JP4499200B2

JP4499200B2 - 色信号処理回路およびその処理方法並びにカメラシステム

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Publication number: JP4499200B2
Application number: JP04490898A
Authority: JP
Inventors: 義弘田浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2018-02-26
Also published as: JPH11243557A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色信号処理回路およびその処理方法並びにカメラシステムに関し、特にＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子などの固体撮像素子の撮像結果として得られる色信号のホワイトバランスをとる色信号処理回路およびその処理方法、並びにこれらを用いたカメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ撮像素子などの固体撮像素子を用いて撮像を行うと、被写体に含まれる白色は、屋内など色温度が低い環境で撮像した場合には赤っぽくなり、屋外などの色温度が高い環境で撮像した場合には青っぽくなる。ここに、色温度とは、テスト光源と同じ色度を持った黒体の温度（°Ｋ）を言う。
【０００３】
ところで、固体撮像素子を撮像デバイスとして用いたカメラシステムでは、被写体の白色を撮像した撮像結果において、無彩色の白色として映し出すために、光源の色温度が変化した場合に、図７に示すように、色温度の変化に応じて白色が黒体放射カーブ（黒体軌跡）に沿って移動して色が付いて見える白色を、無彩色の白に合わせるオートホワイトバランス処理を行うようにしている。なお、図７において、横軸は色差信号Ｂ−Ｙの振幅（ゲイン）を、縦軸が色差信号Ｒ−Ｙの振幅をそれぞれ示し、原点が無彩色の白となる。
【０００４】
このオートホワイトバランス処理では、図８に示す加法混色、即ち全ての色を足し合わせると白色になるという考えに基づき、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各原色信号を積分（検波）し、この積分データをもとに色温度判定を行い、ホワイトバランスを合わせるようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、全ての画素データ（色）を積分したデータをもとに色温度判定を行うようにした従来の色信号処理回路では、撮影している被写体にバランスよく様々な色があれば理想的であるが、被写体に原色あるいは補色などの色が片寄って存在する場合には、積分データが色温度変化により色（図９を参照）があるかどうかの判定が難しいという問題があった。
【０００６】
また、同じ色温度下においても、被写体の色の条件によって積分データが変化するために、精度良くオートホワイトバランスを合わせることが難しかった。さらに、従来の輝度別積分の方式では、輝度のレベルによって積分範囲を分けていたが、それでも被写体の色の条件によっては、精度良くオートホワイトバランスを合わせることが難しかった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高性能なオートホワイトバランスを実現できるとともに、画面全体の色を正しく再現して、画質を向上させることができる色信号処理回路およびその処理方法、並びにカメラシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し本発明の目的を達成するため、本発明の色信号処理回路は、固体撮像素子の撮像結果に応じた画像信号から得られ、色温度変化に応じて有彩色の白色を示すように変化した色信号を、無彩色の白色を示すようにホワイトバランスをとる処理を行う色信号処理回路であって、画像信号を色分離して得られたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号に基づいて色信号が示す色が色温度変化時の色であるか否かを判定する判定回路であって、色信号が示す色がＲ，Ｇ，Ｂの３つの原色を含むとき色温度変化時の色であると判定する判定回路と、ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号についてフィールドごとの積分値を得る積分回路と、積分回路の積分結果に基づいてホワイトバランスアンプのゲインをコントロールするコントローラと、を備えている。
そして、上記判定回路は、色信号が示す色が色温度変化時の色と判定した時だけ積分回路による積分動作を有効とするとともに、積分回路は、コントローラから出力された積分範囲情報に基づき、ゲイン調整後の原色信号をフィールドごとに高輝度部と通常輝度部の異なる範囲で積分し、かつ減算してＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの各色差信号のフィールドごとの積分値を得るようにしている。
【０００９】
上記構成の色信号処理回路において、コントローラに積分値データを受け渡す前に色温度変化以外の色、例えば原色や補色を判定回路であらかじめ判定する。そして、色温度変化時の色と判定したときにのみ色信号情報を積分してオートホワイトバランス用のデータとして採用し、色温度変化以外の色と判定したときにはオートホワイトバランス用のデータとして採用しないようにする。その結果、被写体に原色あるいは補色が片寄って存在する場合でも、精度良くホワイトバランスを合わせることができる。
【００１０】
また、本発明の色信号処理方法は、固体撮像素子の撮像結果に応じた画像信号から得られ、色温度変化に応じて有彩色の白色を示すように変化した色信号を、無彩色の白色を示すようにホワイトバランスをとる処理を行う色信号処理方法であって、ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号に基づいて色信号が示す色が色温度変化時の色であるか否かを判定するものであって、色信号が示す色がＲ，Ｇ，Ｂの３つの原色を含むとき色温度変化時の色であると判定し、ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号についてフィールドごとに積分し、その積分結果に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの原色信号の相互間のゲイン調整を行う方法である。
そして、上記判定は、色信号が示す色が色温度変化時の色と判定した時だけ積分動作を有効とするとともに、上記積分は、積分範囲情報に基づき、ゲイン調整後の原色信号をフィールドごとに高輝度部と通常輝度部の異なる範囲で積分し、かつ減算してＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの各色差信号のフィールドごとの積分値を得るようにする。
【００１１】
また、本発明のカメラシステムは、撮像結果に応じた画像信号を出力する固体撮像素子と、画像信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号に分離する原色分離回路と、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号に基づいて色信号が示す色が色温度変化時の色であるか否かを判定する判定回路であって、色信号が示す色がＲ，Ｇ，Ｂの３つの原色を含むとき色温度変化時の色であると判定する判定回路と、ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号についてフィールドごとの積分値を得る積分回路と、積分回路の積分結果に基づいてホワイトバランスアンプのゲインをコントロールするコントローラと、を備えている。
そして、上記判定回路は、色信号が示す色が色温度変化時の色と判定した時だけ積分回路による積分動作を有効とするとともに、積分回路は、コントローラから出力された積分範囲情報に基づき、ゲイン調整後の原色信号をフィールドごとに高輝度部と通常輝度部の異なる範囲で積分し、かつ減算してＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの各色差信号のフィールドごとの積分値を得るようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。同図から明らかなように、本カメラシステム１０は、一例として、レンズ１１、撮像素子１２、プリアンプ１３、Ａ／Ｄコンバータ１４、デジタル信号処理回路１５、オプディカルディテクタ１６およびシステムコントローラ１７を備えた構成となっている。
【００１４】
上記構成のカメラシステム１０において、レンズ１１は、被写体（図示せず）の画像を撮像素子１２の撮像面上に結像させる。撮像素子１２としては、ＣＣＤ撮像素子などの固体撮像素子が用いられる。この撮像素子１２は、その撮像面上に結像された画像を電気信号に変換し、画像信号としてプリアンプ１３に供給する。
【００１５】
プリアンプ１３は、撮像素子１２から出力される画像信号をサンプルホールドして必要なデータを取り出すとともに、適正なレベルに合わせるためにゲインコントロールを行う。このプリアンプ１３の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ１４に供給される。Ａ／Ｄコンバータ１４は、プリアンプ１３の出力信号をアナログ信号からディジタル信号に変換してデジタル信号処理回路１５に供給する。
【００１６】
デジタル信号処理回路１５は、例えば、原色分離回路１５１、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂ、ガンマ補正回路１５３、色差マトリクス回路１５４、エンコーダ１５５およびＤ／Ａコンバータ１５６を有する構成となっている。
【００１７】
このデジタル信号処理回路１５において、原色分離回路１５１は、Ａ／Ｄコンバータ１５から供給されるデジタル画像信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号であるＲ信号Ｓｒ１，Ｇ信号Ｓｇ１およびＢ信号Ｓｂ１に分離し、これらをホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂに供給する。ホワイトバランスアンプ１５２Ｒは、システムコントローラ１７から与えられるＲゲイン信号Ｓｒ２に基づいて、原色分離回路１５１から供給されるＲ信号Ｓｒ１のゲインを調整し、Ｒ信号Ｓｒ３としてガンマ補正回路１５３に供給する。
【００１８】
同様にして、ホワイトバランスアンプ１５２Ｇは、システムコントローラ１７から与えられるＧゲイン信号Ｓｇ２に基づいて、原色分離回路１５１から供給されるＧ信号Ｓｇ１のゲインを調整し、Ｇ信号Ｓｇ３としてガンマ補正回路１５３に供給する。ホワイトバランスアンプ１５２Ｂは、システムコントローラ１７から与えられるＢゲイン信号Ｓｂ２に基づいて、原色分離回路１５１から供給されるＢ信号Ｓｂ１のゲインを調整し、Ｂ信号Ｓｂ３としてガンマ補正回路１５３に供給する。
【００１９】
すなわち、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂにおいて、システムコントローラ１７から与えられるＲゲイン信号Ｓｒ２，Ｇゲイン信号Ｓｇ２およびＢゲイン信号Ｓｂ２に基づいて、Ｒ信号Ｓｒ１，Ｇ信号Ｓｇ１およびＢ信号Ｓｂ１の比率が等しくなるように、各ゲインの調整が行われることによってホワイトバランスがとられる。
【００２０】
ガンマ補正回路１５３は、Ｒ信号Ｓｒ３，Ｇ信号Ｓｇ３およびＢ信号Ｓｂ３に基づいて、忠実な色再現のためのガンマ（γ）補正を行う。その後、色差マトリクス回路１５４で色差マトリクス処理を行い、エンコーダ１５５にて図示しない輝度（Ｙ）信号と合成して映像信号に変換した後、Ｄ／Ａコンバータ１５６でデジタル信号からアナログ信号に変換する。
【００２１】
デジタル信号処理回路１５での色信号処理において、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂを通ったＲ信号Ｓｒ３，Ｇ信号Ｓｇ３，Ｂ信号Ｓｂ３は、オプティカルディテクタ１６にも供給される。本発明は、このオプティカルディテクタ１６に適用される。
【００２２】
図２は、本発明に係るオプティカルディテクタ１６の回路構成の一例を示すブロック図である。図２から明らかなように、本発明に係るオプティカルディテクタ１６は、フィルタ１６１Ｒ，１６１Ｇ，１６１Ｂ、信号遮断回路１６２，１６３、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂ、切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂ、積分回路１６６および減算器１６７，１６８を有する構成となっている。
【００２３】
上記構成のオプティカルディテクタ１６において、フィルタ１６１Ｒ，１６１Ｇ，１６１Ｂは、微小信号をカットするフィルタであり、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂから供給されるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号に含まれるノイズを除去する。フィルタ１６１Ｒを通過したＲ信号は、切り替えスイッチ１６５Ｒの一方の入力になるとともに、信号遮断回路１６２を経てＡＮＤ回路１６４Ｇ，１６４Ｂの各一方の入力になる。
【００２４】
同様にして、フィルタ１６１Ｇを通過したＧ信号は、切り替えスイッチ１６５Ｇの一方の入力になるとともに、信号遮断回路１６２を経てＡＮＤ回路１６４Ｒの一方の入力に、さらに信号遮断回路１６３を経てＡＮＤ回路１６４Ｂの他方の入力になる。フィルタ１６１Ｂを通過したＢ信号は、切り替えスイッチ１６５Ｂの一方の入力になるとともに、信号遮断回路１６３を経てＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇの各他方の入力になる。
【００２５】
信号遮断回路１６２，１６３には、制限をかけないオートホワイトバランスの場合に、システムコントローラ１７から遮断指令信号が供給される。信号遮断回路１６２，１６３は、システムコントローラ１７から遮断指令信号が与えられると、この遮断指令信号に応答してフィルタ１６１Ｒ，１６１Ｇ，１６１ＢとＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂの間のパス（信号経路）をカットする。
【００２６】
すなわち、システムコントローラ１７から遮断指令信号が与えられることで、信号遮断回路１６２は、フィルタ１６１Ｒを通過したＲ信号のＡＮＤ回路１６４Ｇ，１６４Ｂへの供給およびフィルタ１６１Ｇを通過したＧ信号のＡＮＤ回路１６４Ｒへの供給をそれぞれ遮断する。同様にして、信号遮断回路１６３は、システムコントローラ１７から遮断指令信号が与えられることで、フィルタ１６１Ｇを通過したＧ信号のＡＮＤ回路１６４Ｂへの供給およびフィルタ１６１Ｂを通過したＢ信号のＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇへの供給を遮断する。
【００２７】
ＡＮＤ回路１６４Ｒは、信号遮断回路１６２を経由して供給されるＧ信号および信号遮断回路１６３を経由して供給されるＢ信号の少なくとも一方が“０”のときに“０”を出力する。同様にして、ＡＮＤ回路１６４Ｇは、信号遮断回路１６２を経由して供給されるＲ信号および信号遮断回路１６３を経由して供給されるＢ信号の少なくとも一方が“０”のときに“０”を出力する。ＡＮＤ回路１６４Ｂは、信号遮断回路１６２を経由して供給されるＲ信号および信号遮断回路１６３を経由して供給されるＧ信号の少なくとも一方が“０”のときに“０”を出力する。
【００２８】
ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂの各出力信号は、切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂにその切り替え制御信号として供給される。これらの切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂは、“０”を各他方の入力としており、通常は各一方の入力であるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号を通し、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂの出力が“０”の場合は、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号を通さずに各他方の入力である“０”を通す。
【００２９】
積分回路１６６は、切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂを経由して入力されるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号をそれぞれフィールドごとに積分する。具体的には、積分回路１６６は、図３に示すように、輝度レベルに基づく積分スライスレベルによって高輝度部と通常輝度部とに分けられた異なる積分範囲を持ち、高輝度部では積分スライスレベルよりも高い輝度のデータのみを積分し、通常輝度部では積分スライスレベルよりも低い輝度のデータのみを積分する。
【００３０】
ただし、輝度が極端に高い場合は飽和しているものと判断し、高輝度リミッタレベル以上のデータについては積分しない。また、輝度が低すぎるデータはノイズとみなし、低輝度リミッタレベル以下のデータについても積分を行わない。
【００３１】
積分回路１６６で積分されたＲ，Ｇ，Ｂの各データは減算器１６７，１６８に供給される。すなわち、Ｒデータは減算器１６７の＋側入力となり、Ｇデータ減算器１６７，１６８の各−側入力となり、Ｂデータは減算器１６８の＋側入力となる。そして、減算器１６７は、ＲデータからＧデータを減算して（Ｒ−Ｇ）データを出力する。減算器１６８は、ＢデータからＧデータを減算して（Ｂ−Ｇ）データを出力する。
【００３２】
このように、オプティカルディテクタ１６では、特殊な条件（例えば、全面単色などの条件）の場合にホワイトバランス処理が誤動作しないように、様々なリミッタや特殊な処理が施される。そして、システムコントローラ１７から与えられる積分範囲情報に基づいて、フィールドごとに高輝度部／通常輝度部の異なる積分範囲で積分し、かつ減算して得られた積分データＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇは、次段のシステムコントローラ１７に供給される。
【００３３】
なお、本例では、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を先ず積分回路１６６で積分し、しかる後この積分したＲ，Ｇ，Ｂの各データから色差データＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇを生成するとしたが、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から先ず色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを生成し、しかる後この色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを積分するように構成することも可能である。
【００３４】
ここで、上記構成のオプティカルディテクタ１６の動作について説明する。このオプティカルディテクタ１６は、色温度変化以外の色（図９を参照）を引き込まないようにするために、色温度変化以外の色、即ち原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）や補色（Ｃｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｙｅ（黄））をあらかじめ判定し、そのデータを削除する機能を持っている。
【００３５】
原色あるいは補色の場合は、オプティカルディテクタ１６に入力されるＲ，Ｇ，Ｂの各信号のうちのどれかが“０”である。原色あるいは補色が入力した場合、“０”でない入力のチャンネルのＡＮＤ回路１６４Ｒ／１６４Ｇ／１６４Ｂが“０”を出力し、これに基づいて対応する切り替えスイッチ１６５Ｒ／１６５Ｇ／１６５Ｂが切り替わり、そのチャンネルは“０”を出力する。
【００３６】
図４には、各種入力の場合の等価回路を示す。なお、図４において、太線の信号経路（パス）は“０”の経路を示している。
【００３７】
図４（ａ）は、原色（Ｒ：Ｇ＝Ｂ＝０）が入力した場合の等価回路である。Ｇ信号およびＢ信号が共に“０”であることにより、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂの全てが“０”を出力する。すると、切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂは、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂの出力“０”に基づいて全て切り替わり、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号を通さずに“０”を通す。これにより、積分回路１６６には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各チャンネル共に“０”が入力される。
【００３８】
図４（ｂ）は、補色（Ｙｅ：Ｂ＝０）が入力した場合の等価回路である。Ｂ信号が“０”であることにより、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇが共に“０”を出力し、これに基づいて切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇが共に切り替わり、Ｒ信号，Ｇ信号を通さずに“０”を通す。このとき、ＡＮＤ回路１６４Ｂの出力は“０”ではないため、切り替えスイッチ１６５Ｂは切り替わらず、Ｂ信号を通す。しかし、Ｂ信号が“０”であることから、積分回路１６６には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各チャンネル共に“０”が入力される。
【００３９】
図４（ｃ）は、原色、補色以外（Ｒ≠０，Ｇ≠０，Ｂ≠０）が入力した場合の等価回路である。Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号が共に“０”でないことから、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂはいずれも“０”を出力しない。これにより、切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂは全て切り替わらず、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号を通す。したがって、積分回路１６６には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号がそのまま入力される。
【００４０】
一方、オプティカルディテクタ１６において原色あるいは補色の判定を行わない場合、即ち制限をかけないオートホワイトバランスの場合には、システムコントローラ１７から遮断指令信号が与えられることで、この遮断指令信号に応答して信号遮断回路１６２，１６３は、フィルタ１６１Ｒ，１６１Ｇ，１６１ＢとＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂの間のパスをカットする。
【００４１】
このときの等価回路を図５に示す。同図から明らかなように、フィルタ１６１Ｒ，１６１Ｇ，１６１ＢとＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂの間のパスがカットされることで、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂは全く機能しなくなり、これに伴って切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂは全てＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号を選択した状態にある。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号がそのまま積分回路１６６に入力される。
【００４２】
上述したオプティカルディテクタ１６からＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各積分値データが供給されるシステムコントローラ１７は、例えばマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）によって構成されている。このシステムコントローラ１７の機能ブロックの一例を図６に示す。
【００４３】
図６から明らかなように、システムコントローラ１７は、比較回路１７１、加算器１７２、減算器１７３およびゲイン設定回路１７４を有する構成となっている。比較回路１７１は、オプティカルディテクタ１６から供給される高輝度部の積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）と、通常輝度部の積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）とを比較し、０に近い方の積分値データを出力する。
【００４４】
加算器１７２は、この比較回路１７１で選択されたＲ−Ｇの積分値データとＢ−Ｇの積分値データとを加算してＲ＋Ｂ−２Ｇのデータを生成し、これをゲイン設定回路１７４に供給する。減算器１７３は、Ｒ−Ｇの積分値データからＢ−Ｇの積分値データを減算してＲ−Ｂのデータを生成し、これをゲイン設定回路１７４に供給する。
【００４５】
ゲイン設定回路１７４は、加算器１７２から出力されるＲ＋Ｂ−２Ｇのデータおよび減算器１７３から出力されるＲ−Ｂのデータに基づいてＲゲイン信号Ｓｒ２、Ｇゲイン信号Ｓｇ２およびＢゲイン信号Ｓｂ２を生成する。これらのＲゲイン信号Ｓｒ２、Ｇゲイン信号Ｓｇ２およびＢゲイン信号Ｓｂ２は、先述したデジタル信号処理回路１５内のホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂ（図１を参照）にフィードバックされる。
【００４６】
本実施形態に係るシステムコントローラ１７では、比較回路１７１、加算器１７２、減算器１７３およびゲイン設定回路１７４の各機能を、例えばソフトウェアによって実行する構成を採っている。そして、これらの機能を実現するためのプログラム１８が、図１に示すように、システムコントローラ１７に内蔵されている。ただし、上記の各機能をハードウェアで構成することも可能であることは勿論である。
【００４７】
上記構成の本実施形態に係るカメラシステムにおいて、システムコントローラ１７に積分値データを受け渡す前に、色温度変化以外の色、例えば原色や補色をあらかじめオプティカルディテクタ１６で判定し、色温度変化時の色と判定したときにのみそのデータを積分してオートホワイトバランス用のデータとして採用し、色温度変化以外の色と判定したときにはオートホワイトバランス用のデータとして採用しないようにしたことにより、高性能なオートホワイトバランスを実現できる。しかも、色温度変化以外の色を白色に引き込まないことから、画面全体の色を正しく再現できるため、画質を向上させることができる。
【００４８】
また、色温度変化以外の色をあらかじめ判定し、色温度変化以外の色を引き込まないようにするための処理機能をオプティカルディテクタ１６に持たせたことにより、システムコントローラ１８のマイコンでのソフトウェアの負担が少なくて済むため、システムコントローラ１７のプログラム容量を小さくすることができる。これに伴い、マイコンプログラムをＩＣに内蔵した場合、プログラムＲＯＭの容量が少なくて済むとともに、チップ面積も小さくできるため、コストを下げることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、オプティカルディテクタ１６において、ＡＮＤ回路１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂによって色温度変化以外の色であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて切り替えスイッチ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂを切り替え制御することによってＲ，Ｇ，Ｂの各原色信号を選択的に積分回路１６６に供給する構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、色温度変化時の色と判定したときのみ積分回路１６６の積分結果を有効とし、その積分値データをオートホワイトバランス用のデータとして採用し得る構成のものであれば良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィードバック制御によって自動的にホワイトバランスをとる処理を行う際に、色温度変化以外の色、例えば原色や補色を判定回路であらかじめ判定し、色温度変化時の色と判定したときにのみ色信号情報を積分してオートホワイトバランス用のデータとして採用し、色温度変化以外の色と判定したときにはオートホワイトバランス用のデータとして採用しないようにしたことにより、被写体に原色あるいは補色が片寄って存在する場合でも、精度良くホワイトバランスを合わせることができるため、高性能なオートホワイトバランスを実現できるとともに、画面全体の色を正しく再現して、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るオプティカルディテクタの回路構成の一例を示すブロック図である。
【図３】積分回路での積分処理を説明する図である。
【図４】本発明に係るオプティカルディテクタの動作説明図であり、（ａ）は原色が入力した場合、（ｂ）は補色が入力した場合、（ｃ）は原色、補色以外が入力した場合をそれぞれ示している。
【図５】色温度変化判定を行わない場合の本発明に係るオプティカルディテクタの動作説明図である。
【図６】システムコントローラの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】ベクトルスコープ上での黒体放射カーブを示す図である。
【図８】加法混色の説明図である。
【図９】色温度変化以外の色の位置を示す図である。
【符号の説明】
１０…カメラシステム、１２…撮像素子、１５…デジタル信号処理回路、１６…オプティカルディテクタ、１７…システムコントローラ、１５１…原色分離回路、１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂ…ホワイトバランスアンプ、１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂ…切り替えスイッチ、１６６…積分回路、１６７，１６８，１７３…減算器、１７１…比較回路、１７２…加算器、１７４…ゲイン設定回路

Claims

固体撮像素子の撮像結果に応じた画像信号から得られ、色温度変化に応じて有彩色の白色を示すように変化した色信号を、無彩色の白色を示すようにホワイトバランスをとる処理を行う色信号処理回路であって、
前記画像信号を色分離して得られたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、
ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号に基づいて前記色信号が示す色が色温度変化時の色であるか否かを判定する判定回路であって、前記色信号が示す色がＲ，Ｇ，Ｂの３つの原色を含むとき色温度変化時の色であると判定する判定回路と、
ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号についてフィールドごとの積分値を得る積分回路と、
前記積分回路の積分結果に基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインをコントロールするコントローラと、を備え、
前記判定回路は、前記色信号が示す色が色温度変化時の色と判定した時だけ前記積分回路による積分動作を有効とするとともに、前記積分回路は、前記コントローラから出力された積分範囲情報に基づき、前記ゲイン調整後の原色信号をフィールドごとに高輝度部と通常輝度部の異なる範囲で積分し、かつ減算してＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの各色差信号のフィールドごとの積分値を得る、
ことを特徴とする色信号処理回路。
前記判定回路は、前記色信号が示す色が色温度変化時の色と判定したとき以外は、前記積分回路への色信号情報の入力を禁止する、
ことを特徴とする請求項１記載の色信号処理回路。
前記判定回路による判定処理を禁止する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の色信号処理回路。
固体撮像素子の撮像結果に応じた画像信号から得られ、色温度変化に応じて有彩色の白色を示すように変化した色信号を、無彩色の白色を示すようにホワイトバランスをとる処理を行う色信号処理方法であって、
ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号に基づいて前記色信号が示す色が色温度変化時の色であるか否かを判定するものであって、前記色信号が示す色がＲ，Ｇ，Ｂの３つの原色を含むとき色温度変化時の色であると判定し、
ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号についてフィールドごとに積分し、その積分結果に基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの原色信号の相互間のゲイン調整を行う方法であり、
前記判定は、色信号が示す色が色温度変化時の色と判定した時だけ前記積分動作を有効とするとともに、前記積分は、積分範囲情報に基づき、前記ゲイン調整後の原色信号をフィールドごとに高輝度部と通常輝度部の異なる範囲で積分し、かつ減算してＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの各色差信号のフィールドごとの積分値を得る、
ことを特徴とする色信号処理方法。
前記判定の結果、前記色信号が示す色が色温度変化時の色と判定されたとき以外は、色信号情報の積分を禁止する
ことを特徴とする請求項４記載の色信号処理方法。
撮像結果に応じた画像信号を出力する固体撮像素子と、
前記画像信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号に分離する原色分離回路と、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの原色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、
ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号に基づいて前記色信号が示す色が色温度変化時の色であるか否かを判定する判定回路であって、前記色信号が示す色がＲ，Ｇ，Ｂの３つの原色を含むとき色温度変化時の色であると判定する判定回路と、
ゲイン調整後のＲ，Ｇ，Ｂの原色信号についてフィールドごとの積分値を得る積分回路と、
前記積分回路の積分結果に基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインをコントロールするコントローラと、を備え、
前記判定回路は、前記色信号が示す色が色温度変化時の色と判定した時だけ前記積分回路による積分動作を有効とするとともに、前記積分回路は、前記コントローラから出力された積分範囲情報に基づき、前記ゲイン調整後の原色信号をフィールドごとに高輝度部と通常輝度部の異なる範囲で積分し、かつ減算してＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの各色差信号のフィールドごとの積分値を得る、
ことを特徴とするカメラシステム。
前記判定回路は、前記色信号が示す色が色温度変化時の色と判定したとき以外は、前記積分回路への色信号情報の入力を禁止することを特徴とする請求項６記載のカメラシステム。
前記判定回路による判定処理を禁止する手段を備えたことを特徴とする請求項６記載のカメラシステム。