JP4081581B2 - オートホワイトバランス制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラのオートホワイトバランス制御方法に係り、特に光源種に応じて適正なホワイトバランス制御を行うオートホワイトバランス制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮影した画像信号の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色信号のうち、画面全体におけるＲ信号の平均値とＢ信号の平均値との差信号（Ｒ−Ｂ）を計算し、この差信号（Ｒ−Ｂ）が０になるようにＲ信号及びＢ信号のゲインを制御し、ホワイトバランスを制御するようにしたものがある。従来のカメラでは、暗所での撮影のためにストロボを発光させる場合には、光源をストロボ光と限定して、ストロボ光にホワイトバランスが合うように画像信号を変換していた。
【０００３】
また、逆光での撮影の場合のように、周囲が明るいことに加えて被写体が遠いのでストロボ光が十分到達しない場合には、ストロボ以外の主光源である定常光（日光や蛍光灯、白熱灯などの光源）とストロボ光とが混合した撮影条件となる。このような撮影では、ホワイトバランスが合致せずに正常なホワイトバランスを獲得できなかった。この不具合を改善するために、特開平３−１８６０８８号の公報に示されているように、ストロボの発光量や発光時間を検出する検出手段を設けて、検出したストロボ発光量に応じてホワイトバランスを調節する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平３−１８６０８８号の公報に示されている方法では、ストロボの発光量を検出する手段が別途必要であるとともに、デイライトストロボ撮影やスローシンクロ撮影に対して、撮影シーンに応じて変化する撮像素子の受光積分時間を、撮像素子とは別途設けているストロボ発光検出手段に反映させる必要があり、実際の適用は困難であるという不具合があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、特別な検出手段を必要とせずに、ストロボ光の到達状態に応じて良好なホワイトバランス制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、ストロボ発光撮影時に撮像素子を介して取り込んだ各色毎の画像信号のホワイトバランスを調節するオートホワイトバランス制御方法において、撮影前の被写体輝度を撮影の準備段階で測光するステップと、ストロボ発光撮影時の被写体輝度を撮影の段階で測光するステップと、前記撮影前に測光した被写体輝度に予め定められたストロボ光到達時の被写体輝度の増加分を示す定数を加えた被写体輝度と前記ストロボ発光撮影時に測光した被写体輝度とを比較するステップと、前記比較の結果ストロボ発光撮影時の被写体輝度の方が大きい場合には光源の種類をストロボ光と判定してホワイトバランスを調節するステップと、前記比較の結果ストロボ発光撮影時の被写体輝度の方が小さい場合にはストロボ光未到達と判断して前記ストロボ発光撮影時に取り込んだ各色毎の画像信号に基づいてホワイトバランスを調節するステップとを備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、撮影前に測光した被写体輝度に予め定められたストロボ光到達時の被写体輝度の増加分を示す定数を加えた被写体輝度とストロボ発光撮影時に測光した被写体輝度とを比較するステップと、前記比較の結果ストロボ発光撮影時の被写体輝度の方が大きい場合には光源の種類をストロボ光と判定してホワイトバランスを調節するステップと、前記比較の結果ストロボ発光撮影時の被写体輝度の方が小さい場合にはストロボ光未到達と判断して前記ストロボ発光撮影時に取り込んだ各色毎の画像信号に基づいてホワイトバランスを調節するステップとを備えたので、特別な検出手段を必要とせずに、ストロボ光の到達状態に応じて良好なホワイトバランス制御を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るオートホワイトバランス制御方法の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係るオートホワイトバランス制御方法が適用されたデジタルカメラの実施の形態を示すブロック図である。
【０００９】
被写体像は、撮影レンズ１０及び絞り１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の受光面に結像される。そしてこの被写体像はＣＣＤ内の各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、電子シャッター設定回路１６から加えられるシャッタゲートパルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。このＣＣＤ１４は、シャッタゲートパルスのタイミングによって電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００１０】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号は、信号処理回路１８に転送され、ここで各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２０に加えられ、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、電子シャッター設定回路１６、信号処理回路１８及びＡ／Ｄ変換器２０は、図示しないタイミング発生回路から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されるようになっている。
【００１１】
前記Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦バッファーメモリ２４に格納されると同時に測光回路２６とＷＢ（ホワイトバランス）検出回路２８とにも転送される。測光回路２６では画像のデジタル信号値から画像中の輝度成分を抽出して、これを所定のエリアについて積分するなどして被写体の輝度レベルを取得し、ここで得た被写体の輝度レベルから撮影に必要な露出力（撮影絞りとシャッター速度）を求め、撮影するＴＴＬＡＥ機能を搭載している。
【００１２】
ＷＢ検出回路２８では、取得した画像のデジタルＲ、Ｇ、Ｂ信号値からＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇを算出して画像データの色味を分析し、同画像データを撮像したときの光源を判別して、光源のデータをＣＰＵ３０に伝送する。
ＷＢ処理回路３２では、バッファメモリー２４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号に対して色補正を実施し、ホワイトバランスを調節するＡＷＢ（オートホワイトバランス）を行う。ＷＢ処理回路３２は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号のデジタル値をそれぞれ増減するための図示しない乗算器を備えており、乗算の定数はＣＰＵ３０からホワイトバランス制御するためのゲインとして転送される。
【００１３】
ホワイトバランスを調節された画像データは、図示しない圧縮回路によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、メモリカードなどの記録メディア３４に記録される。
撮影時の光量が不足している場合、又はストロボ強制発光を指令されている場合には、ＣＰＵ３０からの信号及び電子シャッター設定回路１６のタイミング信号がストロボ回路３８に入力され、ストロボ回路３８のメインコンデンサーに蓄えられた電荷をストロボ４０に加えて被写体に向けて発光を行う。
【００１４】
ＣＰＵ３０は、シャッタボタン３６等のカメラ操作部からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、例えばＧ信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ１０を移動させるコントラストＡＦである。
【００１５】
また、自動露光制御は、撮影前の準備段階でのフレームのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ値）を求め、この撮影ＥＶ値に基づいて絞り値とシャッタスピードを決定し、絞り１２を駆動するとともに、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。そして再度撮影前のフレームのＲ、Ｇ、Ｂ信号を取得して逐次撮影ＥＶ値を求める。シャッタボタンの半押し時に上記測光動作を複数回繰り返して正確な撮影ＥＶ値を求め、この撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終的に決定する。そして、シャッタボタン３６の全押し時に前記最終的に決定した絞り値になるように絞り１２を駆動し、また、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００１６】
次に、上記のように構成されたデジタルカメラにおけるホワイトバランス制御方法について説明する。
このデジタルカメラは、図示しないストロボキーを操作することにより、低輝度時にストロボ４０を自動的に発光させる低輝度自動発光モード、被写体輝度にかかわらずストロボ４０を発光させる強制発光モード、ストロボ４０の発光を禁止させる発光禁止モード等を有している。そして、これらのモードに応じたホワイトバランス制御を行うようにしている。
【００１７】
図２に本発明に係るストロボ発光時のホワイトバランス調節方法の実施の形態のフローチャートを示す。
ステップＳ１００（以下Ｓ１００と略す）にてシャッタボタン３６が全押しされて、ストロボ発光撮影を行った時の輝度を測光する。ここで測光した測光値を「Ｓ２ＥＶ」とする。
【００１８】
次のＳ１０２で、ストロボ光の、被写体に対する到達度を検知するために、撮影の準備段階で取得したストロボ非発光時の測光値「ＰＲＥＶ」に定数Ｃを加えた値と、撮影の段階で取得したストロボ発光時の測光値「Ｓ２ＥＶ」とを比較してストロボ光の到達状態を認識する。この時の判断では、ストロボ光が被写体に十分到達していれば、撮影の準備段階で取得した測光値よりも撮影の段階で取得した測光値の方が大きい値を示すことを利用する。（下記の式１参照）
【００１９】
【数１】
Ｓ２ＥＶ＞ＰＲＥＶ＋Ｃ …（式１）
上式１が成立する場合にはＳ１０４へ分岐して、光源はストロボ光であると限定する。そしてホワイトバランスのＲ、Ｇ、Ｂの各ゲインは、ストロボ光にマッチした規定値を用いる。そして、ＣＰＵ３０はストロボ光源に合致するＲ、Ｇ、Ｂの各ゲインをＷＢ処理回路３２に伝達してＷＢ調節を行う。
【００２０】
上式１が成立しない場合にはＳ１０６へ進み、ストロボ光が完全に被写体に到達していないとＣＰＵ３０は判断する。そしてＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理を行い、演算して求められたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇ、又はＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙの値をもとにして光源の種類を判別する。次に、ＣＰＵ３０は判別した光源種に合致するＲ、Ｇ、Ｂの各ゲインをＷＢ処理回路３２に伝達してＷＢ調節を行う。
【００２１】
なお、上記の説明では演算して求められたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇ、又はＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙの値をもとにして光源の種類を判別し、光源の種類に応じたＲ、Ｇ、Ｂの各ゲインをＷＢ処理回路３２に伝達してＷＢ調節を行う例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇ、又はＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙが一定の値になるように制御してＲ、Ｇ、Ｂの各ゲインをＷＢ処理回路３２に伝達してＷＢ調節を行っても本発明の目的は達成される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像素子の色信号のみからストロボ光を含む被写体のホワイトバランスを調節するので、特別なストロボ発光量の検出装置を必要とせずに、ストロボを用いたスローシンクロ撮影やデイシンクロ撮影等の撮影に対応でき、光源種に応じた良好なホワイトバランス制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオートホワイトバランス制御方法が適用されたデジタルカメラの実施の形態を示すブロック図
【図２】本発明に係るストロボ発光撮影時のオートホワイトバランス制御方法を説明するフローチャート
【符号の説明】
１０…レンズ、１２…絞り、１４…ＣＣＤ（固体撮像素子）、２６…測光回路、２８…ＷＢ検出回路、３０…ＣＰＵ、３２…ＷＢ処理回路、４０…ストロボ

Claims (2)

1. ストロボ発光撮影時に撮像素子を介して取り込んだ各色毎の画像信号のホワイトバランスを調節するオートホワイトバランス制御方法において、
   撮影前の被写体輝度を撮影の準備段階で測光するステップと、
   ストロボ発光撮影時の被写体輝度を撮影の段階で測光するステップと、
   前記撮影前に測光した被写体輝度に予め定められたストロボ光到達時の被写体輝度の増加分を示す定数を加えた被写体輝度と、前記ストロボ発光撮影時に測光した被写体輝度とを比較するステップと、
   前記比較の結果、ストロボ発光撮影時の被写体輝度の方が大きい場合には光源の種類をストロボ光と判定してホワイトバランスを調節するステップと、
   前記比較の結果、ストロボ発光撮影時の被写体輝度の方が小さい場合にはストロボ光未到達と判断して前記ストロボ発光撮影時に取り込んだ各色毎の画像信号に基づいてホワイトバランスを調節するステップと、
   を備えたことを特徴とするオートホワイトバランス制御方法。
2. 前記比較の結果、ストロボ発光撮影時の被写体輝度の方が小さい場合にはストロボ光未到達と判断して前記ストロボ発光撮影時に取り込んだ各色毎の画像信号に基づいて光源種を判定し、該光源の種類に応じてホワイトバランスを調節するステップを設けたことを特徴とする請求項１のオートホワイトバランス制御方法。

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