JP3959707B2 - Imaging device and white balance control method of imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー動画撮影機能を有する撮像装置に関し、特に、かかる撮像装置におけるオートホワイトバランス制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は従来のカラー動画撮影機能を有する撮像装置の一例を示すブロック図である。
図4に示した撮像装置102は、固体撮像素子104、AFE106、ならびにデジタル信号処理部108を含んで構成されている。固体撮像素子104はたとえばCCD構造を有し、半導体基板上にマトリクス状に配列した光センサーにより被写体からの光をレンズ110を通じ検出して信号電荷を生成し、同信号電荷を垂直電荷転送レジスターや水平電荷転送レジスターにより転送した上で被写体の画像信号を出力する。上記光センサーのそれぞれには赤、青、緑の原色フィルターあるいは、Mg,Cy,Yeなどの補色フィルターが装着されており、赤、青、緑の光を個別に検出することでカラー撮影が可能となっている。
【0003】
また、固体撮像素子104はタイミングジェネレーター112(TG)から供給されるクロック信号、垂直同期信号、水平同期信号にもとづいて動作し、そして、たとえばインターレース方式により1フレーム分の画像信号を偶数フィールドと奇数フィールドとに分けて出力する。
AFE106(Analog Front End Processor)はCDS回路およびAGC回路を含み、固体撮像素子104からの画像信号に対し、CDS(Correlation Double Sampling)を行って画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するとともに、AGC(自動利得制御)により信号レベルを安定化する。
【0004】
デジタル信号処理部108は、AFE106の出力信号に対して、自動露光制御およびオートホワイトバランス調整を行うための回路であり、A/D変換器114、輝度信号処理部116、色信号処理部118、マイクロコンピューター120、オプティカルディテクター122(OPD122)、D/A変換器124、ならびに混合回路126(YCMIX126)を含んで構成されている。
【0005】
A/D変換器114はAFE106の出力信号をデジタル化し、輝度信号処理部116は、このデジタル化された画像信号に対して、自動露光制御として信号レベルを適切なレベルとすべく信号処理を行う。
色信号処理部118は、原色分離回路128およびWB制御回路130(ホワイトバランス制御回路)を含み、原色分離回路128はA/D変換器114の出力信号より、赤、青、緑の3つの原色信号を分離抽出し、WB制御回路130はこれらの原色信号に対して、マイクロコンピューター120から与えられる係数を乗じて信号レベルを制御する。
【0006】
OPD122は、WB制御回路130が上記係数を乗じた原色信号を、それぞれ垂直同期信号の各周期ごとに、すなわち各フィールドごとに積分することによって各フィールドにおける各原色信号の平均的な信号レベル(平均レベルともいう)を算出する。
マイクロコンピューター120は、CPU、ROM、RAMを含み、CPUがROMに格納されたプログラムデーターにもとづき、適宜RAMを使用して動作することで各種の機能を果たす。そして、特にオートホワイトバランス制御に関しては、OPD122が算出した原色信号の平均レベルにもとづいて、これらの原色信号のレベルを均一化すべく上記係数を生成し、WB制御回路130に供給する。
【0007】
D/A変換器124は、輝度信号処理部116が出力する輝度信号および色信号処理部118が出力する原色信号をそれぞれアナログ信号に変換し、混合回路126はこれらアナログ信号の輝度信号および3つの原色信号を合成してビデオ信号136を出力する。
タイミングジェネレーター112は、マイクロコンピューター120の制御にもとづいて、固体撮像素子104とともに各部にクロックおよび同期信号を供給する。
【0008】
次に、このように構成された撮像装置102の動作を説明する。
被写体からの光132はレンズ110を通じて固体撮像素子104に入射し、固体撮像素子104の受光面に被写体の像が形成される。固体撮像素子104はこの像を電気信号に変換して、各フィールドの画像信号をタイミングジェネレーター112から供給される垂直同期信号に同期して出力する。AFE106は固体撮像素子104が出力する画像信号に対して、CDSを行って画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するとともに、AGCにより信号レベルを安定化する。
【0009】
A/D変換器114はAFE106の出力信号をデジタル化し、輝度信号処理部116はデジタル化された画像信号に対して、自動露光制御として信号レベルを適切なレベルとすべく信号処理を行う。
一方、色信号処理部118、OPD122、ならびにマイクロコンピューター120は、A/D変換器114によりデジタル化された画像信号に対して、オートホワイトバランス制御としてのデジタル信号処理を次のように行う。図5はオートホワイトバランス制御のタイミングチャートである。
【0010】
原色分離回路128はA/D変換器114の出力信号より、赤、青、緑の3つの原色信号を抽出し、WB制御回路130はこれらの原色信号の内、たとえば赤および青の原色信号に対して、マイクロコンピューター120から与えられる係数を乗じて信号レベルを制御する。OPD122は、緑の原色信号および係数を乗じた赤および青の原色信号をWB制御回路130から受け取り、図5に示したように、それぞれ垂直同期信号の各周期ごとに、すなわち各フィールドTfn−1、Tfn、Tfn+1、…ごとに積分して、各フィールドにおける各原色信号の平均レベルを算出する。
【0011】
マイクロコンピューター120は、このOPD122が算出した原色信号の平均レベルを、図5に示したように、垂直同期信号の立ち上がりのタイミングTs1で取り込み、3つの原色信号の平均レベルが同一となるように、つまり平均レベルが均一となるように、赤および青の原色信号に乗じる上記係数をそれぞれ適切に増減し、新しい係数を次の垂直同期信号の立ち上がりのタイミングTs2でWB制御回路130に供給する。
【0012】
したがって、従来の撮像装置102では、図5に示したように、1つ前のフィールドTfn−1で算出された平均レベルにもとづいてフィールドTfnで係数算出134が行われ、新しい係数は次のフィールドTfn+1の開始のタイミングでWB制御回路130に供給されて原色信号のレベルが調整される。
その後、色信号処理部118が出力する3つの原色信号および輝度信号処理部116が出力する画像信号はD/A変換器124によってそれぞれアナログ信号に変換され、混合回路126により合成されて、ビデオ信号136として出力される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の撮像装置102では、1回の係数演算ではホワイトバランスは完了せず、複数回の係数更新が必要であって、ホワイトバランスがとれるまでに通常、3フィールド以上の時間を要していた。そして、オートホワイトバランス制御に、このように時間がかかるため、被写体が蛍光灯により照明されているとき、カラーローリングと呼ばれる現象が生じる場合があった。
【0014】
蛍光灯は電源周波数に応じた周期で点滅するが、蛍光灯の分光特性は各点滅周期内の発光タイミングにより変化しており、蛍光灯の光は常に白色とはなっていない。そのため、固体撮像素子の電子シャッター機能により短い露光時間で撮像した場合、露光のタイミングと、蛍光灯の発光タイミングとの関係によっては、撮像結果は色づいたものとなる。
また、撮像装置102がNTSC(National TV Standards Committee)方式に対応しており、被写体が60Hzの電源で点灯する蛍光灯によって照明されている場合、撮像装置102のフィールド周波数59.54Hzと蛍光灯の電源周波数60Hzとはわずかに異なっているため、撮像装置102のフィールドと電源との位相関係は比較的長い周期で周期的に変化する。
【0015】
従来の撮像装置102では、上述のようにオートホワイトバランス制御の完了に少なくとも3フィールド分の時間を要するため、OPD122により平均レベルを求めた原色信号と、WB制御回路130で係数を乗じる原色信号とは、異なる色調の照明光のもとで撮像して得られたものとなり、照明光の色調差が大きい場合にはオートホワイトバランス制御は正しく機能せず、画像は色づいたものとなってしまう。そして、撮像装置102のフィールドと電源との位相関係は上述のように変化するので、ビデオ信号136により表示したビデオ画像の色調は上記位相関係の変化に応じて周期的に変化することになる。
【0016】
撮像装置102がPAL(Phase Alternating Line)方式に対応し、蛍光灯の電源周波数が50Hzの場合にも、フィールド周波数と蛍光灯の電源周波数とは規格上は一致するものの、両者には誤差が存在するため、上述の場合と同様にカラーローリング現象が発生する。
【0017】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、カラーローリング現象を抑制しつつオートホワイトバランス制御を行うことが可能な撮像装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、タイミングジェネレータから供給される垂直同期信号に同期して撮像画面を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、前記画像信号より複数の原色信号を分離する原色分離手段と、前記複数の原色信号のレベルのそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように前記複数の原色信号のレベルを制御するホワイトバランス制御手段とを備えたカラー動画撮影機能を有する撮像装置であって、前記ホワイトバランス制御手段が、前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いにより均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備え、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、(a)前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルが、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込まれ、(b)その取り込まれた平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段が複数回起動されて係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、(c)前記原色信号の平均レベルが取得された周期の次の周期内において、その取得された平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御が完了するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る撮像装置のホワイトバランス制御方法は、タイミングジェネレータから供給される垂直同期信号に同期して撮像画面を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、前記画像信号より複数の原色信号を分離する原色分離手段と、前記複数の原色信号のレベルのそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように前記複数の原色信号のレベルを制御するホワイトバランス制御手段とを備えたカラー動画撮影機能を有する撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、前記ホワイトバランス制御手段を、前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いにより均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備えた構成とし、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、(a)前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルを、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込み、(b)その取り込んだ平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段を複数回起動して係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、(c)前記原色信号の平均レベルを取得した周期の次の周期内において、その取得した平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御を完了するようにしたことを特徴とする。
【0019】
本発明の撮像装置では、ないしは本発明の撮像装置のホワイトバランス制御方法では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、原色信号レベル検出手段は、垂直同期信号の各周期ごとに、原色分離手段が分離した原色信号のそれぞれの平均レベルを取得し、係数乗算手段はこの平均レベルに係数を乗じ、係数増減手段は、係数乗算手段が係数を乗じた複数の原色信号のそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように係数を増減する。係数乗算手段および係数増減手段は垂直同期信号の各周期ごとに繰り返し制御手段によって複数回起動され、その結果、複数の原色信号の平均レベルを良好に均一化する係数が垂直同期信号の各周期ごとに得られる。そして、レベル制御量設定手段は、この係数にもとづいてホワイトバランス制御手段における原色信号のレベル制御量を設定し、ホワイトバランス制御手段は、平均レベルが均一化された原色信号、すなわちホワイトバランス制御が行われた原色信号を出力する。
【0020】
したがって本発明では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、垂直同期信号の1周期の期間でホワイトバランス制御を完了させることができ、この垂直同期信号がたとえばNTSC方式における垂直同期信号である場合、1フィールドの期間でホワイトバランス制御を行うことができる。従来はホワイトバランス制御に3フィールド以上を要していたので、本発明では1/3以下に短縮することになり、よってカラーローリング現象を大幅に抑制することが可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図1の(A)は本発明によるカラー動画撮影機能を有する撮像装置の一例を示すブロック図、(B)は撮像装置を構成するマイクロコンピューターを機能的に示すブロック図である。また、図2は本実施の形態例におけるオートホワイトバランス制御を示すタイミングチャート、図3は図1の撮像装置の動作を示すフローチャートである。図1において、図4と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
【0022】
図1に示した本実施の形態例の撮像装置2は、特にデジタル信号処理部4を構成するマイクロコンピューター120が果たす機能の点で図4の撮像装置と異なっている。すなわち、図1の(B)に示したように、マイクロコンピューター120は機能的には、係数乗算手段6、係数増減手段8、繰り返し制御手段10、ならびにレベル制御量設定手段14を含んで構成されている。係数乗算手段6は、OPD122(本発明に係る原色信号レベル検出手段)が取得した赤および青の原色信号の平均レベルに係数を乗じ、係数増減手段8は、緑の平均レベル、ならびに係数乗算手段6が係数を乗じた赤および青の原色信号の平均レベルがより均一となるように係数を一定量増減する。
【0023】
繰り返し制御手段10は、垂直同期信号の各周期、すなわちフィールドごとに係数乗算手段6および係数増減手段8を複数回起動する。レベル制御量設定手段14は、その結果得られた赤および青の原色信号に関する係数にもとづいてWB制御回路16による原色信号のレベル制御量を設定する。WB制御回路16は、詳しくは一例として乗算器を含んで構成され、また、レベル制御量設定手段14はWB制御回路16に本実施の形態例では上記係数(あるいは上記係数に対応する数値)を供給することでWB制御回路16におけるレベル制御量を設定する。そしてWB制御回路16は、レベル制御量設定手段14から供給された上記係数(または上記数値)を乗算器により原色信号に乗じて原色信号の信号レベルを制御する。
【0024】
次に、このように構成された撮像装置2の動作について、図2、図3をも参照しつつ詳しく説明する。
被写体からの光132はレンズ110を通じて固体撮像素子104に入射し、固体撮像素子104(イメージセンサー)の受光面に被写体の像が形成される。固体撮像素子104はこの像を電気信号に変換して、各フィールドの画像信号をタイミングジェネレーター112から供給される垂直同期信号に同期して出力する。AFE106は固体撮像素子104が出力する画像信号に対して、CDSを行って画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するとともに、AGCにより信号レベルを安定化する。
A/D変換器114はAFE106の出力信号をデジタル化し、輝度信号処理部116はデジタル化された画像信号に対して、自動露光制御として信号レベルを適切なレベルとすべく信号処理を行う。
【0025】
一方、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、色信号処理部119、OPD122、ならびにマイクロコンピューター120は、A/D変換器114によりデジタル化された画像信号に対して、オートホワイトバランス制御としてのデジタル信号処理を次のように行う。
原色分離回路128はA/D変換器114の出力信号より、赤、青、緑の3つの原色信号を抽出し、WB制御回路16はこれらの原色信号の内、赤および青の原色信号に対して、マイクロコンピューター120から与えられる係数を乗じて信号レベルを制御する。OPD122は、本実施の形態例では、赤、青、緑の原色信号を原色分離回路128から受け取り、図2に示したように、それぞれ垂直同期信号の各周期ごとに、すなわち各フィールドTfn−1、Tfn、Tfn+1、…ごとに積分して、各フィールドにおける各原色信号の平均レベルを算出する。
【0026】
そして、マイクロコンピューター120による繰り返し制御手段10は、係数増減手段8を各フィールドごとに本実施の形態例では一例として3回起動し、係数乗算手段6は2回起動する。
係数増減手段8は、繰り返し制御手段10により起動されると、OPD122が上述のように算出した原色信号の平均レベルのデーターを、垂直同期信号の立ち上がりのタイミングTs1(図2)で取り込み(ステップS1)、赤、青、緑の平均レベルの比率を調べて、ホワイトバランス制御の引き込み範囲内か否かを判定する(ステップS2)。被写体の本来の色がたとえば赤や青などの特定の色の比率が特に高い場合などには、ホワイトバランスを行うべきではないため、係数増減手段8は、引き込み範囲外と判定し(ステップS2でNo)、この場合、ホワイトバランス制御は行われない。
【0027】
一方、赤、青、緑の平均レベルの比率がホワイトバランス制御の引き込み範囲内にある場合には(ステップS2でYes)、係数増減手段8は赤、緑、青の原色信号の平均レベルの比率R:G:Bが1:1:1であるか否かを調べる(ステップS3)。そして、原色信号の平均レベルの比率が1:1:1でない場合には(ステップS3でNo)、係数増減手段8は赤の原色信号の平均レベルが緑の原色信号の平均レベルより大きいか否かを調べ(ステップS4)、赤の平均レベルが緑の平均レベルより大きい場合には(ステップS4でYes)赤の原色信号に対する係数の値を一定量だけ減少させ(ステップS5)、逆に赤の平均レベルが緑の平均レベル以下の場合には(ステップS4でNo)赤の原色信号に対する係数の値を一定量だけ増加させる(ステップS6)。
【0028】
さらに、係数増減手段8は青の原色信号の平均レベルが緑の原色信号の平均レベルより大きいか否かを調べ(ステップS7)、青の平均レベルが緑の平均レベルより大きい場合には(ステップS7でYes)青の原色信号に対する係数の値を一定量だけ減少させ(ステップS8)、逆に青の平均レベルが緑の平均レベル以下の場合には(ステップS7でNo)赤の原色信号に対する係数の値を一定量だけ増加させる(ステップS9)。なお、ステップS1〜S9の処理は図2では係数算出処理18として示されている。
【0029】
そして、係数乗算手段6は、係数増減手段8よりこれら赤および青の原色信号に対する係数を受け取り、OPD122が取得した赤および青の原色信号の平均レベルにこれらの係数をそれぞれ乗じる(ステップS10)。この処理は図2では乗算器の記号20により表されている。
その後、係数増減手段8は、繰り返し制御手段10により再度起動されて、係数乗算手段6から、係数を乗じた後の赤および青の原色信号の平均レベルを受け取り、ステップS2〜S9の処理を繰り返し、つづいて係数乗算手段6は繰り返し制御手段10により起動されてステップS10を行う。
【0030】
さらに、係数増減手段8は、繰り返し制御手段10により起動されて、ステップS2〜S9の処理を繰り返し、そしてレベル制御量設定手段14は、係数増減手段8が算出した赤および青の原色信号に関する係数を、次のフィールドの先頭、すなわち垂直同期信号の次の立ち上がりのタイミングTs2でWB制御回路16に出力する。WB制御回路16は赤および青の原色信号に対する係数をレベル制御量設定手段14から受け取り、各係数にもとづき、次のフィールドにおいて原色分離回路128から供給される赤および青の原色信号の信号レベルを制御し、結果を緑の原色信号とともにD/A変換器124に出力する。
【0031】
このように、本実施の形態例の撮像装置2では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、1フィールド(Tf)の期間内に実質的に3回のホワイトバランス処理が行われ、したがって、1フィールドの期間でホワイトバランス制御を完了させることができる。従来はホワイトバランス制御に3フィールド以上の時間を要していたので、本実施の形態例では1/3以下に短縮することになり、よってカラーローリング現象を大幅に抑制することが可能となる。
【0032】
なお、本実施の形態例では、係数増減手段8は赤および青の原色信号に対する係数を増減するとしたが、赤および緑など他の色の原色信号に対する係数を増減する構成としてもよく、さらに、WB制御回路16において赤、青、緑の原色信号に係数を乗じるようにして、係数増減手段8が赤、青、緑のすべての原色信号に対する係数を増減する構成とすることも可能である。
また、本実施の形態例では、係数増減手段8が1フィールドの期間に3回係数を算出するとしたが、この回数を2回、あるいは4回以上とすることも無論可能である。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の撮像装置では、ないしは本発明の撮像装置のホワイトバランス制御方法では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、原色信号レベル検出手段は、垂直同期信号の各周期ごとに、原色分離手段が分離した原色信号のそれぞれの平均レベルを取得し、係数乗算手段はこの平均レベルに係数を乗じ、係数増減手段は、係数乗算手段が係数を乗じた複数の原色信号のそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように係数を増減する。係数乗算手段および係数増減手段は垂直同期信号の各周期ごとに繰り返し制御手段によって複数回起動され、その結果、原色信号の平均レベルを良好に均一化する係数が垂直同期信号の各周期ごとに得られる。そして、レベル制御量設定手段は、この係数にもとづいてホワイトバランス制御手段における原色信号のレベル制御量を設定し、ホワイトバランス制御手段は、平均レベルが均一化された原色信号、すなわちホワイトバランス制御が行われた原色信号を出力する。
【0034】
したがって本発明では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、垂直同期信号の1周期の期間でホワイトバランス制御を完了させることができ、この垂直同期信号がたとえばNTSC方式における垂直同期信号である場合、1フィールドの期間でホワイトバランス制御を行うことができる。従来はホワイトバランス制御に3フィールド以上を要していたので、本発明では1/3以下に短縮することになり、よってカラーローリング現象を大幅に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)は本発明によるカラー動画撮影機能を有する撮像装置の一例を示すブロック図、(B)は撮像装置を構成するマイクロコンピューターを機能的に示すブロック図である。
【図2】 本実施の形態例におけるオートホワイトバランス制御を示すタイミングチャートである。
【図3】 図1の撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】 従来の撮像装置の一例を示すブロック図である。
【図5】 従来のオートホワイトバランス制御を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
2……撮像装置、4……デジタル信号処理部、6……係数乗算手段、8……係数増減手段、10……繰り返し制御手段、14……レベル制御量設定手段、16……WB制御回路、104……固体撮像素子、106……AFE、110……レンズ、112……タイミングジェネレーター、114……A/D変換器、116……輝度信号処理部、119……色信号処理部、120……マイクロコンピューター、122……オプティカルディテクター(OPD)、124……D/A変換器、126……混合回路(YCMIX)、128……原色分離回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present inventionHas color video shooting functionEspecially for imaging devicesTakeThe present invention relates to auto white balance control in an imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
Figure 4 shows the conventionalHas color video shooting functionIt is a block diagram which shows an example of an imaging device.
The
[0003]
The solid-
An AFE 106 (Analog Front End Processor) includes a CDS circuit and an AGC circuit, and performs CDS (Correlation Double Sampling) on the image signal from the solid-
[0004]
The digital
[0005]
The A /
The color
[0006]
The OPD 122 integrates the primary color signal multiplied by the coefficient by the WB
The
[0007]
The D /
The
[0008]
Next, the operation of the
[0009]
The A /
On the other hand, the color
[0010]
The primary
[0011]
As shown in FIG. 5, the
[0012]
Therefore, in the
Thereafter, the three primary color signals output from the color
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a
[0014]
The fluorescent lamp blinks in a cycle corresponding to the power supply frequency, but the spectral characteristics of the fluorescent lamp change depending on the light emission timing within each blinking cycle, and the light of the fluorescent lamp is not always white. Therefore, when imaging is performed with a short exposure time by the electronic shutter function of the solid-state imaging device, the imaging result is colored depending on the relationship between the exposure timing and the light emission timing of the fluorescent lamp.
In addition, when the
[0015]
Since the
[0016]
Even when the
[0017]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of performing auto white balance control while suppressing a color rolling phenomenon.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
UpTo achieve the purpose,An image pickup apparatus according to the present invention has an image pickup screen in synchronization with a vertical synchronization signal supplied from a timing generator.An image sensor that outputs an image signal representing the primary color separation means that separates a plurality of primary color signals from the image signal, andpluralPrimary signal levelEach ofAverage level ofMore than each otherTo be uniformBeforeRecordpluralControl the primary color signal levelA color video shooting function with a white balance control meansAn imaging device,The white balance control means isAboveverticalThe primary color separation means separated for each period of the synchronization signalpluralPrimary color signal level detection means for acquiring the average level of each primary color signal, and the primary color signal level detection means acquired by the primary color signal level detection meanspluralMultiply the average level of the primary color signal by a factorCoefficient multiplicationMeans and saidCoefficient multiplicationSaid means multiplied by said factorpluralThe average level of the primary color signal isEach otherCoefficient to increase or decrease the coefficient to be more uniformIncrease or decreaseMeans and saidverticalWithin each period of the synchronization signalCoefficient multiplicationMeans and said coefficientsIncrease or decreaseRepetitive control means for activating the means multiple times, and based on the coefficientWhite balanceLevel control amount setting means for setting a level control amount of the primary color signal in the control means.When performing color moving image shooting while continuously executing white balance control, (a) the average level of the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each period of the vertical synchronization signal is (B) the coefficient multiplication unit within the next cycle of the period in which the average level is acquired with respect to the acquired average level. And the coefficient increasing / decreasing means are activated a plurality of times to perform a coefficient multiplication process and a coefficient increasing / decreasing process, and (c) the acquired average in the period following the period in which the average level of the primary color signal is acquired Completed white balance control based on levelIt is characterized by that.
In addition, the white balance control method of the imaging apparatus according to the present invention includes an image sensor that outputs an image signal representing an imaging screen in synchronization with a vertical synchronization signal supplied from a timing generator, and a plurality of primary color signals from the image signal. A color moving image photographing function comprising primary color separating means for separating and white balance control means for controlling the levels of the plurality of primary color signals so that the average levels of the levels of the plurality of primary color signals are more uniform with each other; A white balance control method for an image pickup apparatus, wherein the white balance control means obtains the average level of each of the plurality of primary color signals separated by the primary color separation means for each period of the vertical synchronization signal. A primary color signal level detection unit and a front of the plurality of primary color signals acquired by the primary color signal level detection unit; Coefficient multiplying means for multiplying an average level by a coefficient; coefficient increasing / decreasing means for increasing / decreasing the coefficient so that the average levels of the plurality of primary color signals obtained by multiplying the coefficient by the coefficient multiplying means are more uniform to each other; Repeat control means for starting the coefficient multiplication means and coefficient increase / decrease means a plurality of times within each period of the synchronization signal, and a level control amount for setting the level control amount of the primary color signal in the white balance control means based on the coefficients And (a) the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each period of the vertical synchronization signal when performing color moving image shooting while continuously executing white balance control. The average level is taken into the coefficient multiplication means in synchronization with the vertical synchronizing signal at the end of the period, and (b) With respect to the average level, the coefficient multiplication means and the coefficient increase / decrease means are activated a plurality of times within the period following the period in which the average level is acquired, and the coefficient multiplication process and the coefficient increase / decrease process are performed. ) The white balance control based on the acquired average level is completed within a period following the period in which the average level of the primary color signals is acquired.
[0019]
In the imaging device of the present invention,Or in the white balance control method of the imaging device of the present invention, when performing color moving image shooting while continuously executing the white balance control,The primary color signal level detecting means isverticalFor each period of the synchronization signal, obtain the average level of each primary color signal separated by the primary color separation means,Coefficient multiplicationThe means multiplies this average level by a factorIncrease or decreaseMeansCoefficient multiplicationMeans multiplied by factorpluralPrimary color signaleachAverage level isEach otherIncrease or decrease the coefficient to be more uniform.Coefficient multiplicationMeans and factorsIncrease or decreaseMeansverticalIt is activated several times by the control means repeatedly for each period of the synchronization signal,pluralA coefficient that makes the average level of the primary color signal uniformverticalObtained for each period of the synchronization signal. And the level control amount setting means is based on this coefficient.White balanceControl meansOkeSet the primary color signal level control amount,White balanceThe control means outputs a primary color signal whose average level is uniform, that is, a primary color signal subjected to white balance control.
[0020]
Therefore, in the present invention,When performing color video shooting while continuously executing white balance control,The white balance control can be completed in one period of the synchronization signal,This verticalThe synchronizing signal is, for example, a vertical synchronizing signal in the NTSC systemIsIn this case, white balance control can be performed in a period of one field. Conventionally, white balance control requires 3 fields or more, and in the present invention, it is shortened to 1/3 or less, so that the color rolling phenomenon can be greatly suppressed.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is according to the present invention.Has color video shooting functionFIG. 2B is a block diagram illustrating an example of an imaging apparatus, and FIG. 3B is a block diagram functionally illustrating a microcomputer that configures the imaging apparatus. FIG. 2 is a timing chart showing the auto white balance control in the present embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus of FIG. In FIG. 1, the same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted here.
[0022]
The
[0023]
The repetitive control means 10 is used for each period of the vertical synchronizing signal, that is, for each field.Coefficient multiplicationMean 6 and coefficientIncrease or decreaseThe means 8 is activated a plurality of times. The level control amount setting means 14 determines the
[0024]
Next, the operation of the
The A /
[0025]
on the other hand,When performing color video shooting while continuously executing white balance control,The color
The primary
[0026]
And the repetition control means 10 by the
coefficientIncrease or decreaseWhen the
[0027]
On the other hand, if the ratio of the average levels of red, blue, and green is within the pull-in range of white balance control (Yes in step S2), the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 checks whether or not the ratio R: G: B of the average levels of the primary color signals of red, green and blue is 1: 1: 1 (step S3). If the ratio of the average levels of the primary color signals is not 1: 1: 1 (No in step S3), the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 checks whether or not the average level of the red primary color signal is greater than the average level of the green primary color signal (step S4). If the average level of red is greater than the average level of green (Yes in step S4). The coefficient value for the red primary color signal is decreased by a certain amount (step S5). Conversely, when the red average level is equal to or lower than the green average level (No in step S4), the coefficient value for the red primary color signal is changed. Increase by a certain amount (step S6).
[0028]
In addition, the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 checks whether or not the average level of the blue primary color signal is greater than the average level of the green primary color signal (step S7). If the blue average level is greater than the green average level (Yes in step S7). The coefficient value for the blue primary color signal is decreased by a certain amount (step S8). Conversely, when the blue average level is equal to or lower than the green average level (No in step S7), the coefficient value for the red primary color signal is changed. Increase by a certain amount (step S9). In addition, the process of step S1-S9 is shown as the
[0029]
Then coefficientIncrease or decreaseThe means 8 is activated again by the repeat control means 10 andCoefficient multiplicationThe average level of the red and blue primary color signals after multiplying by the coefficient is received from the
[0030]
In addition, the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 is activated by the repetition control means 10 and repeats the processing of steps S2 to S9. The level control amount setting means 14Increase or decreaseThe coefficient related to the red and blue primary color signals calculated by the
[0031]
As described above, in the
[0032]
In this embodiment, the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 increases or decreases the coefficients for the primary color signals of red and blue, but may be configured to increase or decrease the coefficients for the primary color signals of other colors such as red and green. Multiply the primary color signal by a coefficient,Increase or
In this embodiment, the coefficientIncrease or decreaseAlthough the
[0033]
【The invention's effect】
As described above, in the imaging apparatus of the present invention,Or in the white balance control method of the imaging device of the present invention, when performing color moving image shooting while continuously executing the white balance control,The primary color signal level detecting means isverticalFor each period of the synchronization signal, obtain the average level of each primary color signal separated by the primary color separation means,Coefficient multiplicationThe means multiplies this average level by a factorIncrease or decreaseMeansCoefficient multiplicationMeans multiplied by factorpluralPrimary color signaleachAverage level isEach otherIncrease or decrease the coefficient to be more uniform.Coefficient multiplicationMeans and factorsIncrease or decreaseMeansverticalIt is activated multiple times by the repetitive control means for each period of the synchronization signal, and as a result, a coefficient that satisfactorily equalizes the average level of the primary color signal is obtained.verticalObtained for each period of the synchronization signal. And the level control amount setting means is based on this coefficient.White balanceControl meansOkeSet the primary color signal level control amount,White balanceThe control means outputs a primary color signal whose average level is uniform, that is, a primary color signal subjected to white balance control.
[0034]
Therefore, in the present invention,When performing color video shooting while continuously executing white balance control,The white balance control can be completed in one period of the synchronization signal,This verticalThe synchronizing signal is, for example, a vertical synchronizing signal in the NTSC systemIsIn this case, white balance control can be performed in a period of one field. Conventionally, white balance control requires 3 fields or more, and in the present invention, it is shortened to 1/3 or less, so that the color rolling phenomenon can be greatly suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) is in accordance with the present invention.Has color video shooting functionFIG. 2B is a block diagram illustrating an example of an imaging apparatus, and FIG. 3B is a block diagram functionally illustrating a microcomputer that configures the imaging apparatus.
FIG. 2 is a timing chart showing auto white balance control in the present embodiment.
3 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus of FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a conventional imaging apparatus.
FIG. 5 is a timing chart showing conventional auto white balance control.
[Explanation of symbols]
2 ... Imaging device, 4 ... Digital signal processor, 6 ...Coefficient multiplicationMeans, 8 ... coefficientIncrease or decreaseMeans, 10 ... Repeat control means, 14 ... Level control amount setting means, 16 ... WB control circuit, 104 ... Solid-state image sensor, 106 ... AFE, 110 ... Lens, 112 ... Timing generator, 114 ... ... A / D converter, 116 ... Luminance signal processor, 119 ... Color signal processor, 120 ... Microcomputer, 122 ... Optical detector (OPD), 124 ... D / A converter, 126 ... Mixing circuit (YCMIX), 128... Primary color separation circuit.
Claims (7)
前記ホワイトバランス制御手段が、
前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、
前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、
前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いにより均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、
前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、
前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備え、
ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、(a)前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルが、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込まれ、(b)その取り込まれた平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段が複数回起動されて係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、(c)前記原色信号の平均レベルが取得された周期の次の周期内において、その取得された平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御が完了するようにした、
ことを特徴とする撮像装置。An image sensor that outputs an image signal representing an imaging screen in synchronization with a vertical synchronization signal supplied from a timing generator , primary color separation means that separates a plurality of primary color signals from the image signal, and a level of the plurality of primary color signals an imaging apparatus having a color video shooting function and a white balance control means for each of the average level to control the level of uniform and so as to pre-Symbol plurality of primary color signals from each other,
The white balance control means is
Primary color signal level detection means for acquiring the average level of each of the plurality of primary color signals separated by the primary color separation means for each period of the vertical synchronization signal;
Coefficient multiplication means for multiplying the average level of the plurality of primary color signals acquired by the primary color signal level detection means by a coefficient;
A coefficient adjusting unit that said coefficient multiplying means for increasing or decreasing the coefficient the like mean level becomes more uniform with each other of said plurality of primary color signals multiplied by the coefficient,
Repetitive control means for activating the coefficient multiplying means and the coefficient increasing / decreasing means a plurality of times within each period of the vertical synchronization signal;
Level control amount setting means for setting a level control amount of the primary color signal in the white balance control means based on the coefficient ,
When performing color moving image shooting while continuously executing white balance control, (a) the average level of the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each period of the vertical synchronization signal is the end of the period. (B) the coefficient multiplication means within the next cycle of the period in which the average level is acquired with respect to the acquired average level. And the coefficient increasing / decreasing means is activated a plurality of times to perform coefficient multiplication processing and coefficient increasing / decreasing processing, so that (c) the acquired average level within the period following the period in which the average level of the primary color signal is acquired The white balance control based on
An imaging apparatus characterized by that.
前記ホワイトバランス制御手段を、The white balance control means;
前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、Primary color signal level detection means for acquiring the average level of each of the plurality of primary color signals separated by the primary color separation means for each period of the vertical synchronization signal;
前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、Coefficient multiplication means for multiplying the average level of the plurality of primary color signals acquired by the primary color signal level detection means by a coefficient;
前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いによThe average levels of the plurality of primary color signals multiplied by the coefficient by the coefficient multiplier are mutually different. り均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、Coefficient increasing / decreasing means for increasing / decreasing the coefficient to be more uniform,
前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、Repetitive control means for activating the coefficient multiplying means and the coefficient increasing / decreasing means a plurality of times within each period of the vertical synchronization signal;
前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備えた構成とし、A level control amount setting means for setting a level control amount of the primary color signal in the white balance control means based on the coefficient;
ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、(a)前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルを、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込み、(b)その取り込んだ平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段を複数回起動して係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、(c)前記原色信号の平均レベルを取得した周期の次の周期内において、その取得した平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御を完了するようにした、When performing color moving image shooting while continuously executing white balance control, (a) the average level of the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each cycle of the vertical synchronization signal is set to the end of the cycle. (B) the coefficient multiplication means and the coefficient multiplication means and the coefficient multiplication means in the period next to the period in which the average level is acquired with respect to the fetched average level. The coefficient increasing / decreasing means is activated a plurality of times to perform coefficient multiplication processing and coefficient increasing / decreasing processing, so that (c) white based on the acquired average level within the period after the average level of the primary color signal is acquired Completed the balance control,
ことを特徴とする撮像装置のホワイトバランス制御方法。A white balance control method for an image pickup apparatus.
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