JP4214154B2 - ホワイトバランスを自動調整する映像装置及びそのホワイトバランス調整方法 - Google Patents
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Description
ここで、Ythresholdはスレショルド輝度値、Yregionは前記グレイ領域での最大値と最小値の平均値であり、Yaveはグレイ領域の平均値であり、αとβとはそれぞれ任意の定数を示す。
ここで、Ythresholdはスレショルド輝度値、Yregionは前記グレイ領域での最大値と最小値の平均値であり、Yaveはグレイ領域の平均値であり、αとβとはそれぞれ任意の定数を示す。
図1は本発明の映像装置の一実施形態に係るホワイトバランス調整装置のブロック図である。
図4を参照すれば、検出部300は、光源情報抽出部400と調整部500とを備え、光源情報抽出部400は、色域中心計算部(gamut center calculation unit)410、色域平均計算部420、及び加重平均値抽出部430を含む。
加重平均値抽出部430は、色域中心計算部410で計算された色域中心値と、色域平均計算部420で計算された色域内平均値とを用いて加重平均値を計算する。ここで、加重平均値は、計算された色域内平均値と色域中心値との差に基づき、色域内平均値に加重値を付与して計算された平均値である。
図6Aは、調整部500が輝度によって初期光源情報を調整することを説明するための図である。そして、図6Bは、調整部500が輝度を基準に分割された領域の平均値を用いて最終光源情報を抽出する動作を説明するための図である。
ここで、Ythresholdはグレイ領域分割の基準になるスレショルド輝度値、Yregionはグレイ領域での最大値と最小値の平均値であり、Yaveはグレイ領域の平均値である。そして、αとβとはそれぞれ任意の定数である。
調整部500は、計算された輝度スレショルド値を用いて、輝度値が高い第2領域と、輝度値が低い第1領域とに分割して、色度成分が流入された領域と色度成分が流入されない領域とにグレイ領域を分割した後、初期光源が含まれた領域のホワイトポイントを、調整された光源情報として決定する。従って、色度成分が流入されないグレイ領域におけるホワイトポイントを最終光源情報と決定することによって、グレイ領域に流入された色度成分で決定される初期光源情報から色度成分を排除した光源情報を抽出することができる。
また、色度成分が含まれていない「分割されたグレイ領域」、すなわち初期光源情報と、分割された領域のホワイトポイントとが最小値を有する「分割されたグレイ領域」が、高輝度領域の場合は、調整部500は、その「分割されたグレイ領域」が、ハイライト領域を含むことと判断することができる。
200 グレイ領域抽出部
300 検出部
400 光源情報抽出部
410 色域中心計算部
420 色域平均計算部
430 加重平均値抽出部
500 調整部
600 ゲイン制御部
Claims (20)
- イメージセンサでセンシングされた入力映像データを、色度成分を有する色空間のデータに変換する色空間変換部と、
多数の光源及び所定のカラーチェッカを用いて検出されるそれぞれの光源のグレイ領域に基づき前記入力映像データのグレイ領域を抽出するグレイ領域抽出部と、
前記入力映像の色域内平均値及び中心値を用いて前記色域内平均値が反映された加重平均値を計算した後、前記加重平均値に基づき初期光源情報を抽出する光源情報抽出部と、
前記グレイ領域での最大値と最小値の平均値及び前記グレイ領域の平均値を用いて決定されたスレショルド輝度値を基準に、前記グレイ領域を、前記第1領域と前記第2領域とに分割した後、前記第1領域の平均値及び前記第2領域の平均値のうち、前記初期光源情報と最短距離を有する平均値を、調整された光源情報として検出する調整部と、
前記調整された光源情報に基づき前記入力映像データのスケーリングに適用されるゲインを計算し、計算されたゲインを前記入力映像データに適用してホワイトバランスを調整するゲイン制御部と、
を含むことを特徴とするホワイトバランスを自動調整する映像装置。 - 前記ホワイトバランスが調整された入力映像がディスプレイされるように信号処理する信号処理部をさらに備え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を自動調整する映像装置。
- 前記色空間は、
輝度(Y)軸、R/(R+G+B)軸、B/(R+G+B)軸よりなる色空間、または、輝度(Y)軸、R/G軸、B/G軸よりなる色空間であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホワイトバランスを自動調整する映像装置。 - 前記グレイ領域抽出部は、
前記多数の光源を用いて獲得されるグレイパッチのデータの平均値を用いて各光源のホワイトポイントを検出した後、各光源のホワイトポイントを中心にした所定範囲を各光源のグレイ領域として検出して各光源のグレイ領域をすべて含む領域を、前記入力映像データのグレイ領域として抽出することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のホワイトバランスを自動調整する映像装置。 - 前記光源情報抽出部は、
前記加重平均値を、各光源のホワイトポイントを連結した中心軸に垂直マッピングした後、各光源別加重平均値を各光源のホワイトポイントにマッピングしたときに、誤差を最小化できる動きに基づき前記マッピングされた中心軸上の加重平均値を補正して前記初期光源情報として抽出す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を自動調整する映像装置。 - 前記加重平均値は次の式(1)により計算され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を自動調整する映像装置。
ここで、rweightedは前記加重平均値のR/(R+G+B)値、bweightedは前記加重平均値のB/(R+G+B)値であり、αとβとはそれぞれ任意の定数であり、raveは前記色域内平均値のR/(R+G+B)値、baveは前記色域内平均値のB/(R+G+B)値を示し、rgmは前記色域の中心値のR/(R+G+B)値、bgmは前記色域の中心値のB/(R+G+B)値を示す。 - 前記スレショルド輝度値は次の式(2)により計算され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を自動調整する映像装置。
ここで、Ythresholdは前記スレショルド輝度値、Yregionは前記グレイ領域での最大値と最小値の平均値であり、Yaveは前記グレイ領域の平均値であり、αとβとはそれぞれ任意の定数を示す。 - 前記調整された光源情報は次の式(3)により計算され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を自動調整する映像装置。
ここで、rwhtとbwhtとはそれぞれ前記調整された光源情報のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値であり、rdownとbdownとはそれぞれ前記第1領域の平均値のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値であり、rupとbupとはそれぞれ前記第2領域の平均値のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値を示し、Distdownは前記初期光源情報と前記第1領域の平均値との距離を示し、Distupは前記初期光源情報と前記第2領域の平均値との距離を示す。 - 前記ゲインは次の式(4)により計算されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホワイトバランスを自動調整する映像装置。
ここで、RgainとBgainとはそれぞれレッド(R)に適用されるゲイン値、ブルー(B)に適用されるゲイン値であり、fscalingは前記入力映像をスケーリングするスケールファクタ(scaling factor)であり、rwhtとbwhtとはそれぞれ前記調整された光源情報のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値であり、gwhtは光源情報のG値である。 - 前記ゲイン制御部は、
前記スケールファクタの逆数と、前記計算に用いられるレッド(R)のゲイン値とを前記入力映像のレッド(R)に乗算すると共に、前記スケールファクタの逆数と、前記計算に用いられるブルー(B)のゲイン値とを前記入力映像のブルー(B)に乗算することにより、前記入力映像のホワイトバランスを調整することを特徴とする請求項9に記載のホワイトバランスを自動調整する映像装置。 - イメージセンサでセンシングされた入力映像データを、色度成分を有する色空間のデータに変換する段階と、
多数の光源及び所定のカラーチェッカを用いて検出されるそれぞれの光源のグレイ領域に基づき前記入力映像データのグレイ領域を抽出する段階と、
前記入力映像の色域内平均値及び中心値を用いて前記色域内平均値が反映された加重平均値を計算した後、前記加重平均値に基づき初期光源情報を抽出する段階と、
前記グレイ領域での最大値と最小値の平均値及び前記グレイ領域の平均値を用いて決定されたスレショルド輝度値を基準に、前記グレイ領域を、前記第1領域と前記第2領域とに分割した後、前記第1領域の平均値及び前記第2領域の平均値のうち、前記初期光源情報と最短距離を有する平均値を、調整された光源情報として検出する段階と、
前記調整された光源情報に基づき前記入力映像データのスケーリングに適用されるゲインを計算し、計算されたゲインを前記入力映像データに適用してホワイトバランスを調整する段階と、
前記ホワイトバランスが調整された入力映像がディスプレイされるように信号処理する段階と、
を含むことを特徴とする映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。 - 前記ホワイトバランスが調整された入力映像がディスプレイされるように信号処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。
- 前記色空間は、
輝度(Y)軸、R/(R+G+B)軸、B/(R+G+B)軸よりなる色空間、または、輝度(Y)軸、R/G軸、B/G軸よりなる色空間であることを特徴とする請求項14または請求項12に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。 - 前記グレイ領域を抽出する段階は、
前記多数の光源を用いて獲得されるグレイパッチのデータの平均値を用いて各光源のホワイトポイントを検出する段階と、
各光源のホワイトポイントを中心にした所定範囲を各光源のグレイ領域として検出して各光源のグレイ領域をすべて含む領域を、前記入力映像データのグレイ領域として抽出する段階と、
を含むことを特徴とする請求項11ないし請求項13のいずれか一項に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。 - 前記初期光源情報を抽出する段階は、
前記加重平均値を、各光源のホワイトポイントを連結した中心軸に垂直マッピングした後、各光源別加重平均値を各光源のホワイトポイントにマッピングしたときに、誤差を最小化できる動きに基づき前記マッピングされた中心軸上の加重平均値を補正して前記初期光源情報として抽出することを特徴とする請求項11に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。 - 前記加重平均値は次の式(1)により計算されることを特徴とする請求項11に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。
ここで、rweightedは前記加重平均値のR/(R+G+B)値、bweightedは前記加重平均値のB/(R+G+B)値であり、αとβとはそれぞれ任意の定数であり、raveは前記色域内平均値のR/(R+G+B)値、baveは前記色域内平均値のB/(R+G+B)値を示し、rgmは前記色域の中心値のR/(R+G+B)値、bgmは前記色域の中心値のB/(R+G+B)値を示す。 - 前記スレショルド輝度値は次の式(2)により計算されることを特徴とする請求項11に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。
ここで、Ythresholdは前記スレショルド輝度値、Yregionは前記グレイ領域での最大値と最小値の平均値であり、Yaveは前記グレイ領域の平均値であり、αとβとはそれぞれ任意の定数を示す。 - 前記調整された光源情報は次の式(3)により計算されることを特徴とする請求項17に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。
ここで、rwhtとbwhtとはそれぞれ前記調整された光源情報のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値であり、rdownとbdownとはそれぞれ前記第1領域の平均値のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値であり、rupとbupとはそれぞれ前記第2領域の平均値のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値を示し、Distdownは前記初期光源情報と前記第1領域の平均値との距離を示し、Distupは前記初期光源情報と前記第2領域の平均値との距離を示す。 - 前記ゲインは次の(4)により計算されることを特徴とする請求項11または請求項12に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。
ここで、RgainとBgainとはそれぞれレッド(R)に適用されるゲイン値、ブルー(B)に適用されるゲイン値であり、fscalingは前記入力映像をスケーリングするスケールファクタ(scaling factor)であり、rwhtとbwhtとはそれぞれ前記調整された光源情報のR/(R+G+B)値、B/(R+G+B)値であり、gwhtは光源情報のG値である。 - 前記ホワイトバランスを調整する段階は、
前記スケールファクタの逆数と、前記計算に用いられるレッド(R)のゲイン値とを前記入力映像のレッド(R)に乗算すると共に、前記スケールファクタの逆数と、前記計算に用いられるブルー(B)のゲイン値とを前記入力映像のブルー(B)に乗算することにより、前記入力映像のホワイトバランスを調整することを特徴とする請求項19に記載の映像装置のホワイトバランスを自動調整する方法。
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