JPH0250592A - カラービデオカメラの自動白バランス調整回路 - 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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は、カラービデオカメラに関し、特に撮像した映
像信号を利用して行う自動白バランス調整回路に関する
。

（ロ）従来の技術 一般にカラービデオカメラにおいては、被写体に照射し
ている光源の色温度に応じて白バランス調整を行う必要
がある。この調！Ｉは、光源の色温度が変化する度に、
白色の被写体を撮影し、撮像信号の原色信号である赤成
分（以下、Ｒ信号と示す）、緑成分（以下Ｇ信号と示す
）、青成分（以下、Ｂ信号と示す）のレベル比が１：１
：１となる様に、Ｒ及びＢ信号の伝送ａ路に配置されて
いる利得制御回路の利得を調整することにより実行され
る。

従来、この白バランス調整の自動化を実現する方法の１
つとして、以下に示す方式が知られている。即ち、被写
体に対する光源の色温度が変化しても、もし被写体が同
一物体であれば、Ｒ，Ｇ。

Ｂの三原色信ｇ−は同一レベルを保つ様にすれば、撮像
画像の色再現性は変化しないことになる。このためには
、信号の尖頭値あるいは平均値が変化しないように利得
制御回路の利得を変化させればよい。この考えを更に発
展させて、非常に多くの画面、長い時間の画面等の平均
値は略白色と考えてよいと認められる。従って、白バラ
ンスｍ整において、白色（ｉたは、無彩色）の被写体を
撮影する代りに、充分長い時間の映像信号の平均値が白
となる様に原色信号に自動利得調節（ＡＧＣ）をかける
ことにより、自動的かつ連続的な白バランスｍｓが実現
できる。ここで、具体的には、充分長い時間の画面の色
差信号の積分値が零となる様に利得制御を行うことによ
り可能となる。

しかし、この方式では、Ｒ，Ｇ、８３ｗ、色の分布に偏
ジがある被写体を撮影した時（例えば、赤い服を看た人
をアップで写した時）、その撮像（８号から作成される
色差信号の積分出力は、特定の色ＶＣＵｉ４るため白バ
ランス調整に誤差を生じてしまう。

この問題点を解決するために、！４開昭５７−３７９９
２−１ｉ公報（ＨＯ４Ｎ９７５３５）ＶＣは、Ｒ、Ｇ、
Ｂ３原色信号の加算マトリクス作用により形成される輝
度信号のレベルが高い部分に対応する色差信号のみを抜
き出して、その積分値を得ることにより白バランス調整
を行う技術が提案される。

この従来技術は、輝度信号の振幅が白ピークレベル付近
まである時は、撮像信号は白に極めて近い状態にあるた
め、この時に白バランスが取れていれば、色差信号Ｒ−
Ｙ１Ｂ−Ｙは零に近い。そこで輝度信号の振幅が白ピー
クレベルの一定比率レベル（例えば白ピークレベルの９
５ｇ６）以上になった時の色差信号のみ金円いれば前述
の問題点が解決できるという考えに基づくものである。

ここで、この従来技術について第２図の回路ブロック図
を用いて更に詳しく説明する。第２図において、（ｌ）
は光学レンズ、（２）は撮像素子（ＣＣＤ）、（３）は
礒像素子（２）にて光電変換された信号をレベルがＳＲ
＃５ＧＩＳＢのＲ、Ｇ　、　ＢｙＩ号に分離する色分離
回路である。

この色分離回路（３）にて作成されたＲ及びＢ信号は、
夫々原色信号利得制御回路であるＲｃｈ及びＢｃｈ白バ
ランス用ＡＧＣアンプ＋４１ｔ６）を経て、Ｇ信号と共
にプロセス１マトリツクス回路１６）に入力される。尚
、Ｒｃｈ及びＢａｈ白バランス用ＡＧＣアンプ＋４１１
５１の利得（Ａｌｌ　）　（Ａｌｌ　）は、後述の如く
積分出力にて制御され、Ｒ，Ｇ、Ｂ信号のレベルは夫々
Ａｌｌ−’ＳＲ％　ＳＧ、ＡＢ−５Ｒとなる。

プロセス１マトリツクス回路１６）は、Ｒ，Ｇ、Ｂ信号
にプランヤング処理、Ｔ補正等のカメラプロセス処理を
施し、更洗加算マトリックス作用により輝度８号（Ｉ）
と色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）ｆｃ変換して出力す
る。こうして得られな輝度信号（Ｙ）は比ＲＩＰ回路（
７）に、色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）は犬々ゲート回
路ｆ８１ｉ９１を経てＲ−Ｙ及びＢ−Ｙ積分回路（１１
（川に入力される。

比較回路（７）は、輝度８号（Ｙ）と閾値レベルのレベ
ル比較を為し、輝度信号（Ｙ）レベルが閾値レベルを越
える時にのみゲート回ｂ＠１８１ｉ９１を導通させる。

従って、ゲート回ｆ％　ｔｇ＋　；ｅｌは画面の白い部
分の色差信号のみの通過を許容することになる。

この色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）は、夫々Ｒ−Ｙ積
分回路叫及びＢ−Ｙ積分回路（川にて、充分に大きな時
定数で積分され、Ｒ−Ｙ積分保持回路Ｏ匂及びＢ−Ｙ積
分保持回路０３を経て、上述の積分出力が零となる様に
利得（Ａｎ）（Ａｓ）を制御する所謂自動利得制御金白
バランス用ＡＧＣアンプ＋４１＋５１でかけることによ
り、自＃的かつ連続的な白バランス調整が為される。尚
、Ｃｌ４１は輝度信号ｆＹ）、色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ
−Ｙ）よりビデオ信ｆを作成するエンコーダ回路である
。

Ｐ−１発明が解決しようとする課題 前記従来技術の方法により、白バランス調整を行つと、
高輝度部分の色差信す？抜き取る際の目安となるＩｉ４
億レベルが＃′Ｎｔに重要となる。第３図（ａＪに示す
様に、このレベルが最適値に設定されている場合には、
ゲート回路を導通させるゲート信号は（ｂＪの如く最適
に保持されるが、第４図ｆａ）に示す様に、このレベル
を上げ過ぎると、画面全体が平均的に明るい時には、通
常のビデオカメラに標準装備されているオートアイリス
機能が働き、アイリスが絞られるため全体の輝度レベル
が下が９、ゲート信号は（ｂｌの如く常にＬレベルとな
り、抜き取られるべき色差信号がなくなる可能性がある
。また、第５図（ａ）に示す嫌に閾値レベルを下げ過ぎ
ると、ゲート信号は（ｂ）の如くＨレベルの期間が長く
なり、抜き取られる色差信号が多くなり、その部分が有
彩色である可能性が高くなる。この様に、閾値レベルの
設定には微妙な制御が必要で、かつ白バランス調整に大
きな影響を与える。

に）課題を解決するための手段 本発明は、撮像信号から形成される各色差信号を積分す
る積分回路と、積分回路による積分値が零となる様に、
撮像信号の原色信号の利得を調整する原色信号利得制御
回路と、撮像信号の輝度レベルにより、積分回路にて積
分される色差信号の利得を制御する色差信号利得制御回
路を備え、輝度レベルが高い部分の各色差信号の利得全
土げ、低い部分の利（８ｆｔ下げて重み付けを行うこと
を特徴とする。

（ホ）作用 本発明は上述のａ口＜構成したので、輝度レベルの高い
部分に重み付けされた色差信号を積分して白バランス調
整の利得制御信号とでき、閾値レベル設定に伴う不安定
な白バランス調整が防止される。

（へ）実施例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説明する。

尚、第１図において、従来技術を示す第２図と同一＠分
には同一符号？付して説明を省略する。第１固め回路ブ
ロック図において、プロセス＆マトリックス回路−６）
から得られる色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ　）ｈ犬々
色ａｒｚ＋利得制御プ（３）伐りは、輝度１号（Ｙ）に
より利得制御が為され、又両ＡＧＣアングＣ２＋１１（
２）ｌ）の利得は、輝度信号（Ｙ）のレベルが大きくな
るにつれて大きくなる様に構成されている。従って、後
段のＲ−Ｙ及びＢ−Ｙ積分回路１１０１　ｆ＋　１１　
Ｋ入力される色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）は、第６
図に示す様に輝度信号（Ｙ）レベルが高い部分において
レベルが高く、輝度信号（ηレベルが低い部分において
レベルが低くなる様に重み付けされたことになる。尚、
第６図において、（ａ）は輝度信号（Ｙ）ｔ−示し、（
ｂ）はＲ−Ｙｔ九はＢ−ＹＡＧＣアンη１υに入力され
る色差信号を、（Ｃ）はＲ−ＹまたはＢ−ＹＡＧＣアン
プにて重み付けされて出力される色差値すを示す。

Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ積分回路＋ｌ（１（Ｉｌｌ　Ｋよる積
分出力は、利得制御のための制御信号として、Ｒ−Ｙ及
びＢ−Ｙ積分保持回路０４０濁を経て、Ｒｃｈ　及びＢ
ｃｈ白バランス用ＡＧＣアンプ＋４１＋５１に供給され
、夫々の積分出力が零となる様に利得制御が為される。

即ち、積分出力が大きい場合には、各自バランス用ＡＧ
Ｃアンプの利得は小さくなる様に構成されている。尚、
Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ積分保持回路（１２１！１３は記録待
機時に制御信号の電圧を保持したり、電源投入時にこの
一連の負帰還ループが適正な動作を行うための制御電圧
を出力するためのものである。

前述の負帰還ループの動作を具体的に説明すると、現時
点で適正な自動白バランス動作が行われている時に、光
源の色温度が上が９、青色（Ｂｌ成分が増加し、赤色（
ＲＪ酸成分減少する場合を考える。

本来色差ｆＢ号（Ｒ−ｙ）、　ＣＢ−Ｙ）の各レベル５
６Ｒ−Ｙ）Ｓ（、Ｂ−Ｙ）のＲ，Ｇ、Ｂ侶す成分による
構成は、 ５（Ｒ−Ｙ）＝０．７ＳＩ（・Ａａ−０，６ＳＧ−０，
１ＳＲ−ＡＢＳ（Ｂ−Ｙ）＝０．９　Ｓ　ａ−ＡＢ−０
，６５ｏ−０，３Ｓ　Ｒ−ＡＲであるので、上述の如く
色温度の上昇に伴いＲ信号のレベル（ＳＲ）が小さくな
り、Ｂ信号のレベル（ＳＢ）が大きくなると、Ｒ−Ｙ積
分回路（１αの積分出力が減少し、Ｂ−Ｙ槓か回路（１
すの積分出力が増加する。この結果、Ｒｃｈ白バランス
用ＡＧＣアング（４）の利得（ＡＲ）が大きくなり、Ｂ
ｃｈ白バランス用ＡＧＣアンプ（５）の利得（ＡＢ　）
が小さくなる。この利得の変化により、色差値９ｊ（Ｒ
−Ｙ）の積分値は、増加し、色差信号（Ｂ−Ｙ）の積分
値は減少し、やがて均衡する。この均衡した状態が色温
度が上昇した時点での適正な白バランス状恵となる。

（ト）発明の効果 −４に高輝度部分担、彩度が低く、その時点での光源の
色温度に近い原色信号成分比を映像信号中に有するので
、不発明に−る白バランスの合致精度は高く、更に色差
信号の積分値を零にするといつ九負帰還ループを構成し
ているため、その信頼性が同上する。ま九従来例では、
被写体の輝度レベルによる影響が白バランスの精度に大
きく影響したが、本発明によって従来例では誤前作を起
こしやすい状況、即ち画面全体が平均的に明るい時や、
非常に照度が低く輝度レベルが極めて低い時にも、充分
な白バランス調整が期待できる。

【図面の簡単な説明】

′ｓ１図、８６図は本発明の一実施例に係り、第１ＦＩ
！Ｊは回路ブロック図、第６図１３重み付けの説明図で
ある。またＭ２図乃至第５図は従来例に係り、第２図は
回路ブロック図、第３図、第４図、第５図はゲート信号
作成に関する説明図である。 叫・・・Ｒ−Ｙ積分回路、（川・・・Ｂ−Ｙ積分回路、
（４）・・・Ｒｃｈ白バランス用ＡＧＣアンプ（原色信
号利得制御回路Ｌｔａｌ・・・Ｂａｈ白バランス用ＡＧ
Ｃアンプ（原色信号利得制御回路→、−・・・Ｒ−ＹＡ
ＧＣアング（色差ｙＩｇ−利得ｆｌｌｌＪ御回路）、圓
・・・Ｂ−ＹＡＧＣアンプ（色差信号利得制御回路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像信号から形成される各色差信号を積分する積
   分回路と、 該積分回路による積分値が零となる様に、撮像信号の原
   色信号の利得を調整する原色信号利得制御回路と、 撮像信号の輝度レベルにより、前記積分回路にて積分さ
   れる色差信号の利得を制御する色差信号利得制御回路を
   備え、 輝度レベルが高い部分の各色差信号の利得を上げ、低い
   部分の利得を下げて重み付けを行うことを特徴とするカ
   ラービデオカメラの自動白バランス調整回路。