JP4029206B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を撮像して電子的な画像データを記録する電子カメラなどの撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮影レンズを通過した被写体像をCCDなどで撮像し、画像データを出力する撮像装置と、撮像装置から出力される画像データに対する増幅利得を調整してホワイトバランス調整やγ補正などの画像処理を施す画像処理回路とを備える電子カメラが知られている。画像処理回路では、撮像装置から出力される画像データに基づいて、あらかじめ定めたアルゴリズムによりホワイトバランス調整用のRゲインやBゲイン、あるいはγ補正用の階調カーブなどのパラメータを算出して画像処理が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子カメラでは、撮像された主要被写体および背景などの色彩情報の平均値が白またはグレーなどの無彩色となるようにホワイトバランス調整係数を算出し、算出した調整係数を用いて画像データに対するホワイトバランス調整が行われる。一般に、被写体を照明する光源が変わると、人の目に被写体の色が変わって見える。たとえば、朝夕の太陽光の下では赤みがかった色になり、蛍光灯の下では緑がかった色になる。このような場合に従来のホワイトバランス調整を行うと、それぞれ赤色や緑色に対する補色で補正され、いわゆるカラーフェリアが生じるおそれがある。この結果、ホワイトバランス調整不良が生じやすい。
【0004】
本発明は、光源の種類を推定してホワイトバランス調整を行い、カラーフェリアを防止するようにした電子カメラなどの撮像装置を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、撮像装置に適用され、撮影レンズを通過する被写体像を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、被写体の色度を検出する色度検出手段と、色度検出手段により検出される色度を用いて被写体を照明する光源の種類を推定する光源推定手段と、光源推定手段により推定される光源に対応する色温度情報を用いてゲインを算出するゲイン算出手段と、撮像手段から出力される撮像信号に対してゲイン算出手段により算出されるゲインをかけてゲイン調整を行うゲイン調整手段と、被写体を分割した所定の領域ごとの輝度が第2の所定値より高いか否かを判定する第2の輝度判定手段を備え、光源推定手段は、第2の輝度判定手段により輝度が高いと判定されているとき、各領域ごとに当該領域で検出される色度を用いて複数の光源の種類を推定し、各領域で推定された光源の数に応じて1種類の太陽光を被写体の光源とみなし、ゲイン算出手段は、光源推定手段で被写体の光源とみなすとき用いられた色度の平均を算出し、算出した平均値に対応する色温度情報を用いてゲインを算出することを特徴とするものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、色度検出手段は、撮像手段から出力される撮像信号に基づいて被写体の色度を検出することを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、色度検出手段は、撮像手段とは別に被写体を撮像して色度検出用撮像信号を出力する色度検出用撮像手段を有し、色度検出用撮像手段から出力される色度検出用撮像信号に基づいて被写体の色度を検出することを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置において、光源推定手段は、複数の所定の光源に対応してあらかじめ与えられている複数の色度情報の中から、色度検出手段により検出される色度と略一致する色度情報に対応する光源を推定することを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項4に記載の撮像装置において、
複数の所定の光源は、所定の複数の色温度における太陽光、および所定の複数種類の蛍光灯であり、色度情報は、それぞれの太陽光およびそれぞれの蛍光灯による照明下で略無彩色を示すように離散的に与えられることを特徴とするものである。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
被写界を分割した所定の領域ごとの輝度が第1の所定値より高いか否かを判定する第1の輝度判定手段をさらに備え、色度検出手段は、所定の領域ごとに被写体の色度を検出し、光源推定手段は、第1の輝度判定手段により輝度が高いと判定された領域ごとに当該領域で検出される色度を用いて複数の光源の種類を推定し、各領域で推定された光源の数に応じて1種類の光源を被写体の光源とみなし、ゲイン算出手段は、光源推定手段で被写体の光源とみなすとき用いられた色度の平均を算出し、算出した平均値に対応する色温度情報を用いてゲインを算出することを特徴とするものである。
請求項7の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、ゲイン算出手段は、光源推定手段によりいずれの色温度の太陽光も被写体の光源とみなされないとき、あらかじめ定められている所定の色温度情報を用いてゲインを算出することを特徴とするものである。
請求項8の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、ゲイン算出手段は、被写体を照明する光源および色温度情報を引数としてゲインを出力するLUTを備えることを特徴とするものである。
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の撮像装置において、該撮像装置は電子カメラとすることを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
−第1の実施の形態−
以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形態による一眼レフ電子スチルカメラを説明する図である。図1において、電子スチルカメラは、カメラ本体70と、カメラ本体70に着脱されるファインダ装置80と、レンズ91および絞り92を内蔵してカメラ本体70に着脱される交換レンズ90とを備える。交換レンズ90を通過してカメラ本体70に入射した被写体光は、レリーズ前に点線で示す位置にあるクイックリターンミラー71でファインダ装置80に導かれてファインダマット81に結像するとともに、焦点検出装置36にも結像する。ファインダーマット81に結像した被写体光はさらに、ペンタプリズム82で接眼レンズ83に導かれる一方、プリズム84と結像レンズ85とを通過して色センサ86にも導かれ、色センサ86に被写体像を結像する。レリーズ後はクイックリターンミラー71が実線で示す位置に回動し、被写体光はシャッタ72を介して撮影用の撮像装置73上に結像する。なお、色センサ86は、撮影レンズ91に対して撮像装置73と共役な位置に配設されている。
【0007】
図2は、電子スチルカメラの回路ブロック図である。CPU21には、レリーズボタンに連動する半押しスイッチ22および全押しスイッチ23から、それぞれ半押し信号および全押し信号が入力される。焦点検出装置36は、CPU21からの指令により撮影レンズ91の焦点調節状態を検出する。レンズ駆動装置37は、交換レンズ90に入射する被写体光が撮像装置73の撮像素子26上で結像するようにレンズ91を合焦位置へ駆動する。また、CPU21は、タイミングジェネレータ24およびドライバ25を駆動して撮像装置73の撮像素子26を駆動制御する。アナログ処理回路27とA/D変換回路28の動作タイミングは、タイミングジェネレータ24により制御される。
【0008】
半押しスイッチ22のオン操作に続いて全押しスイッチ23がオン操作されると、クイックリターンミラー71が上方に回動し、交換レンズ90からの被写体光が撮像素子26の受光面上で結像される。撮像素子26はCCDであり、被写体像の明るさに応じた信号電荷を蓄積する。撮像素子26に蓄積された信号電荷はドライバ25によって掃き出され、AGC回路やCDS回路などを含むアナログ信号処理回路27に入力される。入力されたアナログ画像信号は、アナログ信号処理回路27でゲインコントロール、雑音除去等のアナログ処理が施された後、A/D変換回路28によってデジタル信号に変換される。デジタル変換された画像信号は、たとえば、ASICとして構成される画像処理CPU29に導かれ、後述するホワイトバランス調整、輪郭補償、ガンマ補正等の画像前処理が行われる。
【0009】
画像前処理が行なわれた画像データに対してはさらに、JPEG圧縮のためのフォーマット処理(画像後処理)が行なわれ、フォーマット処理後の画像データが一時的にバッファメモリ30に格納される。
【0010】
バッファメモリ30に格納された画像データは、表示画像作成回路31により表示用の画像データに処理され、LCD等のビューファインダー32に撮影結果として表示される。また、バッファメモリ30に記憶された画像データは、圧縮回路33によりJPEG方式で所定の比率にデータ圧縮を受け、フラッシュメモリなどの記録媒体(CFカード)34に記録される。
【0011】
ホワイトバランス調整は、画像処理CPU29で行われる。A/D変換回路28から出力されるR,G,B各色の画像信号のうち、R色とB色の画像信号に対してホワイトバランス調整用のRゲインとBゲインとがそれぞれかけ合わされる。これらホワイトバランス調整用のRゲイン、Bゲインは、ホワイトバランス検出回路35で決定されてメモリ35Dに記憶されている。
【0012】
ホワイトバランス検出回路35は、被写体の色を検出する色センサ86と、色センサ86から出力されるアナログ色信号をデジタル色信号に変換するA/D変換回路35Bと、変換されたデジタル色信号に基づいてホワイトバランス調整係数を生成するCPU35Cと、参照用ルックアップテーブル(LUT)が記録されたメモリ35Dとを含む。CPU35Cは、色センサ86で検出された色信号に基づいてホワイトバランス調整用のRゲインとBゲインとを決定してメモリ35Dに記録する。本実施の形態では、CPU35Cが色センサ86から出力される色信号を用いて被写体を照明する光源を推定し、推定した光源の種類に応じてホワイトバランス調整用ゲインを決定する。そして、画像処理CPU29がCPU35Cによって決定されたホワイトバランス調整用ゲインを用いてホワイトバランス調整を行う。
【0013】
色センサ86は、たとえば、図3に示すように横48列×縦10行に分割された480個の画素を有する1枚の2次元撮像素子である。撮像素子86の表面には、480画素に対応してR色、G色、およびB色のいずれかのフィルタが配設されたカラーフィルタ861が設けられている。被写体光がカラーフィルタ861を通して色センサ86で撮像されることにより、被写体光はR色信号、G色信号およびB色信号に分解されて撮像される。色センサ86から出力される色信号は、R、G、B色の色信号をそれぞれ出力する3つの近接画素を1画素分として、たとえば、横16列×縦10行の160画素分の色信号として出力される。すなわち、色センサ86はその撮像面を160の領域に分割して色信号を出力する。
【0014】
図4および図5は、本実施の形態によるホワイトバランス調整用ゲインを決定する処理の流れを説明するフローチャートである。図4および図5の処理は、電子スチルカメラのレリーズ前に繰り返し行われる。図4のステップS11において、色センサ86に信号電荷が蓄積され、蓄積された電荷信号が色センサ86から掃き出される。掃き出された色信号はA/D変換回路35Bでデジタル色信号に変換された後、CPU35Cに入力される。ステップS12において、CPU35Cは、色センサ86から入力されたそれぞれ160画素分のR、GおよびB色の色信号(480個)について、画素ごとにR色データとG色データの比、B色データとG色データの比をそれぞれ算出してステップS13へ進む。
【0015】
ステップS13において、CPU35Cは、算出した160組の色度データ(R−G)/Gおよび(B−G)/Gについて、無彩色を示すデータがあるか否かを判定する。CPU35Cは無彩色データがある場合にステップS13を肯定判定してステップS14へ進み、無彩色データがない場合にステップS13を否定判定してステップS16へ進む。図6は、色度座標上における無彩色分布を表す図である。図6において、縦軸が(R−G)/G、横軸が(B−G)/Gである。
【0016】
図6において領域1は、色温度3000Kの太陽光に照明される無彩色の被写体の色度を示す領域である。領域2〜領域6は、それぞれ色温度4250K,4520K,5120K,6130K,6620Kの太陽光に照明される無彩色の被写体の色度を示す領域である。また、領域7は、3波長タイプの演色性白色蛍光灯(EX-W)に照明される無彩色の被写体の色度を示す領域である。領域8、領域9は、それぞれ3波長タイプの演色性昼白色蛍光灯(EX-N)、3波長タイプの演色性昼光色蛍光灯(EX-D)に照明される無彩色の被写体の色度を示す領域である。さらに、領域10〜領域12は、それぞれ通常の白色蛍光灯(W)、昼白色蛍光灯(N)、および昼光色蛍光灯(D)に照明される無彩色の被写体の色度を示す領域である。
【0017】
CPU35Cは、算出した色度データ(R−G)/Gおよび(B−G)/Gが図6の領域1〜領域12のいずれかに含まれると無彩色データがあると判定し、領域1〜領域12のいずれにも含まれない場合に無彩色データがないと判定する。図4のステップS14において、CPU35Cは、領域1〜領域12ごとに、すなわち、被写体を照明すると推定される光源ごとに、輝度が第1の閾値を超えるとともに無彩色と判定される色度データの数をカウントして図7,図8のようなヒストグラムを作成し、ステップS15に進む。ここで、輝度の判定は、たとえば、G色の色信号が第1の閾値を超えるか否かで行う。第1の閾値は、色センサ86により検出される色信号が光源の推定に必要な値であるかを判定するために設けらる。図7,図8のヒストグラムによって、色センサ86の160画素分の出力による色度データのうち、光源の推定に必要な輝度を有し、かつ無彩色と判定される色度データが光源ごとに分類されて表される。
【0018】
ステップS15において、CPU35Cは、無彩色か否かを判定した色度データの数をインクリメントしてステップS16へ進む。ステップS16において、CPU35Cは、色センサ86から出力される160組全ての色度データについて無彩色判定したか否かを判定する。CPU35Cは、ステップS15による処理でインクリメントした数が160に達していればステップS16を肯定判定してステップS17へ進み、インクリメントした数が160未満であればステップS16を否定判定してステップS13へ戻る。
【0019】
ステップS17において、CPU35Cは、色センサ86により検出される輝度が第2の閾値を超えるか否かを判定する。ここで、第2の閾値は輝度が十分に高いことを判定するために設けられ、第2の閾値は第1の閾値よりも大きな値が設定される。CPU35Cは、G色の色信号が第2の閾値以下である場合にステップS17を肯定判定して図5のステップS18に進み、G色の色信号の値が第2の閾値を超える場合にステップS17を否定判定してステップS27に進む。
【0020】
図5のステップS18において、CPU35Cは、各種類の光源によって照明される無彩色の被写体の色度を示す領域(図6の領域1〜領域12)のうちで最も数多くの色度データが含まれる領域を選択し、すなわち、光源の種類を選択してステップS19へ進む。ここで、CPU35Cは、含まれる色度データ数が最大となる領域に対応する光源を選ぶことにより、被写体を照明する光源を推定する。ステップS19において、CPU35Cは、最大値を有する領域が2領域以上あるか否かを判定し、2領域以上ある場合はステップS19を肯定判定してステップS20へ進み、2領域未満の場合はステップS19を否定判定してステップS22へ進む。
【0021】
ステップS20において、CPU35Cは、選出された複数の領域に対応する光源が自然光(太陽光)によるものと蛍光灯によるものを含んでいるか否か、すなわち、少なくとも領域1〜領域6のいずれかと、領域7〜領域12のいずれかとを含むか否かを判定する。CPU35Cは、太陽光と蛍光灯とを含む場合にステップS20を肯定判定してステップS21へ進み、太陽光あるいは蛍光灯のいずれか一方しか含まない場合にステップS20を否定判定してステップS23へ進む。
【0022】
ステップS21において、CPU35Cは、蛍光灯による領域7〜領域12の中で色度データ数が最大となる領域を選び、この領域内に含まれる全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出する。なお、ステップS21による処理では、太陽光による領域1〜領域6のデータを用いずに蛍光灯による領域7〜領域12のデータが用いられる。また、蛍光灯による領域7〜領域12の中で最大値を有する領域が2領域以上ある場合は、▲1▼白色蛍光灯、▲2▼昼白色蛍光灯、▲3▼昼光色蛍光灯の優先順に領域が選ばれる。CPU35Cは、選んだ領域内の全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出すると、ステップS26へ進む。
【0023】
上述したステップS19を否定判定して進むステップS22において、CPU35Cは、最も数多くの色度データが含まれる領域内の全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出し、ステップS26へ進む。
【0024】
上述したステップS20を否定判定して進むステップS23において、CPU35Cは、最も数多くの色度データが含まれる領域が太陽光によるものか蛍光灯によるものかを判定する。CPU35Cは、2つ以上の領域がいずれも蛍光灯であると推定する場合にステップS23を肯定判定してステップS25へ進み、2つ以上の領域がいずれも太陽光であると推定する場合にステップS23を否定判定してステップS24へ進む。
【0025】
ステップS24において、CPU35Cは、たとえば、領域3と領域4の中に含まれる全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出し、ステップS26へ進む。ここで、領域3および領域4内のデータを選ぶのは、色温度が5000Kに近い太陽光の領域のデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出するためである。ステップS23を肯定判定して進むステップS25において、CPU35Cは、蛍光灯による領域7〜領域12の中で色度データ数が最大となる領域内に含まれる全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出する。このとき、蛍光灯による領域7〜領域12の中で最大値を有する領域が2領域以上あるので、▲1▼白色蛍光灯、▲2▼昼白色蛍光灯、▲3▼昼光色蛍光灯の優先順に領域が選ばれる。CPU35Cは、選んだ領域内の全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出すると、ステップS26へ進む。
【0026】
ステップS26において、CPU35Cは、算出されたR/GおよびB/Gの平均値に基づいてメモリ35Dから相関色温度を算出する。図9は相関色温度曲線を表す図であり、横軸がR/G、縦軸がB/Gである。R信号およびB信号をG信号で除算することによって、被写体の色における赤色成分と青色成分との度合いを被写体輝度によらず表すことができる。色温度が高くなると青色成分が強くなり、色温度が低くなると赤色成分が強くなる。図9による相関色温度曲線をあらかじめルックアップテーブルとしてメモリ35Dに記憶しておけば、CPU35Cは、R/GおよびB/Gの平均値の算出結果に応じてメモリ35Dから相関色温度を読出すことができる。
【0027】
CPU35Cは、求めた相関色温度を用いてホワイトバランス調整用のRゲインとBゲインとを決定する。図10は、相関色温度とRゲインおよびBゲインとの関係を表す図である。RゲインおよびBゲインの値は、推定した光源により照明される被写体の色を、人の目で見て感じる色により近づけるようにあらかじめ実測により決定し、色温度の関数として表したものである。これらRゲインおよびBゲインの値は、ルックアップテーブルとしてあらかじめメモリ35Dに記憶されており、相関色温度に応じてメモリ35Dから読出される。CPU35Cは、相関色温度からRデータに対するホワイトバランス調整用Rゲイン、およびBデータに対するホワイトバランス調整用Bゲインを決定するとともに、決定したRゲインおよびBゲインをメモリ35Dに記憶して図4および図5の処理を終了する。
【0028】
一方、上述したステップS17を否定判定して進むステップS27において、CPU35Cは、太陽光による領域1〜領域6の中で色度データ数が最大となる領域を選び、ステップS28へ進む。なお、ステップS27による処理では、蛍光灯による領域7〜領域12のデータを用いずに太陽光による領域1〜領域6のデータが用いられる。これは、たとえば、G色の色信号の値が上述した第2の閾値を超える場合に、太陽光を推定光源とみなすためである。ステップS28において、CPU35Cは、最大値を有する領域が2領域以上あるか否かを判定し、2領域以上ある場合はステップS28を肯定判定してステップS29へ進み、2領域未満の場合はステップS28を否定判定してステップS30へ進む。
【0029】
ステップS29において、CPU35Cは、たとえば、領域3と領域4の中に含まれる全ての色度データを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出し、図5のステップS26へ進む。ここで、領域3および領域4内のデータを選ぶのは、色温度が5000Kの太陽光の領域に近いデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出するためである。これは、光源が推定されない場合にあらかじめ定められた色温度情報でゲインを算出することによって、たとえば、夜景撮影時などに適切なゲイン調整を行うことを目的にする。ステップS28を否定判定して進むステップS30において、CPU35Cは、最も数多くの色度データが含まれる領域内の全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出し、図5のステップS26へ進む。
【0030】
以上説明したように決定されたホワイトバランス調整係数は、以降に撮像素子26で撮像される画像データに対して、画像処理CPU29で行われるホワイトバランス調整時に使用される。ホワイトバランス調整は、光源の推定に用いられた色センサ86による色信号の160画素分の検出領域に関係なく、撮像素子26で撮像される全域のR信号およびB信号に対してホワイトバランス調整用のRゲインおよびBゲインがそれぞれかけ合わされることによって行われる。
【0031】
図10に示す相関色温度とRゲインおよびBゲインとの関係は、自然光の下で撮影する場合と、蛍光灯の下で撮影する場合とで必ずしも一致しない。この場合には、ホワイトバランス調整用ゲインを調整する必要が生じる。一般に、自然光の下で撮影したときより蛍光灯の下で撮影したときの方が、撮影されたRGBデータの色温度が高い。この色温度差は図10のRゲインおよびBゲインの値を所定量補正することで補正できる。そこで、RゲインおよびBゲインの値を格納したルックアップテーブルを自然光の下での撮影用(領域1〜領域6に対応)と蛍光灯の下での撮影用(領域7〜領域12に対応)に12組メモリ35Dに用意し、推定された光源の種類に応じて、あらかじめ用意したルックアップテーブルをメモリ35Dから読出すようにする。
【0032】
この実施の形態の特徴についてまとめる。
(1)複数の色温度の太陽光、および複数種類の蛍光灯に応じて無彩色の色度を示す領域1〜領域12をあらかじめ色度座標上に設け、色センサ86の160画素分の色信号出力を用いて色度(R−G)/G、(B−G)/Gを算出する。算出した160組の色度データが最も数多く含まれる領域を上記12個の領域から選び、この領域に対応する光源を推定する。被写界の中から160画素分に分けて色度データを検出するので、被写体の色が無彩色ばかりでなく有彩色で構成される場合でも、160画素分のいずれかの領域には無彩色を示す色度のデータが存在する可能性が高くなり、光源の種類を推定することができる。
(2)領域1〜領域12は、色温度が3000K、4250K、4520K、5120K、6130K、6620Kの太陽光(自然光)、およびそれぞれ白色、昼白色、昼光色の普通蛍光灯と3波長型の演色性蛍光灯の12種類の光源に対応するようにしたので、一般の照明光の全てを推定することができる。この結果、光源が変わっても各光源による光の輝線スペクトルに応じて適切なホワイトバランス調整用ゲインを決定し、高品位のカラー画像を得ることができる。
(3)G色の色信号の値が十分に輝度が高いとされる第2の閾値を超える場合に、太陽光を推定光源とみなすようにした(ステップS27)。G色の色信号の値が十分に大きい場合は、色度データがたとえ蛍光灯の領域7〜領域12のいずれかに最も多く含まれるとしても、太陽光による光源を推定するようにした。一般に、蛍光灯による照明光にはG色が多く含まれる。太陽光の下での風景写真などのように被写界にG色が多く含まれる場合に、誤って蛍光灯を光源とみなすと、ホワイトバランス調整の際にG色の補色で強く色補正することによってカラーフェリアが発生するおそれが生じる。そこで、G色の色信号が第2の閾値を超える場合を太陽光とみなすことによって、上述のカラーフェリアを防止することができる。
(4)G色の色信号の値が光源の推定に必要とされる第1の閾値以下の場合に、光源の推定に用いる色度データとしてカウントせず、ヒストグラムの作成に用いないようにした(ステップS14)ので、推定に用いる信号レベルが低くてノイズの影響を受けることがない上に、被写体を強く照明する光源を推定することが可能になる。
(5)色センサ86をファインダー装置80内に配設するようにしたので、全押しスイッチ23の操作によりミラー71がミラーアップされる前に色センサ86でホワイトバランス検出用データを受光し、ホワイトバランス調整用ゲインを決定してメモリ35Dに記憶しておくことが可能になる。したがって、全押しスイッチ23の操作により行われる撮影シーケンスにおいてホワイトバランス調整用ゲインを決定する必要がないから、撮影シーケンスでホワイトバランス調整用ゲインを決定する場合に比べて撮影処理時間を短縮することができる。
(6)相関色温度とRゲインおよびBゲインとの関係をルックアップテーブルとしてあらかじめメモリ35Dに記憶するようにしたので、演算処理に要する時間を短くすることができる。
【0033】
−第2の実施の形態−
第2の実施の形態の電子スチルカメラの構成および回路ブロック図は、第1の実施の形態の図1の電子スチルカメラの構成および図2の回路ブロック図と共通するのでその説明を省略する。また、色センサ86は、第1の実施の形態と同様に、図3に示すように横48列×縦10行に分割された480個の画素を有する1枚の2次元撮像素子である。色センサ86は、第1の実施の形態と同様に、撮像面を160の領域に分割して色信号を出力する。
【0034】
図11は、第1の実施の形態の図6に対応する図であり、第2の実施の形態における色度座標上における無彩色分布を表す図である。第1の実施の形態の図6に対して、緑領域13が追加されている。第2の実施の形態では、CPU35Cが算出する160組の色度データ(R−G)/Gおよび(B−G)/Gが、緑領域13に属するか否かもカウントする。
【0035】
第2の実施の形態では、もし、緑領域13の個数が最大値を呈する場合、光源は太陽光であると判断して制御する。すなわち、緑領域13の次にカウントが多いのがたとえ蛍光灯の領域7〜12のいずれかであっても、光源は蛍光灯であると判断しない。そして、太陽光の領域1〜6の中から最大のものを選択し、選択された色温度を光源として制御する。これにより、緑色の被写体が太陽光で照射されている場合に、間違っていずれかの蛍光灯により照射されていると判断されることがなくなる。
【0036】
図12は、第2の実施の形態のホワイトバランス調整ゲイン決定処理を表すフローチャートである。第1の実施の形態の図5に対応する部分である。第1の実施の形態の図4に対応する部分は、図4を使用して説明する。
【0037】
図4のステップS13において、CPU35Cは、算出した160組の色度データ(R−G)/Gおよび(B−G)/Gについて、無彩色を示すデータがあるか否かあるいは緑領域13に含まれるデータあるか否かを判定する。CPU35Cは無彩色データあるいは緑領域13に含まれるデータがある場合にステップS13を肯定判定してステップS14へ進み、無彩色データおよび緑領域13に含まれるデータがない場合にステップS13を否定判定してステップS16へ進む。
【0038】
図4のステップS14において、CPU35Cは、領域1〜領域13ごとに色度データの数をカウントして図7,図8のようなヒストグラムを作成し、ステップS15に進む。第2の実施の形態では、図7、図8のヒストグラムに緑領域13を追加して作成する。ステップS15において、CPU35Cは、該当領域の色度データの数をインクリメントしてステップS16へ進む。
【0039】
図12のステップS40において、CPU35Cは、緑領域13が最も数多くの色度データを含むか否かを判断する。緑領域13が最も数多くの色度データを含むと判断するとステップS41に進む。ステップS41において、CPU35Cは、最大値を有する領域が2領域以上あるか否か、すなわち緑領域13以外ににもあるか否かを判定し、2領域以上ある場合はステップS41を肯定判定してステップS43へ進み、2領域未満の場合はステップS41を否定判定してステップS42へ進む。
【0040】
ステップS42において、CPU35Cは、最も数多くの色度データが含まれる領域内の全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出し、ステップS26へ進む。一方、ステップS43において、CPU35Cは、たとえば、領域3と領域4の中に含まれる全てのデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出し、ステップS26へ進む。ここで、領域3および領域4内のデータを選ぶのは、色温度が5000Kに近い太陽光の領域のデータを用いてR/GおよびB/Gの平均値を算出するためである。
【0041】
このようにして、第2の実施の形態では、太陽光で照射されたときに緑を呈する場合もカウントしヒストグラムを作成する。もし、緑領域13の個数が最大値を呈する場合、光源は太陽光であると判断して制御する。これにより、緑色の被写体が太陽光で照射されている場合に、間違っていずれかの蛍光灯により照射されていると判断されることがなくなる。
【0042】
−第3の実施の形態−
第3の実施の形態の電子スチルカメラの構成および回路ブロック図は、第1の実施の形態の図1の電子スチルカメラの構成および図2の回路ブロック図と共通するのでその説明を省略する。また、色センサ86は、第1の実施の形態と同様に、図3に示すように横48列×縦10行に分割された480個の画素を有する1枚の2次元撮像素子である。色センサ86は、第1の実施の形態と同様に、撮像面を160の領域に分割して色信号を出力する。
【0043】
図13〜図15は、第1の実施の形態の図6あるいは第2の実施の形態の図11に対応する図であり、第3の実施の形態における色度座標上における無彩色分布を表す図である。第3の実施の形態では、無彩色として判断するために使用する領域を輝度に応じて選択するようにした。
【0044】
図13は、輝度Bv≧7あるいはBv≦0のときの、色度座標上における無彩色分布1を表す図である。第2の実施の形態の図11に対して、領域1、領域6〜領域13が設定されておらず、領域2〜領域5のみが設定されている。輝度Bvが7以上の明るい場合や、輝度Bvが0以下の暗い場合は、低い色温度や高い色温度をあまり考慮する必要がないためである。すなわち、夜景に類する場面や直接太陽光が当たっている場面と考えられるからである。また、低輝度で蛍光灯下でもフラッシュ等を使用すると考えられるため、蛍光灯照明である可能性も低いと考えられる。
【0045】
図14は、輝度0<Bv<4のときの、色度座標上における無彩色分布2を表す図である。第2の実施の形態の図11と同じであり、領域1〜領域13が設定されている。輝度0<Bv<4では、太陽光、蛍光灯、電球、夕暮れといったありとあらゆる照明に対応する必要があるため、最も多い領域を設定している。また、この輝度範囲においてのみ、第2の実施の形態と同様に、太陽光下の緑色と蛍光灯を誤らないように緑領域13を設定している。
【0046】
図15は、輝度4≦Bv<7のときの、色度座標上における無彩色分布3を表す図である。第2の実施の形態の図11に対して、領域7〜領域13が設定されておらず、領域1〜領域6が設定されている。輝度4≦Bv<7では、蛍光灯や電球の人工光の可能性は低いと思われるが、低色温度、高色温度の照明はあり得るため、輝度Bv≧7あるいはBv≦0のときに比べて領域数を増やしている。
【0047】
図16は、第3の実施の形態によるホワイトバランス調整用ゲインを決定する処理の流れを説明するフローチャートである。第1の実施の形態および第2の実施の形態の図4に対応するフローチャートの一部である。図4のフローチャートと異なる点は、ステップS12の後にステップS40が追加されたのみである。その他のステップは共通するのでその説明は省略する。また、第2の実施の形態の図12のフローチャートとも共通するのでその説明は省略する。
【0048】
ステップS40では、輝度Bvに応じて無彩色として判断する領域の設定を変更する。輝度Bv≧7あるいはBv≦0のときは、領域2〜領域5を使用する。輝度0<Bv<4のときは、領域1〜領域13を使用する。輝度4≦Bv<7のときは、領域1〜領域6を使用する。
【0049】
このようにして、輝度に応じて無彩色として判断する領域を限定することにより、カラーフェリアによる色温度の誤算出を防止することができる。なお、輝度に応じて選択する領域は、上記の内容に限定する必要はない。種々の条件や実験結果に応じて異なる場合も生じる。
【0050】
以上の説明では、一眼レフ電子スチルカメラについて説明したが、一眼レフでない電子スチルカメラにも本発明を適用することができる。この場合、ビームスプリッタやハーフミラーなどを用いて撮像素子26および色センサ86に被写体像を別々に結像させる。また、動画を撮影するビデオカメラにも本発明を適用することができる。
【0051】
また、上述した説明では、撮像素子26および色センサ86を別々に設けたが、撮像素子26が色センサを兼用するようにしてもよい。この場合には、撮像素子26で撮像されたデータを用いて上述したようにホワイトバランス調整用ゲインを決定する。そして、レリーズ操作が行われたときに撮像された被写体画像データに対して、上記のホワイトバランス調整用ゲインによりホワイトバランス調整を行う。
【0052】
上述した色センサ86は、横48列×縦10行に分割された480個の画素を有する2次元撮像素子とし、RGBカラーフィルタ861を設けて160画素分の色信号を出力するようにしたが、画素構成はこのとおりでなくてもよい。
【0053】
また、上述した説明では、電子カメラについて説明したが、電子カメラに限定する必要はない。例えば、CCDカメラつき携帯電話やCCDカメラつきパーソナルコンピュータなどにも本発明を適用することができる。すなわち、撮像素子を有するあらゆる撮像装置に本発明を適用することができる。
【0054】
さらに、パーソナルコンピュータなどのコンピュータが、撮像素子からの画像処理前の撮像信号(画像データ)をそのまま取得し、コンピュータ内のプログラムにより上述した処理を行うようにしてもよい。この場合は、取得した撮像信号を(画像データ)適宜分割して、上述した色センサ86が取得する撮像信号と同程度の撮像信号を取得するようにする。このとき、分割した領域内の画素を適当に選択したり、あるいは平均値を求めるような処理をすればよい。撮像信号(画像データ)は、撮像素子からインターフェースケーブルや無線を介して取得したり、メモリカードやCDなどの記録媒体を介して取得する。
【0055】
パーソナルコンピュータなどにおいて処理する場合、上述した処理に関するプログラムは、CD−ROMなどの記録媒体やインターネットなどのデータ信号を通じて提供することができる。図17はその様子を示す図である。パーソナルコンピュータ100は、CD−ROM104を介してプログラムの提供を受ける。また、パーソナルコンピュータ100は通信回線101との接続機能を有する。コンピュータ102は上記プログラムを提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク103などの記録媒体にプログラムを格納する。通信回線101は、インターネット、パソコン通信などの通信回線、あるいは専用通信回線などである。コンピュータ102はハードディスク103を使用してプログラムを読み出し、通信回線101を介してプログラムをパーソナルコンピュータ100に送信する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波にembodyして、通信回線101を介して送信する。このように、プログラムは、記録媒体や搬送波などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。
【0056】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明すると、交換レンズ90が撮影レンズに、色信号が撮像信号に、撮像装置73(色センサ86)が撮像手段に、(R−G)/Gおよび(B−G)/Gが色度に、CPU35Cが色度検出手段、光源推定手段、第1の輝度判定手段、および第2の輝度判定手段に、CPU35Cおよびメモリ35Dがゲイン算出手段に、色温度がそれぞれ3000K、4250K、4520K、5120K、6130K、6620Kの太陽光(自然光)、および白色、昼白色、昼光色の普通蛍光灯と、白色、昼白色、昼光色の3波長型の演色性蛍光灯とが光源の種類に、R/G−B/G座標上に表した相関色温度曲線、および相関色温度とホワイトバランス調整用ゲインとの関係が色温度情報に、画像処理CPU29がゲイン調整手段に、色度座標上における無彩色分布が色度情報に、色センサ86の160画素分の各々が所定の領域に、第1の閾値が第1の所定値に、第2の閾値が第2の所定値に、それぞれ対応する。
【0057】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、次のような効果を奏する。
(1)請求項1〜9に記載の発明によると、被写体を撮像して出力される撮像信号に基づいて被写体を照明する光源を推定し、光源の種類に基づいて画像処理を行うので高品位の画像を得ることが可能になる。
(2)請求項1〜8に記載の発明による撮像装置では、被写体を撮像して出力される撮像信号を用いて被写体の色度を検出し、この色度を用いて被写体を照明する光源を推定し、推定光源に対応する色温度情報によって算出したゲインで画像信号に対するゲイン調整を行うようにした。したがって、被写体を照明する光源が変わっても推定した光源に対応する色温度情報でゲイン調整を行う結果、適切なホワイトバランス調整を行うことが可能になり、高品位の画像を得ることが可能になる。
(3)請求項1〜8に記載の発明では、複数の所定の光源に対応してあらかじめ複数の色度情報を与え、検出した被写体の色度と略一致する色度情報に対応する光源を推定するようにしたので、厳密に一致させるようにして光源を推定する場合に比べて、推定処理を簡単にできる。
(4)とくに、請求項5に記載の発明では、複数の色温度における太陽光と複数種類の蛍光灯とに対応して色度情報を与えるようにしたので、通常の撮影時に用いられる光源の全てを推定することができる。さらに、略無彩色の色度情報を離散的に与えるようにしたので、被写体の無彩色部分が光源の推定に用いられる結果、被写体の色(有彩色部分)が光源の推定に影響を及ぼすことがない。
(5)とくに、請求項6に記載の発明では、被写界を分割した所定の領域ごとに色度を検出し、上記領域ごとに推定された光源の数に応じて(たとえば、1番数多く推定されたもの)1種類の光源を被写体の光源とみなした上で、たとえば、数多く推定された光源の推定時に用いられた色度の平均値に対応する色温度情報でゲインを算出するようにした。したがって、被写体の色が無彩色ばかりでなく有彩色で構成される場合でも、いずれかの領域で無彩色を示す色度が検出されるので、光源の種類を推定することができる。また、第1の所定値より高い輝度を有する領域で検出される色度を用いるようにしたので、被写体を照明する光源を正しく推定することができる。
(6)とくに、請求項1〜8に記載の発明では、第2の所定値より高い輝度が検出されるとき、上記領域ごとに推定された光源の数に応じて、蛍光灯ではなく1種類の太陽光を被写体の光源とみなした上で、数多く推定された太陽光の推定時に用いられた色度の平均値に対応する色温度情報でゲインを算出するようにした。したがって、たとえば、明るい太陽光の下での風景撮影のように被写体にG色が多く含まれている場合に、G色成分が多い蛍光灯ではなく太陽光とみなすことによって、カラーフェリアを防止することができる。
(7)とくに、請求項7に記載の発明では、光源が推定されない場合にあらかじめ定められた所定の色温度情報でゲインを算出するようにしたので、たとえば、夜景撮影時などに適切なホワイトバランス調整を行うことが可能になる。
(8)とくに、請求項8に記載の発明では、光源および色温度情報を引数としてゲインを出力するルックアップテーブルを備えるようにしたので、演算処理に比べてゲイン決定処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一眼レフ電子スチルカメラの第1の実施の形態の構成を示す図である。
【図2】一眼レフ電子スチルカメラの信号処理系統の第1の実施の形態を示すブロック図である。
【図3】第1の実施の形態の色センサのフィルタ配列を示す図である。
【図4】第1の実施の形態のホワイトバランス調整ゲイン決定処理を表すフローチャートである。
【図5】第1の実施の形態のホワイトバランス調整ゲイン決定処理を表すフローチャートである。
【図6】第1の実施の形態の色度座標上における無彩色分布を表す図である。
【図7】第1の実施の形態の領域ごとのヒストグラムを示す図である。
【図8】第1の実施の形態の領域ごとのヒストグラムを示す図である。
【図9】第1の実施の形態のR/G−B/G座標上に表した相関色温度曲線の図である。
【図10】第1の実施の形態の相関色温度とホワイトバランス調整用ゲインの関係を表す図である。
【図11】第2の実施の形態における色度座標上における無彩色分布を表す図である。
【図12】第2の実施の形態のホワイトバランス調整ゲイン決定処理を表すフローチャートである。
【図13】第3の実施の形態における色度座標上における無彩色分布1を表す図である。
【図14】第3の実施の形態における色度座標上における無彩色分布2を表す図である。
【図15】第3の実施の形態における色度座標上における無彩色分布3を表す図である。
【図16】第3の実施の形態によるホワイトバランス調整用ゲインを決定する処理の流れを説明するフローチャートである。
【図17】プログラムをCD−ROMなどの記録媒体やインターネットなどのデータ信号を通じて提供する様子を示す図である。
【符号の説明】
21,35C…CPU、 22…半押しスイッチ、
23…全押しスイッチ、 26…撮像素子、
28,35B…A/D変換回路、 29…画像処理CPU、
32…ビューファインダー、 33…JPEG圧縮回路、
35…ホワイトバランス検出回路、 35D…メモリ、
73…撮像装置、 86…色センサ、
90…交換レンズ、 861…カラーフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus such as an electronic camera that images a subject and records electronic image data.
[0002]
[Prior art]
The subject image that has passed through the photographic lens is captured by a CCD or the like, and an image processing device that outputs image data and an image processing such as white balance adjustment and γ correction are performed by adjusting an amplification gain for the image data output from the image capturing device. An electronic camera including an image processing circuit is known. The image processing circuit calculates parameters such as R gain and B gain for white balance adjustment, or gradation curve for γ correction based on image data output from the imaging device, using a predetermined algorithm. Is done.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional electronic camera, the white balance adjustment coefficient is calculated so that the average value of the color information of the captured main subject and the background becomes an achromatic color such as white or gray, and the calculated adjustment coefficient is used for image data. White balance adjustment is performed. Generally, when the light source that illuminates the subject changes, the color of the subject appears to change. For example, it becomes a reddish color under sunlight in the morning and evening, and a greenish color under fluorescent light. When conventional white balance adjustment is performed in such a case, there is a possibility that so-called color feria may be generated by correction with complementary colors for red and green, respectively. As a result, white balance adjustment failure tends to occur.
[0004]
The present invention provides an imaging apparatus such as an electronic camera that estimates the type of light source and performs white balance adjustment to prevent color failure.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
According to a second aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first aspect, the chromaticity detection means detects the chromaticity of the subject based on the imaging signal output from the imaging means.
According to a third aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first aspect, the chromaticity detection unit includes a chromaticity detection imaging unit that images a subject and outputs a chromaticity detection imaging signal separately from the imaging unit. The chromaticity of the subject is detected based on the chromaticity detection imaging signal output from the chromaticity detection imaging means.
According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to any one of the first to third aspects, the light source estimation means includes a plurality of pieces of chromaticity information given in advance corresponding to a plurality of predetermined light sources. From this, the light source corresponding to the chromaticity information substantially coincident with the chromaticity detected by the chromaticity detecting means is estimated.
The invention of
The plurality of predetermined light sources are sunlight at a predetermined plurality of color temperatures and a plurality of predetermined types of fluorescent lamps, and the chromaticity information is substantially achromatic under illumination by the respective sunlight and each fluorescent lamp. As shown, it is given discretely.
The invention of
First luminance determination means for determining whether the luminance for each predetermined area obtained by dividing the object scene is higher than a first predetermined value, and the chromaticity detection means for the color of the subject for each predetermined area The light source estimating means estimates the types of a plurality of light sources using the chromaticity detected in the area for each area determined to have high brightness by the first brightness determining means, According to the estimated number of light sources, one type of light source is regarded as the light source of the subject, and the gain calculating means calculates the average of the chromaticities used when the light source estimating means regards the light source of the subject, and calculates the average value The gain is calculated using the color temperature information corresponding to.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image pickup apparatus according to the first aspect, the gain calculating means determines a predetermined color when sunlight having any color temperature is not regarded as a light source of the subject by the light source estimating means. The gain is calculated using temperature information.
According to an eighth aspect of the present invention, in the imaging device according to any one of the first to seventh aspects, the gain calculating means includes a light source that illuminates the subject and an LUT that outputs gain using the color temperature information as an argument. It is a feature.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
-First embodiment-
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a single-lens reflex electronic still camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the electronic still camera includes a
[0007]
FIG. 2 is a circuit block diagram of the electronic still camera. The
[0008]
When the full-
[0009]
The image data that has undergone image preprocessing is further subjected to format processing (image post processing) for JPEG compression, and the image data after the format processing is temporarily stored in the
[0010]
The image data stored in the
[0011]
White balance adjustment is performed by the
[0012]
The white
[0013]
The
[0014]
4 and 5 are flowcharts for explaining the flow of processing for determining the white balance adjustment gain according to the present embodiment. 4 and 5 are repeatedly performed before the electronic still camera is released. In step S <b> 11 of FIG. 4, signal charges are accumulated in the
[0015]
In step S13, the
[0016]
In FIG. 6, a
[0017]
The
[0018]
In step S15, the
[0019]
In step S <b> 17, the
[0020]
In step S18 of FIG. 5, the
[0021]
In step S20, the
[0022]
In step S21, the
[0023]
In step S22 which proceeds after making a negative determination in step S19 described above, the
[0024]
In step S23, which proceeds after making a negative determination in step S20 described above, the
[0025]
In step S24, for example, the
[0026]
In step S26, the
[0027]
The
[0028]
On the other hand, in step S27 that proceeds with a negative determination in step S17 described above, the
[0029]
In step S29, for example, the
[0030]
The white balance adjustment coefficient determined as described above is used at the time of white balance adjustment performed by the
[0031]
The relationship between the correlated color temperature, the R gain, and the B gain shown in FIG. 10 does not necessarily match between when shooting under natural light and when shooting under fluorescent light. In this case, it is necessary to adjust the white balance adjustment gain. Generally, the color temperature of the captured RGB data is higher when shooting under fluorescent light than when shooting under natural light. This color temperature difference can be corrected by correcting the R gain and B gain values of FIG. 10 by a predetermined amount. Therefore, look-up tables storing R gain and B gain values are used for photographing under natural light (corresponding to
[0032]
The features of this embodiment will be summarized.
(1)
(2)
(3) When the value of the color signal of G color exceeds the second threshold value with which the luminance is sufficiently high, sunlight is regarded as an estimated light source (step S27). When the value of the G color signal is sufficiently large, the light source by sunlight is estimated even if the chromaticity data is contained most in any one of the
(4) When the value of the G color signal is below the first threshold required for light source estimation, it is not counted as chromaticity data used for light source estimation and is not used for histogram creation. Since (Step S14), the signal level used for estimation is low and is not affected by noise, it is possible to estimate the light source that strongly illuminates the subject.
(5) Since the
(6) Since the relationship between the correlated color temperature, the R gain, and the B gain is stored in advance in the
[0033]
-Second Embodiment-
The configuration and circuit block diagram of the electronic still camera of the second embodiment are the same as the configuration of the electronic still camera of FIG. 1 of the first embodiment and the circuit block diagram of FIG. Similarly to the first embodiment, the
[0034]
FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 6 of the first embodiment, and represents an achromatic color distribution on the chromaticity coordinates in the second embodiment. A
[0035]
In the second embodiment, if the number of
[0036]
FIG. 12 is a flowchart illustrating white balance adjustment gain determination processing according to the second embodiment. It is a part corresponding to FIG. 5 of 1st Embodiment. Parts corresponding to FIG. 4 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
[0037]
In step S13 of FIG. 4, the
[0038]
In step S14 of FIG. 4, the
[0039]
In step S40 of FIG. 12, the
[0040]
In step S42, the
[0041]
In this way, in the second embodiment, a histogram is created by counting even when green is emitted when irradiated with sunlight. If the number of
[0042]
-Third embodiment-
The configuration and circuit block diagram of the electronic still camera of the third embodiment are the same as the configuration of the electronic still camera of FIG. 1 of the first embodiment and the circuit block diagram of FIG. Similarly to the first embodiment, the
[0043]
FIGS. 13 to 15 are diagrams corresponding to FIG. 6 of the first embodiment or FIG. 11 of the second embodiment, and represent the achromatic color distribution on the chromaticity coordinates in the third embodiment. FIG. In the third embodiment, the region used for determining as an achromatic color is selected according to the luminance.
[0044]
FIG. 13 is a diagram showing the
[0045]
FIG. 14 is a diagram illustrating the
[0046]
FIG. 15 is a diagram illustrating the
[0047]
FIG. 16 is a flowchart for explaining the flow of processing for determining the white balance adjustment gain according to the third embodiment. FIG. 5 is a part of a flowchart corresponding to FIG. 4 of the first embodiment and the second embodiment. The only difference from the flowchart of FIG. 4 is that step S40 is added after step S12. Since other steps are common, description thereof is omitted. Moreover, since it is common to the flowchart of FIG. 12 of the second embodiment, the description thereof is omitted.
[0048]
In step S40, the setting of the area determined as an achromatic color is changed according to the luminance Bv. When the brightness Bv ≧ 7 or Bv ≦ 0, the
[0049]
In this way, by limiting the area determined as an achromatic color according to the luminance, it is possible to prevent erroneous calculation of the color temperature due to the color feria. Note that the area selected in accordance with the luminance need not be limited to the above contents. Different cases may occur depending on various conditions and experimental results.
[0050]
In the above description, a single-lens reflex electronic still camera has been described. However, the present invention can also be applied to an electronic still camera that is not a single-lens reflex camera. In this case, subject images are separately formed on the
[0051]
In the above description, the
[0052]
The
[0053]
In the above description, the electronic camera has been described. However, the present invention is not limited to the electronic camera. For example, the present invention can be applied to a mobile phone with a CCD camera, a personal computer with a CCD camera, and the like. In other words, the present invention can be applied to any imaging device having an imaging element.
[0054]
Furthermore, a computer such as a personal computer may acquire an image signal (image data) before image processing from the image sensor as it is and perform the above-described processing by a program in the computer. In this case, the acquired image pickup signal (image data) is appropriately divided so that an image pickup signal equivalent to the image pickup signal acquired by the
[0055]
When processing in a personal computer or the like, a program related to the above-described processing can be provided through a recording medium such as a CD-ROM or a data signal such as the Internet. FIG. 17 is a diagram showing this state. The
[0056]
The correspondence between each constituent element in the claims and each constituent element in the embodiment of the invention will be described. The
[0057]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention has the following effects.
(1)
(2) In the imaging device according to the first to eighth aspects of the present invention, the chromaticity of the subject is detected using an imaging signal output by imaging the subject, and a light source that illuminates the subject using the chromaticity is provided. Then, gain adjustment is performed on the image signal with the gain calculated based on the color temperature information corresponding to the estimated light source. Therefore, even if the light source that illuminates the subject changes, gain adjustment is performed with the color temperature information corresponding to the estimated light source. As a result, appropriate white balance adjustment can be performed, and a high-quality image can be obtained. Become.
(3) In the inventions according to
(4) In particular, in the invention described in
(5) In particular, in the invention described in
(6) In particular, in the inventions according to
(7) In particular, in the invention described in
(8) In particular, in the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a first embodiment of a single-lens reflex electronic still camera.
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of a signal processing system of a single-lens reflex electronic still camera.
FIG. 3 is a diagram illustrating a filter arrangement of the color sensor according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing white balance adjustment gain determination processing according to the first embodiment;
FIG. 5 is a flowchart illustrating white balance adjustment gain determination processing according to the first embodiment;
FIG. 6 is a diagram illustrating an achromatic color distribution on chromaticity coordinates according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a histogram for each region according to the first embodiment;
FIG. 8 is a diagram illustrating a histogram for each region according to the first embodiment;
FIG. 9 is a diagram of a correlated color temperature curve represented on R / GB / G coordinates according to the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a correlated color temperature and a white balance adjustment gain according to the first embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an achromatic color distribution on chromaticity coordinates in the second embodiment.
FIG. 12 is a flowchart illustrating white balance adjustment gain determination processing according to the second embodiment;
FIG. 13 is a diagram illustrating an
FIG. 14 is a diagram illustrating an
FIG. 15 is a diagram illustrating an
FIG. 16 is a flowchart illustrating a flow of processing for determining a white balance adjustment gain according to the third embodiment;
FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which a program is provided through a recording medium such as a CD-ROM or a data signal such as the Internet.
[Explanation of symbols]
21, 35C ... CPU, 22 ... half-press switch,
23 ... Full press switch, 26 ... Image sensor,
28, 35B ... A / D conversion circuit, 29 ... Image processing CPU,
32 ... Viewfinder, 33 ... JPEG compression circuit,
35 ... White balance detection circuit, 35D ... Memory,
73 ... Imaging device, 86 ... Color sensor,
90 ... Interchangeable lens, 861 ... Color filter
Claims (9)
前記被写体の色度を検出する色度検出手段と、
前記色度検出手段により検出される色度を用いて前記被写体を照明する光源の種類を推定する光源推定手段と、
前記光源推定手段により推定される光源に対応する色温度情報を用いてゲインを算出するゲイン算出手段と、
前記撮像手段から出力される前記撮像信号に対して前記ゲイン算出手段により算出されるゲインをかけてゲイン調整を行うゲイン調整手段と、
被写体を分割した所定の領域ごとの輝度が第2の所定値より高いか否かを判定する第2の輝度判定手段を備え、
前記光源推定手段は、前記第2の輝度判定手段により輝度が高いと判定されているとき、各領域ごとに当該領域で検出される色度を用いて前記複数の光源の種類を推定し、各領域で推定された光源の数に応じて1種類の太陽光を前記被写体の光源とみなし、
前記ゲイン算出手段は、前記光源推定手段で前記被写体の光源とみなすとき用いられた色度の平均を算出し、算出した平均値に対応する色温度情報を用いてゲインを算出することを特徴とする撮像装置。An image pickup means for picking up an image of a subject passing through the taking lens and outputting an image pickup signal;
Chromaticity detection means for detecting the chromaticity of the subject;
Light source estimation means for estimating the type of light source that illuminates the subject using chromaticity detected by the chromaticity detection means;
Gain calculating means for calculating gain using color temperature information corresponding to the light source estimated by the light source estimating means;
Gain adjustment means for performing gain adjustment by applying a gain calculated by the gain calculation means to the imaging signal output from the imaging means;
A second luminance determining means for determining whether or not the luminance for each predetermined area obtained by dividing the subject is higher than a second predetermined value;
The light source estimation unit estimates the types of the plurality of light sources using the chromaticity detected in each region for each region, when the second luminance determination unit determines that the luminance is high. Depending on the number of light sources estimated in the area, one type of sunlight is considered as the light source of the subject,
The gain calculating unit calculates an average of chromaticity used when the light source estimating unit considers the light source of the subject, and calculates a gain using color temperature information corresponding to the calculated average value. An imaging device.
前記色度検出手段は、前記撮像手段から出力される前記撮像信号に基づいて前記被写体の色度を検出することを特徴とする撮像装置。The imaging apparatus according to claim 1,
The chromaticity detection unit detects the chromaticity of the subject based on the imaging signal output from the imaging unit.
前記色度検出手段は、前記撮像手段とは別に前記被写体を撮像して色度検出用撮像信号を出力する色度検出用撮像手段を有し、前記色度検出用撮像手段から出力される前記色度検出用撮像信号に基づいて前記被写体の色度を検出することを特徴とする撮像装置。The imaging apparatus according to claim 1,
The chromaticity detection unit includes a chromaticity detection imaging unit that images the subject and outputs a chromaticity detection imaging signal separately from the imaging unit, and is output from the chromaticity detection imaging unit. An image pickup apparatus that detects chromaticity of the subject based on an image pickup signal for chromaticity detection.
前記光源推定手段は、複数の所定の光源に対応してあらかじめ与えられている複数の色度情報の中から、前記色度検出手段により検出される色度と略一致する色度情報に対応する光源を推定することを特徴とする撮像装置。The imaging device according to any one of claims 1 to 3,
The light source estimation means corresponds to chromaticity information that substantially matches the chromaticity detected by the chromaticity detection means from among a plurality of chromaticity information given in advance corresponding to a plurality of predetermined light sources. An imaging device characterized by estimating a light source.
前記複数の所定の光源は、所定の複数の色温度における太陽光、および所定の複数種類の蛍光灯であり、
前記色度情報は、前記それぞれの太陽光および前記それぞれの蛍光灯による照明下で略無彩色を示すように離散的に与えられることを特徴とする撮像装置。The imaging apparatus according to claim 4,
The plurality of predetermined light sources are sunlight at a predetermined plurality of color temperatures, and a predetermined plurality of types of fluorescent lamps,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the chromaticity information is discretely given so as to show a substantially achromatic color under illumination by each of the sunlight and each of the fluorescent lamps.
被写界を分割した所定の領域ごとの輝度が第1の所定値より高いか否かを判定する第1の輝度判定手段をさらに備え、
前記色度検出手段は、前記所定の領域ごとに前記被写体の色度を検出し、
前記光源推定手段は、前記第1の輝度判定手段により輝度が高いと判定された領域ごとに当該領域で検出される色度を用いて前記複数の光源の種類を推定し、各領域で推定された光源の数に応じて1種類の光源を前記被写体の光源とみなし、
前記ゲイン算出手段は、前記光源推定手段で前記被写体の光源とみなすとき用いられた色度の平均を算出し、算出した平均値に対応する色温度情報を用いてゲインを算出することを特徴とする撮像装置。In the imaging device according to any one of claims 1 to 5,
A first luminance determining means for determining whether or not the luminance for each predetermined area obtained by dividing the object scene is higher than a first predetermined value;
The chromaticity detection means detects the chromaticity of the subject for each of the predetermined areas,
The light source estimation unit estimates the types of the plurality of light sources using the chromaticity detected in the region for each region determined to have high luminance by the first luminance determination unit, and is estimated in each region. Depending on the number of light sources, one type of light source is considered as the light source of the subject,
The gain calculating unit calculates an average of chromaticity used when the light source estimating unit considers the light source of the subject, and calculates a gain using color temperature information corresponding to the calculated average value. An imaging device.
前記ゲイン算出手段は、前記光源推定手段によりいずれの色温度の太陽光も前記被写体の光源とみなされないとき、あらかじめ定められている所定の色温度情報を用いてゲインを算出することを特徴とする撮像装置。The imaging apparatus according to claim 1,
The gain calculating means calculates a gain using predetermined color temperature information determined in advance when sunlight of any color temperature is not regarded as the light source of the subject by the light source estimating means. Imaging device.
前記ゲイン算出手段は、前記被写体を照明する光源および前記色温度情報を引数として前記ゲインを出力するLUTを備えることを特徴とする撮像装置。In the imaging device according to any one of claims 1 to 7,
The imaging apparatus, wherein the gain calculating means includes a light source that illuminates the subject and an LUT that outputs the gain using the color temperature information as an argument.
該撮像装置は電子カメラであることを特徴とする撮像装置。In the imaging device according to any one of claims 1 to 8 ,
The imaging apparatus is an electronic camera.
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