JP3408054B2 - カメラ - Google Patents

カメラ

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JP3408054B2
JP3408054B2 JP10724196A JP10724196A JP3408054B2 JP 3408054 B2 JP3408054 B2 JP 3408054B2 JP 10724196 A JP10724196 A JP 10724196A JP 10724196 A JP10724196 A JP 10724196A JP 3408054 B2 JP3408054 B2 JP 3408054B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCCDなどの撮像素
子を用いたカメラに関し、特に調整を簡単に行い得るよ
うにしたカメラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のカメラの信号処理回路のブロック
図を図7に示す。ここで、撮像素子3は補色系のカラー
フィルタを持つものとする。図7において、1は遮光
板、2はレンズ、3はCCDセンサ、4はAGC/CD
S、A/Dコンバータ等の回路、5は信号処理回路、6
はマイコン、7はベクトルスコープ、8は信号処理回路
5を形成する色分離回路、9は信号処理回路5を形成す
る色差信号処理回路、10は送信/受信回路、11はオ
ートホワイトバランス(AWB)用演算回路である。
【0003】この種のカメラ、例えば、正確な色再現性
を得るために現在ほとんどすべてのビデオカメラにおい
てオートホワイトバランス(以下AWBと称する)が行
われている。AWBをとる方法にはいくつかあるが、現
時点では、機器の構成が簡単であるなどの理由で信号処
理回路からの映像信号を画像処理する方式が採用される
ことが多い。この方式は、「一般に、画面全体を積分す
ると(多くの色を混ぜ合わせることにより)無彩色にな
る」という性質を利用したもので、このため画面全体の
映像信号を積分して、画像処理を行うマイコンに送信す
る回路を持っている。
【0004】AWB用のデータ演算回路11を図8に示
す。図8において、積分結果を無彩色に近づけるため、
座標変換回路12と制限回路13、14で白に近い信号
(図9の斜線部)を抽出する。座標変換回路12は、入
力信号のR−Y、B−Yの2つ色差信号を色温度の変化
によってホワイトバランス(以下WBと称する)がずれ
るI軸方向とそれに垂直なQ軸へと座標を変換する。
【0005】制限回路13は座標変換されたI、Q、そ
して、輝度制限回路14は輝度値(YL)のそれぞれの
上限値と下限値が設定されており、この範囲内に入るデ
ータの時にHレベルを出力する。この2つの制限回路か
らの信号をAND回路15に入力し、輝度値とI、Q両
方の条件を満たした場合にHが出力される。セレクタ回
路16R、16Bで、AND回路15からの信号がHの
時にI、Qの信号を、Lの時に0をそれぞれ選択する。
【0006】従って、制限回路13、14の条件を共に
満たすデータ以外は0として積分回路17R、17Bに
入力される。積分回路17R、17Bでは、送られてき
たI、Qのデータを1フィールド分加算する。計数回路
18では、AND回路15からの信号がHである画素数
を1フィールド分カウントし、積分データとともに送信
回路10から毎フィールドWB制御用マイコン6へと送
られる。マイコン6では、このデータを基にWBの制御
を行う。
【0007】また、色差信号を生成するには、色分離回
路8でCr、Cb、YL信号を次式から Cr=Mg+Ye−α(G+Cy) Cb=G+Ye−β(Mg+Cy) (式1) として求める。ここで、α、βはそれぞれR、B信号の
色分離係数である。
【0008】次に色差信号処理回路9のブロック図を図
10に示す。図10において、まずCr、Cb信号に対し
てそれぞれ黒レベル調整部(加算器)19R、19Bで
黒レベル調整を行い、黒レベルの時Cr、Cb信号が共に
正しく0になるよう調整する。その後、WBゲイン調整
部(乗算器)20R、20BでWBゲイン調整を行い、
ガンマ補正部21R、21B、21Yでガンマ補正の後
YL信号を減算部(減算器)22R、22Bで減ずるこ
とによりR−Y、B−Yの2つの色差信号を生成する。
【0009】このR−Y、B−Yの2つの色差信号に必
要に応じてマトリックス補正(変換)、ゲイン調整部2
3R、23Bでマトリックス補正やゲイン調整を行った
後出力する。ビデオカメラの調整項目の中にこの黒レベ
ル調整の値を決定するキャリアバランスの調整があり、
これは、撮像素子の色によるばらつきや信号処理回路内
でのR、B信号それぞれの処理によるばらつきをなくす
ため、特開平6−86311号公報に記載のように、遮
光した状態(黒レベル)での出力信号が、R−Y、B−
Yの2つの色差信号共に0になるようにR、B信号それ
ぞれの黒レベルの調整量を変更するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来、このキャリアバ
ランスの調整には、特開平6−86311号公報に記載
のものや図7に示す様に遮光した状態での出力信号をベ
クトルスコープ等で見て調整しなければならず、設備の
あるところでしか調整が行えなかった。また、マイコン
等を使用して調整しようとした場合、出力信号をマイコ
ンへ送信する回路が新たに必要であった。さらに、一旦
遮光する必要があったため、このときは他の調整が行え
ないという課題があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のカメラは、上記
のような課題を解決したもので、カメラシステムの信号
処理回路内に、映像信号の座標変換回路と、積分される
データの輝度値、色差範囲をそれぞれ限定するための制
限回路、1画面分の映像データの積分回路、積分したデ
ータの総数を計算する計数回路、積分した結果とデータ
の総数をマイコンへ送るためのデータ送信回路からなる
AWB用の演算回路を有し、上記演算回路がマイコンか
らのレジスタ設定あるいは外部端子による設定によって
座標変換回路と制限回路を介さず直接積分回路に映像信
号を入力することが可能となっている。
【0012】このような構成の信号処理回路を用いるこ
とによって、通常AWBの制御を行っているマイコン
に、調整時はキャリアバランスの調整を行わせることが
でき、カメラの調整を簡単に行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明のカメラの実施の形態
を図1乃至図6とともに説明するが、上記従来例と同一
部分は同一符号を付して説明する。図1は本発明のカメ
ラの第1の実施の形態(請求項1乃至請求項3に対応)
を示すAWB演算回路を示す。
【0014】図1において、キャリアバランス設定モー
ドのレジスタあるいはSW(AWB/キャリアバランス
モード切り替えスイッチ)24をL(Low)にしたと
きのAWB制御時の回路動作については従来例と同様の
ため説明を省略する。キャリアバランス設定モードのS
W24をH(High)にすると、セレクタ25R、2
5Bにより、積分回路17R、17Bには、座標変換回
路12と、制限回路13、14の結果によらずにR−
Y、B−Yの色差信号が入力される。
【0015】従って、積分回路17R、17Bに送られ
るデータは通常のI、Qではなく、R−Y、B−Y信号
のデータになり、このデータを1フィールド分加算す
る。OR回路26にはSW24からのH入力が入力され
ているため、制限回路13からの出力に関係なく、AN
D回路15の出力は、輝度制限回路14の出力と同じに
なり、制限回路(輝度制限回路)14の条件を満たす画
素の数を計数回路18でカウントする。加算されたデー
タは送信回路10によって毎フィールドAWB制御用マ
イコン6へと送られる。
【0016】次に、上記のキャリアバランス設定時の動
作を図2のフローチャートとともに説明する。
【0017】まず、ステップS1でキャリアバランス設
定モードに入る前に黒レベル調整以降の補正を行わない
ようWBゲインなどのパラメーターを変更し、輝度レベ
ル設定で黒のレベル値を設定し、ステップS2で積分さ
れたデータを読み込んだ後、ステップS3で積分したデ
ータの総数Nが全画素数に等しいか画面の大半、例えば
4/5以上であった場合に、カメラが遮光されていると
判断してステップS4以降のフローに進み、遮光されて
いないと判断すると、再度ステップS2に戻って遮光さ
れたデータが入力されるまで同じステップを繰り返す。
【0018】そして、ステップS4でR積分回路17R
からのR積分データをΣR、B積分回路17BからのB
積分データをΣB、積分したデータの総数をNとする
と、ΣRの絶対値とN/2とを比較して、オフセット値
(量)変更か否かの判定を行い、オフセット変更と判断
された場合、ステップS5でオフセット値を現在の値に
±1を加えた値とする。ここで加える値の符号はΣRと
異なる符号である。次にBについてもステップS6,ス
テップS7で上記と同様のステップ処理を行い、R、B
のそれぞれのオフセット量を決定する。
【0019】そして、ステップS8でこのオフセット量
を信号処理回路に設定し、ステップS9で前回のデータ
から変更があったかどうかを判定し、変更があった場合
は、再度ステップS2から繰り返す。変更が無かった場
合、ステップS10でこのカメラのキャリアバランス調
整は終了し、オフセット値を出力する。
【0020】次に、本発明のカメラの第2の実施の形態
(請求項4乃至請求項5に対応)のAWB演算回路を図
3とともに説明する。
【0021】図3において、キャリアバランス設定モー
ド時には、OR回路26の出力は常にHとなり、AND
回路15の出力は、輝度値制限回路14の条件を満たし
たデータの時のみHとなる。したがって、セレクタ回路
16R、16Bでは、セレクタ回路25R、25Bによ
って選択された色差信号R−YとB−Yが輝度値制限回
路14の条件を満たしていれば色差R−YとB−Yが、
満たしていなければ、0が選択され、積分回路17R、
17Bに入力される。
【0022】例えば、図4に示すようなカラーチャート
があったとすると、このカラーチャートの輝度信号は図
5に示すようになる。このとき、輝度制限回路14の制
限値を図5の点線の間にある信号とすると、マイコン6
に送られる積分値はカラーチャートの黒の部分のみとな
る。従ってこの積分値を使用してキャリアバランス設定
を行うことが可能である。又、図4に示すようなカラー
チャートでなく、画面の1部を遮光した場合でも同様に
して遮光した部分の映像信号の積分値を得ることができ
る。
【0023】上記の場合の動作を図6のフローチャート
とともに説明する。まず、ステップS11で黒レベル調
整以降の補正を行わないようWBゲインなどのパラメー
ターを変更し、輝度レベル設定で黒のレベル値を設定
し、ステップS12で積分されたデータを読み込んだ
後、ステップS13で積分したデータの総数Nが、規定
値内に収まっているかを判定する。ここで、規定値内と
は、 全画素数×遮光した部分(黒レベル)の面積/画面全体の面積 (式2) を中心とする一定範囲内のこととする。
【0024】規定内に収まっていれば、輝度値の設定が
適切であると判断してステップS4以降のフローに進
み、適切でないと判断された場合、例えば全体の輝度レ
ベルが小さい等で、黒以外の領域を黒と判定して積分し
てしまった場合には、黒の領域がそれだけ増加すること
になり、Nが規定値よりも大きくなるため、積分する信
号の輝度範囲値の上限を小さな値に変更する。
【0025】逆に、Nが規定値より少ない、あるいは0
に近い場合は黒の領域を黒レベルと判定できなかったた
めであり、ステップS14で輝度範囲値の上限を大きな
値に変更する。そして、輝度範囲値を変更した場合に
は、ステップS12に戻って同じステップを繰り返す。
設定が適切であると判断された場合、ステップS15で
R積分回路17RからのR積分データをΣR、B積分回
路17BからのB積分データをΣB、積分したデータの
総数をNとすると、ΣRの絶対値とN/2とを比較し
て、オフセット値変更か否かの判定を行い、オフセット
変更と判断された場合、ステップS16でオフセット値
を現在の値に±1を加えた値とする。ここで加える値の
符号はΣRと異なる符号である。Bについてもステップ
S17、ステップS18で上記と同様のステップ処理を
行い、R、Bそれぞれのオフセット量を決定する。
【0026】そして、ステップS19でこのオフセット
量を信号処理回路に設定し、ステップS20で前回のデ
ータから変更があったかどうかを判定し、変更があった
場合は、再度ステップS12からこれまでのステップを
繰り返す。変更が無かった場合、ステップS20でこの
カメラのキャリアバランス調整は終了し、ステップS2
1でオフセット値を出力する。
【0027】
【発明の効果】本発明のカメラは上記のような構成であ
るから、請求項1及び請求項2記載の発明は、信号処理
部に大規模な回路を付加しなくても、既存の回路を使用
することによりカメラの調整項目の1つをマイコンによ
って設定でき、カメラの調整を簡単にすることができ
る。
【0028】また、請求項3記載の発明は、キャリアバ
ランスの設定時にカメラが遮光されているかどうかを判
定することができ、遮光されなかった場合の設定ミスを
なくすことができる。そして、請求項4記載の発明は、
完全に遮光した映像でなくても一部遮光していればキャ
リアバランスの設定を行うことができ、他の調整を行っ
ている間に並行して行うことで、調整時間の短縮化が実
現できる。
【0029】そしてまた、請求項5記載の発明は、画面
の一部のみを遮光した場合に、例えば多数のカメラに同
一の被写体によってキャリアバランス設定を行う場合に
輝度値のレベルがカメラによって全体的に上下しても、
正しく黒の部分のみを用いたキャリアバランスの設定が
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカメラの第1の実施の形態を示すAW
B演算回路のブロック構成図である。
【図2】本発明のカメラの第1の実施の形態の動作を示
すフローチャートである。
【図3】本発明のカメラの第2の実施の形態を示すAW
B演算回路のブロック構成図である。
【図4】本発明のカメラの第2の実施の形態を説明する
ためのカラーチャートである。
【図5】本発明のカメラの第2の実施の形態を説明する
ための輝度信号の説明図である。
【図6】本発明のカメラの第2の実施の形態の動作を示
すフローチャートである。
【図7】従来のカメラの信号処理回路のブロック構成図
である。
【図8】図7のAWB演算回路のブロック構成図であ
る。
【図9】図8の制限回路のI,Q積分領域の説明図であ
る。
【図10】図7の色信号処理回路のブロック構成図であ
る。
【符号の説明】
1 遮光板 2 レンズ 3 CCDセンサ 4 AGC/CDS、A/Dコンバータ 5 信号処理回路 6 AWB制御用マイコン 7 ベクトルスコープ 8 色分離回路 9 色差信号処理回路 10 送信/受信回路 11 AWB用演算回路 12 座標変換回路 13 I、Q制限回路 14 輝度制限回路 15 AND回路 16R、16B セレクタ回路 17R、17B 積分回路 18 計数回路 19B、19R 加算器 20B、20R 乗算器 21B、21R、21Y γ補正部 22B、22R 減算器 23B、23R マトリックス補正、ゲイン調整部 24 キャリアバランス設定モード設定スイッチ 25R、25B セレクタ回路 26 OR回路

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子から得られる映像信号を基にし
    てホワイトバランスを合わせる方式のオートホワイトバ
    ランス制御を行うために、信号処理回路からのR−Y、
    B−Yの2つの色差信号をI、Qの座標に変換する回路
    と、I、Q座標値と輝度値を用いて無彩色を抽出する制
    限回路と、抽出した無彩色の色差信号のI、Q成分を積
    分する加算手段からなるオートホワイトバランス用の演
    算回路とを備えたカメラにおいて、黒レベルの調整時に
    上記加算手段を用いて、演算手段により遮光した状態で
    のR−Y、B−Yの2つの色差信号を調整することを特
    徴とするカメラ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のカメラにおいて、オート
    ホワイトバランス用の演算回路は、選択手段によってオ
    ートホワイトバランス動作時にはI、Q成分に変換され
    た色差信号を加算回路に入力し、黒レベルの調整時には
    R−Y、B−Yの2つの色差信号を直接加算回路に入力
    することを特徴とするカメラ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のカメラにおいて、黒レベ
    ルの調整時に黒レベルに相当する輝度値を持った色差信
    号の総画素数と、撮像素子の総画素数とから、現在カメ
    ラが遮光されているかどうかを判定し、遮光されている
    場合にのみ演算手段によるキャリアバランス設定動作を
    行うことを特徴とするカメラ。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のカメラにおいて、黒レベ
    ルに相当する輝度値を持った色差信号のみを加算するこ
    とで、調整用のカラーチャートの特定エリアを黒とする
    か、あるいは画面の一部のみ遮光し、その部分の色差信
    号の加算値を基にキャリアバランスの調整を行うことを
    特徴とするカメラ。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のカメラにおいて、黒レベ
    ルとした特定エリアの画素数に基づいてあらかじめ設定
    した黒レベルの画素数を基に、積分した色差信号の画素
    数から、黒レベルの輝度値の設定が有効であるかを判定
    し、無効と判定した場合に黒レベルの設定値を変更する
    ことを特徴とするカメラ。
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