JP4145704B2 - White balance circuit - Google Patents

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JP4145704B2
JP4145704B2 JP2003109996A JP2003109996A JP4145704B2 JP 4145704 B2 JP4145704 B2 JP 4145704B2 JP 2003109996 A JP2003109996 A JP 2003109996A JP 2003109996 A JP2003109996 A JP 2003109996A JP 4145704 B2 JP4145704 B2 JP 4145704B2
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white balance
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浩三 木村
正之 菅沢
実 小野
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビカメラ装置等に使用されるホワイトバランス回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、テレビカメラ装置ではレンズから入射した光を分光プリズムによってRch、Gch及びBch(Rは赤色、Gは緑色、Bは青色を表す。chはchannelを表す。 以下同じ。)の3系統に分離した後、CCD(Charge Coupled Device 以下、同じ。)等の撮像素子にて電気信号に変換し、各種の処理を行っている。通常、業務用及び放送用のテレビカメラ装置では、色温度が3200Kの光源のもとで使用された場合に、白い被写体が白い色に撮影されるように調整されている。そのため、晴天下の室外や蛍光灯下での撮影時等、色温度が3200K以外の光源下での撮影時には、白い被写体に色がついてしまう。そこで、色温度が3200K以外の光源下での撮影時には、白い被写体が白く撮影されるようにホワイトバランス調整を行う必要がある。
【0003】
ホワイトバランス調整を行うには、まず光学的な色補正フィルターを用いる方法がある。しかし、色温度の調整範囲は非常に広いため、光学的な色補正フィルターだけでは完全には補正することができない。そこで、一般的には光学的な色補正フィルターを用いて粗調整を行った後、Rch、Gch及びBchの各信号の電気的なアンプゲインを微調整することによって白い被写体が、白く撮影されるようにホワイトバランス調整を行う。テレビカメラが登場した当初は、ビデオエンジニア等の技術者がこれらのホワイトバランス調整作業を測定器の表示波形を見ながら行っていたが、近年では自動でこのホワイトバランス調整を行う機器も多い。
【0004】
このようにしてホワイトバランス調整を行ったテレビカメラ装置を用いて、一般的な被写体を撮影している範囲では何ら問題はないが、テレビカメラ装置の処理範囲を超えるような高輝度の白色領域を一部に含んだ被写体を撮影した場合に、ホワイトバランス調整を行っているにもかかわらず、その白色領域に色が付いてしまうという問題が発生する。かかる問題に関連して、特許文献1では静止画の処理を想定したカラー撮像装置に使用するホワイトバランス調整回路が提案されている。以下、上記問題の発生原因について従来のホワイトバランス調整回路(図3、図4、図5)を用いて説明した後、特許文献1との相違点及び本発明の意義について述べていく。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−13808号公報(明細書全文、全図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図3に従来技術でのホワイトバランス調整回路を示す。その構成は、■Rch、Gch及びBchに対応した各ゲイン調整回路31R、31B及び31Bと、■前記各ゲイン調整手段に対する制御手段としてのMPU34と、■信号レベルを所定値内に圧縮させるためのガンマ補正回路32及びKNEE回路33を含むものである。業務用放送用のテレビカメラ装置では、通常使用される電気信号の振幅の最大値を100[%]とした場合に、400〜600[%]の振幅の信号処理が可能な回路となっている。そして、図4に示すようにガンマ補正回路32やKNEE33回路によって、最大400〜600[%]の振幅の信号に対して非線形特性をもたせて105[%]に圧縮する処理が行われている。
【0007】
ここで最大600[%]の振幅の信号処理を行うことのできるテレビカメラ装置で、色温度が3200K以外の光源下での撮影を想定してホワイトバランス調整が行われたと仮定する。通常、ホワイトバランス調整では、Gchのゲインは1.0倍とし、Rch及びBchのゲインを調整する。例えば、ホワイトバランス調整が行われたことによって、Rch、Gch、Bchの各信号の電気的なアンプゲインが図5に示すように設定されたとする。すなわち、Rch用ゲイン調整回路51Rのゲイン値を1.5倍、Gch用ゲイン調整回路51Gのゲイン値を1.0倍、Bch用ゲイン調整回路51Bのゲイン値を0.5倍となるようにMPU52で制御したとする。この状態で600[%]の振幅となるような、非常に高い輝度の白色領域が被写体の一部にあったとする。まず、Gchはゲインが1.0倍であるので変化はない。また、Rchはゲインが1.5倍であるため計算の上では振幅は900[%]となるが、最大600[%]の振幅の信号処理を行うテレビカメラであるために600[%]で振幅が制限される。このように、Rch、Gchの振幅は600[%]であるのに対して、Bchの振幅は約300[%]になってしまう。そのため、ガンマ補正回路やKNEE回路によって圧縮された部分のRch、Gch、Bchのバランスが崩れ、当該白色領域は白にはならずに色が付いてしまうのである。
【0008】
従来、このような問題点を解決するため、例えば特開2000−13808号公報において、ホワイトバランス調整後のホワイトバランス調整係数や特定の色の信号レベル等からクリップレベルを設定する手法が開示されている。しかしながら、テレビカメラは動画を撮影しているため、1フレーム、もしくは1フィールド期間中に各種映像処理を終了させる必要がある。テレビ信号の規格によっても異なるが、通常、1フレーム、もしくは1フィールドとは、1/25秒から1/60秒程度である。公開されている手法をテレビカメラで適応するには、現状の技術水準では非常に大規模な回路を必要とする。
【0009】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その意義はホワイトバランス調整が行われた状態で、テレビカメラ装置の処理範囲を超えるような非常に高い輝度の白色領域を一部に含んだ被写体を撮影した場合でも、当該領域の白色を保持する機能を有し、かつ簡易的な手法で構成することにより、現時点での技術水準をもってテレビカメラ装置にも使用可能なホワイトバランス回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によるホワイトバランス回路は、
撮像素子から出力されたR(赤色)、G(緑色)及びB(青色)の信号のゲインを調整する複数のゲイン調整手段と、該複数のゲイン調整手段の後段に設けられ被写体の輝度に応じて所定の制限基準値内に各色信号レベルを制限する複数の色信号制限手段と、前記ゲインから制限基準値を設定する制御手段を備えた撮像装置用のホワイトバランス回路であって、
前記全ての制限基準値を、ホワイトバランス調整時に使用した各色信号のゲインのうち最も小さい値と、撮像装置固有の信号処理上限値を乗算した値に一律に設定することを特徴とする。
【0011】
また、本発明によるホワイトバランス回路は、前記前記撮像装置の中でも、特に1フレーム、もしくは1フィールドごとに映像信号を出力するテレビカメラ装置に使用するのが好適である。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施形態を示したブロック図である。その構成は、図3と共通するものとして、■Rchに対応したRch用ゲイン調整回路11R、Gchに対応したGch用ゲイン調整回路11G、及びBchに対応したBch用ゲイン調整回路11Bと(特許請求の範囲に記載の「ゲイン調整手段」に対応。以下、同じ。)、■前記各ゲイン調整手段を制御するためのMPU15と(特許請求の範囲に記載の「制御手段」に対応。以下、同じ。)、■信号レベルを所定値内に圧縮させるためのガンマ補正回路13、及びKNEE回路14を含む。さらに上記課題に対応した構成として、■各chの信号を所定のレベルに制限するためのRch用リミッター回路12R、Gch用リミッター回路12G、及びBch用リミッター回路12B(特許請求の範囲に記載の「色信号制限手段」に対応。以下、同じ。)を加えたものである。また、前記MPU15からの制御線は、図3に示した各ゲイン調整回路に加えて各リミッター回路、すなわち、Rch用リミッター回路12R、Gch用リミッター回路12G及びBch用リミッター回路12Bに対しても繋いた構成になっている。
【0013】
また、図2は詳細説明のために図1の構成の主要部を抜き出したものであり、その対応は、■図2の各chゲイン調整回路21R、21G、21Bが、それぞれ図1の各ゲイン調整回路11R、11G、及び11Bに対応し、■図2の各chリミッター回路22R、22G、22Bが、それぞれ図1の各リミッター回路12R、12G、及び12Bに対応し、■図2のMPU23は図1のMPU15に対応している。
【0014】
次に本実施形態の動作について図1と図2を用いて説明する。テレビカメラ装置を使用する際、ビデオエンジニア等の技術者が測定器での波形を見ながら、もしくは自動でこのホワイトバランス調整を行うことは、従来技術と同じである。ここで、既に説明した事例に従って最大600[%]の振幅の信号処理を行うテレビカメラ装置で、色温度が3200K以外の光源下での撮影のためホワイトバランス調整が行われたと仮定する。
【0015】
図1において例えば自動でホワイトバランス調整を行う場合、図示していないホワイトバランス調整ボタンが押されると、MPU15は各chのゲイン調整回路、すなわち、Rch用ゲイン調整回路11R、Gch用ゲイン調整回路11G、及びBch用ゲイン調整回路11Bに対して、各chの信号レベルの比率が等しくなるようにゲイン調整に係る制御信号を送る。また、MPU15は各chのリミッター回路にもゲイン調整の結果から算出した制限基準値に係る制御信号を送る。上記各chのリミッター回路に入力される信号レベルがMPUからの制限基準値の範囲内である場合、各chのリミッター回路にて振幅は制限されることはなく、各chのリミッター回路からは入力信号がそのまま出力される。すなわち、通常のホワイトバランス回路と同じ動作をする。その後、各chの信号は、周知のガンマ補正回路13及びKNEE回路14によって信号レベルを所定値内に圧縮される。
【0016】
これに対して、上記各chのリミッター回路に入力される信号レベルがMPU15からの制限基準値以上の場合、各chのリミッター回路が動作することになる。その結果、各chのリミッター回路からは信号レベルが所定の制限基準値内に制限され、かつ各chの比率が揃った信号が出力される。これにより、ホワイトバランス調整が行われた状態で、テレビカメラ装置の処理範囲を超えるような非常に高い輝度の白色領域を一部に含んだ被写体を撮影しても、当該領域における偽色の発生を防いで白色を保持することができる。以下、制限基準値の算定方法を図2の説明図を用いて説明する。
【0017】
例えば、ホワイトバランス調整が行われたことによって、Rch用ゲイン調整回路21R、Gch用ゲイン調整回路21G、及びBch用ゲイン調整回路21Bのゲイン値が、図2に示すようにそれぞれ1.5倍、1.0倍、及び0.5倍の状態になったとする。この状態で被写体の一部に600[%]の振幅となるような、非常に高い輝度の白色領域があったとする。図2に示したように、リミッター回路の前段までは当該白色領域の振幅は、Rch、Gchの振幅は600[%]であるのに対してBchの振幅は300[%]であり、従来回路と同じである。
【0018】
しかし、本発明に係るホワイトバランス回路では、MPU23からの制御信号によって、Rch用リミッター回路22R、Gch用リミッター回路22G、及びBch用リミッター回路22Bが共に振幅が300[%]以下になるように制御される。Bchはホワイトバランス調整によって、既に振幅は300[%]になっているので、そのままのゲイン値であるが、Rch及びGchは振幅が300[%]に制限されることによって、Rch、Gch、Bchのバランスが保たれ、当該白色領域の白が保持されるのである。
【0019】
図2は、ホワイトバランス調整された一例を用いた説明であり、リミッター回路での制限基準値は、Rch、Gch、及びBchの各信号のアンプゲインに応じて制御する必要がある。この制限基準値について一般式を用いて説明する。Rch、Gch、及びBchアンプゲインのうち、最も値の小さいものをAとする。また、そのテレビカメラ装置が扱う振幅の最大値(信号処理上限値)をBとする。そのとき、各リミッター回路での制限基準値をB×Aに設定する。図2の例では、A=0.5、B=600から、
[式1]
600×0.5=300
となり、リミッター回路での制限基準値は300[%]に設定する。このような一連の処理がMPU15において行われ、当該制限基準値は300[%]に信号レベルを制限する制御信号が各リミッター回路に対して出力される。以上、高い輝度の領域が白色の場合について説明したが、本発明によれば白色以外の場合であっても色信号のダイナミックレンジを損なうような不都合を生じることもない。以下、本発明と先行技術文献との相違点について発明者が行った考察を説明する。
【0020】
上記特許文献1において、特許第2557620号公報の手法では、シアン色の信号、すなわち、Rchの信号レベルが小さく、Gch、Bchの信号レベルが大きい信号が入力された場合に、シアン色が薄くなるという欠点が指摘されている。特許文献1の手法では、この欠点は解決されているが、本発明に係る手法ではどのようになるのかを説明する。
【0021】
上記2件の特許(特許文献1、特許第2557620号公報)とも、Rch、Gch、Bchの3chのうち、Rchの振幅が最も小さくなるため、シアン色が問題となる。本発明の図2においては、Bchの振幅が最も小さくなるため、黄色の信号、すなわち、Bchの信号レベルが小さく、Rch、Gchの信号レベルが大きい信号が入力された場合に、黄色が薄くなるという欠点が懸念される。
【0022】
しかしながら、既に説明したように業務用放送用のテレビカメラ装置では、通常使用される電気信号の数倍の振幅を信号処理することが可能な回路構成となっている。ここでは、最大600[%]の振幅の信号処理を行うテレビカメラ装置を例にとって説明しているが、仮にリミッター回路によって、Rch、Gchの信号レベルが300[%]程度に制限されたとしても、テレビカメラ装置の回路では、その後のガンマ補正回路やKNEE回路によって振幅の圧縮が行われるため、黄色の色が薄くなるといったような問題は発生しない。
【0023】
なお、例示目的のため本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、以下のような実施形態の変形及び適応変更はこの技術分野の通常の専門家によりなされ得るものであり、本明細書に記載の特許請求の範囲に存在する技術思想及び見地に包含されるものである。■最大600[%]の振幅の信号処理を行うテレビカメラ装置を例にとって説明したが、本発明はこれらに限定されず、最大600[%]以外であっても同様である。■例えばNTSC方式、PAL方式等を含む各テレビジョン方式に適用可能である。■通常露光撮影による場合に限らず、長時間露光撮影においても適用可能である。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、各chのリミッター回路の制限基準値が、各chのゲイン調整回路から選び出したゲイン値と、各テレビカメラ装置が有する固有の信号処理上限値から一義的に決定されるので、簡易的な手法による構成で高輝度入力にも対応した精度の高いホワイトバランス回路を提供することができる。
【0025】
また、短時間でホワイトバランス処理を行うことができるので、1フレーム、もしくは1フィールド期間中に映像処理の終了が要求されるテレビカメラ装置にも使用可能なホワイトバランス回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示したブロック図である。
【図2】本発明の動作に係る詳細説明図である。
【図3】従来のホワイトバランス回路のブロック図である。
【図4】ガンマ処理及びKNEE処理の説明図である。
【図5】従来のホワイトバランス回路の動作に係る詳細説明図である。
【符号の説明】
11R, 21R, 31R, 51R Rch用ゲイン調整回路
11G, 21G, 31G, 51G Gch用ゲイン調整回路
11B, 21B, 31B, 51B Bch用ゲイン調整回路
12R, 22R Rch用リミッター回路
12G, 22G Gch用リミッター回路
12R, 22B Bch用リミッター回路
13, 32 ガンマ補正回路
14, 33 KNEE回路
15, 23, 34, 52 MPU
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a white balance circuit used in a television camera device or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a television camera apparatus, light incident from a lens is divided into three systems of Rch, Gch, and Bch (R represents red, G represents green, B represents blue, ch represents channel, and so on). After the separation, it is converted into an electric signal by an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device), and various processes are performed. Normally, television cameras for business use and broadcasting are adjusted so that a white subject is photographed in a white color when used under a light source having a color temperature of 3200K. For this reason, when shooting under a light source with a color temperature other than 3200K, such as when shooting outdoors under a clear sky or under a fluorescent lamp, a white subject is colored. Therefore, when photographing under a light source with a color temperature other than 3200K, it is necessary to perform white balance adjustment so that a white subject is photographed white.
[0003]
In order to perform white balance adjustment, there is a method using an optical color correction filter. However, since the adjustment range of the color temperature is very wide, it cannot be completely corrected only by the optical color correction filter. Therefore, generally, after performing rough adjustment using an optical color correction filter, a white object is photographed in white by finely adjusting the electrical amplifier gain of each signal of Rch, Gch, and Bch. Adjust the white balance as follows. When television cameras first appeared, engineers such as video engineers performed these white balance adjustments while viewing the display waveform of the measuring instrument, but in recent years there are many devices that automatically perform this white balance adjustment.
[0004]
There is no problem in the range where a general subject is photographed using the TV camera device with the white balance adjusted in this way, but a high brightness white region exceeding the processing range of the TV camera device is set. When a subject included in a part is photographed, there is a problem that the white area is colored even though white balance adjustment is performed. In relation to such a problem, Patent Document 1 proposes a white balance adjustment circuit used in a color imaging device that assumes still image processing. Hereinafter, the cause of the above problem will be described using a conventional white balance adjustment circuit (FIGS. 3, 4, and 5), and then the difference from Patent Document 1 and the significance of the present invention will be described.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-13808 (full specification, full view)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 3 shows a white balance adjustment circuit in the prior art. The configuration includes: (1) gain adjustment circuits 31R, 31B, and 31B corresponding to Rch, Gch, and Bch, (3) MPU 34 as control means for each gain adjustment means, and (3) compressing the signal level within a predetermined value. A gamma correction circuit 32 and a KNEE circuit 33 are included. The television camera apparatus for commercial broadcasting is a circuit capable of processing signals with an amplitude of 400 to 600 [%] when the maximum value of the amplitude of an electric signal normally used is 100 [%]. . Then, as shown in FIG. 4, the gamma correction circuit 32 and the KNEE 33 circuit perform a process of compressing the signal having a maximum amplitude of 400 to 600 [%] to 105 [%] with a nonlinear characteristic.
[0007]
Here, it is assumed that the white balance adjustment is performed on the assumption that shooting is performed under a light source with a color temperature other than 3200K in a television camera apparatus capable of performing signal processing with a maximum amplitude of 600 [%]. Normally, in white balance adjustment, the gain of Gch is set to 1.0 and the gains of Rch and Bch are adjusted. For example, it is assumed that the electrical amplifier gains of the Rch, Gch, and Bch signals are set as shown in FIG. 5 due to the white balance adjustment. That is, the gain value of the Rch gain adjustment circuit 51R is 1.5 times, the gain value of the Gch gain adjustment circuit 51G is 1.0 times, and the gain value of the Bch gain adjustment circuit 51B is 0.5 times. Assume that control is performed by the MPU 52. It is assumed that a white area with a very high luminance that has an amplitude of 600 [%] in this state exists in a part of the subject. First, Gch has no change because the gain is 1.0 times. Rch has a gain of 1.5 times, so the amplitude is 900 [%] in the calculation. However, since it is a television camera that performs signal processing with a maximum amplitude of 600 [%], it is 600 [%]. The amplitude is limited. Thus, the amplitude of Rch and Gch is 600 [%], whereas the amplitude of Bch is about 300 [%]. For this reason, the balance of the Rch, Gch, and Bch in the portion compressed by the gamma correction circuit and the KNEE circuit is lost, and the white area is not white but is colored.
[0008]
Conventionally, in order to solve such problems, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-13808 discloses a method for setting a clip level from a white balance adjustment coefficient after white balance adjustment, a signal level of a specific color, and the like. Yes. However, since a TV camera is shooting a moving image, it is necessary to end various video processes during one frame or one field period. Although it differs depending on the standard of the television signal, one frame or one field is usually about 1/25 second to 1/60 second. In order to adapt a publicly available method with a television camera, a very large circuit is required at the current state of the art.
[0009]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the significance thereof is that, in a state in which white balance adjustment is performed, a part of a very high brightness white region that exceeds the processing range of the TV camera device is used. A white balance circuit that has the function of maintaining the white color of the area and can be used with a TV camera device with the current technical level even if the subject is photographed. It is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The white balance circuit according to the present invention includes:
A plurality of gain adjusting means for adjusting the gains of R (red), G (green) and B (blue) signals output from the image sensor, and provided in a subsequent stage of the plurality of gain adjusting means according to the luminance of the subject A white balance circuit for an imaging apparatus comprising a plurality of color signal limiting means for limiting each color signal level within a predetermined limit reference value and a control means for setting a limit reference value from the gain,
All the restriction reference values are uniformly set to a value obtained by multiplying the smallest value among the gains of the respective color signals used at the time of white balance adjustment by a signal processing upper limit value specific to the imaging apparatus.
[0011]
In addition, the white balance circuit according to the present invention is preferably used for the television camera device that outputs a video signal for each frame or field, among the imaging devices.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The configuration is the same as that shown in FIG. 3. The Rch gain adjustment circuit 11R corresponding to Rch, the Gch gain adjustment circuit 11G corresponding to Gch, and the Bch gain adjustment circuit 11B corresponding to Bch (claims) Corresponding to “Gain adjustment means” described in the scope of (1), the same shall apply hereinafter), (1) MPU 15 for controlling each of the gain adjustment means (corresponding to “Control means” described in the claims, and so on) (2) A gamma correction circuit 13 and a KNEE circuit 14 for compressing the signal level within a predetermined value are included. Further, as configurations corresponding to the above-mentioned problems, (1) an Rch limiter circuit 12R, a Gch limiter circuit 12G, and a Bch limiter circuit 12B for limiting the signal of each channel to a predetermined level (described in the claims) Corresponding to “color signal limiting means”. The control line from the MPU 15 is also connected to each limiter circuit, that is, the Rch limiter circuit 12R, the Gch limiter circuit 12G, and the Bch limiter circuit 12B in addition to the gain adjustment circuits shown in FIG. It has a configuration.
[0013]
FIG. 2 shows the main part of the configuration of FIG. 1 extracted for detailed explanation. The correspondence is as follows: ■ Each channel gain adjustment circuit 21R, 21G, 21B in FIG. 2 corresponds to the adjustment circuits 11R, 11G, and 11B, and each of the ch limiter circuits 22R, 22G, and 22B in FIG. 2 corresponds to each of the limiter circuits 12R, 12G, and 12B in FIG. 1, and the MPU 23 in FIG. This corresponds to the MPU 15 in FIG.
[0014]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. When using a TV camera device, an engineer such as a video engineer performs white balance adjustment while watching a waveform on a measuring instrument or automatically, as in the conventional technique. Here, it is assumed that the white balance adjustment is performed for photographing under a light source with a color temperature other than 3200K in a television camera apparatus that performs signal processing with a maximum amplitude of 600 [%] according to the example already described.
[0015]
In FIG. 1, for example, when white balance adjustment is automatically performed, when a white balance adjustment button (not shown) is pressed, the MPU 15 causes each channel gain adjustment circuit, that is, Rch gain adjustment circuit 11R, Gch gain adjustment circuit 11G. , And a control signal related to gain adjustment so that the ratio of the signal level of each channel becomes equal to the gain adjustment circuit 11B for Bch. The MPU 15 also sends a control signal related to the limit reference value calculated from the gain adjustment result to the limiter circuit of each channel. When the signal level input to the limiter circuit of each channel is within the range of the limit reference value from the MPU, the amplitude is not limited by the limiter circuit of each channel, and input from the limiter circuit of each channel. The signal is output as it is. That is, the same operation as a normal white balance circuit is performed. Thereafter, the signal level of each channel signal is compressed to a predetermined value by a known gamma correction circuit 13 and KNEE circuit 14.
[0016]
On the other hand, when the signal level input to the limiter circuit of each channel is equal to or higher than the limit reference value from the MPU 15, the limiter circuit of each channel operates. As a result, the limiter circuit of each channel outputs a signal in which the signal level is limited within a predetermined limit reference value and the ratio of each channel is uniform. As a result, even when a subject that includes a white area with a very high luminance that exceeds the processing range of the TV camera device is photographed with white balance adjusted, false colors are generated in that area. Can be kept white. Hereinafter, the calculation method of the limit reference value will be described with reference to the explanatory diagram of FIG.
[0017]
For example, as a result of white balance adjustment, the gain values of the Rch gain adjustment circuit 21R, the Gch gain adjustment circuit 21G, and the Bch gain adjustment circuit 21B are 1.5 times as shown in FIG. Assume that the state becomes 1.0 times and 0.5 times. In this state, it is assumed that a part of the subject has a white area with extremely high luminance that has an amplitude of 600 [%]. As shown in FIG. 2, until the preceding stage of the limiter circuit, the amplitude of the white region is 600 [%] for Rch and Gch, whereas the amplitude of Bch is 300 [%]. Is the same.
[0018]
However, in the white balance circuit according to the present invention, the Rch limiter circuit 22R, the Gch limiter circuit 22G, and the Bch limiter circuit 22B are all controlled by the control signal from the MPU 23 so that the amplitude is 300 [%] or less. Is done. Bch is already gain value as it is because the amplitude is already 300% by white balance adjustment, but Rch and Gch are limited to 300 [%], so that Rch, Gch, Bch The white balance of the white area is maintained.
[0019]
FIG. 2 is an explanation using an example in which white balance is adjusted, and the limit reference value in the limiter circuit needs to be controlled according to the amplifier gain of each signal of Rch, Gch, and Bch. This limit reference value will be described using a general formula. Of the Rch, Gch, and Bch amplifier gains, let A be the smallest value. The maximum amplitude (signal processing upper limit value) handled by the television camera apparatus is B. At that time, the limit reference value in each limiter circuit is set to B × A. In the example of FIG. 2, from A = 0.5 and B = 600,
[Formula 1]
600 × 0.5 = 300
Thus, the limit reference value in the limiter circuit is set to 300 [%]. Such a series of processing is performed in the MPU 15, and a control signal for limiting the signal level to 300 [%] is output to each limiter circuit. As described above, the case where the high luminance region is white has been described, but according to the present invention, there is no inconvenience that the dynamic range of the color signal is impaired even if the region is other than white. Hereinafter, considerations made by the inventor regarding differences between the present invention and the prior art documents will be described.
[0020]
In Patent Document 1, in the method of Japanese Patent No. 2557620, when a cyan signal, that is, a signal having a small Rch signal level and a large Gch and Bch signal level is input, the cyan color becomes light. The shortcoming is pointed out. In the method of Patent Document 1, this drawback is solved, but how the method according to the present invention will be described.
[0021]
In both of the above two patents (Patent Document 1, Japanese Patent No. 2557620), the amplitude of Rch is the smallest of the three channels of Rch, Gch, and Bch, and therefore cyan is a problem. In FIG. 2 of the present invention, since the amplitude of Bch is the smallest, yellow is lightened when a yellow signal, that is, a signal having a small Bch signal level and a large Rch and Gch signal level is input. I am concerned about the shortcoming.
[0022]
However, as already described, the television camera apparatus for commercial broadcasting has a circuit configuration capable of signal processing with an amplitude several times that of a normally used electric signal. Here, a TV camera apparatus that performs signal processing with a maximum amplitude of 600 [%] is described as an example, but even if the signal levels of Rch and Gch are limited to about 300 [%] by a limiter circuit. In the circuit of the TV camera device, since the amplitude is compressed by the subsequent gamma correction circuit and the KNEE circuit, the problem that the yellow color becomes light does not occur.
[0023]
In addition, although embodiment of this invention was described for the purpose of illustration, this invention is not limited to these. For example, the following modifications and adaptations of the embodiments can be made by ordinary experts in this technical field, and are included in the technical ideas and aspects existing in the claims described in this specification. Is. (1) The television camera apparatus that performs signal processing with a maximum amplitude of 600 [%] has been described as an example. However, the present invention is not limited to these, and the same applies to cases other than the maximum 600 [%]. (1) For example, the present invention can be applied to various television systems including the NTSC system and the PAL system. (3) The present invention is not limited to normal exposure photography, but can be applied to long exposure photography.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, the limit reference value of each channel limiter circuit is uniquely determined from the gain value selected from the gain adjustment circuit of each channel and the inherent signal processing upper limit value possessed by each television camera device. Therefore, it is possible to provide a high-accuracy white balance circuit that supports high luminance input with a simple method.
[0025]
In addition, since white balance processing can be performed in a short time, it is possible to provide a white balance circuit that can also be used for a television camera apparatus that requires completion of video processing during one frame or one field period.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed explanatory diagram relating to the operation of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a conventional white balance circuit.
FIG. 4 is an explanatory diagram of gamma processing and KNEE processing.
FIG. 5 is a detailed explanatory diagram relating to the operation of a conventional white balance circuit;
[Explanation of symbols]
11R, 21R, 31R, 51R Rch gain adjustment circuit 11G, 21G, 31G, 51G Gch gain adjustment circuit 11B, 21B, 31B, 51B Bch gain adjustment circuit 12R, 22R Rch limiter circuit 12G, 22G Gch limiter circuit 12R, 22B Bch limiter circuit 13, 32 Gamma correction circuit 14, 33 KNEE circuit 15, 23, 34, 52 MPU

Claims (2)

撮像素子から出力されたR(赤色)、G(緑色)及びB(青色)の信号のゲインを調整する複数のゲイン調整手段と、該複数のゲイン調整手段の後段に設けられ被写体の輝度に応じて所定の制限基準値内に各色信号レベルを制限する複数の色信号制限手段と、前記ゲインから制限基準値を設定する制御手段を備えた撮像装置用のホワイトバランス回路であって、
前記全ての制限基準値を、ホワイトバランス調整時に使用した各色信号のゲインのうち最も小さい値と、撮像装置固有の信号処理上限値を乗算した値に一律に設定することを特徴とするホワイトバランス回路。
A plurality of gain adjusting means for adjusting the gains of R (red), G (green) and B (blue) signals output from the image sensor, and provided in a subsequent stage of the plurality of gain adjusting means according to the luminance of the subject A white balance circuit for an imaging apparatus comprising a plurality of color signal limiting means for limiting each color signal level within a predetermined limit reference value and a control means for setting a limit reference value from the gain,
A white balance circuit that uniformly sets all the limit reference values to a value obtained by multiplying the smallest value among the gains of the respective color signals used at the time of white balance adjustment by a signal processing upper limit value specific to the imaging apparatus. .
前記撮像装置は、1フレーム、もしくは1フィールドごとに映像信号を出力するテレビカメラ装置とする請求項1に記載のホワイトバランス回路。The white balance circuit according to claim 1, wherein the imaging device is a television camera device that outputs a video signal for each frame or for each field.
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