JPH01256890A - ホワイトバランス制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はカラーテレビジ冒ンカメラ等に用いられるホワ
イトバランス制御回路に関する。

（従来の技術） ホワイトバランス制御を自動的に行うことは家庭用カラ
ービデオカメラにとって重゛要な機能の１つである。こ
のオートホワイトバランス制御の方式としては大別して
２１１ｉ類あり、１つは外部色温度センナ方式であり、
もう１つは撮像中の映像信号から色温度を判定する内側
方式である。こ　−のうち内側方式は撮像中の映像信号
にもとづいてホワイトバランスを制御するため、外部色
温度センナ方式に比べてより正確なホワイトバランスが
とれる。安定性が高い、センナを新たに設ける必要がな
いといった利点を有する。反面、映像によってはホワイ
トバランスが変化しやすいという大きな欠点を有する。

一般に内側方式では、映像信号から白色に相当する部分
のみを°抽出してホワイトバランスをとることが望まし
い。しかしながら、現実には時系列的に変化する映像か
ら白色部の菰を抽出することは難しい等の理由から、全
画面を平均化すれば無彩色に近くなるという考えを用い
て、ホワイトパランスな制御することが行われている。

しかしながら、これとても単色光を画面−杯に撮影した
ときは、オートホワイトバランス制御が５まく働かない
ことが多い。そこで、映像信号から白部分の色温度軌跡
に相当する部分のみを抽出し、この抽出信号でホワイト
バランスを制御する方式が考えられている（特公昭６０
−２２９５２号公報参照）。

上記の方式について説明すると、この方式は同じ色の被
写体に対して明るさのみが変化した場合には、ビデオカ
メラの色情報となる色差信号（（Ｆｔ−Ｙ）及び（Ｂ−
Ｙ））と、明暗を示す輝度信号（Ｙ）とはほぼ比例して
変化するという考えか・　ら１色差信号を輝度信号で割
った値を明るさに関係なく色を表わす尺度とし、この尺
度を用いて白の色温度変化に相当する部分を抽出してホ
ワイトバランス制御を行うものである。

第３図は縦軸に（Ｒ−Ｙ）／Ｙ、横軸に（Ｂ−Ｙ）／Ｙ
をとり、２次元座標上にカラーパーの各色光の示す位置
を照明光の変化による軌跡としてプロットしたものであ
る。図中、　　４５００Ｋ（ケルビン）で白色がホワイ
トバランスのとれた状態となるように正規化している。

この図から白信号の色温度変化に相等する範囲の信号を
取り出し、その信号でホワイトバランスをとれば、高彩
度の被写体の影響をなくシ、より正確なホワイトバラン
ス制御が行える。この制御のための白検出領域は第３図
から以下に示す式の全てが成り立つ領域となる。すなわ
ち。

（Ｂ−Ｙ）／Ｙ）−ａ　　（１） （Ｒ−Ｙ）／Ｙ＞−ｂ　　（２） −（１／ｂ）（ＦＬ−Ｙ）／Ｙ−（１／ａ）（Ｂ−Ｙ）
／Ｙ＜１　　　（３）（１／ｃ）（Ｒ−Ｙ）／Ｙ＋（１
／ｄ）（Ｂ−Ｙ）／Ｙ＜１　　　　（４）（但し、ａ、
ｂ、ｃ、ｄは全て正の値である）ここで、上記（１）〜
（４）式を書き直すと。

−（１／ａ）（Ｂ−Ｙ）＜Ｙ　　　（１）’−（１／ｂ
）（Ｒ−Ｙ）＜Ｙ　　　（２）’−（１／ｂ）（Ｒ−Ｙ
）−（１／ａ）ＣＢ−Ｙ）＜Ｙ　　　（３）’（１／ｃ
）（Ｒ−Ｙ）＋（ｔ／ｄ）（Ｂ−Ｙ）（ｙ　　　（４）
′よって、　　（１）’〜（４）′式の全てが成立する
領域が白検出領域であり（第３図の直線■乃至■で囲ま
れた部分）、この領域を求めるには簡単な比較回路があ
れば良いことになる。

上記白検出オートホワイトバランス制御回路の一例を第
４図のブロック図に示した。このブロック図の回路につ
いて簡単に説明する。カメラ回路から直接的に得られた
Ｒ（赤）、Ｂ（青）信号は利得制御アンプ（１）、　　
（２）を介して減算器（３）、　　（４）沈入力され、
ここで同じくカメラ回路から得られたＹ信号がこれら減
算器（ａ）、　　（４）に入力される。

白色部分検出１回路（５）は上記Ｙ信号及び減算器（３
）、　　（４）から得られる色差信号（Ｒ−Ｙ）　、　
（Ｂ−Ｙ）にもとづいて、撮像信号中の白色部を検出す
る。

この検出には前述した（１）′〜（４）′の式が利用さ
れる。この白色部分検出回路（５）の出力によりゲート
回路（６）、　　（７）で色差信号（Ｒ，−Ｙ）　、　
（Ｂ−Ｙ）から白色に相当する信号部分が抽出される。

そしてこれら抽出信号が零となるように、ローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）　（８）、　　（９）、　（１０）、比
較器（１１）。

（１２）、アップグクンカウンタ（１３）、　（１４）
、　　Ｄ／Ａ変換器（１５）、　（１６）、アンプ（１
７）、　（１Ｂ）を用いてＲ２Ｂ信号の利得を制御する
アンプ（１）、　　（２）を制御する。これによりより
正確なホワイトバランス制御が実現される。なお、　（
１９）乃至（２１）はコンデンサ、　（２２）乃至（２
４）はクランプ回路、　（２５）はゲート回路である。

（発明が解決しようとする課題） 上述した第４図のような回路においては。

輝度信号及び２・つの利得制御アンプ（１）、　　（２
）によってホワイトバランスをとった色差信号から白色
部分を検出する領域が定まるため、各色温度でホワイト
バランスをとることＫより白色と判断される領域に大き
な差異が生じるという問題があった。

第５図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は３０００に、　４
５００Ｋ。

６０００にでホワイトバランスがとれるように各々正規
化した場合の白色部分の色温度軌跡を示すもので、斜線
を付した白検出領域をこれら全ての色温度軌跡を含むよ
うに設定したものである。図から明らかな通り、同図＜
ａ）では低色温度領域大、同図（Ｃ）では高色温度領域
Ｃなる不要領域がホワイドパランス制御が働らくことで
生ずることとなり。

また同図（ｂ）においても、第３図に示した白色の最小
の色温度変化範囲よりもかなり広めの検出範囲の設定と
なってしまう（領域Ｂが余分）。従って、この広い白検
出領域に含まれる有彩色が撮像画面中に入り込むと、ホ
ワイトバランスを大きく変化させてしまうという問題が
あった。

本発明はこのような点にかんがみなされたもので、ホワ
イトバランス制御が行われた場合でも常に適切な白色検
出領域を定めることを可能とすることにより、正確なホ
ワイトバランス制御が行えるホワイトバランス制御回路
を提供することをその目的とする。

〔発明の構成〕

（ｌｉｄ題を解決するための手段） 本発明は画面中の低彩度部分を積出する検出手段への検
出用入力信号を、ホワイトバランスをとるべくカラー映
像信号出力の各色情報信号に対して利得制御を行う利得
制御手段の前段からとるようにしたものである。

（作　用） 上記構成により低彩度信号位置を検出する検出手段が各
色情報信号に対する利得制御ループによって影響を受け
ることがな（、必要最小限の白色検出領域を設定するこ
とができる。よって。

ホワイトバランス制御の変化が生じにくくなる。

（実施例） 以下１本発明になるホワイトバランス制御回路の一実施
例につき第１図のブロック図にもとづいて説明する。

ここで第４図の従来回路と同一部分には同一符号を付す
。この回路で第４図の回路と異なるところは、白色部分
検出回路（３１）の検出用入力がＲ２Ｂ信号の利得制御
アンプ（１）、　　（２）の前段部分から取られている
ことである。その他は変わるところがない。

図中、　（３２）、　（３３）は減算器であり、これら
減算！（３２）、　（３３）カラハ色差信−ｊｊａ−Ｙ
、　Ｂ−Ｙカ出力される。なお、これらの色差信号は抵
抗（３４）　。

（３５）　Ｋより、予め定められた色温度（例えば。

４５００Ｋ　）　Ｋて零となるよ５に調整される。また
（３６）乃至（３９）は係数器であり、　（４０）、　
（４１）は加算器、　（４２）乃至（４５）は比較器で
ある。さらに（４６）は反転器である。以上の回路は白
色部分検出回路（３１）を構成しており、　　４５００
にで正規化した白色部分の色温度軌跡に相等する領域を
判定する。すなわち、　　（１）’乃至（４）′の式を
滴定する信号部分で反転器（４６）から出力が生ずる。

次に上記実施例の回路動作につき説明する。カメラ回路
から直接的に得られたＦＬ、　Ｂ信号は利得制御アンプ
Ｑ）、　　（２）を介して減算器（３）、　　（４）に
入力され、ここで同じくカメラ回路から直接的に得られ
たＹ信号がこれら減算器（３）　、　　（４）　Ｋ入力
される。減算器（３）からのＲ，−Ｙ信号はコンデンサ
（１９）、クランプ回路（２２）を介してゲート回路（
６）へ、また減算器（４）からのＢ−Ｙ信号はコンデン
サ（２１）、クランプ回路（２４）を介してゲート回路
（７）へ送られる。

一方、白色部分検出回路（３１）では後述するようにＲ
１Ｂ信号に対する利得制御信号によって影響を受けない
固定化白色部分検出信号を出力する。

そして、この信号によりゲート回路（６）、　　（７）
のゲートが開かれ、撮像信号（正確には、　Ｂ−Ｙ。

ＦＬ−Ｙ信号）中の白色相当部分が抽出される。ゲート
回路（６）、　　（７）の出力はＬ　Ｐ　Ｆ　（８）　
、　（１０）Ｋて積分され、それぞれ平均的な直流電圧
となって比較器（１１）、　（１２）の入力端の一端に
各々入力される。比較器（１１）、　（１２）では、Ｌ
ＰＦ（９）からの基準信号とＬ　Ｐ　Ｆ　（８）　、　
（１０）からの直流電圧出力とを比較し、直流電圧がＬ
　Ｐ　Ｆ　（９）からの基準電圧よりも大きい場合はそ
の出力がハイレベルとなり。

小さい場合はローレベルとなる。アップダウンヵクンタ
（１３）、　（１４）は比較器（１１）、　（１２）の
出力がハイレベルとなると、カウント値を上昇させる。

これらカウント値はＤ／Ａ変換器（１５）、　（１６）
Ｋて制御電圧に変換された後、アンプ（１７）、　（１
Ｂ）を各々介して利得制御アンプ（１）、　　（２）の
利得制御用信号となる。そしてこれによりアンプ（１）
、　　（２）はその利得を下げて、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号
のレベルを零に近づけていく。また、比較器（１１）、
　（１２）の出力がローレベルになると、アップダウン
カウンタ（１ａ）、　（１４）はカウント値を下降させ
る。これらカウント値はＤ／入入換換器１５）、　（１
６）にて各々制御電圧に変換された後、アンプ（１７）
、　（１８）を介して利得制御アンプ（１）、　　（２
）に加えられ、アンプ（１）　、　　（２）　ノ利得ヲ
上げテｆ’Ｌ−Ｙ、　Ｂ　−Ｙ信号ルベルを零に近づけ
ていく。

以上の如くして色差信号ａ−Ｙ、Ｂ−Ｙはそれぞれ零に
収束されてホワイトバランスがとられる。

なお、　ＬＰＦ（８）、　（１ｏ）にて色差信号を積分
するのは抽出された色差信号の平均値がより無彩色撮像
時の色差信号に近づくようにするためである。

次に白色部分検出回路（３１）の動作につき説明する。

まず、この検出回路（３１）の入力Ｊ　Ｂ信号は上述し
た利得制御ループ外からとられている。そして減算器（
３２）、　（３３）からは色差信号Ｒ−Ｙ。

Ｂ−Ｙが各々出力される。セしてＦＬ−Ｙ信号出力は係
数器（３６）及び（３７）に入力され、−１７ｂ倍、ｔ
／ｃ倍される。またＢ　−Ｙ信号は係数器（３８）、　
（３９）に入力され、　−１／ａ倍、　　ｌ／ｄ倍され
る。さらに加算器（４０）では係数器（３６）及び（３
８）の出力が加算され。

加算器（４１）では係数器（３７）及び（３９）の出力
が加算される。一方、比較器（４２）乃至（４５）の負
側端子にはＹ信号が入力され、同じく比較器（４２）乃
至（４５）の正側端子には係数器（３６）　、加算器（
４０）、係数器（３８）　、加算器（４１）の各出力が
入力される。従って。

比較器（４２）乃至（４５）では各々前述した式（２）
’。

器（４６）は、　　（１）’乃至（４）式が１つでも満
足されて・いないときは出力がロウレベルとなり、　　
（１）’乃至（４）′式が全て満足されたときのみ、出
力がノ・イレペルとなっ【前述した白色部分検出信号が
出力されることになる。

本実施例は以上のように構成されているので。

Ｒ，Ｂ信号に対する利得制御ループに影響されない白色
部分検出回路を構成でき、第３図に示すように必要最小
限の白色部分検出領域を設定できる。

なお１本実施例において、白色部分検出回路（３１）の
係数器（３６）乃至（３９）の代りに抵抗マトリクスを
用いることも可能である。

また９本実施例において、基準となるゲート領域を定め
るために正規化するのは４５００Ｋに定める必要もなく
、　　３０００にとか６０００Ｋ　、または任意の色温
度に定めることができる。この場合には第２図（ａ）、
　　（ｂ）に示すように三角領域にて簡易化することも
可能で回路の簡略化を計ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本１発明によれば、正確なホワイトバ
ランス制御を行うことのできるホワイトバランス制御回
路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるホワイトバランス制御回路の一実
施例を示すブロック図、第２図は本発明の他の実施例を
説明するための図、第３図はホワイトバランス制御を説
明するための図、第４図は従来のホワイトバランス制御
回路の一例を示す図、第５図は白色部分の色温度軌跡を
示す図である。 １．２・・・・利得制御アンプ。 ６．７・・・・ゲート回路。 ８．１０・・・・ローパスフィルタ。 １１、１２・・・・比較器。 １３、１４・・・・アップダウンカウンタ。 １５、１６・・・・Ｄ／Ａ変換器。 ３１・・・・白色部分検出回路。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑 同　　宇治　弘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像出力であるカラー映像信号出力の各色情報信号に対
   して利得制御を行う利得制御手段と、利得制御前の前記
   各色情報信号にもとづいて彩度の低い被写体に対応した
   信号位置を検出するための検出手段と、この検出手段の
   検出出力にもとづき各色情報信号から前記彩度の低い被
   写体に対応した信号を各々抽出する抽出手段と、抽出手
   段で得られた信号を各々積分し、各積分出力にもとづき
   前記利得制御手段へ制御用信号を出力する制御手段とを
   具備したことを特徴とするホワイトバランス制御回路。