JP3302214B2 - 画像入力装置 - Google Patents
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- H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
- H04N23/88—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals for colour balance, e.g. white-balance circuits or colour temperature control
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Description
より具体的には、人物書画兼用の画像入力装置に関す
る。
進歩により、コンピュータ上で画像を扱う基盤が普及
し、ビデオ・カメラが画像入力手段として利用されるよ
うになった。例えば、テレビ電話及びテレビ会議では、
話者又は会議の資科などのドキュメントを画像入力し
て、遠隔地の相手に送信することが行なわれる。人物用
と書画用で別々のカメラを設けるのはコスト高になるの
で、通常は、1台のカメラを人物用と書画用に兼用する
ことが考えられている。
図を示す。カメラ・ヘッド110が、支柱112により
支持され、しかも、水平方向向きと、垂直下向きとに変
更自在になっている。人物を撮影するときと、ドキュメ
ントを撮影するときとでは、一般に上下が逆さまになる
ので、カメラ・ヘッド110には、例えば下向きになっ
ているときには、撮影画像を上下反転する機能が組み込
まれている。カメラ・ヘッド110の出力は、コンピュ
ータ114に供給され、そのモニタ画面に表示され、遠
隔地に送信される。
めの画像入力装置に限らず、通常のビデオ・カメラに
も、撮影画像の色バランス、具体的にはホワイト・バラ
ンスを自動補正するホワイト・バランス補正回路が組み
込まれている。有彩色の被写体の影響を避けるために、
白い又は白に近い被写体からの信号又はその可能性のあ
る信号(以下、白基準信号と呼ぶ。)のみを用いてホワ
イト・バランスを補正する技術が知られている。例え
ば、カメラ信号処理回路から得られる輝度信号Y及び2
種の色差信号R−Y,B−Yからこのような白基準信号
のみを抽出し、抽出された色差信号成分を0に近付ける
ように撮影画像の各色成分のゲインを補正するものであ
る。
(太陽光、蛍光灯又は白熱灯など)の色温度に応じて、
抽出された色差信号成分を少し暖色(R−Y>0、B−
Y<0)側に近付けるように色バランスを調整すること
で、人間の肌色が褪せないように、しかも臨場感のある
映像を忠実に再現できるようにした技術も、知られてい
る。
せたホワイト・バランス補正回路を具備するビデオ・カ
メラを書画用に兼用する場合、ドキュメントの撮影時に
は、少し赤めに色再現されてしまう。逆に、ドキュメン
トの色再現に合わせたホワイト・バランスでは、人物を
撮影しているときに、肌色が少々色褪せて再現されてし
まう。
像入力装置を堤示することを目的とする。
置は、光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮
像手段の撮影画面を区分する複数の領域のそれぞれにつ
いて、上記撮像手段から出力されるカラー画像信号から
色情報を算出する演算手段と、上記演算手段からの色情
報を用いて上記カラー画像信号のホワイト・バランスを
補正するホワイト・バランス補正手段とを具備し、人物
撮影時と書画撮影時で、ホワイト・バランスの基準値を
選択自在としたことを特徴とする。
写体が人物か書画かを検出する被写体検出手段を具備
し、上記ホワイト・バランス補正手段が、上記被写体検
出手段の検出結果に従うホワイト・バランスの基準値を
使用するようにしてもよい。
それぞれに応じた適切なホワイト・バランスの基準値を
設定できるので、それぞれに、自然な色を再現できるよ
うになる。
細に説明する。
ク図を示す。図1において、10は撮影レンズ、12は
アイリス(絞り)であり、14は撮影レンズ10及びア
イリス12を通過した光学像を電気信号に変換する撮像
素子である。16は、撮像素子14の出力信号から輝度
信号の高周波成分YH、輝度信号の低周波成分YL、赤
信号R及び青信号Bを生成する輝度色度生成回路、18
は輝度色度生成回路16からのR信号を利得調整する利
得制御回路、20は輝度色度生成回路16からのB信号
を利得調整する利得制御回路である。
YL及び利得制御回路18,20の出力から色差信号R
−Y,B−Yを生成する色差信号生成回路、24は、輝
度色度生成回路16からの高周波輝度信号YHと、色差
信号生成回路22から出力される色差信号R−Y,B−
Yとから標準方式のビデオ信号を生成するビデオ・エン
コーダ、26は、エンコーダ24の出力を外部に出力す
る出力端子である。
れるアナログ色差信号B−Yをディジタル信号に変換す
るA/D変換器、30は、色差信号生成回路22から出
力されるアナログ色差信号R−Yをディジタル信号に変
換するA/D変換器、32は、輝度色度生成回路16か
ら出力されるアナログ高周波輝度信号YHをディジタル
信号に変換するA/D変換器である。
ホール素子からなるアイリス位置検出器であり、絞り開
放時には高く、絞りを閉じたい時には低い電圧を出力す
る。
しているかを検出する人物・書画切換え検出器である。
人物・書画切換え検出器36は例えば図2に示す構成の
場合、カメラ・ヘッド110が水平方向に向けられてい
るか、垂直下方向に向けられているかを検出する。
に示すように、画面上、垂直方向でほぼ中央に顔が位置
するので、それを識別することにより、人物の撮影中か
否かを検出できる。垂直方向のほぼ中央部分で、フレー
ム毎の動きを検出し、動きが止まった時点で、肌色の有
無を調べることで、人物かいなかを識別できる。例え
ば、黄色人種では、図4に示す範囲内にあれば、人肌で
あることになる。勿論、白人、黄色人種又は黒人などの
人種の相違を考慮すべきことは勿論である。
び人物・書画切換え検出器36の出力の状態変化を検出
して、補正信号演算回路40に通知する状態変化検出回
路である。
各出力及び状態変化検出回路36の出力に従い、利得制
御回路18,20の制御値、即ち、ホワイト・バランス
補正値を演算する補正信号演算回路である。詳細は後述
するが、補正信号演算回路40は、状態変化検出回路3
8の出力に従い、人物撮影時と書画撮影時とで、ホワイ
ト・バランスの基準値を変更する。42は、補正信号演
算回路40の制御下で、A/D変換器28,30,32
の各出力及び回路40の演算結果等を一時記憶するメモ
リである。補正信号演算回路40は例えば、マイクロコ
ンピュータなどのディジタル演算回路からなる。
るRゲイン補正信号をデジタル値からアナログ値に変換
するD/A変換器、46は同じく補正信号演算回路40
から出力されるBゲイン補正信号をデジタル値からアナ
ログ値に変換するD/A変換器である。D/A変換器4
4,46の出力はそれぞれ、利得制御回路18,20の
利得制御端子に印加される。
び補正信号演算回路40を同期動作させる同期信号を発
生する同期信号発生回路である。なお、同期信号発生回
路48が発生する同期信号は、撮像素子14から出力さ
れる画像信号にも同期している。
ランス補正について、本実施例の動作を説明する。先
ず、ホワイト・バランス補正の基本動作を説明する。
同期信号発生回路48からの同期信号に従い、A/D変
換器28,30,32の出力を1画面内で図5に示すよ
うに、8×8の合計64個の領域に区分する。本実施例
ではまた、回路40は、1フィールドで図5の縦に並ぶ
8個の領域分のデータを取り込むことができるので、画
面全体のデータを取り込むのに8フィールドの期間を要
する。画面全体のデータを取り込むのに要する時間は短
い方がいいが、本実施例のように8フィールドの期間を
要しても、実質的に充分高速にホワイト・バランスを補
正できる。
信号B−Y,R−Y,YHの平均値を算出し、メモリ4
2に一時記憶する。図5に示すように、8×8に分割し
た64個の領域のそれぞれの信号B−Yの平均値をBn
(n=1〜64)、信号R−Yの平均値をRn(n=1
〜64)と表記することにする。これらの値の中から白
い又は白に近い被写体からの信号を抽出する。白い被写
体の色温度変化に伴う色再現を考えると、図6に示す直
線に沿って範囲を考慮することになる。図7に示すよう
に、信号R−Yと信号B−Yを合成した2次元座標系
(x,y)を考える。即ち、 x=(R−Y)−(B−Y)=R−B y=(R−Y)+(B−Y)=R+B−2Y とすると、y方向には色温度変化の影響が少なく、x方
向のみが色温度変化に応じて変化する。
ように、y方向に一定幅を持ち、x軸線に沿って延びた
領域の信号のみを抽出すれば、それが、白い又は白に近
い被写体からの信号をすべて抽出したことになる。この
ように抽出した信号を用いれば、有彩色の被写体の影響
を少なくしたホワイト・バランス制御を実現できる。具
体的には、図7において、b≦y≦aでc≦x≦dの範
囲であって、更に、図8に示すようにe≦YH≦fの範
囲にある信号のみを抽出する。ここで、eは低輝度を除
くための閾値、fは高輝度の色とび部分を除くための閾
値である。
から白として抽出されたRn,Bnの平均値Rav,B
avを算出する。この平均値Rav,Bavを求めると
きには、ゼロであるRn,Bnを予め除いてもよい。そ
のとき、Rn又はBnの一方がゼロでなければ、共に平
均値算出の基礎としてもよい。勿論、64個の全領域か
ら得られたRn,Bnを加算し、領域数である64で除
してもよい。この方法では演算は単純になるが、得られ
る結果(色再現性)が多少悪くなる。
Rav,Bavをホワイト・バランスのとれた信号の平
均に相当する基準電位(基準値)Rref,Brefと
比較して、RavがRrefに等しく、且つBavがB
refに等しくなるような、R信号及びB信号の補正デ
ータを算出する。算出されたR補正データ及びB補正デ
ータはそれぞれ、D/A変換器44,46によりアナロ
グ信号に変換されて利得制御回路18,20の制御端子
に印加され、回路18,20における利得を制御する。
このようにして、輝度色度生成回路16から出力される
R信号及びB信号のゲインが、所望の色バランスになる
ように自動制御される。
ホワイト・バランスの基準値(又は目標値)として、2
つの値、即ち、Rref(1),Bref(1)と、R
ref(2),Bref(2)を具備する。状態変化検
出回路38は、人物・書画切換え検出器36の出力、即
ち人物撮影中か書画撮影中を示す信号と、アイリス位置
検出器34からの、撮影画面の輝度変化を検出した信号
とから、撮影状態の変化を検出し、その検出結果を補正
信号演算回路40に通知する。回路40は、状態変化検
出回路38からの情報に従い、ホワイト・バランスの基
準値Rref,Brefとして、人物を撮像していると
きには基準値Rref(1),Bref(1)1を使用
し、書画を撮影しているときには基準値Rref
(2),Bref(2)を使用する。
を示し、図10はRref(2)1,Bref(2)を
示す。人物を撮影するときには、図9に示すように、光
源の色温度によって基準値Rref(1),Bref
(1)をリニアに変化させる。つまり、光源が白熱灯又
は蛍光灯などの人工光のときには、少しオレンジ気味に
発色させ、屋外の自然光では、白に近い色で発色させ
る。これにより、人間の肌色を褪せさせず、自然な感じ
で人肌を色再現できる。また、書画を撮影するときに
は、図10に示すように、基準値Rref(2),Br
ef(2)を完全に中心の一点にして、ドキュメント紙
などに書かれている文字や図形がはっきりと見やすく表
示されるようにする。
に、本発明によれば、人物撮影時と書画撮影時でホワイ
ト・バランスの基準値としてそれぞれに適した値を採用
するので、人物撮影時には肌色を自然な感じで色再現す
ると共に、書画の場合には、白色を忠実に再現させるこ
とができる。これにより、人物書画兼用の画像入力装置
として、どちらの撮影時にも適切な色再現を実現でき
る。
る。
ータを示す図である。
ある。
る。
ある。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 光学像を電気信号に変換する撮像手段
と、上記撮像手段の撮影画面を区分する複数の領域のそ
れぞれについて、上記撮像手段から出力されるカラー画
像信号から色情報を算出する演算手段と、上記演算手段
からの色情報を用いて上記カラー画像信号のホワイト・
バランスを補正するホワイト・バランス補正手段とを具
備し、人物撮影時と書画撮影時で、ホワイト・バランス
の基準値を選択自在としたことを特徴とする画像入力装
置。 - 【請求項2】 更に、上記撮像手段によって撮像される
被写体が人物か書画かを検出する被写体検出手段を具備
し、上記ホワイト・バランス補正手段が、上記被写体検
出手段の検出結果に従うホワイト・バランスの基準値を
使用する請求項1に記載の画像入力装置。 - 【請求項3】 人物撮影時の上記ホワイト・バランスの
基準値が、光源の色温度に応じて変化する請求項1又は
2に記載の画像入力装置。
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Also Published As
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