JP4067775B2 - ホワイトバランス調整装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラなどに搭載されるホワイトバランス調整装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤなどの撮像素子を用いたデジタルカメラ、ビデオカメラにおいては、被写体を照らす光源の色温度に対して適正なカラーバランス調整を行わないと、人間の脳が無意識のうちに色補正をかけた結果の視覚と色調にギャップが生じるために、見る側において違和感を感じることがある。
【０００３】
このため、一般に、デジタルカメラには、白色光源の色が無彩色となるようにカラーバランスを自動補正することにより、日常目にする白色光源下で撮影された写真における色調の違和感を軽減するためのオートホワイトバランス制御装置が、搭載されている。
【０００４】
しかし、光源の色をどの程度無彩色に近づければ、適正な色調となるかは、撮影目的や、評価者の個人差或いは好みによるため、かならずしも一定の条件とならない。
【０００５】
一方、オートホワイトバランス機能は、画像データや色温度センサなどによって撮影条件を自動判定し、同一の被写体に対して一定の色調に調整する。このため、撮影者の好む色調の個人差は、反映されず、撮影者の意図しない過度の補正がかかったり、逆に補正不足になったりすることは避けられない問題となっている。
【０００６】
このため、多くのデジタルカメラでは、統計的に利用者の多くがもっとも好ましく感じる補正がなされるオートホワイトバランス制御装置を目標に設計を行うとともに、ある程度、撮影者が色調子を選択できるように、あらかじめ代表的な光源に対して色調が合うホワイトバランス調整状態をカメラに記憶させておき、それを撮影者が選択操作するように、マニュアルホワイトバランスモードが搭載されている。
【０００７】
また、さらに自由に色調整が行えるように、たとえば特開平6-98344に示されるホワイトバランス制御装置においては、ユーザが任意の色合いに調整できるホワイトバランス制御装置を得るために、微調制御部を設け、オートホワイトバランス制御信号と撮影者が任意に設定した微調制御信号を加算した結果をホワイトバランス調整用のゲインコントロールアンプにかけている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術のホワイトバランス制御装置においては、あらかじめ記憶された調整状態を選択するマニュアルホワイトバランスモードでは、代表的な光源の色温度をひとつ選択できるにすぎないため、あらかじめ記憶された調整状態のいずれとも光源に色温度が一致しない際に不自然な色調となる。
【０００９】
また、多くの種類の光源に対応するために、あらかじめ記憶させておく調整状態の数を多くすると、撮影の際の選択肢が増えすぎて、カメラの利便性を損なう問題がある。
【００１０】
また、微調制御部を設けて撮影者が任意の調整を行うことが可能なホワイトバランス制御装置においては、あらゆる光源下で任意の色調で撮影が可能であるが、撮影者は撮影条件ごとにビデオモニタなどの画像表示装置上で色調を確認しながら、色調の調整操作を行わなければならず、カメラの利便性を損なう問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を改善するために、デジタルカメラ等のホワイトバランス調整装置において、簡単な操作で光源色温度のずれにしたがった色の自動補正強度を設定可能とすることで、撮影条件に応じた色調で画像を記録し、撮影目的や記憶色の個人差を吸収可能なホワイトバランス調整装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のホワイトバランス調整装置は、被写体を照らす光源の色温度を、撮像されたカラー画像データから測定して、その光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値を自動検出するオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス調整装置において、撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、あらかじめ設定された特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理が施こされ、この加重平均処理結果の値が画像記録時のホワイトバランス調整値として用いられ、前記重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、前記ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のホワイトバランス調整装置は、あらかじめ設定するホワイトバランス調整値は、晴天下の太陽光の色温度に対してホワイトバランスが適正となる値とされていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のホワイトバランス調整装置は、被写体を照らす光源の色温度を撮像されたカラー画像データから測定して、その光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値を自動検出するオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス調整装置において、あらかじめ特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値が複数個記憶され、撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、その複数個のホワイトバランス調整値から撮影者によって選択されたひとつの色温度の光源に対するホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理が施され、この加重平均処理結果の値が画像記録時のホワイトバランス調整値として用いられ、前記重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、前記ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかるデジタルカメラ・デジタルビデオカメラ等のホワイトバランス調整装置の構成と動作を図面をもとにして説明する。
【００１８】
図１は本発明のホワイトバランス調整装置を搭載したデジタルカメラのブロック図である。１は鏡筒であり、光学レンズ、絞り、メカニカルシャッターにより構成され、外部からの制御信号にしたがって、レンズ、絞り、メカニカルシャッターがそれぞれ駆動され、焦点距離、露光量が調整される。２は撮像素子であり、カラーＣＣＤ（ChargeCoupledDevice）およびＣＤＳ（２重相関サンプリング回路）より構成され、鏡筒１を通過した光をＣＣＤで受光した後ノイズ低減された電気信号に変換する。３はＡ／Ｄコンバータであり、撮像素子２からの電気信号をデジタル画像信号に変換する。４はＲＧＢ分離回路であり、デジタル信号をＣＣＤのカラーフィルタの配列にしたがって、色成分ごとに信号分離を行う。本実施例では、ＣＣＤのカラーフィルタとして、Ｒ、Ｇ、Ｂの３成分が使われているものとする。すなわち、ＲＧＢ分離回路４によって、デジタル画像信号はＲ、Ｇ、Ｂの３成分に分離される。
【００１９】
５はホワイトバランスゲイン調整回路であり、外部より入力されるＲゲイン制御信号とＢゲイン制御信号にしたがって、Ｒ成分の画像信号とＢ成分の画像信号をデジタル演算によって増減し、ホワイトバランス調整を行う。
【００２０】
６は信号処理回路であり、撮像素子２におけるＣＣＤが単板式である場合は色補間処理を行い、不足している色情報を周辺画素の色信号から補間して、記録画像サイズのフルカラーデータを演算するとともに、補間処理によって輪郭がぼけた画像の輪郭を強調するアパーチャ補正処理を演算する。
【００２１】
７はガンマ補正処理であり、表示装置などに合わせた階調特性のγ補正処理を行う。８は出力装置であり、画像表示装置、または画像データを記録するメモリで構成される。被写体からの反射光は、上記の一連の処理を経て、最終的に写真として鑑賞される形式の画像データとして、８の出力装置に出力される。
【００２２】
次に本発明に特に関連の高い部分である撮影制御系の動作について説明する。
【００２３】
９はブロック分割回路である。ブロック分割回路９は、ＲＧＢ分離回路４でＲ、Ｇ、Ｂのフィルタごとに分離された画像データを、図２に示すように、画面上で複数の細かい領域に領域分割して、それぞれの領域のＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値を演算して、ホワイトバランス制御用の評価値として出力する。
【００２４】
図２の例では、画面を水平１６個×垂直８個の領域に分割しているので、１２８（＝１６×８）個のＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値、すなわち合計３８４個の評価値が出力されることになる。
【００２５】
なお、図１の点線で囲まれた範囲のデジタル信号処理ブロック１３は、単純なデジタル演算処理が高速に繰返して処理される部分であるため、論理回路による専用ＬＳＩで回路を構成することが望ましい。デジタル信号処理ブロック１３内の処理は外部より入力されるタイミング制御信号にしたがって、同期制御される。
【００２６】
１０はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）であり、カメラ全体のシステム制御、ホワイトバランス等の撮影制御量の演算等を行う。撮影を行う際、マイコン１０からは、鏡筒１に対しては、レンズ、絞り、メカニカルシャッターの駆動系に対して駆動制御信号を出力し、また、図１の点線で囲むデジタル信号ブロック１３に含まれる回路に対しては、画像データ転送の同期をとるためのタイミング制御信号と、ホワイトバランスゲインの調整値として、Ｒゲイン制御信号とＢゲイン制御信号を出力する。また、出力装置８に対しても、画像表示制御、あるいは画像記録制御信号を出力する。
【００２７】
１１は調整ＲＯＭであり、各種の調整用のデータがＲＯＭ１１に保持されている。マイコン１０は調整ＲＯＭ１１のデータを読み出して、ホワイトバランスの制御等の処理に用いる。
【００２８】
１２は操作パネルであり、撮影者がホワイトバランスに関連する設定をボタン操作、あるいはダイヤル操作によって行うインターフェースを備えており、操作内容を伝える制御信号は、マイコン１０に対して出力される。
【００２９】
本発明の実施の形態にかかるデジタルカメラにおけるホワイトバランス調整処理は、マイコン１０で実行されるプログラム処理によって行われるので、以下にその詳細について説明する。
【００３０】
本発明の第 1 の実施形態であるデジタルカメラのホワイトバランス調整装置においては、いずれも、まず、はじめにオートホワイトバランスプログラムによりＲゲインとＢゲインの値を決定する。
【００３１】
オートホワイトバランスの処理については、この実施の形態のデジタルカメラでは、ブロック分割回路９から出力される画面の色情報のうち、黒体輻射に従って人間の目が白と感じる色温度の範囲に含まれる領域のみを選択し、選択された領域の色の積算値から、現在のホワイトバランス制御状態の色ずれ量を算出する方式とする。
【００３２】
ブロック分割回路の出力はＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値であるが、Ｒ積算値あるいはＢ積算値が０でない限り、これらの値を
ｒゲイン ＝Ｇ積算値／Ｒ積算値
ｂゲイン ＝Ｇ積算値／Ｂ積算値
によって、領域ごとに１６×８＝１２８個のｒゲイン、ｂゲインの値に変換する。
【００３３】
これらの値を図３に示すように、ｒゲイン、ｂゲイン座標上の位置に置き換える。図３における点線の領域は、黒体輻射に沿って人間の目が白に感じる光源の色温度の範囲をｒゲイン、ｂゲイン座標上に示したものである。よって、ブロック分割回路９の出力をｒゲイン、ｂゲイン座標上に展開した際の位置が、この点線で示された範囲に含まれるか、含まれないかを判定することで、各領域が白かどうかの判定を行うことが可能となる。
【００３４】
すなわち、図３の例では、点線内の斜線で示された範囲に含まれるドットに対応した領域を、白と判定する。本実施例のオートホワイトバランス機能では、白と判定されたすべての領域のｒゲインの値とｂゲインの値の平均値をオートホワイトバランス制御用のＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Bゲイン＿Ａｕｔｏとして算出するものとする。
【００３５】
計算例を示すと、ある被写体に対して、白検出されたブロックのＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値につき、
Ｒ積算値 ＝５
Ｇ積算値 ＝１０
Ｂ積算値 ＝２０
であったとき、
ｒゲイン＝１０／５ ＝２．０
ｂゲイン＝１０／２０＝０．５
となる。
【００３６】
この計算結果をホワイトバランスゲインの係数として入力信号のＲ信号とＢ信号にかけると、出力側でのＲ積算値＿ｏｕｔ、Ｂ積算値＿ｏｕｔはそれぞれ、
となり、
Ｒ積算値＿ｏｕｔ＝Ｇ積算値＝Ｂ積算値＿ｏｕｔ＝１０
すなわち、
Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１
の無彩色に補正されることになる。
【００３７】
本発明の各実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置においては、上記の実施の形態等のマイコン１０で実行されるオートホワイトバランスプログラムによって、オートホワイトバランス調整装置がはじめに算出されるものとする。
【００３８】
尚、この実施の形態はホワイトバランス補正強度調整に関するものなので、オートホワイトバランスの方式自体については、特定の方式に限らず、外部色温度センサーを用いた方式や、画面の色差の総和を０に補正するなどの他の方式によってオートホワイトバランスゲインを求めても良い。
【００３９】
次に、各請求項に対応する実施の形態のホワイトバランス調整処理に関して、マイコン１０で実行される処理について説明する。
【００４０】
本発明の第 1 ないし第 4 の実施形態であるホワイトバランス調整装置においては、オートホワイトバランスプログラムによって算出されたＲゲイン＿Ａuto、Ｂゲイン＿Ａutoと、調整ＲＯＭ１１にあらかじめ特定の光源の色が無彩色となるように設定されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆの双方を参照し、調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定された重みパラメータにしたがって加重平均値を演算した結果を最終的に画像記録する際に用いるＲゲイン、Ｂゲインとして、ゲイン調整回路５にフィードバック制御をかける。
【００４１】
本実施の形態では、重みパラメータを０から１０の間の任意の値とし、重み０で１００％オートホワイトバランスによって算出されたゲインとなり、重み１０で１００％あらかじめ設定された特定光源色温度に対するゲインとなる処理がなされるものとする。
【００４２】
一例として、オートホワイトバランスで算出されたゲイン、あらかじめ設定されたゲイン、重みパラメータが、それぞれ
Ｒゲイン＿Ａｕｔｏ＝２．０
Ｂゲイン＿Ａｕｔｏ＝０．５
Ｒゲイン＿Ｒｅｆ ＝１．０
Ｂゲイン＿Ｒｅｆ ＝１．０
重みパラメータ ＝２
であるならば、ホワイトバランス調整値のＲゲイン、Ｂゲインは、次の加重平均式にしたがって、
となる。
【００４３】
ここで、重みパラメータは２であるので、オートホワイトバランスで算出されたゲインと、あらかじめ設定されたゲインが８：２で加重されたことになる。
【００４４】
本発明の第 1 の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置においては、調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定しておくゲインを晴天下の太陽光の色に対するホワイトバランスが適正になる値を設定しておくものとする。
【００４５】
本発明の第 1 の実施の形態のホワイトバランス調整装置におけるホワイトバランス調整の手順を図４に示す。
【００４６】
図４において、スタートフラグ後のステップＳ１１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、ステップＳ１２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。
【００４７】
ステップＳ１３では、外部の調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定記憶されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆと重みパラメータを読み取り参照する。
【００４８】
ステップＳ１４では、上述の加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインＲゲイン、Ｂゲインの計算を行う。
【００４９】
ステップＳ１５では、ステップＳ１４で計算された荷重処理結果のゲインによって図１のホワイトバランスゲイン調整回路１５に対してホワイトバランス調整制御を行う。
【００５０】
ステップＳ１６では再度、露光を行い、最後にステップＳ１７で画像出力して終了する。
【００５１】
本発明の第 2 の実施形態にかかるホワイトバランス調整装置は、調整ＲＯＭ１１に複数のＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆ、重みパラメータのセットをあらかじめ記憶させておく。これらの値は、日常目にする代表的な白色光源に対して、ホワイトバランスが適正になる値とする。
【００５２】
この実施の形態では、晴天太陽光、曇天太陽光、蛍光灯、白熱灯を代表的な白色光源として、４つのセットの調整値をあらかじめ記憶させておくものとしている。代表光源のうち、どの白色光源に対する値をホワイトバランス制御に用いるかは、撮影者が操作パネル１２に表示される４セットの選択ボタンを操作して選択する。マイコン１０で処理されるプログラムでは、選択された結果にしたがって、調整ＲＯＭ１１から設定値を１セット参照して、ホワイトバランス制御を行う。
【００５３】
本発明の第２の実施形態にかかるデジタルカメラのホワイトバランス調整の手順を図５に示す。
【００５４】
図５において、スタート後のステップＳ２１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、次のステップＳ２２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。次に、ステップＳ２３で、操作パネル１２で撮影者がボタン操作を行った状態を調べ、ステップＳ２４でどの白色光源が選択されたかを判定する。ステップＳ２５では、ステップＳ２４で判定された結果にしたがって、調整ＲＯＭ１１に設定されている晴天、曇天、蛍光灯、白熱灯のいずれかから１セットとされたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆと重みパラメータを参照する。ステップＳ２６では上述の加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインＲゲイン、Ｂゲインの計算を行う。次のステップＳ２７では、ステップＳ２６で計算された結果のゲインによって図１のホワイトバランスゲイン調整回路５に対してホワイトバランス制御を行い、ステップＳ２８で再度、露光を行う。最後にステップＳ２９で画像出力して終了する。
【００５５】
本発明の第 3 のデジタルカメラの実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置においては、調整ＲＯＭ１１にはＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆのデータがあらかじめ設定され、重みパラメータは、操作パネル１２における補正強度調整ダイヤルを撮影者が操作することによって、任意の状態に設定可能とされている。マイコン１０で処理されるプログラムでは、ダイヤル操作で設定された重みパラメータの値を参照して、ホワイトバランス制御を行う。
【００５６】
この時、操作パネルの補正強度調整ダイヤルは、たとえば目盛の「強」から「弱」の間が、重みパラメータの０から１０に相当するように設定できる。
【００５７】
本発明の第 3 の実施の形態にかかるデジタルカメラにおけるホワイトバランス調整の手順を図６に示す。
【００５８】
図６において、ステップＳ３１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、次のステップＳ３２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。ステップＳ３３では、操作パネル１２で撮影者がダイヤル操作で設定した重みパラメータを参照し、ステップＳ３４において、外部の調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆを参照し、ステップＳ３５で加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインＲゲイン、Ｂゲインの計算を行う。
【００５９】
ステップＳ３６では、ステップＳ３５で計算された結果のゲインによってホワイトバランスゲイン調整回路５に対してホワイトバランス制御を行い、ステップＳ３７で再度、露光を行う。最後にステップＳ３８で画像を出力して終了する。
【００６０】
本発明の第 3 の実施形態のホワイトバランス調整装置における重みパラメータ調整の手順は、第2の実施形態にかかるホワイトバランス調整装置における代表光源の選択操作と併用することも可能である。
【００６１】
この場合には、図６におけるステップＳ３４の処理を、発明の第 2 の実施の形態で用いた図５におけるステップＳ２３からＳ２５の処理に置き換え、この時、重みパラメータの値は調整ＲＯＭ１１を参照せず、操作パネル１２の補正強度調整ダイヤルで設定された値を用いれば良い。
【００６２】
本発明の第４の実施形態のデジタルカメラにおいては、調整ＲＯＭ１１にはＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆをあらかじめ設定しておき、重みパラメータは、撮影の際に鏡筒１と撮像素子２に対して設定されている絞り、シャッター制御信号と撮像素子２のＣＣＤ感度によって決まる露光量、ＥＶ値（Exposure Value）によって自動的に決定される。
【００６３】
ＥＶ値は、シャッタースピードが高速になるほど大きくなり、また絞りのＦ値が大きいほど大きくなり、また、ＣＣＤの感度が低いほど大きくなる値である。
【００６４】
マイコン１０で処理されるホワイトバランス調整に用いられる重みパラメータは、このＥＶ値が大きいほど１０に近づき、ＥＶ値が小さいほど０に近づくように、表１に示す例のようなテーブル変換によって設定する。
【００６５】
表１において、ＥＶ＿Ｍａｘ、ＥＶ＿Ｍｉｎの値の設定例としては、ＥＶ＿Ｍａｘは、日中の太陽光下の被写体に対して露出が適正となる値とし、ＥＶ＿Ｍｉｎは室内照明下で露出が適正となる値とするなどが望ましい。
【００６６】
一般的な用途の撮影に用いる際には、請求項２のホワイトバランス調整装置に用いたように、調整ＲＯＭ１１に設定しておくＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆの値としては、晴天下の太陽光の色温度に対してホワイトバランスが適正となる値を設定しておく。
【００６７】
本発明の第 4 の実施形態にかかるデジタルカメラにおけるホワイトバランス調整の手順を図７に示す。
【００６８】
図７において、スタート後のステップＳ４１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、次のステップＳ４２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。次に、ステップＳ４３で、撮影時に絞り制御信号、シャッター制御信号などからＥＶ値を算出する。ステップＳ４４ではＥＶ値を重みパラメータに変換する。ステップＳ４５では、外部の調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆを参照し、ステップＳ４６で加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインRゲイン、Bゲインの計算を行う。ステップＳ４７では、ステップＳ４６で計算された結果のゲインによってホワイトバランスゲイン調整回路５に対してホワイトバランス制御を行い、ステップＳ４８で再度、露光を行う。最後にステップＳ４９で画像出力して終了する。
【００６９】
尚、蒸気の実施の形態のホワイトバランス調整装置はデジタルカメラに適用した例を説明しているが、デジタルビデオカメラ、医療用観察機器、計測機器等に用いても良い。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３のホワイトバランス調整装置によれば、撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、あらかじめ設定された特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理を施こし、この加重平均処理結果の値を画像記録時のホワイトバランス調整値として用いているので、100%オートホワイトバランス機能の検出結果となる値から、100%特定色温度に対するホワイトバランス調整値となる値までの連続的な範囲の中の値に自動設定されるので、撮影者はマニュアル操作することなく被写体の明るさにしたがって適正な補正強度のホワイトバランス制御のかかった画像を記録することができる。
また、その重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、特定の色温度の光源に対して、ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されているので、被写体輝度が高いほど特定の色光源に対する重み付けが大きくなり、被写体輝度が低いほど特定の色光源に対する重み付けが小さくなり、従って、より一層、被写体の明るさにしたがって適正な補正強度のホワイトバランス制御のかかった画像を記録することができるという効果を奏します。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置を備えたデジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図２】 図１のＲＧＢ分離回路でＲＧＢ毎に分離された画像データのＲＧＢ積算値を求めるために領域分割する場合の説明図。
【図３】 ＲＧＢ毎に領域分割した値をｒゲイン、ｂゲイン座標に置き換えた場合の説明図。
【図４】 本発明の第１の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図５】 本発明の第 2の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図６】 本発明の第 3 の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図７】 本発明の第 4 の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図８】 ＥＶ値と重みパラメータの対応表
【符号の説明】
２ 撮像素子
４ ＲＧＢ分離回路
５ ゲイン調整回路
６ 信号処理回路
７ γ補正回路
８ 画像出力装置
９ ブロック分割回路
１０ マイコン
１１ 調整ＲＯＭ
１２ 操作パネル
１３ デジタル信号処理ブロック
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラなどに搭載されるホワイトバランス調整装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤなどの撮像素子を用いたデジタルカメラ、ビデオカメラにおいては、被写体を照らす光源の色温度に対して適正なカラーバランス調整を行わないと、人間の脳が無意識のうちに色補正をかけた結果の視覚と色調にギャップが生じるために、見る側において違和感を感じることがある。
【０００３】
このため、一般に、デジタルカメラには、白色光源の色が無彩色となるようにカラーバランスを自動補正することにより、日常目にする白色光源下で撮影された写真における色調の違和感を軽減するためのオートホワイトバランス制御装置が、搭載されている。
【０００４】
しかし、光源の色をどの程度無彩色に近づければ、適正な色調となるかは、撮影目的や、評価者の個人差或いは好みによるため、かならずしも一定の条件とならない。
【０００５】
一方、オートホワイトバランス機能は、画像データや色温度センサなどによって撮影条件を自動判定し、同一の被写体に対して一定の色調に調整する。このため、撮影者の好む色調の個人差は、反映されず、撮影者の意図しない過度の補正がかかったり、逆に補正不足になったりすることは避けられない問題となっている。
【０００６】
このため、多くのデジタルカメラでは、統計的に利用者の多くがもっとも好ましく感じる補正がなされるオートホワイトバランス制御装置を目標に設計を行うとともに、ある程度、撮影者が色調子を選択できるように、あらかじめ代表的な光源に対して色調が合うホワイトバランス調整状態をカメラに記憶させておき、それを撮影者が選択操作するように、マニュアルホワイトバランスモードが搭載されている。
【０００７】
また、さらに自由に色調整が行えるように、たとえば特開平6-98344に示されるホワイトバランス制御装置においては、ユーザが任意の色合いに調整できるホワイトバランス制御装置を得るために、微調制御部を設け、オートホワイトバランス制御信号と撮影者が任意に設定した微調制御信号を加算した結果をホワイトバランス調整用のゲインコントロールアンプにかけている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術のホワイトバランス制御装置においては、あらかじめ記憶された調整状態を選択するマニュアルホワイトバランスモードでは、代表的な光源の色温度をひとつ選択できるにすぎないため、あらかじめ記憶された調整状態のいずれとも光源に色温度が一致しない際に不自然な色調となる。
【０００９】
また、多くの種類の光源に対応するために、あらかじめ記憶させておく調整状態の数を多くすると、撮影の際の選択肢が増えすぎて、カメラの利便性を損なう問題がある。
【００１０】
また、微調制御部を設けて撮影者が任意の調整を行うことが可能なホワイトバランス制御装置においては、あらゆる光源下で任意の色調で撮影が可能であるが、撮影者は撮影条件ごとにビデオモニタなどの画像表示装置上で色調を確認しながら、色調の調整操作を行わなければならず、カメラの利便性を損なう問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を改善するために、デジタルカメラ等のホワイトバランス調整装置において、簡単な操作で光源色温度のずれにしたがった色の自動補正強度を設定可能とすることで、撮影条件に応じた色調で画像を記録し、撮影目的や記憶色の個人差を吸収可能なホワイトバランス調整装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のホワイトバランス調整装置は、被写体を照らす光源の色温度を、撮像されたカラー画像データから測定して、その光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値を自動検出するオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス調整装置において、撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、あらかじめ設定された特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理が施こされ、この加重平均処理結果の値が画像記録時のホワイトバランス調整値として用いられ、前記重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、前記ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のホワイトバランス調整装置は、あらかじめ設定するホワイトバランス調整値は、晴天下の太陽光の色温度に対してホワイトバランスが適正となる値とされていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のホワイトバランス調整装置は、被写体を照らす光源の色温度を撮像されたカラー画像データから測定して、その光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値を自動検出するオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス調整装置において、あらかじめ特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値が複数個記憶され、撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、その複数個のホワイトバランス調整値から撮影者によって選択されたひとつの色温度の光源に対するホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理が施され、この加重平均処理結果の値が画像記録時のホワイトバランス調整値として用いられ、前記重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、前記ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかるデジタルカメラ・デジタルビデオカメラ等のホワイトバランス調整装置の構成と動作を図面をもとにして説明する。
【００１８】
図１は本発明のホワイトバランス調整装置を搭載したデジタルカメラのブロック図である。１は鏡筒であり、光学レンズ、絞り、メカニカルシャッターにより構成され、外部からの制御信号にしたがって、レンズ、絞り、メカニカルシャッターがそれぞれ駆動され、焦点距離、露光量が調整される。２は撮像素子であり、カラーＣＣＤ（ChargeCoupledDevice）およびＣＤＳ（２重相関サンプリング回路）より構成され、鏡筒１を通過した光をＣＣＤで受光した後ノイズ低減された電気信号に変換する。３はＡ／Ｄコンバータであり、撮像素子２からの電気信号をデジタル画像信号に変換する。４はＲＧＢ分離回路であり、デジタル信号をＣＣＤのカラーフィルタの配列にしたがって、色成分ごとに信号分離を行う。本実施例では、ＣＣＤのカラーフィルタとして、Ｒ、Ｇ、Ｂの３成分が使われているものとする。すなわち、ＲＧＢ分離回路４によって、デジタル画像信号はＲ、Ｇ、Ｂの３成分に分離される。
【００１９】
５はホワイトバランスゲイン調整回路であり、外部より入力されるＲゲイン制御信号とＢゲイン制御信号にしたがって、Ｒ成分の画像信号とＢ成分の画像信号をデジタル演算によって増減し、ホワイトバランス調整を行う。
【００２０】
６は信号処理回路であり、撮像素子２におけるＣＣＤが単板式である場合は色補間処理を行い、不足している色情報を周辺画素の色信号から補間して、記録画像サイズのフルカラーデータを演算するとともに、補間処理によって輪郭がぼけた画像の輪郭を強調するアパーチャ補正処理を演算する。
【００２１】
７はガンマ補正処理であり、表示装置などに合わせた階調特性のγ補正処理を行う。８は出力装置であり、画像表示装置、または画像データを記録するメモリで構成される。被写体からの反射光は、上記の一連の処理を経て、最終的に写真として鑑賞される形式の画像データとして、８の出力装置に出力される。
【００２２】
次に本発明に特に関連の高い部分である撮影制御系の動作について説明する。
【００２３】
９はブロック分割回路である。ブロック分割回路９は、ＲＧＢ分離回路４でＲ、Ｇ、Ｂのフィルタごとに分離された画像データを、図２に示すように、画面上で複数の細かい領域に領域分割して、それぞれの領域のＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値を演算して、ホワイトバランス制御用の評価値として出力する。
【００２４】
図２の例では、画面を水平１６個×垂直８個の領域に分割しているので、１２８（＝１６×８）個のＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値、すなわち合計３８４個の評価値が出力されることになる。
【００２５】
なお、図１の点線で囲まれた範囲のデジタル信号処理ブロック１３は、単純なデジタル演算処理が高速に繰返して処理される部分であるため、論理回路による専用ＬＳＩで回路を構成することが望ましい。デジタル信号処理ブロック１３内の処理は外部より入力されるタイミング制御信号にしたがって、同期制御される。
【００２６】
１０はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）であり、カメラ全体のシステム制御、ホワイトバランス等の撮影制御量の演算等を行う。撮影を行う際、マイコン１０からは、鏡筒１に対しては、レンズ、絞り、メカニカルシャッターの駆動系に対して駆動制御信号を出力し、また、図１の点線で囲むデジタル信号ブロック１３に含まれる回路に対しては、画像データ転送の同期をとるためのタイミング制御信号と、ホワイトバランスゲインの調整値として、Ｒゲイン制御信号とＢゲイン制御信号を出力する。また、出力装置８に対しても、画像表示制御、あるいは画像記録制御信号を出力する。
【００２７】
１１は調整ＲＯＭであり、各種の調整用のデータがＲＯＭ１１に保持されている。マイコン１０は調整ＲＯＭ１１のデータを読み出して、ホワイトバランスの制御等の処理に用いる。
【００２８】
１２は操作パネルであり、撮影者がホワイトバランスに関連する設定をボタン操作、あるいはダイヤル操作によって行うインターフェースを備えており、操作内容を伝える制御信号は、マイコン１０に対して出力される。
【００２９】
本発明の実施の形態にかかるデジタルカメラにおけるホワイトバランス調整処理は、マイコン１０で実行されるプログラム処理によって行われるので、以下にその詳細について説明する。
【００３０】
本発明の第 1 の実施形態であるデジタルカメラのホワイトバランス調整装置においては、いずれも、まず、はじめにオートホワイトバランスプログラムによりＲゲインとＢゲインの値を決定する。
【００３１】
オートホワイトバランスの処理については、この実施の形態のデジタルカメラでは、ブロック分割回路９から出力される画面の色情報のうち、黒体輻射に従って人間の目が白と感じる色温度の範囲に含まれる領域のみを選択し、選択された領域の色の積算値から、現在のホワイトバランス制御状態の色ずれ量を算出する方式とする。
【００３２】
ブロック分割回路の出力はＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値であるが、Ｒ積算値あるいはＢ積算値が０でない限り、これらの値を
ｒゲイン ＝Ｇ積算値／Ｒ積算値
ｂゲイン ＝Ｇ積算値／Ｂ積算値
によって、領域ごとに１６×８＝１２８個のｒゲイン、ｂゲインの値に変換する。
【００３３】
これらの値を図３に示すように、ｒゲイン、ｂゲイン座標上の位置に置き換える。図３における点線の領域は、黒体輻射に沿って人間の目が白に感じる光源の色温度の範囲をｒゲイン、ｂゲイン座標上に示したものである。よって、ブロック分割回路９の出力をｒゲイン、ｂゲイン座標上に展開した際の位置が、この点線で示された範囲に含まれるか、含まれないかを判定することで、各領域が白かどうかの判定を行うことが可能となる。
【００３４】
すなわち、図３の例では、点線内の斜線で示された範囲に含まれるドットに対応した領域を、白と判定する。本実施例のオートホワイトバランス機能では、白と判定されたすべての領域のｒゲインの値とｂゲインの値の平均値をオートホワイトバランス制御用のＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Bゲイン＿Ａｕｔｏとして算出するものとする。
【００３５】
計算例を示すと、ある被写体に対して、白検出されたブロックのＲ積算値、Ｇ積算値、Ｂ積算値につき、
Ｒ積算値 ＝５
Ｇ積算値 ＝１０
Ｂ積算値 ＝２０
であったとき、
ｒゲイン＝１０／５ ＝２．０
ｂゲイン＝１０／２０＝０．５
となる。
【００３６】
この計算結果をホワイトバランスゲインの係数として入力信号のＲ信号とＢ信号にかけると、出力側でのＲ積算値＿ｏｕｔ、Ｂ積算値＿ｏｕｔはそれぞれ、
Ｒ積算値＿ｏｕｔ＝Ｇ積算値＝Ｂ積算値＿ｏｕｔ＝１０
すなわち、
Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１
の無彩色に補正されることになる。
【００３７】
本発明の各実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置においては、上記の実施の形態等のマイコン１０で実行されるオートホワイトバランスプログラムによって、オートホワイトバランス調整装置がはじめに算出されるものとする。
【００３８】
尚、この実施の形態はホワイトバランス補正強度調整に関するものなので、オートホワイトバランスの方式自体については、特定の方式に限らず、外部色温度センサーを用いた方式や、画面の色差の総和を０に補正するなどの他の方式によってオートホワイトバランスゲインを求めても良い。
【００３９】
次に、各請求項に対応する実施の形態のホワイトバランス調整処理に関して、マイコン１０で実行される処理について説明する。
【００４０】
本発明の第 1 ないし第 4 の実施形態であるホワイトバランス調整装置においては、オートホワイトバランスプログラムによって算出されたＲゲイン＿Ａuto、Ｂゲイン＿Ａutoと、調整ＲＯＭ１１にあらかじめ特定の光源の色が無彩色となるように設定されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆの双方を参照し、調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定された重みパラメータにしたがって加重平均値を演算した結果を最終的に画像記録する際に用いるＲゲイン、Ｂゲインとして、ゲイン調整回路５にフィードバック制御をかける。
【００４１】
本実施の形態では、重みパラメータを０から１０の間の任意の値とし、重み０で１００％オートホワイトバランスによって算出されたゲインとなり、重み１０で１００％あらかじめ設定された特定光源色温度に対するゲインとなる処理がなされるものとする。
【００４２】
一例として、オートホワイトバランスで算出されたゲイン、あらかじめ設定されたゲイン、重みパラメータが、それぞれ
Ｒゲイン＿Ａｕｔｏ＝２．０
Ｂゲイン＿Ａｕｔｏ＝０．５
Ｒゲイン＿Ｒｅｆ ＝１．０
Ｂゲイン＿Ｒｅｆ ＝１．０
重みパラメータ ＝２
であるならば、ホワイトバランス調整値のＲゲイン、Ｂゲインは、次の加重平均式にしたがって、
【００４３】
ここで、重みパラメータは２であるので、オートホワイトバランスで算出されたゲインと、あらかじめ設定されたゲインが８：２で加重されたことになる。
【００４４】
本発明の第 1 の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置においては、調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定しておくゲインを晴天下の太陽光の色に対するホワイトバランスが適正になる値を設定しておくものとする。
【００４５】
本発明の第 1 の実施の形態のホワイトバランス調整装置におけるホワイトバランス調整の手順を図４に示す。
【００４６】
図４において、スタートフラグ後のステップＳ１１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、ステップＳ１２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。
【００４７】
ステップＳ１３では、外部の調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定記憶されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆと重みパラメータを読み取り参照する。
【００４８】
ステップＳ１４では、上述の加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインＲゲイン、Ｂゲインの計算を行う。
【００４９】
ステップＳ１５では、ステップＳ１４で計算された荷重処理結果のゲインによって図１のホワイトバランスゲイン調整回路１５に対してホワイトバランス調整制御を行う。
【００５０】
ステップＳ１６では再度、露光を行い、最後にステップＳ１７で画像出力して終了する。
【００５１】
本発明の第 2 の実施形態にかかるホワイトバランス調整装置は、調整ＲＯＭ１１に複数のＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆ、重みパラメータのセットをあらかじめ記憶させておく。これらの値は、日常目にする代表的な白色光源に対して、ホワイトバランスが適正になる値とする。
【００５２】
この実施の形態では、晴天太陽光、曇天太陽光、蛍光灯、白熱灯を代表的な白色光源として、４つのセットの調整値をあらかじめ記憶させておくものとしている。代表光源のうち、どの白色光源に対する値をホワイトバランス制御に用いるかは、撮影者が操作パネル１２に表示される４セットの選択ボタンを操作して選択する。マイコン１０で処理されるプログラムでは、選択された結果にしたがって、調整ＲＯＭ１１から設定値を１セット参照して、ホワイトバランス制御を行う。
【００５３】
本発明の第２の実施形態にかかるデジタルカメラのホワイトバランス調整の手順を図５に示す。
【００５４】
図５において、スタート後のステップＳ２１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、次のステップＳ２２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。次に、ステップＳ２３で、操作パネル１２で撮影者がボタン操作を行った状態を調べ、ステップＳ２４でどの白色光源が選択されたかを判定する。ステップＳ２５では、ステップＳ２４で判定された結果にしたがって、調整ＲＯＭ１１に設定されている晴天、曇天、蛍光灯、白熱灯のいずれかから１セットとされたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆと重みパラメータを参照する。ステップＳ２６では上述の加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインＲゲイン、Ｂゲインの計算を行う。次のステップＳ２７では、ステップＳ２６で計算された結果のゲインによって図１のホワイトバランスゲイン調整回路５に対してホワイトバランス制御を行い、ステップＳ２８で再度、露光を行う。最後にステップＳ２９で画像出力して終了する。
【００５５】
本発明の第 3 のデジタルカメラの実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置においては、調整ＲＯＭ１１にはＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆのデータがあらかじめ設定され、重みパラメータは、操作パネル１２における補正強度調整ダイヤルを撮影者が操作することによって、任意の状態に設定可能とされている。マイコン１０で処理されるプログラムでは、ダイヤル操作で設定された重みパラメータの値を参照して、ホワイトバランス制御を行う。
【００５６】
この時、操作パネルの補正強度調整ダイヤルは、たとえば目盛の「強」から「弱」の間が、重みパラメータの０から１０に相当するように設定できる。
【００５７】
本発明の第 3 の実施の形態にかかるデジタルカメラにおけるホワイトバランス調整の手順を図６に示す。
【００５８】
図６において、ステップＳ３１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、次のステップＳ３２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。ステップＳ３３では、操作パネル１２で撮影者がダイヤル操作で設定した重みパラメータを参照し、ステップＳ３４において、外部の調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆを参照し、ステップＳ３５で加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインＲゲイン、Ｂゲインの計算を行う。
【００５９】
ステップＳ３６では、ステップＳ３５で計算された結果のゲインによってホワイトバランスゲイン調整回路５に対してホワイトバランス制御を行い、ステップＳ３７で再度、露光を行う。最後にステップＳ３８で画像を出力して終了する。
【００６０】
本発明の第 3 の実施形態のホワイトバランス調整装置における重みパラメータ調整の手順は、第2の実施形態にかかるホワイトバランス調整装置における代表光源の選択操作と併用することも可能である。
【００６１】
この場合には、図６におけるステップＳ３４の処理を、発明の第 2 の実施の形態で用いた図５におけるステップＳ２３からＳ２５の処理に置き換え、この時、重みパラメータの値は調整ＲＯＭ１１を参照せず、操作パネル１２の補正強度調整ダイヤルで設定された値を用いれば良い。
【００６２】
本発明の第４の実施形態のデジタルカメラにおいては、調整ＲＯＭ１１にはＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆをあらかじめ設定しておき、重みパラメータは、撮影の際に鏡筒１と撮像素子２に対して設定されている絞り、シャッター制御信号と撮像素子２のＣＣＤ感度によって決まる露光量、ＥＶ値（Exposure Value）によって自動的に決定される。
【００６３】
ＥＶ値は、シャッタースピードが高速になるほど大きくなり、また絞りのＦ値が大きいほど大きくなり、また、ＣＣＤの感度が低いほど大きくなる値である。
【００６４】
マイコン１０で処理されるホワイトバランス調整に用いられる重みパラメータは、このＥＶ値が大きいほど１０に近づき、ＥＶ値が小さいほど０に近づくように、表１に示す例のようなテーブル変換によって設定する。
【００６５】
表１において、ＥＶ＿Ｍａｘ、ＥＶ＿Ｍｉｎの値の設定例としては、ＥＶ＿Ｍａｘは、日中の太陽光下の被写体に対して露出が適正となる値とし、ＥＶ＿Ｍｉｎは室内照明下で露出が適正となる値とするなどが望ましい。
【００６６】
一般的な用途の撮影に用いる際には、請求項２のホワイトバランス調整装置に用いたように、調整ＲＯＭ１１に設定しておくＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆの値としては、晴天下の太陽光の色温度に対してホワイトバランスが適正となる値を設定しておく。
【００６７】
本発明の第 4 の実施形態にかかるデジタルカメラにおけるホワイトバランス調整の手順を図７に示す。
【００６８】
図７において、スタート後のステップＳ４１でまずオートホワイトバランス計算のために露光を行い、次のステップＳ４２でオートホワイトバランスゲインＲゲイン＿Ａｕｔｏ、Ｂゲイン＿Ａｕｔｏの計算を行う。次に、ステップＳ４３で、撮影時に絞り制御信号、シャッター制御信号などからＥＶ値を算出する。ステップＳ４４ではＥＶ値を重みパラメータに変換する。ステップＳ４５では、外部の調整ＲＯＭ１１にあらかじめ設定されたＲゲイン＿Ｒｅｆ、Ｂゲイン＿Ｒｅｆを参照し、ステップＳ４６で加重平均式にしたがって、最終的に用いるホワイトバランスゲインRゲイン、Bゲインの計算を行う。ステップＳ４７では、ステップＳ４６で計算された結果のゲインによってホワイトバランスゲイン調整回路５に対してホワイトバランス制御を行い、ステップＳ４８で再度、露光を行う。最後にステップＳ４９で画像出力して終了する。
【００６９】
尚、蒸気の実施の形態のホワイトバランス調整装置はデジタルカメラに適用した例を説明しているが、デジタルビデオカメラ、医療用観察機器、計測機器等に用いても良い。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３のホワイトバランス調整装置によれば、撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、あらかじめ設定された特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理を施こし、この加重平均処理結果の値を画像記録時のホワイトバランス調整値として用いているので、100%オートホワイトバランス機能の検出結果となる値から、100%特定色温度に対するホワイトバランス調整値となる値までの連続的な範囲の中の値に自動設定されるので、撮影者はマニュアル操作することなく被写体の明るさにしたがって適正な補正強度のホワイトバランス制御のかかった画像を記録することができる。
また、その重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、特定の色温度の光源に対して、ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されているので、被写体輝度が高いほど特定の色光源に対する重み付けが大きくなり、被写体輝度が低いほど特定の色光源に対する重み付けが小さくなり、従って、より一層、被写体の明るさにしたがって適正な補正強度のホワイトバランス制御のかかった画像を記録することができるという効果を奏します。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置を備えたデジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図２】 図１のＲＧＢ分離回路でＲＧＢ毎に分離された画像データのＲＧＢ積算値を求めるために領域分割する場合の説明図。
【図３】 ＲＧＢ毎に領域分割した値をｒゲイン、ｂゲイン座標に置き換えた場合の説明図。
【図４】 本発明の第１の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図５】 本発明の第 2の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図６】 本発明の第 3 の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図７】 本発明の第 4 の実施の形態にかかるホワイトバランス調整装置の処理手順を示す流れ図。
【図８】 ＥＶ値と重みパラメータの対応表
【符号の説明】
２ 撮像素子
４ ＲＧＢ分離回路
５ ゲイン調整回路
６ 信号処理回路
７ γ補正回路
８ 画像出力装置
９ ブロック分割回路
１０ マイコン
１１ 調整ＲＯＭ
１２ 操作パネル
１３ デジタル信号処理ブロック
Claims (3)
- 被写体を照らす光源の色温度を、撮像されたカラー画像データから測定して、その光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値を自動検出するオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス調整装置において、
撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、あらかじめ設定された特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理が施こされ、この加重平均処理結果の値が画像記録時のホワイトバランス調整値として用いられ、前記重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、前記ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されていることを特徴とするホワイトバランス調整装置。 - あらかじめ設定するホワイトバランス調整値は、晴天下の太陽光の色温度に対してホワイトバランスが適正となる値とされていることを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
- 被写体を照らす光源の色温度を撮像されたカラー画像データから測定して、その光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値を自動検出するオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス調整装置において、
あらかじめ特定の色温度の光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値が複数個記憶され、
撮影時の絞り値とシャッタースピードと撮像素子との感度とによって定まる露光状態に従って重みパラメータを自動的に設定しかつこの自動的に設定された重みパラメータを用いて、その複数個のホワイトバランス調整値から撮影者によって選択されたひとつの色温度の光源に対するホワイトバランス調整値と、オートホワイトバランス機能によって検出されたホワイトバランス調整値との双方に加重平均処理が施され、この加重平均処理結果の値が画像記録時のホワイトバランス調整値として用いられ、前記重みパラメータは、特定の色温度の光源に対して露光量に相当するＥＶ値が大きくなるに伴って大きく設定され、前記ＥＶ値が小さくなるに伴って小さく設定されていることを特徴とするホワイトバランス調整装置。
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