JPH03232392A

JPH03232392A - 白バランス調整装置

Info

Publication number: JPH03232392A
Application number: JP2027472A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kikuchi; 健一菊地; Toshinobu Haruki; 春木　俊宣
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1991-10-16
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2523034B2

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、撮像素子から得られる撮像映像信号を基に、
白バランスの制御を行うカラービデオカメラの自動白バ
ランス調整装置に関する。

（ロ）従来の技術カラービデオカメラに於いては、光源による光の波長分
布の違いを補正するために、白バランスの制御を行う必
要がある。

この制御は、赤（以下Ｒ）、青（以下Ｂ）、緑（以下Ｇ
）の三原色信号の比が１：１：１となるように、各色信
号の利得を調整することで行われる。一般には例えば特
開昭６２−３５７９２号公報（Ｈｏ４Ｎ９／７３）に示
される様に、画面の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの積分値が
零になるように利得を調節する方式が用いられている。

Ｗ４７図は、この方式を用いた白バランス回路のブロッ
ク図である、レンズ（１）を通過した光は、撮像素子（ＣＯＤ）（２
）で光電変換された後、色分離回路（３）で、Ｒ，Ｇ、
Ｂの３原色信号として取り出され、Ｇの色信号は直接、
Ｒ及びＢの色信号はＲ増幅回路（４）、Ｂ増幅回路（５
）を経て、カメラプロセス及びマトリクス回路（６）に
入力され、輝度信号Ｙ、赤及び青それぞれの色差信号Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙが作られて、ビデオ回路へ送られる。

同時に、二つの色差信号は、それぞれ積分回路＜１７）
（１８）で、十分に長い時間、積分され、その結果が零
になるように利得制御回路（１３）、（１４）がＲ，Ｂ
各々の利得可変な増幅回路（４）、（５）の利得を調節
する。

（ハ）発明が解決しようとする課題前述の方式は、一般被写体を撮影した場合、画面全体の
色差信号を平均化した値は、完全白色面を撮影した場合
と等価となるという経験則を前提としており、撮影画面
は平均的に各色を含んでいることが必要となる。

ところが、この方式では、被写体自体の色に偏りがある
時、例えば、緑の芝生や野空が画面上で大きな面積を占
める場合や、赤いセータを着な人物をクローズアップす
る場合等では、画面全体の色分布を平均化しても白い画
面状態とはならず白バランスがくずれることになり、こ
の様な被写体に対して前述の如き白バランス調整を施せ
ば、偏った色を打ち消す方向に利得が変化して臼バラン
スがその補色側にずれて、適正な色の再現が行なえなく
なるという欠点を有している。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、撮像画面上でコントラストの低い被写体の存
在する領域での色情報信号の臼バランス調整への寄与度
を他の領域より軽減させることを特徴とし、更に具体的
には、撮像画面を分割して設定された複数の領域毎に色
情報信号レベルを各色の色評価値として得る色評価値調
整手段と、各領域毎の輝度信号の高域成分レベルをコン
トラスト評価値として得るコントラスト評価値検出手段
と、コントラスト評価値が基準値以下の領域の色評価値
を所定量だけ減じる色評価値調整を行う色評価値調整手
段と、該色好価値調整後の全領域の色評価値より画面全
体についての色評価値を画面色評価値として算出する画
面色評価値算出手段と、該画面色評価値を基に各色信号
の増幅利得を制御する利得制御手段を備えることを特徴
とする。

更に別の方法として、色評価値調整手段にて得られる色
評価値に所定の重み付け量にて重み付けを行った後に、
これを基に前述の如く画面色評価値を算出し、この画面
色評価値に応じて各色信号の増幅利得を制御する際に、
低コントラストの領域については重み付け量を減じるこ
とを特徴とする。

（ホ）作　用本発明は上述の如く構成したので、コントラストが低い
領域には単一色の被写体が存在するものと判断し、この
単一色の被写体の影響を軽減して、画面全体に色の偏り
がある場合でも、その色を打ち消す方向に白バランスが
ずれることが防止讐れる。

（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。

第１図は本実施例による自動白バランス調整回路の回路
ブロック図である。

レンズ（１）を通過した光は、Ｃ０Ｄ（２）上に結像さ
れて光電変換された後、色分離回路（３）にて、Ｒ，Ｇ
、Ｂの３原色信号として取り出される。これら３原色信
号の中のＲ及びＢ信号は、夫々Ｒ及びＢ増幅回路（４）
（５）を経て、Ｇ信号と共にカメラプロセス及びマトリ
クス回路（６）に入力され、これらを基に輝度信号（Ｙ
）及び赤、青火々の色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）が
作成されて、ビデオ回路（７）に供給されて周知の処理
が施される。また、（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の各信号は、
選択回路（２１）にも供給され、同時に、輝度信号（Ｙ
）は高域通過フィルタ（ＨＰＦ）（３１）を経て、その
高域成分（’Ｉ’Ｈ）のみが選択回路（２１）に供給さ
れる。この高域成分（’ｌ’Ｈ）は、画面のコントラス
トが高い程大きくなり、即ち撮影画面中の各被写体の境
界部分では大きくなり、単一色部分では小さくなる。選
択回路（２１）はタイミング回路（２５）からの選択信
号（５１）により輝度高域成分（Ｘ“Ｈ）及び色差信号
（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の３信号の中の１つを１フイー
ルド毎に順次選択するものので、（’Ｉ’Ｈ）→（Ｒ−
Ｙ）→（Ｂ−Ｙ）→（ＹＨ）→（Ｒ−Ｙ）→・・・と１
フイールド毎に後段のＡ／Ｄ変換変換２２）に出力され
る。尚、選択信号（Ｓｌ’）は後述の如く同期分離回路
（２４）から得られる垂直同期信号に基づいて作成され
る。

Ａ　、／　Ｄ変換Ｂ（２２）は、所定のサンプリング周
期で選択回路（２１）にて選択された信号（ＹＨ）（Ｒ
−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の１つを細かくサンプリングして逐次
ディジタル値に変換し、この値を積分！（２３）に出力
する。ところで、タイミング回路（２５ンはカメラプロ
セス及びマトリックス回路（６）からの垂直、水平同期
信号及びＣＣＤ（２）を駆動する固定の発振器出力に基
づいて、撮像画面を第２図に示す８×８の６４個の同一
面積の長方形の領域（八１１）、（Ａ１２）、（Ａ１３
）・・・に分割して各領域毎にこれらの領域内の選択回
路（２１）出力を時分割で取り出すための切換信号（Ｓ
２）を積分器（２３）に出力する。

積分！　（２３）は切換信号（Ｓ２）を受けて、選択回
路（２１）出力のＡ／Ｄ変換値を領域毎に１フイ一ルド
期間にわたって加算し、結局、６４個の領域毎に選択回
路（２１）にて選択された信号をディジタル積分する。

第４図に、この積分ｖｐ＜２３）の内部構造を更に詳細
に示す。各サンプリングデータのＡ／Ｄ変換値は、切換
回路（６１）に供給される。この切換回路（６１）は切
換信号（Ｓ２）を受けて、各Ａ／Ｄ変換値を領域毎に用
意された加算器（ｐＨ）（ＰＩ２）・・・（Ｐ８８）の
中で該当サンプリング点が存在する領域用の加算器に供
給する役割を有する。即ち、ある任意のサンプリングデ
ータのサンプリング点が、領域（Ａｌｌ）内に含まれて
いるならば、このデータを領域（Ａｌｌ）用の加算器（
ＰＩ　１　）に供給する。尚、以下、同様に加算器（Ａ
ｉｊ）（ｉ、ｊ・１−８）は領域（Ｐｉｊ）（ｉ、コ＝
１−８）用に設定され、全部で６４個の加算器が用意さ
れている。各加算器の後段には、保持回路（Ｑｉｊ　）
（ｉ　、　ｊ＝１−８）が夫々配設され、各加算値は各
保持回路に一旦保持される。各保持回路の保持データは
、再び加算器に入力されて、次のサンプリングデータと
加算される。また、各保持回路は、垂直同期信号に同期
して１フイールド毎にリセットされ、このノセット直前
の保持データのみがメモリ（２６）に供給される。従っ
て、１組の加算器及び保持回路にて１個のディジタル積
分回路が構成され、合計６４個の積分回路が積分器（２
３）を構成することになり、１フイールド毎に各保持回
路から６４個の領域毎にディジタル積分値がメモリ（２
６）に入力される。

この１フイ一ルド分の積分が完了すると、この各領域毎
の積分値はコントラスト評価値あるいは色評価値として
メモリ（２６）に保持される。この結果、ある任意のフ
ィールドで６４個の領域内に対応する輝度高域成分（Ｙ
）Ｉ）のディジタル積分値が６４個のコントラスト評価
値（ｙｉｊ）（ｉ、　ｊ　＋　１〜８）として得られる
ことになる。また、次のフィールドでは選択回路（２１
）にて色差信号（Ｒ−Ｙ）が選択されているので、積分
器（２３）の各領域における積分の結果、色差信号（Ｒ
−Ｙ）の領域毎のディジタル積分値が６４個の色評価値
（ｒｉｊ）として得られる。更に次のフィールドでは選
択回路（２１）にて色差信号（Ｂ−Ｙ）が選択されてい
るので、積分器（２３）の積分の結果、色差信号（Ｂ−
Ｙ）の領域毎のディジタル積分値が６４個の色評価値（
ｂｉｊ）として得られる。こうして、輝度高域信号ＯＨ
）、色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の３フイールドの積
算が終了した次点で、コントラスト評価値０・１〕）１
２色評価値（ｒｉｊ）（ｂｉＪ）の６４個×３個の値が
メモリ（２６）に保持されることになる。これ以降、上
述と同様の動作が繰り返され、次のフィールドではコン
トラスト評価値（ｙｉｉ）が、更に次のフィールドでは
色評価値（ｒｉＪ）と順次更新されることになる。この
様にして得られた最新のコントラスト評価値（ｙｉＤ及
び色評価値（ｒｉＪ）（ｂｉｊ　）は、後段の評価価値
調整回路（２７）に供給される。

評価価値調整回路（２７）は、各領域に単一色の被写体
が存在するか否かをコントラスト評価値の大小にて決定
し、コントラスト評価値が小さい領域については、臼バ
ランス調整の際の該当領域の寄与度を低減させるために
、該当領域の色評価値（ｒｉｊ）（ｂｉｊ）を減衰させ
る動きを為す。

第３図は、この調整回路（２７）の回路ブロック図を示
したもので、次にこれについて説明する。

各領域のコントラスト評価値（ｙｉｊ）は、メモリ（２
６）より領域順、即ち（ｙｌｌ）→０’＋２）→・・・
（ｙｌｇ　）→（ｙｔｔ）→・・−（ｙ、）の順にてコ
ントラスト比較器（８０）に入力されて、次々に予め闇
値メモリ（８１）に格納されているコントラスト閾値（
Ｎ）と比較される。この比較の結果、コントラスト評価
値がコントラスト闇値（Ｎ）より小さい領域が発見され
ると、この該当領１或について、Ｈレベルの比較信号（
Ｓ３）が発せられる。

切換回路（８２）は、２つのスイッチ＜８３）（８４）
より構成され、スイッチ（８３）は色評価値（ｒｉｊ）
が入力される固定接点（８３ａ）と、Ｒ減衰器（８５）
に結合された固定接点（８３ｂ）あるいは出力端子（８
７）に結合された固定接点（８３ｃ　）を選択的に接続
させる機能を有し、スイッチ（８４）は色評価値（ｂｉ
ｊ）が入力される固定接点（８４ａ）と、Ｂ減衰器（８
６）に結合された固定接点（８４ｂ）あるいは出力端子
（８８）に結合された固定接点（８４ｃ）を選択的に接
続させる機能を有している。両スイッチ（８３）（８４
）は、スイッチング信号としての比較信号（Ｓ３）によ
り連動して切換制御され、比較信号（Ｓ３）がＬレベル
の時に夫々固定接点（８３ｃ　）（８４ｃ　）側にあっ
て該当領域での色評価Ｍ　（ｒｉｉ　）（ｂｉ　ｊ　）
が何ら減衰されることなく、そのまま出力端子（８７）
（８８）に出力され、Ｈレベルの時に夫々固定接点（８
３ｂ）（８４ｂ）側に切り換わり、該当領域の色評価値
（ｒｉｊ）（ｂｉｉ）がＲ及びＢ減衰器（８５）（８６
）に入力される。

Ｒ及びＢ減衰器（８５）（８６）は、入力された色評価
値（ｒｉｊ）（ｂｉｉ）から予め設定された所定量（Ｚ
）を減ヒて、（ｒｉ　ｊ−Ｚ）、（ｂｉｊ−Ｚ）を算出
して出力端子（８７）（８８）に導出する。

尚、評価価値調整回路（２７）にメモリ（２６）から入
力される各評価値（ｙｉｊ　）（ｒｉｂ（ｂｉＪ）は、
いずれも、同一領域毎に同期して入力され、調整回路内
での処理も６４個の全ての領域毎に逐次実行される。ま
た、コントラスト閾値（Ｎ）は単一色の被写体と認識で
きる実測値に基いて設定され、同様に減衰量（Ｚ）は、
実際に単一色の被写体が撮像画面の多くの面積を占めて
いる撮影状態にて、最適な臼バランスを実現できる時の
実測値に基いて設定されている。

出力端子（８７）（８８）に導出される非減衰あるいは
減衰後の色評価値は、画面評価回路（２８）に送られ次
式（１）（２）に基いて各色差信号の画面全体の色評価
値が画面色評価値（〜’ｒ）（Ｖｂ）として算出される
。

この式（１）（２）は評価価値調整回路（２７）を経た
６４個の各領域の色評価値（ｒｉｉ）（ｂｉｊ）の全て
の総和を領域数で割算して、１個の領域についての平均
値を画面色評価値として算出する。

利得制御回路（２９）（３０）は、画面全体の色評価値
である画面色評価値（Ｖｒ）（Ｖｂ）が共に零となる様
に、Ｒ及びＢ増幅回路（４）（５）の夫々の利得を制御
している。こうして画面色評価値（ｖｒ　）　（＼・′
ｂ）が零になれば、白バランス調整が完了したことにな
る。

以上の様に、低コントラストの領域の色評価値を減衰さ
せて白バランス調整を行うことにより、例えば、深緑の
葉を茂らせた木を撮影して第５図の如き撮像画面を得た
場合に、深緑の葉のみが存在してコントラストが低い斜
線の１１個の領域、即ち領域（へ２３）、（Ａ３２）乃
至（〜３４）、（、へ４２）乃至（Ａ４４）、（八５２
）乃至（Ａ５４）、（Ａ６３）の色評価値（ｒｉｊ）（
ｂｉｊ）が減衰される。従って、撮像画面に本の占める
割合が大きく、画面全体の色に偏りがある場合にも、従
来例の如（木の葉の緑色を打ち消す方向に白バランスが
ずれることはなく、画面全体の臼バランスに対する１ｌ
ｌＩＩの領域の緑色の影響は低減されて、緑色の補色側
へのずれは抑えられて、適切な白バランス調整が施され
る。

前述の実施例では、評価価値調整回路（２７）における
色評価値の調整動作の具体例として、色評価値（ｒｉ　
Ｊ）（ｂｉ　ｊ　）から所定の減衰量（Ｚ）を減じる方
法を採用したが、他の方法として、第６図に示す様に重
み付け量を可変とする方法がある。即ち、高コントラス
ト＠域については重み付け回路（９１）（９３）にて各
色評価値に所定の重み付け量（Ｄｌ）にて重み付け即ち
、ｒｉｊＸＤｌあるいはｂｉ　ｊＸＤｌの掛算を行い、
低コントラスト領域については重み付け回路（９０）（
９２）にて重み付け量（Ｄｌ）よりも小さい重み付け量
（Ｄ２）にて重み付け即ちｒｉｊＸＤ２あるいはｂｉコ
ＸＤ２の掛算を行い、この掛算値を各領域の調整後の色
評価値として出力することにより、実質的に低コントラ
ストの領域の寄与度を減じることができる。

また、本゛莫施例では、Ａ／Ｄ変換変換２２）を共用す
るために、選択回路（２１）にて輝度高域成分あるいは
色差信号（’ｌ’Ｈ）、（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の１つ
を選択する様に構成したので、各成分の評価値の更新の
周期は３フイールドとなったが、（ＹＨ）、（Ｒ−ｙ　
）、（Ｂ−Ｙ＞用に３ｆｌＡのＡ／Ｄ変換器及び積分器
を配すれば、各評価値は１フイールド毎に更新できるこ
とになり、−層高精度な白バランス調整が可能となる。

（ト）発明の効果上述の如く本発明によれば、単一色の被写体が撮像画面
上で大きな面積を占めて、画面全体の色に偏りがある場
合でも、この単一色を打ち消す方向に臼バランスがずれ
ることがなく、適切な白バランス調整が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の実施例に係り、第１図は全
体の回路ブロック図、第２図は画面分割の説明図、第３
図、第４図は要部回路ブロック図、第５図は撮像画面の
一例を示す図、第６図は他の実施例の要部回路ブロック
図、第７図は従来例の回路ブロック図である。（２７）・・・評価価値調整回路、（２８）・・・肉面
評情回路、（２３）・・・積分器、（２９）（３０）・
・・利得制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像映像信号中の色情報を基に白バランス調整を
行う白バランス調整装置において、撮像画面上でコント
ラストの低い被写体が存在する領域での色情報信号の白
バランス調整への寄与度を他の領域より軽減させること
を特徴とする白バランス調整装置。
（２）撮像画面を分割して設定された複数の領域毎に色
情報信号レベルを各色の色評価値として得る色評価値検
出手段と、前記各領域毎の輝度信号の高域成分レベルをコントラス
ト評価値として得るコントラスト評価値検出手段と、コントラスト評価値が基準値以下の領域の色評価値を所
定量だけ減じる色評価値調整を行う色評価値調整手段と
、該色好価値調整後の全領域の色評価値より画面全体につ
いての色評価値を画面色評価値として算出する画面色評
価値算出手段と、該画面色評価値を基に各色信号の増幅利得を制御する利
得制御手段を備える白バランス調整装置。
（３）撮像画面を分割して設定された複数の領域毎に色
情報信号レベルを各色の色評価値として得る色評価値検
出手段と、前記各領域毎の輝度信号の高域成分レベルをコントラス
ト評価値として得るコントラスト評価値検出手段と、前記色評価値に所定の重み付け量にて重み付けを行った
後の全領域の色評価値より画面全体についての色評価値
を画面色評価値として算出する画面色評価値算出手段と
、該画面色評価値を基に各色信号の増幅利得を制御する利
得制御手段を備え、前記コントラスト評価値が基準値以下の領域について前
記重み付け量を軽減することを特徴とする白バランス調
整装置。