JP4158592B2

JP4158592B2 - オートホワイトバランス調整方法及びこの方法が適用されたカメラ

Info

Publication number: JP4158592B2
Application number: JP2003121724A
Authority: JP
Inventors: 玄太佐藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004328461A; US20040212691A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオートホワイトバランス調整方法及びこの方法が適用されたカメラに係り、特にカラー撮像素子から得られるＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいて自動的に適正なホワイトバランス調整を行うオートホワイトバランス調整方法及びこの方法が適用されたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のオートホワイトバランス調整方法として、特許文献１に記載の方法がある。
【０００３】
このオートホワイトバランス調整方法は、被写体の輝度レベルと、１画面を複数のエリアに分割した各分割エリアごとの色情報（分割エリア内のＲ，Ｇ，Ｂ信号を色別に積算した積算値の比Ｒ／Ｇ及びＢ／Ｇ）とを求める。
【０００４】
一方、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間上に、日陰、青空、蛍光灯、タングステン電球等の光源種に対応する色分布の範囲を示す検出枠を設定し、前記求めた各分割エリアごとの色情報に基づいて各検出枠に色情報が入る分割エリアの個数を求める。そして、前記検出した被写体の輝度レベル及び検出枠に入る分割エリアの個数に基づいて光源種を判別し、その判別した光源種に適したホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス調整を行うようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２４６０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間上に光源種に対応する色分布の範囲を示す検出枠を設定する必要があり、ここで設定された検出枠に色情報が入らない分割エリアの情報は、ホワイトバランス調整に反映されない。
【０００７】
また、各検出枠に色情報が入っている分割エリアの個数等によって１つの検出枠（光源種）が決定されるため、他の検出枠に色情報が入っている分割エリアの色情報はホワイトバランス調整に反映されず、例えば、色温度の異なる複数の光源種の下で撮影された場合、いずれか１つの光源種に基づいてホワイトバランス調整がされることになる。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光源種を検出するための検出枠を設けることなく、良好なホワイトバランス補正値を算出して自動的にホワイトバランス調整を行うことができるオートホワイトバランス調整方法及びこの方法が適用されたカメラを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、カラー撮像素子から得られるＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出するステップと、前記算出したホワイトバランス補正値に基づいて前記Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のホワイトバランス調整を行うステップとを含むオートホワイトバランス調整方法において、前記ホワイトバランス補正値を算出するステップは、１画面を複数のエリアに分割してなる複数の分割エリアに対し、前記各分割エリア内のＲ、Ｇ、Ｂ信号を色別に積算して各色ごとの積算値を求め、前記各色ごとの積算値の比Ｒ／Ｇ及びＢ／Ｇを求め、これらの比Ｒ／Ｇ及びＢ／Ｇを該分割エリアの色情報として求めるステップと、Ｒ／ＧとＢ／Ｇとで表される色空間上で隣り合う前記分割エリアの色情報の距離を求め、前記求めた距離が所定値以下のときに、これらの分割エリアの色情報を同一のグループとしてグループ分けするステップと、前記グループ分けした各グループ内の色情報の個数を計数し、該計数した個数に基づいてホワイトバランス補正値の算出に使用する特定のグループを求めるステップと、前記特定のグループに含まれる色情報に基づいて前記ホワイトバランス補正値を算出するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１２】
このようにしてグループ分けした各グループ内の色情報の個数を計数し、その計数した個数に基づいてホワイトバランス補正値の算出に使用する特定のグループを求め、前記特定のグループに含まれる色情報に基づいて前記ホワイトバランス補正値を算出する。
【００１３】
前記特定のグループを求めるステップは、請求項２に示すように前記グループ分けした各グループ内の色情報の個数が、所定の個数以上のグループを前記特定のグループとして求めることを特徴としている。
【００１４】
また、前記特定のグループを求めるステップの他の態様としては、請求項４に示すように前記グループ分けした各グループ内の色情報の個数が最大の個数を有するグループを特定のグループとして求めることを特徴としている。
【００１５】
そして、前記特定のグループに含まれる色情報に基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のホワイトバランス調整を行うホワイトバランス補正値（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のゲイン値）を算出するようにしている。
【００１６】
前記ホワイトバランス補正値を算出するステップは、請求項３に示すように前記特定のグループが複数存在する場合には、各グループ内の色情報を代表する代表色情報を目標の色情報にするためのホワイトバランス補正値をそれぞれ算出し、該算出した各グループごとのホワイトバランス補正値をそれぞれ各グループ内の色情報の個数によって重み付け加算して前記ホワイトバランス補正値を算出することを特徴としている。これにより、各グループの代表色情報がホワイトバランス補正値の算出に使用されるとともに、グループ内の色情報の個数によって重み付けされたホワイトバランス補正値を算出することができる。
【００１７】
前記ホワイトバランス補正値を算出するステップの他の態様としては、請求項５に示すように最大の個数を有するグループ内の色情報のうちの代表の色情報を目標の色情報にするためのホワイトバランス補正値を算出することを特徴としている。
【００１８】
【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調整方法及びこの方法が適用されたカメラの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１９】
図１は本発明に係るオートホワイトバランス調整方法が適用された電子カメラの実施の形態を示すブロック図である。
【００２０】
このカメラ１０は、静止画や動画の記録及び再生機能を備えたデジタルカメラであり、カメラ１０全体の動作は中央処理装置（ＣＰＵ）１２によって統括制御される。ＣＰＵ１２は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、ホワイトバランス（ＷＢ）調整演算など、各種演算を実施する演算手段として機能する。
【００２１】
バス１４を介してＣＰＵ１２と接続されたＲＯＭ１６には、ＣＰＵ１２が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納され、ＥＥＰＲＯＭ１７には、ＣＣＤ画素欠陥情報、カメラ動作に関する各種定数／情報等が格納されている。
【００２２】
また、メモリ（ＳＤＲＡＭ）１８は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ１２の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データや音声データの一時記憶領域として利用される。ＶＲＡＭ２０は画像データ専用の一時記憶メモリであり、Ａ領域２０ＡとＢ領域２０Ｂが含まれている。メモリ１８とＶＲＡＭ２０は共用することが可能である。
【００２３】
カメラ１０にはモード選択スイッチ２２、撮影ボタン２４、その他、メニュー／ＯＫキー、十字キー、キャンセルキーなどの操作手段２６が設けられている。これら各種の操作部（２２〜２６）からの信号はＣＰＵ１２に入力され、ＣＰＵ１２は入力信号に基づいてカメラ１０の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、画像データの記録／再生制御、画像表示装置２８の表示制御などを行う。
【００２４】
モード選択スイッチ２２は、撮影モードと再生モードとを切り換えるための操作手段である。モード選択スイッチ２０を操作して可動接片２２Ａを接点ａに接続させると、その信号がＣＰＵ１２に入力され、カメラ１０は撮影モードに設定され、可動接片２２Ａを接点ｂに接続させると、カメラ１０は記録済みの画像を再生する再生モードに設定される。
【００２５】
撮影ボタン２４は、撮影開始の指示を入力する操作ボタンであり、半押し時にＯＮするＳ１スイッチと、全押し時にＯＮするＳ２スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。
【００２６】
メニュー／ＯＫキーは、画像表示装置２８の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行などを指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。十字キーは、上下左右の４方向の指示を入力する操作部であり、メニュー画面から項目を選択したり、各メニューから各種設定項目の選択を指示したりするボタン（カーソル移動操作手段）として機能する。また、十字キーの上／下キーは撮影時のズームスイッチあるいは再生時の再生ズームスイッチとして機能し、左／右キーは再生モード時のコマ送り（順方向／逆方向送り）ボタンとして機能する。キャンセルキーは、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、あるいは１つ前の操作状態に戻らせる時などに使用される。
【００２７】
画像表示装置２８は、カラー表示可能な液晶ディスプレイで構成されている。画像表示装置２８は、撮影時に画角確認用の電子ファインダとして使用できるとともに、記録済み画像を再生表示する手段として利用される。また、画像表示装置２８は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。液晶ディスプレイに代えて、有機ＥＬなど他の方式の表示装置（表示手段）を用いることも可能である。
【００２８】
カメラ１０は、メディアソケット（メディア装着部）３０を有し、メディアソケット３０には記録メディア３２を装着することができる。記録メディアの形態は特に限定されず、xD-PictureCard（商標）、スマートメディア（商標）に代表される半導体メモリカード、可搬型小型ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。
【００２９】
メディアコントローラ３４は、メディアソケット３０に装着される記録メディア３２に適した入出力信号の受渡しを行うために所要の信号変換を行う。
【００３０】
また、カメラ１０はパソコンその他の外部機器と接続するための通信手段としてＵＳＢインターフェース部３６を備えている。図示せぬＵＳＢケーブルを用いてカメラ１０と外部機器を接続することにより、外部機器との間でデータの受渡しが可能となる。もちろん、通信方式はＵＳＢに限らず、IEEE1394やBluetooth その他の通信方式を適用してもよい。
【００３１】
次に、カメラ１０の撮影機能について説明する。
【００３２】
モード選択スイッチ２２によって撮影モードが選択されると、カラーＣＣＤ固体撮像素子（以下ＣＣＤと記載）３８を含む撮像部に電源が供給され、撮影可能な状態になる。
【００３３】
レンズユニット４０は、フォーカスレンズを含む撮影レンズ４２と絞り兼用メカシャッター４４とを含む光学ユニットである。レンズユニット４０は、ＣＰＵ１２によって制御されるレンズ駆動部４６、絞り駆動部４８によって電動駆動され、ズーム制御、フォーカス制御及びアイリス制御が行われる。
【００３４】
レンズユニット４０を通過した光は、ＣＣＤ３８の受光面に結像される。ＣＣＤ３８の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー、Ｇストライプなど）で配置されている。また、ＣＣＤ３８は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。ＣＰＵ１２は、タイミングジェネレータ５０を介してＣＣＤ３８での電荷蓄積時間を制御する。尚、ＣＣＤ３８に代えてＭＯＳ型など他の方式の撮像素子を用いてもよい。
【００３５】
ＣＣＤ３８の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＰＵ１２の指令に従いタイミングジェネレータ５０から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。
【００３６】
ＣＣＤ３８から出力された信号はアナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）５２に送られ、ここで画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ信号がサンプリングホールド（相関二重サンプリング処理）され、増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５４に加えられる。Ａ／Ｄ変換器５４によってデジタル信号に変換された点順次のＲ，Ｇ，Ｂ信号は、画像入力コントローラ５６を介してメモリ１８に記憶される。
【００３７】
画像信号処理回路５８は、メモリ１８に記憶されたＲ，Ｇ，Ｂ信号をＣＰＵ１２の指令に従って処理する。即ち、画像信号処理回路５８は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路）、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ１２からのコマンドに従ってメモリ１８を活用しながら所定の信号処理を行う。
【００３８】
画像信号処理回路５８に入力されたＲＧＢの画像データは、画像信号処理回路５８において輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb 信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施される。画像信号処理回路５８で処理された画像データはＶＲＡＭ２０に格納される。
【００３９】
撮影画像を画像表示装置２８にモニタ出力する場合、ＶＲＡＭ２０から画像データが読み出され、バス１４を介してビデオエンコーダ６０に送られる。ビデオエンコーダ６０は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換して画像表示装置２８に出力する。
【００４０】
ＣＣＤ３８から出力される画像信号によって、１コマ分の画像を表す画像データがＡ領域２０ＡとＢ領域２２Ｂとで交互に書き換えられる。ＶＲＡＭ２２のＡ領域２２Ａ及びＢ領域２２Ｂのうち、画像データが書き換えられている方の領域以外の領域から、書き込まれている画像データが読み出される。このようにしてＶＲＡＭ２０内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が画像表示装置２８に供給されることにより、撮像中の映像がリアルタイムに画像表示装置２８に表示される。撮影者は、画像表示装置２８に表示される映像（スルームービー画）によって撮影画角を確認できる。
【００４１】
撮影ボタン２４が半押しされ、Ｓ１がオンすると、カメラ１０はＡＥ及びＡＦ処理を開始する。即ち、ＣＣＤ３８から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換後に画像入力コントローラ５６を介してＡＦ検出回路６２並びにＡＥ／ＡＷＢ検出回路６４に入力される。
【００４２】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路６４は、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ１２に提供する。ＣＰＵ１２は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路６４から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定され、これに従いＣＰＵ１２はＣＣＤ３８の電子シャッター及びアイリスを制御して適正な露光量を得る。
【００４３】
また、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路６４は、自動ホワイトバランス調整時には、分割エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出し、その算出結果をＣＰＵ１２に提供する。ＣＰＵ１２は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、各分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間における分布等に基づいて光源種判別を行い、判別された光源種に適したホワイトバランス調整値に従って、例えば、各比の値がおよそ１（つまり、１画面においてＲＧＢの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ≒１：１：１）になるように、ホワイトバランス調整回路のＲ，Ｇ，Ｂ信号に対するゲイン値（ホワイトバランス補正値）を制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。前述した各比の値を１以外の値になるようにホワイトバランス調整回路のゲイン値を調整すると、ある色味が残った画像を生成することができる。尚、ホワイトバランス調整の詳細は後述する。
【００４４】
本カメラ１０におけるＡＦ制御は、例えば映像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるようにフォーカシングレンズ（撮影レンズ４２を構成するレンズ光学系のうちフォーカス調整に寄与する移動レンズ）を移動させるコントラストＡＦが適用される。即ち、ＡＦ検出回路６２は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面内（例えば、画面中央部）に予め設定されているフォーカス対象エリア内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部、及びＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部から構成される。
【００４５】
ＡＦ検出回路６２で求めた積算値のデータはＣＰＵ１２に通知される。ＣＰＵ１２は、レンズ駆動部４６を制御してフォーカシングレンズを移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントで焦点評価値（ＡＦ評価値）を演算し、評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカシングレンズを移動させるようにレンズ駆動部４６を制御する。尚、ＡＦ評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限らず、輝度信号（Ｙ信号）を利用してもよい。
【００４６】
撮影ボタン２４が半押しされ、Ｓ１オンによってＡＥ／ＡＦ処理が行われ、撮影ボタン２４が全押しされ、Ｓ２オンによって記録用の撮影動作がスタートする。Ｓ２オンに応動して取得された画像データは画像信号処理回路５８において輝度／色差信号（Ｙ／Ｃ信号）に変換され、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ１８に格納される。
【００４７】
メモリ１８に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮伸張回路６６によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、メディアコントローラ３４を介して記録メディア３２に記録される。例えば、静止画についてはJPEG（Joint Photographic Experts Group）形式で記録される。
【００４８】
モード選択スイッチ２２により再生モードが選択されると、記録メディア３２に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録されたファイル）の圧縮データが読み出される。最後の記録に係るファイルが静止画ファイルの場合、この読み出された画像圧縮データは、圧縮伸張回路６６を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張され、画像信号処理回路５８及びビデオエンコーダ６０を介して表示用の信号に変換された後、画像表示装置２８に出力される。これにより、当該ファイルの画像内容が画像表示装置２８の画面上に表示される。
【００４９】
静止画の一コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む）に、十字キーの右キー又は左キーを操作することによって、再生対象のファイルを切り換えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされた位置の画像ファイルが記録メディア３２から読み出され、上記と同様にして静止画像や動画が画像表示装置２８に再生表示される。
【００５０】
次に、機器のバラツキの調整方法について説明する。
【００５１】
同じ機種のカメラ１０でもレンズ、ＣＣＤ分光感度バラツキ等があり、光源種に応じて予め準備されたホワイトバランス補正値（ＷＢ補正値）によってホワイトバランス調整を行ってもカメラごとにホワイトバランス調整誤差（色ずれ）が生じる。そこで、標準のカメラでのホワイトバランス調整と同じホワイトバランス調整を行うために、個々のカメラのホワイトバランス調整誤差を補正する。
【００５２】
図２は個々のカメラのホワイトバランス調整誤差を補正するためのホワイトバランス微調整値（ＷＢ微調整値）を求める処理手順を示すフローチャートであり、この処理はカメラの出荷前の調整時等に行われる。
【００５３】
図２において、まず、カメラ１０の画像表示装置２８にメニュー画面を表示させ、このメニュー画面上で手動でホワイトバランスを行うための所定の光源種（この実施の形態では、晴れ「デーライト」）を選択する（ステップＳ１０）。この選択は、十字キーとメニュー／ＯＫキーの操作によって行うことができる。また、この光源種の選択により、図３に示すように各光源種ごとに予め設定されているＷＢ補正値（Ｒ，Ｇ，Ｂのゲイン値）のメモリテーブルから選択されたＷＢ補正値が読み出される。
【００５４】
尚、図３に示すメモリテーブルには、光源種としては、晴れ、日陰−曇り、蛍光灯１（昼光色蛍光灯）、蛍光灯２（昼白色蛍光灯）、蛍光灯３（白色蛍光灯）、タングステン電球等があり、各光源色ごとに、その光源種の下で撮影したときの画像のホワイトバランスを適正に調整するためのＲ，Ｇ，ＢのＷＢ補正値が記憶されている。また、各光源種ごとに設定されているＷＢ補正値は、レンズやＣＣＤの分光感度等が設計通りの標準のカメラを前提として設定されている。
【００５５】
次に、晴れの調整光源の下でグレーチャート（Ｎ５グレー）を撮影し（ステップＳ１２）、この撮影時にＣＣＤ３８から得られるＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して、予め設定された晴れのＷＢ補正値（Ｒ_g1、Ｇ_g1、Ｂ_g1）を乗算することによりホワイトバランス調整を行う（ステップＳ１４）。
【００５６】
続いて、ホワイトバランス調整後のＲ，Ｇ，Ｂ信号から１画面全体のＲ，Ｇ，Ｂごとの平均積算値（Ｒ_mean,Ｇ_mean,Ｂ_mean）を算出する（ステップＳ１６）。そして、上記算出したＲ，Ｇ，Ｂの平均積算値と、晴れの光源種の下で撮影された場合に得られるＲ，Ｇ，Ｂの目標の平均積算値（目標値Ｒ_ref,Ｇ_ref,Ｂ_ref、例えばＮ５グレーの晴れの目標値のＲ，Ｇ，Ｂ比＝１２１：１２１：１１６）とに基づいてホワイトバランス調整誤差を補正するためのＷＢ微調整値（ΔＲ_g,ΔＧ_g,ΔＢ_g）を、次式により求める（ステップＳ１８）。
【００５７】
【数１】
ΔＲ_g＝Ｒ_ref／Ｒ_mean
ΔＧ_g＝Ｇ_ref／Ｇ_mean
ΔＢ_g＝Ｂ_ref／Ｂ_mean
このようにしても求めたＷＢ微調整値（ΔＲ_g,ΔＧ_g,ΔＢ_g）は、ＥＥＰＲＯＭ１７に記憶される（ステップＳ２０）。
【００５８】
尚、ＥＥＰＲＯＭ１７に記憶されたＷＢ微調整値（ΔＲ_g,ΔＧ_g,ΔＢ_g）は、カメラ１０での撮影時にＣＣＤ３８から得られるＲ，Ｇ，Ｂ信号に乗算される。これにより、カメラごとにレンズユニット４０、ＣＣＤ３８の分光特性の感度バラツキがあってもそのバラツキに伴う色ずれが修正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が得れるようになる。
【００５９】
また、ＷＢ微調整値（ΔＲ_g,ΔＧ_g,ΔＢ_g）を算出するために使用する目標値Ｒ_ref,Ｇ_ref,Ｂ_refは、予めカメラ内のメモリに記憶されている。更に、晴れの調整光源下での撮影に基づいてＷＢ微調整値を求める場合に限らず、他の色温度の調整光源下での撮影に基づいてＷＢ微調整値を求めてもよいし、複数の調整光源下で求めた複数のＷＢ微調整値から最適なＷＢ微調整値を求めるようにしてもよい。
【００６０】
更に、上記のＷＢ微調整値の算出及びＥＥＰＲＯＭ１７への記録は、カメラ１０自身で行う場合に限らず、ホワイトバランス調整時に使用する外部の調整機器で行うようにしてもよい。
【００６１】
次に、上記ＷＢ微調整値を使用した実際の撮影時のホワイトバランス調整について説明する。
【００６２】
図４において、まず、カメラ１０において設定されたＷＢ調整モードがマニュアルＷＢ調整モードかオートＷＢ調整モードかを判別する（ステップＳ３０）。尚、マニュアルＷＢ調整モードかオートＷＢ調整モードかは、マニュアル撮影モード時に十字キーとメニュー／ＯＫキーの操作によって特定の光源種が選択されている場合には、マニュアルＷＢ調整モードとして判別され、「ＡＵＴＯ」のメニューが選択されている場合には、オートＷＢ調整モードとして判別される。また、撮影モードが、オート撮影モードの場合には、ＷＢ調整モードも自動的にオートＷＢ調整モードとなる。
【００６３】
ＷＢ調整モードがマニュアルＷＢ調整モードと判別されると、ユーザによって選択された光源種が撮影被写体を照明する光源種として設定され（ステップＳ３２）、図３に示すように、その設定された光源種下での撮影に適したＷＢ補正値が決定される（ステップＳ３４）。
【００６４】
その後、撮影ボタン２４が押されると、マニュアル撮影モードにおける撮影が行われ（ステップＳ３６）、この撮影時にＣＣＤ３８から得られたＲ，Ｇ，Ｂ信号は一旦メモリ１８に格納され、続いてこれらのＲ，Ｇ，Ｂ信号に対してホワイトバランス調整が行われる（ステップＳ３８）。このホワイトバランス調整は、ステップＳ３４で決定されたＷＢ補正値と、図２のフローチャートで説明したＷＢ微調整値とに基づいてＲ，Ｇ，Ｂ信号をホワイトバランス調整する。即ち、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の各色信号にそれぞれＷＢ微調整値（ΔＲ_g,ΔＧ_g,ΔＢ_g）を乗算するとともに、光源種に応じたＷＢ補正値を乗算する。
【００６５】
その後、ホワイトバランス調整されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対してガンマ処理、ＹＣ処理等の画像処理を行い、更にＹＣ処理されたＹ／Ｃ信号を所定のフォーマットに従って圧縮して記録メディア３２に記録する（ステップＳ４０〜Ｓ４４）。
【００６６】
次に、本発明に係るオートホワイトバランス調整方法について説明する。
【００６７】
図４のステップＳ３２でオートＷＢ調整モードと判別されると、本発明に係るオートホワイトバランス調整が行われる。即ち、オートＷＢ調整モードで撮影ボタン２４が押されると、被写体の撮影が行われる（ステップＳ５０）。
【００６８】
この撮影時にＣＣＤ３８から得られたＲ，Ｇ，Ｂ信号は一旦メモリ１８に格納されたのち、これらのＲ，Ｇ，Ｂ信号にそれぞれＷＢ微調整値（ΔＲ_g,ΔＧ_g,ΔＢ_g）を乗算し、事前にカメラごとのレンズ、ＣＣＤの分光特性の感度バラツキによる調整誤差を補正する（ステップ５２）。この補正したＲ，Ｇ，Ｂ信号は再びメモリ１８に格納される。
【００６９】
次に、メモリ１８に格納されている前記補正後のＲ，Ｇ，Ｂ信号を用いて、１画面が１６×１６に分割された２５６個の分割エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出し、各分割エリアごとにＲ，Ｇ，Ｂの平均積算値の比（即ち、Ｒ／Ｇ及びＢ／Ｇの比）を算出する（ステップＳ５４）。
【００７０】
このようにして算出された２５６個の分割エリアごとの色情報は、前記Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値に基づいて図５に示すＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間上で分布する２５６個の点として表すことができる。
【００７１】
続いて、各分割エリアの色情報に基づいて隣り合った分割エリアの色情報（Ｒ₁／Ｇ_1,Ｂ₁／Ｇ₁）、(Ｒ₂／Ｇ_2,Ｂ₂／Ｇ₂）間の色空間上の距離Ｄを、次式によって算出する。
【００７２】
【数２】
₂ ₂
Ｄ＝√｛(Ｒ₁／Ｇ₁−Ｒ₂／Ｇ₂)＋(Ｒ₁／Ｇ₁−Ｒ₂／Ｇ₂)｝
このようにして算出される距離Ｄが、所定値以内にある場合には、その分割エリアの色情報は、同じグループ内のものと見なし、２５６個の分割エリアの色情報をグループ分けする。尚、上記距離Ｄの代わりにＤ²の値を使用してもよい。
【００７３】
そして、各グループ内に所定の個数（例えば、５個）以上入った場合には、そのグループを、後述するＡＷＢ調整に使用するためのコーンCORNとみなし、所定の個数未満のグループはコーンCORNと見なさない。図５上では、２つのコーンCORN1 、CORN2 が示されている。
【００７４】
次に、上記のようにして求めたコーンCORNｉ（ｉ＝1,2,…) ごとに、各コーンCORNｉを代表する色情報（例えば、コーンCORNｉの中心の色情報や平均の色情報）を、ニュートラル・グレー（Ｎグレー）にするためのＲ／ＧゲインＧri、Ｂ／ＧゲインＧbiを求め、これらのＲ／ＧゲインＧri、Ｂ／ＧゲインＧbiについて、各コーンCORNｉ内の個数Ｎで重み付けしたＲ／ＧゲインＧr 、Ｂ／ＧゲインＧb を、次式により求める（ステップＳ５６）。
【００７５】
【数３】
Ｇr ＝ΣＧri×Ｎｉ／ΣＮｉ
Ｇｂ＝ΣＧbi×Ｎｉ／ΣＮｉ
以上のようにして求めたＲ／ＧゲインＧr 、Ｂ／ＧゲインＧb から前記メモリ１８に保存したＲ，Ｇ，Ｂ信号に対するＲ，Ｇ，Ｂゲイン値（ＷＢ補正値）を求める（ステップＳ５８）。尚、Ｇ信号に付与する所要のゲイン値を、前記Ｒ／ＧゲインＧr 、Ｂ／ＧゲインＧb に乗算することによりＲ、Ｂ信号に付与するＲ、Ｂゲイン値を求めることができる。また、Ｇ信号に付与する所要のゲイン値を１とした場合には、前記Ｒ／ＧゲインＧr 、Ｂ／ＧゲインＧb がそのままＲ、Ｂ信号に付与するＲ、Ｂゲイン値となる。
【００７６】
そして、ステップＳ５８で算出したＲ，Ｇ，Ｂゲイン値（ＷＢ補正値）により前記メモリ１８に保存したＲ，Ｇ，Ｂ信号を補正する。これによりホワイトバランス調整が行われる（ステップＳ６０）。
【００７７】
その後、ホワイトバランス調整されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、マニュアルＷＢ調整モードでの処理と同様に、ガンマ処理、ＹＣ処理、記録処理を経て記録メディア３２に記録される（ステップＳ４０〜Ｓ４４）。
【００７８】
上記オートＷＢ調整モード時のステップＳ５６において、各コーンCORNｉを代表する色情報をＮグレーにするためのＲ／ＧゲインＧri、Ｂ／ＧゲインＧbiに基づいてＲ／ＧゲインＧr 、Ｂ／ＧゲインＧb を算出するようにしたため、実際の撮影時の光源種にかかわらず、デーライト（晴れ）の光源種下で撮影されたようなホワイトバランス調整が行われることになる。
【００７９】
そこで、前記メモリ１８に保存したＲ，Ｇ，Ｂ信号に基づいて実際の撮影時の光源種の判別を行い、ステップＳ５８では光源種に応じて更にその光源種の色味を出すためのホワイトバランス調整を行うことが好ましい。
【００８０】
尚、光源種の判別は、例えば、最大個数を有するコーンCORNを代表する色情報が、図３に示した晴れ、日陰−曇り、蛍光灯１、蛍光灯２、蛍光灯３、タングステン電球等の各光源種の色情報のうちの最も近い色情報を有する光源種を求めることで撮影時の光源種を自動判別することができる。また、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間上で光源種ごとに予め設定した検出枠の中に入る個数や被写体の明るさ等に基づいて光源種を自動判別することもでき（特開２００２−２１８４９５号公報参照）、光源種の判別方法はこの実施の形態に限定されない。
【００８１】
また、光源種の判別をステップＳ５６の処理前に行い、ステップＳ５６では、る各コーンCORNｉを代表する色情報を、事前に判別した光源種に対応した色情報にするためのＲ／ＧゲインＧri、Ｂ／ＧゲインＧbiを求め、これらのＲ／ＧゲインＧri、Ｂ／ＧゲインＧbiに基づいてＲ／ＧゲインＧr 、Ｂ／ＧゲインＧb を算出するようにしてもよい。
い。
【００８２】
更に、この実施の形態のオートホワイトバランス調整方法は、色情報の個数が所定の個数以上入ったコーンCORNの全てを使用してオートホワイトバランス調整を行うようにしたが、最大の個数が入ったコーンCORNを代表する色情報のみを使用してホワイトバランス補正値を求め、そのホワイトバランス補正値に基づいてＲ，Ｇ，Ｂ信号のホワイトバランス調整を行うようにしてもよい。
【００８３】
また、分割エリアの色情報は、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間上の色情報に限らず、他の色空間上の色情報でもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１画面を複数のエリアに分割してなる複数の分割エリアの色情報のうち、相互に近似する色情報が所定の個数以上となる色情報のかたまり（グループ）を、光源種に起因する１つのグループと見なし、そのグループ内の色情報に基づいてホワイトバランス調整を行うためのホワイトバランス補正値を算出するようにしたため、特許文献１に記載のように光源種を検出するための検出枠を設ける必要がなく、自動的にホワイトバランス調整を行うことができる。また、複数のグループが存在する場合には、各グループ内の色情報の個数に対応して重み付けしたホワイトバランス補正値を求めることで、光源種が一意に特定できない場合にも適正なホワイトバランス調整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調整方法が適用された電子カメラの実施の形態を示すブロック図
【図２】個々のカメラのホワイトバランス調整誤差を補正するためのホワイトバランス微調整値（ＷＢ微調整値）を求める処理手順を示すフローチャート
【図３】予め光源種ごとにＷＢ補正値が格納されているメモリテーブルの一例を示す図
【図４】実際の撮影時のホワイトバランス調整方法を説明するために用いたフローチャート
【図５】複数の分割エリアの色情報のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間上での分布の一例を示すグラフ
【符号の説明】
１０…カメラ、１２…ＣＰＵ、１６…ＲＯＭ、１７…ＥＥＰＲＯＭ、１８…メモリ、２６…操作手段、３２…記録メディア、３８…カラーＣＣＤ固体撮像素子（ＣＣＤ）、４０…レンズユニット、４２…撮影レンズ、５８…画像信号処理回路

Claims

カラー撮像素子から得られるＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出するステップと、前記算出したホワイトバランス補正値に基づいて前記Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のホワイトバランス調整を行うステップとを含むオートホワイトバランス調整方法において、
前記ホワイトバランス補正値を算出するステップは、
１画面を複数のエリアに分割してなる複数の分割エリアに対し、前記各分割エリア内のＲ、Ｇ、Ｂ信号を色別に積算して各色ごとの積算値を求め、前記各色ごとの積算値の比Ｒ／Ｇ及びＢ／Ｇを求め、これらの比Ｒ／Ｇ及びＢ／Ｇを該分割エリアの色情報として求めるステップと、
Ｒ／ＧとＢ／Ｇとで表される色空間上で隣り合う前記分割エリアの色情報の距離を求め、前記求めた距離が所定値以下のときに、これらの分割エリアの色情報を同一のグループとしてグループ分けするステップと、
前記グループ分けした各グループ内の色情報の個数を計数し、該計数した個数に基づいてホワイトバランス補正値の算出に使用する特定のグループを求めるステップと、
前記特定のグループに含まれる色情報に基づいて前記ホワイトバランス補正値を算出するステップと、
を含むことを特徴とするオートホワイトバランス調整方法。
前記特定のグループを求めるステップは、前記グループ分けした各グループ内の色情報の個数が、所定の個数以上のグループを前記特定のグループとして求めることを特徴とする請求項１に記載のオートホワイトバランス調整方法。
前記ホワイトバランス補正値を算出するステップは、前記特定のグループが複数存在する場合には、各グループ内の色情報を代表する代表色情報を目標の色情報にするためのホワイトバランス補正値をそれぞれ算出し、該算出した各グループごとのホワイトバランス補正値をそれぞれ各グループ内の色情報の個数によって重み付け加算して前記ホワイトバランス補正値を算出することを特徴とする請求項２に記載のオートホワイトバランス調整方法。
前記特定のグループを求めるステップは、前記グループ分けした各グループ内の色情報の個数が最大の個数を有するグループを特定のグループとして求めることを特徴とする請求項１に記載のオートホワイトバランス調整方法。
前記ホワイトバランス補正値を算出するステップは、前記最大の個数を有するグループ内の色情報のうちの代表の色情報を目標の色情報にするためのホワイトバランス補正値を算出することを特徴とする請求項４に記載のオートホワイトバランス調整方法。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のオートホワイトバランス調整方法が適用されたことを特徴とするカメラ。