JPH01231586A - Automatic white balancing device - Google Patents
Automatic white balancing deviceInfo
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- JPH01231586A JPH01231586A JP63058573A JP5857388A JPH01231586A JP H01231586 A JPH01231586 A JP H01231586A JP 63058573 A JP63058573 A JP 63058573A JP 5857388 A JP5857388 A JP 5857388A JP H01231586 A JPH01231586 A JP H01231586A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は自動ホワイトバランス装置に関し、詳しくは
、カラービデオカメラ装置に使用してホワイトバランス
を自動的に調整する自動ホワイトバランス装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic white balance device, and more particularly to an automatic white balance device that is used in a color video camera device to automatically adjust white balance.
第3図は家庭用カラービデオカメラに多く採用されてい
る従来の自動ホワイトバランス装置の構成を示すブロッ
ク回路図である。FIG. 3 is a block circuit diagram showing the configuration of a conventional automatic white balance device that is often used in home color video cameras.
図において、(lr)、(Ig)および(1b)はそれ
ぞれ赤。In the figure, (lr), (Ig) and (1b) are each red.
緑および青の分光感度特性を仔する光電変換素子で、入
射光を電気信号Er、BgおよびEbに変換する。(2
a)および(2b)は除算回路で、Eg/Er=Arお
よびEg/Eb=Abの演算を行い、出力信号Arは可
変利得増幅器(6a)に、また出力信号Abは可変利得
増幅器(6b)に、それぞれ利得制御信号として入力さ
れる。(4)は撮像装置、(5)は色信号分離回路で、
撮像装置(4ンから入力された映像信号から色信号R、
G、Bをそれぞれ分離する。これらの色信号のうち、色
信号Rは可変利得増幅器(6a)に、色信号Bは可変利
得増幅器(6b)にそれぞれ入力され、色信号Gはエン
コーダ(7)に直接入力される。可変利得増幅器(6a
月ま利得制御信号Arに応じたレベルに調整された色信
号R1をエンコーダ(7)に入力し、可変利得増幅器(
6b月ま利得制御信号Abに応じたレベルに調整された
色信号B。A photoelectric conversion element having green and blue spectral sensitivity characteristics converts incident light into electrical signals Er, Bg, and Eb. (2
a) and (2b) are division circuits that calculate Eg/Er=Ar and Eg/Eb=Ab, output signal Ar is sent to the variable gain amplifier (6a), and output signal Ab is sent to the variable gain amplifier (6b). are respectively input as gain control signals. (4) is an imaging device, (5) is a color signal separation circuit,
The color signal R from the video signal input from the imaging device (4
Separate G and B. Of these color signals, the color signal R is input to the variable gain amplifier (6a), the color signal B is input to the variable gain amplifier (6b), and the color signal G is directly input to the encoder (7). Variable gain amplifier (6a
The color signal R1 adjusted to a level according to the gain control signal Ar is input to the encoder (7), and the variable gain amplifier (
Color signal B adjusted to a level according to gain control signal Ab.
をエンコーダ(7)に入力する。エンコーダ(7〕は入
力された色信号R1,GJ:3よびB1を後段における
処理に適した信号に変換する。is input to the encoder (7). The encoder (7) converts the input color signals R1, GJ:3 and B1 into signals suitable for subsequent processing.
次に、この従来例の動作を説明する。光電変換素子(1
r)、(Ig)および(lb月よ、それぞれ赤、緑、青
の分光感度特性をもっているので、入射光のもつ波長分
布のうち赤、緑、′A′の成分に対応した出力電圧Er
、EgおよびEbを出力する。このため、除算回路(2
a)および(2bJから出力される出力信号Arおよび
Abは、入射光の(緑色成分)/(赤色成分)の比、お
よび(緑色成分)/(青色成分)の比を表わす信号とな
る。したがって、可変利得増幅器(6a)から出力され
る色信号R,はR1”−、RX(Eg/Er)にレベル
が調節され、また可変利得増幅器(6b)から出力され
る色信号E、はBI=Bx(Eg/Er)にレベルが調
整される。Next, the operation of this conventional example will be explained. Photoelectric conversion element (1
r), (Ig) and (lb) Since the moon has red, green, and blue spectral sensitivity characteristics, respectively, the output voltage Er corresponding to the red, green, and 'A' components of the wavelength distribution of the incident light is
, Eg and Eb. For this reason, the division circuit (2
The output signals Ar and Ab output from a) and (2bJ) are signals representing the ratio of (green component)/(red component) and the ratio of (green component)/(blue component) of the incident light. , the level of the color signal R, output from the variable gain amplifier (6a) is adjusted to R1''-,RX(Eg/Er), and the color signal E, output from the variable gain amplifier (6b), is BI= The level is adjusted to Bx (Eg/Er).
このように従来の自動ホワイトバランス装置では、撮像
装置(4)の入射光に対するR、G、B出力の分光特性
と、光束変換素子(lr)、 (IgL (lb)の分
光特性を一致させることによって、外光の色温度が様々
な値をとった場合でも、エンコーダ(7)に入力される
色信号を一定にすることができ、自動的にホワイトバラ
ンスをとるCとができる。In this way, in the conventional automatic white balance device, it is necessary to match the spectral characteristics of the R, G, and B outputs for the incident light of the imaging device (4) with the spectral characteristics of the light flux conversion elements (lr) and (IgL (lb)). Therefore, even if the color temperature of external light takes various values, the color signal input to the encoder (7) can be kept constant, and white balance can be automatically achieved.
従来の自動ホワイトバランス装置は上述のごとく構成さ
れているので、光電変換素子と撮像装置の分光特性を正
確に一致させる必要があり、そのために装置が高価にな
るという問題点があった。Since the conventional automatic white balance device is configured as described above, it is necessary to accurately match the spectral characteristics of the photoelectric conversion element and the imaging device, which has led to the problem that the device is expensive.
また、螢光灯などの白熱光源とは異なる分光特性をもつ
照明光源を用いた場合には、光電変換素子と撮像装置の
分光特性がわずかに一致しないことによって正確なホワ
イトバランスがとれないという問題点があった。In addition, when using an illumination light source with spectral characteristics different from incandescent light sources such as fluorescent lamps, there is a problem that accurate white balance cannot be achieved due to slight mismatch between the spectral characteristics of the photoelectric conversion element and the imaging device. There was a point.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、従来に比べて比較的天才かな分光特性の管理
しかなされていない光電変換素子を用いて分光特性を正
確に一致させた場合と同程度の精度でもってホワイトバ
ランスを取ることができ、かつ、螢光灯などの特殊な分
光特性をイjする照明光源に対しても正確なホワイトバ
ランス動作を行なうことのできる自動ホワイトバランス
装置を得ることを目的とする。This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and when the spectral characteristics are accurately matched using a photoelectric conversion element whose spectral characteristics have been managed only in a relatively genius way compared to conventional methods. An automatic white balance device that can perform white balance with the same level of accuracy as the standard white balance device, and can perform accurate white balance operations even for illumination light sources with special spectral characteristics such as fluorescent lights. The purpose is to obtain.
この発明に係る自動ホワイトバランス装置は、照明光が
入射されるそれぞれ分光特性の異なる少なくとも8つの
光束変換素子と、これらの光束変換素子の出力信号の比
を少なくとも2つ算出する手段と、これらの比の値から
上記照明光の分光特性を弁別する手段と、この弁別した
分光特性に応じて撮影された映像信号から分離した色信
号R1G、Bのレベルを白熱光源を照明光とした場合の
レベル比となるように補正する手段とを備えた点を特徴
とする。An automatic white balance device according to the present invention includes at least eight light flux conversion elements each having different spectral characteristics into which illumination light is incident, means for calculating at least two ratios of output signals of these light flux conversion elements, and a means for calculating at least two ratios of output signals of these light flux conversion elements; A means for discriminating the spectral characteristics of the illumination light from the ratio value, and a level of the color signals R1G and B separated from the video signal photographed according to the discriminated spectral characteristics when an incandescent light source is used as the illumination light. The present invention is characterized in that it includes means for correcting so that the ratio becomes the same.
この発明における照明光の分光特性を弁別する手段は、
光電変換素子の出力信号の比の値の関係から当該照明光
の分光特性を弁別する。色信号比。The means for discriminating the spectral characteristics of illumination light in this invention is as follows:
The spectral characteristics of the illumination light are discriminated from the relationship between the ratio values of the output signals of the photoelectric conversion elements. Color signal ratio.
G、Bのレベル補正手段は、弁別された照明光源の分光
特性に応じて色信号R,G、Eのレベル比が照明光が自
然光である場合のレベル比となるように補正する。The G, B level correction means corrects the level ratios of the color signals R, G, and E according to the spectral characteristics of the discriminated illumination light sources so that the level ratios of the color signals R, G, and E become the level ratios when the illumination light is natural light.
以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック回#
!1図で、第3図で示す従来例と同一の構成部分には同
一の符号を付している。FIG. 1 shows a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
! In FIG. 1, the same components as those in the conventional example shown in FIG. 3 are given the same reference numerals.
図において、(la)、 (lb)および(IC)は、
それぞれ異なる分光特性を有する光電変換素子で、これ
らの素子の分光特性は、撮像装置(4)の分光特性の範
囲内に、適当に分散した分光特性を有していればよい。In the figure, (la), (lb) and (IC) are
The photoelectric conversion elements each have different spectral characteristics, and the spectral characteristics of these elements may be appropriately dispersed within the range of the spectral characteristics of the imaging device (4).
(2a)はAa =(Ea/Bb)の演算を行う除算回
路、(2b)はAc =(Eb/Ec)の演算を行う除
算回路、(3)は演算手段で、入力信号AaおよびAc
の関係から、光電変換素子(ia)、 (lb)、 (
lc)に入射する外光の分光特性を弁別するとともに、
入力された除算値AaおよびAcにそれぞれ補正を施し
た利得制御信号Aa+およびActを出力する。(2a) is a division circuit that calculates Aa = (Ea/Bb), (2b) is a division circuit that calculates Ac = (Eb/Ec), and (3) is a calculation means that outputs input signals Aa and Ac.
From the relationship, photoelectric conversion elements (ia), (lb), (
In addition to distinguishing the spectral characteristics of external light incident on the lc),
Gain control signals Aa+ and Act are output by correcting the input division values Aa and Ac, respectively.
次にこの実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
自然光や白熱電球光が照明光である場合には、除算回路
(2a)、 (2b)から出力される除算値AaとAc
の間には一定の関係がある。一般に自然光や白熱電球の
発光は熱によるもので、これらの光源の発光スペクトラ
ムは黒体放射の理論としてよ(知られているplanc
kの法則、または近似解としてのwienの法則にした
がう。それ故、色温度の変化に対して除算値A、aとA
Cとは、一方が増えれば他方が減少するという関係にあ
る。実験的には、通常、カラービデオカメラの撮影対象
となる色温度範囲においては、第2図に示すように、l
og(Aa)とlog(AC)またはA、aとAcの値
は、直線Ak、に存在する。When the illumination light is natural light or incandescent light, the division values Aa and Ac output from the division circuits (2a) and (2b)
There is a certain relationship between them. In general, natural light and incandescent light bulbs emit light due to heat, and the emission spectrum of these light sources is based on the theory of black body radiation (known as plan
It follows k's law or Wien's law as an approximate solution. Therefore, for the change in color temperature, the division value A, a and A
There is a relationship with C such that if one increases, the other decreases. Experimentally, in the color temperature range that is normally photographed by a color video camera, as shown in Figure 2,
The values of og(Aa) and log(AC) or A, a and Ac exist on a straight line Ak.
しかし、照明光が螢光灯などの特殊な光スペクトラムを
もつ光源の場合には、いわゆる色温度の概念があてはま
らない線スペクトルの集合なので、第2図の直線A上か
らはずれたE、0点のような値のAa、Acとなる。However, if the illumination light is a light source with a special light spectrum such as a fluorescent lamp, the concept of so-called color temperature does not apply to the set of line spectra, so the point E and 0 are located off the straight line A in Figure 2. The values of Aa and Ac are as follows.
すなわち、直線A上に位置するような除算値Aa+A、
Cが入力されたときには、照明光源は自然光または白熱
灯光であり、直線Aからはずれたときには、自然光や白
熱光源以外の光を含んでおり、特定の位置にあったとき
にはその分光特性をもつ放電灯ということになる。That is, the division value Aa+A located on the straight line A,
When C is input, the illumination light source is natural light or incandescent lamp light, and when it deviates from straight line A, it includes light other than natural light or incandescent light source, and when it is at a specific position, it is a discharge lamp with the spectral characteristics. It turns out that.
ところで、光電変換素子と撮影装置を構成している撮像
素子とは製造上よった(別のプロセスで作られることが
多いので、両者の分光特性を完全に一致させることは難
しいが、自然光や白熱灯光の場合には、光電変換素子と
撮像素子との分光特性のしゃ断層波数のずれがあっても
、除算値AaとAcとは一定の割合を保っているので、
成魚的に容易に調整することができる。これに対して、
放電灯光等の場合は、光スペクトラムが線スペクトルと
しである周波数に極在しているため、光電変換素子と撮
像素子の分光特性のしゃ断層波数にずれがあった場合に
は、しゃ新局波数近傍の線スペクトルの影響によってホ
ワイトバランスが大きくずれてしまう可能性がある。By the way, the photoelectric conversion element and the image sensor that make up the photographing device are manufactured by different processes (as they are often made in different processes, it is difficult to perfectly match their spectral characteristics, but natural light and incandescent light In the case of lamp light, even if there is a difference in the cutoff wavenumber of the spectral characteristics of the photoelectric conversion element and the image sensor, the division values Aa and Ac maintain a constant ratio, so
Can be easily adjusted to adulthood. On the contrary,
In the case of discharge lamp light, etc., the light spectrum is localized at a certain frequency as a line spectrum, so if there is a discrepancy in the cutoff wavenumber of the spectral characteristics of the photoelectric conversion element and the image sensor, the new cutoff wavenumber The white balance may shift significantly due to the influence of nearby line spectra.
演算手段(3)は、除算値AaとA、Cが第2図に示す
直線A上に位置している場合には、入力された除算値A
a、Acをそのまま利得制御信号Aat、 Actとし
て出力する。また、除算値Aa、A、cが第2図中に」
3.C点として示すように直線Aからはずれている場合
には、例えば図中に一点鎖線の矢印で示したように、直
線A上に移行させる補正値/2a。When the division values Aa, A, and C are located on the straight line A shown in FIG.
a, Ac are output as they are as gain control signals Aat, Act. Also, the division values Aa, A, and c are shown in Figure 2.
3. If it deviates from the straight line A, as shown as point C, the correction value /2a is used to move it onto the straight line A, for example, as shown by the dashed-dotted arrow in the figure.
αCを加算した(直Aa+ = A、a+aa 、 A
ct = A、c+αCに対応する利得制御電圧Aa+
、 Actを出力する。補正値” a + ” Cの
値は、光電変換素子(la)。αC was added (direct Aa+ = A, a+aa, A
Gain control voltage Aa+ corresponding to ct = A, c+αC
, Outputs Act. The value of the correction value "a + "C is the photoelectric conversion element (la).
(lb)、 (lc)と、撮像装置(4)との分光特性
の差異に応じて実験的に適切な値に定めればよい。(lb), (lc) and the imaging device (4) may be experimentally determined to appropriate values depending on the difference in spectral characteristics.
可変利得増幅器(6a)、 (6b)は、利得制御電圧
Aa+。The variable gain amplifiers (6a) and (6b) have a gain control voltage Aa+.
Aclに比例した利得となるので、自然光や白熱電球光
では、従来例と同様の動作を行なうが、螢光灯などの放
電光または放電光を含む自然光の場合には、補正された
利得制御電圧Aa+ 、 AC+によって制御され、従
来例で存在した分光特性のずれによる誤動作が回避され
る。Since the gain is proportional to Acl, the same operation as the conventional example is performed in natural light or incandescent light, but in the case of discharge light such as a fluorescent lamp or natural light that includes discharge light, the corrected gain control voltage It is controlled by Aa+ and AC+, and malfunctions due to deviations in spectral characteristics that existed in the conventional example are avoided.
なお演算手段(3)はハードウェアのみで構成すること
も可能であるが、D/A変換器、A/D変換器およびマ
イクロコンピュータを用いればより容易に構成すること
ができる。Note that the calculation means (3) can be constructed only by hardware, but it can be constructed more easily by using a D/A converter, an A/D converter, and a microcomputer.
なお、1記実施例では、演算手段(3)における補正手
段を補正値を加算する構成としたが、他の補正手段例え
ば乗算値βa、βCを付加したAct−βaAa 十a
a、Ac+=βcAc +acであってもよい。In the first embodiment, the correction means in the arithmetic means (3) is configured to add the correction value, but other correction means, for example, Act-βaAa to which the multiplication values βa and βC are added
a, Ac+=βcAc +ac.
マタ、補正手段は、ROMを用いたテーブル変換による
方法であっても良い。この場合は、演算手段(3)を1
)/A変換器、A/D変換器およびマイクロコンピュー
タで構成し、自然光や白熱電球の場合には、補正を行な
わず、放電灯光源などの場合のみ除算値Aa、Acをア
ドレスとするテーブル変換によって利得制御電圧Aa+
、 Actを出力するように構成すればよい。Alternatively, the correction means may be a table conversion method using a ROM. In this case, the calculation means (3) is 1
)/A converter, A/D converter, and microcomputer, table conversion that does not perform correction in the case of natural light or incandescent light bulbs, and uses the division values Aa and Ac as addresses only in the case of discharge lamp light sources, etc. Gain control voltage Aa+
, Act may be configured to output.
なお、上記実施例では3つの光w1変換素子を用いたが
、4つ以1のそれぞれ分光特性が異なる光電変換素子を
用いると、外光の分光特性をより精度よく弁別すること
ができるのでより粘度の赫い自動ホワイトバランス装置
が得られる。In the above example, three light w1 conversion elements were used, but if four or more photoelectric conversion elements each having different spectral characteristics are used, the spectral characteristics of external light can be discriminated more accurately. An automatic white balance device with high viscosity can be obtained.
以上のようにこの発明によれば、少なくとも3つの分光
特性が異なる充電変換素子の出力電圧の比の関係にもと
づいて、照明光の分光特性を弁別し、この分光特性が自
然光または白熱光源でない場合には峡像信号から分離し
た色信号R,G、Eのレベル比を自然光または白熱灯光
源の場合に得られるレベル比となるように補正するよう
に構成したので、光電変換素子と撮像装置の分光特性を
従来はどきびしく一致させる必要がないのでコストダウ
ンが図れるとともに、どのような照明光のもとにおいて
も正確なホワイトバランスがとれる自動ホワイトバラン
ス装置が得られる効果がある。As described above, according to the present invention, the spectral characteristics of illumination light are discriminated based on the ratio of the output voltages of at least three charge conversion elements having different spectral characteristics, and when the spectral characteristics are not natural light or incandescent light source, In this method, the level ratio of the color signals R, G, and E separated from the isthmus image signal is corrected to the level ratio obtained in the case of natural light or an incandescent light source. Since it is not necessary to match the spectral characteristics as severely as in the past, costs can be reduced, and an automatic white balance device that can achieve accurate white balance under any illumination light can be obtained.
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック回路図、第2図
はこの実施例における除算値AaおよびACと照明光の
分光特性との関係を示す特性図、第3図は従来の自動ホ
ワイトバランス装置のブロック回路図である。
(Ia)、 (lb、)、 (lc) 、、、光電変換
素子、(2a)、 (2b片・・除算回路、(3)・・
・演算手段、(4)・・・撮像装置、(5)・・・色信
号分離回路、(6a)、 (6b)・・・可変利得増幅
器。
なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a block circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the division values Aa and AC in this embodiment, and the spectral characteristics of illumination light. FIG. 3 is a block circuit diagram of a conventional automatic white balance device. (Ia), (lb,), (lc), , photoelectric conversion element, (2a), (2b piece... division circuit, (3)...
- Arithmetic means, (4)...imaging device, (5)...color signal separation circuit, (6a), (6b)...variable gain amplifier. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
異なる少なくとも3つの光電変換素子と、これらの光電
変換素子の出力信号の比を少なくとも2つ算出する手段
と、この算出した比の値にもとづいて当該照明光の分光
特性を弁別する手段と、この弁別した分光特性にもとづ
いて上記被写体を撮影した映像信号から分離した色信号
R、G、Bのレベル比を自然光もしくは白熱灯光である
場合に得られるレベル比となるように補正する手段とを
備えた自動ホワイトバランス装置。(1) means for calculating at least two ratios of output signals of at least three photoelectric conversion elements each having different spectral characteristics to which illumination light of a subject is incident; A means for discriminating the spectral characteristics of the illumination light based on the spectral characteristics of the illumination light, and a level ratio of color signals R, G, and B separated from the video signal of the photographed subject based on the discriminated spectral characteristics when the illumination light is natural light or incandescent light. an automatic white balance device comprising means for correcting the level ratio so as to obtain a level ratio obtained from the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63058573A JPH01231586A (en) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | Automatic white balancing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63058573A JPH01231586A (en) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | Automatic white balancing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01231586A true JPH01231586A (en) | 1989-09-14 |
Family
ID=13088182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63058573A Pending JPH01231586A (en) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | Automatic white balancing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01231586A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5570129A (en) * | 1994-09-03 | 1996-10-29 | Richard Wolf Gmbh | Method and apparatus for correcting the white balance of a video color picture signal |
US7623160B2 (en) | 2005-09-06 | 2009-11-24 | Sony Corporation | Image processing method, image processing program, image processing apparatus, imaging apparatus, imaging method, and imaging program |
US8089528B2 (en) | 2007-10-22 | 2012-01-03 | Sony Corporation | Color signal processing circuit, image pickup apparatus, and color signal processing method |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63058573A patent/JPH01231586A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7623160B2 (en) | 2005-09-06 | 2009-11-24 | Sony Corporation | Image processing method, image processing program, image processing apparatus, imaging apparatus, imaging method, and imaging program |
US8089528B2 (en) | 2007-10-22 | 2012-01-03 | Sony Corporation | Color signal processing circuit, image pickup apparatus, and color signal processing method |
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