされ、前記ＲーB,R＋Ｂ−2Y軸
との関係は図示のとうりである。即ち該ＲーＢにて光源
の色温度変化による白（ＲーY,BーＹ軸の交点）からの
ずれを、Ｒ＋Ｂー2Yにて色温度変化以外の理由による白
からのずれを知ることができる。そこで上述の白抽出
（白とみなす）範囲の設定を、少なくとも実用的な色温
度変化（例えば2000゜Ｋ〜10000゜Ｋ）の補正は可能と
するため、該色温度変化による白の着色を彩度にあては
め図中一点鎖線で囲まれた部分としておく。
（初期状態）この状態から照明の色温度が変化したとす
ると上述のような設定下では2000゜Ｋ（または10000゜
Ｋ）までの変化に相当する彩度までは白とみなされ、白
色部がＲーＢ＝０（Ｒ＋Ｂー2Y＝０）となる様ホワイト
バランス制御がなされる。この時ホワイトバランス制御
信号（増幅回路91出力）は照明の色温度変化に応じて変
化するのでホワイトバランス収束後の前記制御信号から
その時の色温度値を推することができる。また前述のよ
うに実用的な色温度範囲を制限した場合、例えば2000゜
ｋでホワイトバランスが合っていればそれ以下の色温度
にはならないと仮定でき、よってこの状態で赤方向に振
幅をもつ信号は全て有彩色であると考えて良い。即ち低
色温度下での白抽出範囲は赤側に関しては前述の初期状
態の設定より更に低彩度に限って良く、逆に青側に関し
ては高彩度方向に広げる必要が生ず。第３図はこの低色
温度下での撮影における白抽出範囲（一点鎖線）を示し
たものである。このようにその時点におけるホワイトバ
ランス制御信号（制御状態）に応じて白とみなす彩度レ
ベルを変えることにより、常に適正な白抽出範囲を設定
できる効果がある。更に本実施例では色温度変化方向の
変更についてのみ記したが、同様の制御をMgーＧ方向
（Ｒ＋Ｂー2Y軸）に対して行えばより効果が上がる。
ると上述のような設定下では2000゜Ｋ（または10000゜
Ｋ）までの変化に相当する彩度までは白とみなされ、白
色部がＲーＢ＝０（Ｒ＋Ｂー2Y＝０）となる様ホワイト
バランス制御がなされる。この時ホワイトバランス制御
信号（増幅回路91出力）は照明の色温度変化に応じて変
化するのでホワイトバランス収束後の前記制御信号から
その時の色温度値を推することができる。また前述のよ
うに実用的な色温度範囲を制限した場合、例えば2000゜
ｋでホワイトバランスが合っていればそれ以下の色温度
にはならないと仮定でき、よってこの状態で赤方向に振
幅をもつ信号は全て有彩色であると考えて良い。即ち低
色温度下での白抽出範囲は赤側に関しては前述の初期状
態の設定より更に低彩度に限って良く、逆に青側に関し
ては高彩度方向に広げる必要が生ず。第３図はこの低色
温度下での撮影における白抽出範囲（一点鎖線）を示し
たものである。このようにその時点におけるホワイトバ
ランス制御信号（制御状態）に応じて白とみなす彩度レ
ベルを変えることにより、常に適正な白抽出範囲を設定
できる効果がある。更に本実施例では色温度変化方向の
変更についてのみ記したが、同様の制御をMgーＧ方向
（Ｒ＋Ｂー2Y軸）に対して行えばより効果が上がる。
次に本発明の他の実施例について第４図により説明す
る。本実施例は白抽出における輝度信号の利用法に関す
るものである。全体構成ならびに各部の動作は前記第１
実施例と同様である。上述のように白抽出は低彩度、高
輝度部を白とみなし該部の信号を取り出すよう動作する
が、この白とみなす輝度レベルを固定した場合、白色部
と有色部の比率によっては自動露光制御等の動作によっ
て有色部の輝度レベルが上昇したり、逆に照度が不足し
ている場合には全体の輝度レベルが低下するなどの現象
により白抽出が不適切となることがある。本実施例では
信号系より取り出された輝度（Ｙ）信号は平均化手段12
により生成された平均値と比較13され、該比較結果によ
り白抽出がなされる。これにより、上述のような撮影状
態の変動に際しても「比較的」高輝度なる条件で安定な
白検出が達成できる。またこの例では比較値を平均化に
より生成しているが、輝度の最大値付近を検出するよう
例えばスピーク輝度の80％を比較値として生成するよう
な構成としても良い。
る。本実施例は白抽出における輝度信号の利用法に関す
るものである。全体構成ならびに各部の動作は前記第１
実施例と同様である。上述のように白抽出は低彩度、高
輝度部を白とみなし該部の信号を取り出すよう動作する
が、この白とみなす輝度レベルを固定した場合、白色部
と有色部の比率によっては自動露光制御等の動作によっ
て有色部の輝度レベルが上昇したり、逆に照度が不足し
ている場合には全体の輝度レベルが低下するなどの現象
により白抽出が不適切となることがある。本実施例では
信号系より取り出された輝度（Ｙ）信号は平均化手段12
により生成された平均値と比較13され、該比較結果によ
り白抽出がなされる。これにより、上述のような撮影状
態の変動に際しても「比較的」高輝度なる条件で安定な
白検出が達成できる。またこの例では比較値を平均化に
より生成しているが、輝度の最大値付近を検出するよう
例えばスピーク輝度の80％を比較値として生成するよう
な構成としても良い。
尚上述のような制御を精度よく行なうには、ある程度
微妙な信号管理を要するが、例えばディジタル信号処理
を用いることによってソフト等により容易に対応可能で
ある。
微妙な信号管理を要するが、例えばディジタル信号処理
を用いることによってソフト等により容易に対応可能で
ある。
本発明によれば、各撮影時点での色温度や照明の種類
等によるホワイトバランスの状態に適応した彩度レベル
と照度や淡い色（白）の比率などによる露出の状態に適
応した輝度レベルとによって白抽出が行われるので、撮
影条件の変化にたいしてホワイトバランス制御の安定化
及び誤動作の軽減に効果がある。
等によるホワイトバランスの状態に適応した彩度レベル
と照度や淡い色（白）の比率などによる露出の状態に適
応した輝度レベルとによって白抽出が行われるので、撮
影条件の変化にたいしてホワイトバランス制御の安定化
及び誤動作の軽減に効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図、第３図は第１図に示すホワイトバランス制御装置の
動作説明図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロッ
ク構成図である。 符号の説明 １……撮像素子、２……色分離手段、3r,3b……利得制
御回路、４……マトリクス（色差信号生成手段）、５…
…減算、６……加算、71・72……ゲート、81・82……積
分、91・92……増幅（ホワイトバランス制御信号生成手
段）、10……白色検出手段、11……WBマトリクス、12…
…平均化手段、13……比較手段。
図、第３図は第１図に示すホワイトバランス制御装置の
動作説明図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロッ
ク構成図である。 符号の説明 １……撮像素子、２……色分離手段、3r,3b……利得制
御回路、４……マトリクス（色差信号生成手段）、５…
…減算、６……加算、71・72……ゲート、81・82……積
分、91・92……増幅（ホワイトバランス制御信号生成手
段）、10……白色検出手段、11……WBマトリクス、12…
…平均化手段、13……比較手段。
Claims (2)
- 【請求項１】撮像素子と、 該撮像素子の出力から輝度信号及び色信号を分離する色
分離手段と、 該色分離手段により分離された色信号の利得を制御する
利得制御手段と、 該色信号と該輝度信号から色差信号を生成する色差信号
生成手段と、 該色差信号を加算する加算手段と、 該色差信号を減算する減算手段と、 該色差信号を加算した信号と該色差信号を減算した信号
と該輝度信号とを用いて白色部又は無彩色部を検出する
白色部検出手段と、 該色差信号を減算した信号により、該検出された白色部
又は無彩色部のホワイトバランスずれを検出する第１の
ホワイトバランス検出手段と、 該色差信号を加算した信号により、該検出された白色部
又は無彩色部のホワイトバランスずれを検出する第２の
ホワイトバランス検出手段と、 該第１及び第２のホワイトバランス検出手段の出力に基
づいて該利得制御手段の利得量を算出するホワイトバラ
ンスマトリクス手段とを備え、 該第１のホワイトバランス検出手段の検出結果を該白色
部検出手段に供給することにより、該白色部検出手段
は、該第１のホワイトバランス検出手段の検出結果に応
じて、白色部又は無彩色部の抽出範囲を変更することを
特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】前記第２のホワイトバランス検出手段の検
出結果も該白色部検出手段に供給することにより、前記
白色部検出手段は、前記第２のホワイトバランス検出手
段の検出結果にも応じて、白色部又は無彩色部の抽出範
囲を変更することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2193010A JP2776965B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 撮像装置 |
| US07/731,531 US5177599A (en) | 1990-07-23 | 1991-07-17 | White balance controller for an image pick-up apparatus including an abnormality detector |
| KR1019910012492A KR940002610B1 (ko) | 1990-07-23 | 1991-07-22 | 화이트 밸런스 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2193010A JP2776965B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0479692A JPH0479692A (ja) | 1992-03-13 |
| JP2776965B2 true JP2776965B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=16300697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2193010A Expired - Lifetime JP2776965B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776965B2 (ja) |
| KR (1) | KR940002610B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2613823B2 (ja) * | 1991-06-24 | 1997-05-28 | 赤井電機株式会社 | ホワイトバランス回路の白色検出方法 |
| JP2618297B2 (ja) * | 1991-06-26 | 1997-06-11 | 赤井電機株式会社 | ホワイトバランス回路の色温度範囲検出方法 |
| JP3760815B2 (ja) | 2001-07-27 | 2006-03-29 | 株式会社日立製作所 | 映像表示装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6490693A (en) * | 1987-10-01 | 1989-04-07 | Sony Corp | White balance correcting circuit |
| JPH0294790A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Toshiba Corp | ホワイトバランス制御回路 |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP2193010A patent/JP2776965B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-07-22 KR KR1019910012492A patent/KR940002610B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940002610B1 (ko) | 1994-03-26 |
| JPH0479692A (ja) | 1992-03-13 |
| KR920003788A (ko) | 1992-02-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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