JPH05168032A - 自動ホワイトバランス調整装置 - Google Patents

自動ホワイトバランス調整装置

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JPH05168032A
JPH05168032A JP3335098A JP33509891A JPH05168032A JP H05168032 A JPH05168032 A JP H05168032A JP 3335098 A JP3335098 A JP 3335098A JP 33509891 A JP33509891 A JP 33509891A JP H05168032 A JPH05168032 A JP H05168032A
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JP
Japan
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signal
white balance
signal level
standard
automatic white
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Pending
Application number
JP3335098A
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English (en)
Inventor
Osamu Ishibashi
修 石橋
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NEC Home Electronics Ltd
NEC Corp
Original Assignee
NEC Home Electronics Ltd
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動ホワイトバランス調整の前提に一定の色
温度条件を付す。 【構成】 被写体の撮像情報から得られるRGB3原色
信号のうち、被写体の色温度に応じて赤色信号Rと青色
信号Bの利得を可変してホワイトバランスを調整する自
動ホワイトバランス調整回路10に対し、色分離回路5
の出力を監視する監視回路23を設け、RGB3原色信
号について、緑色信号Bが上限と下限に挟まれた一定の
信号レベル範囲内にあり、かつ赤色信号Rと青色信号B
がそれぞれ一定の下限信号レベルを越えるときにだけ自
動ホワイトバランス調整を行わせ、単一色又はこれに近
い被写体を撮像した時の褪色を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動ホワイトバラン
ス調整の前提に一定の色温度条件を付した自動ホワイト
バランス調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に示す従来のビデオカメラ1は、撮
像レンズ2を介して固体撮像素子3上に結像させた被写
体の映像を、まず自動利得制御回路4を介して色分離回
路5に供給する。色分離回路5は、RGBの3原色に分
解した色信号を、ホワイトバランス調整用の可変利得ア
ンプ回路6r,6g,6bを介して信号処理回路7に供
給する。信号処理回路7においてγ補正等の信号処理を
施された色信号は、続くマトリクス回路8において、輝
度信号Yと赤色色差信号R−Y及び青色色差信号B−Y
に変換され、最後にエンコード回路9においてNTSC
信号とされて外部出力される。
【0003】ところで、白色の被写体を白に写すホワイ
トバランスの良しあしは、画質に与える影響が大きく、
例えば手動式のホワイトバランス調整装置の場合、室外
光源下で調整されたホワイトバランス状態で室内の被写
体を撮像した場合に、画面全体に赤みがかってしまい、
またその逆に室内光源下で調整されたホワイトバランス
状態で室外の被写体を撮像した場合は、画面全体に青み
がかってしまうことがあるのは、よく経験するところで
ある。そこで、本例に示したビデオカメラ1には、白色
の被写体を撮像したときの赤色色差信号R−Yと青色色
差信号B−Yを基準に、色差信号R−Y,B−Yの積分
値をもって色温度を検出し、この色温度に合わせて可変
利得アンプ回路6r,6bの利得を切り替えることによ
り、ホワイトバランスを自動調整する自動ホワイトバラ
ンス調整回路10が組み込んである。この自動ホワイト
バランス調整回路10は、上記色差信号R−Y,B−Y
をそれぞれバッファアンプ回路11a,12aを介して
積分回路11,12に供給し、積分回路11,12にて
平滑された色差信号出力を、それぞれ比較回路13,1
4にて基準値と比較しつつ差動増幅する。そして、比較
回路13,14から得られた比較誤差出力を計数回路1
3a,14aにて計数し、計数結果に応じて可変利得ア
ンプ回路6r,6bの利得を可変制御する構成とされて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動ホワイトバ
ランス調整回路10は、撮像レンズから入った光を利用
してホワイトバランス情報を得る内部側光方式であるた
め、図4(A)に示したように、被写体の撮像情報のな
かに赤色と青色がほどよく分布している場合はよいが、
例えば赤色の多い被写体を画面いっぱいに撮像したよう
な場合、青色の情報が得られないために、図4(B)に
示したように、色差信号R−Yの積分平均が平均レベル
よりも増大し、色差信号B−Yの積分平均が平均レベル
よりも大幅に低下するのを受けて、可変利得アンプ回路
6bが青色信号Bの利得を可能な限り高めるよう働いて
しまう結果、被写体の赤色部分が白っぽくぼけたように
撮像されてしまうといった課題を抱えていた。一方ま
た、例えば青色の多い被写体を画面いっぱいに撮像した
ような場合も、赤色の情報が得られないために、図4
(C)に示したように、色差信号B−Yの積分平均が平
均レベルよりも増大し、色差信号R−Yの積分平均が平
均レベルよりも大幅に低下するのを受けて、可変利得ア
ンプ回路6rが赤色信号Rの利得を可能な限り高めるよ
う働いてしまう結果、被写体の青色部分が白っぽくぼけ
たように撮像されてしまうといった課題を抱えていた。
【0005】一方、こうした赤色或は青色の多い被写体
を撮像したときの褪色を排除するため、例えばホワイト
バランス情報を全画面から均一に抽出するのではなく、
映像信号の白レベルに近い領域からのみホワイトバラン
ス情報を抽出する方式や、或はパターン認識技術を応用
して部分画面を抽出する方式など、様々な方式による改
善案が提案されている。しかし、いずれの方式もすべて
の被写体に対して通用するものではなく、また方式原理
上どうしても回路構成が複雑化しやすく、そのため製造
コストの切り下げが困難である等の課題を抱えていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、被写体の撮像情報から得られる3
原色信号のうち、被写体の色温度に応じて赤色信号と青
色信号の利得を可変し、自動的にホワイトバランスを調
整する自動ホワイトバランス調整回路と、前記3原色信
号について、緑色信号が上限と下限に挟まれた一定の信
号レベル範囲内にあり、かつ赤色信号と青色信号がそれ
ぞれ一定の下限信号レベルを越えることを条件に、前記
自動ホワイトバランス調整回路を動作させる監視手段と
を具備することを特徴とするものである。
【0007】
【作用】この発明は、被写体の撮像情報から得られる3
原色信号のうち、被写体の色温度に応じて赤色信号と青
色信号の利得を可変し、自動的にホワイトバランスを調
整する自動ホワイトバランス調整回路を、前記3原色信
号について、緑色信号が上限と下限に挟まれた一定の信
号レベル範囲内にあり、かつ赤色信号と青色信号がそれ
ぞれ一定の下限信号レベルを越えることを条件に動作さ
せることにより、単一色又はこれに近い被写体の映像が
褪色するのを防止する。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図1,2
を参照して説明する。図1は、この発明の自動ホワイト
バランス調整装置を適用したビデオカメラの一実施例を
示す回路構成図、図2は、図1に示した色分離回路の出
力信号レベルを示す図である。
【0009】図1に示すビデオカメラ21は、自動ホワ
イトバランス調整装置22内に色分離回路5の出力を監
視する監視回路23を設け、あらかじめ定めた自動ホワ
イトバランス調整のための前提条件を満たす場合にの
み、自動ホワイトバランス調整回路10を動作させる構
成としたものである。ここでは、色分離回路5から出力
されるRGB3原色信号について、緑色信号Gが一定の
信号レベル内にあり、赤色信号Rと青色信号Bとが一定
の信号レベルを越えることを、自動ホワイトバランス調
整回路10の動作前提条件に定めてある。
【0010】具体的には、緑色信号については、例えば
4500度K程度の標準的な色温度の被写体からホワイ
トバランスがとれた状態で得られる撮像情報に含まれる
緑色信号の標準信号レベルをGoとしたときに、この標
準信号レベルGoの例えば上下±20%を定める上限G
u( 1.2Go)と下限Gd( 0.8Go)に挟ま
れた一定の信号レベル範囲内にあること、これを自動ホ
ワイトバランス調整回路10が動作する前提条件に定め
てある。さらにまた、赤色信号Rと青色信号Bについて
は、上記標準的な色温度の被写体からホワイトバランス
がとれた状態で得られる撮像情報に含まれる赤色信号と
青色信号の標準信号レベルをRo,Boとしたときに、
図2(B)に示したように、標準信号レベルRo以上に
設定した下限信号レベルRdo( 1.3Ro)を越え
る赤色信号Rと標準レベルBo以下に設定した下限信号
レベルBod( 0.7Bo)を越える青色信号Bが得
られるか、又は図2(C)に示したように、標準信号レ
ベルBo以上に設定した下限信号レベルBdo( 1.
3Bo)を越える青色信号Bと標準レベルRo以下に設
定した下限信号レベルRod( 0.7Ro)を越える
赤色信号Rが得られること、これらを自動ホワイトバラ
ンス調整回路10を動作させる前提条件に定めてある。
【0011】従って、赤色と青色が均一に分布する標準
被写体を標準的な色温度化で撮像した場合、前記の前提
条件はいずれも満たされ、図2(A)に示したように、
ホワイトバランスがとれた状態において、RGB3原色
信号は標準信号レベルRo,Go,Boにほぼ一致す
る。これに対し、青色部分が極端に少ない赤色被写体を
撮像した場合は、色差信号B−Yの積分平均が平均レベ
ルよりも低下し、逆に色差信号R−Yの積分平均は平均
レベルよりも増大するが、標準信号レベルRo以上に設
定した下限信号レベルRdo( 1.3Ro)を越える
赤色信号Rは得られても、標準レベルBo以下に設定し
た下限信号レベルBod( 0.7Bo)を越える青色
信号Bが得られないために、監視回路23により計数回
路13a,14aの計数動作が強制的に停止される。そ
の結果、自動ホワイトバランス調整回路10は即座に動
作を中断し、これにより撮像情報中に殆ど存在しない青
色信号Bの利得を過度に増大させてしまい、映像が全体
に白みがかってしまうといった不都合を防止することが
できる。
【0012】また、上記とは逆に、赤色部分が極端に少
ない青色被写体を撮像した場合は、色差信号R−Yの積
分平均が平均レベルよりも低下し、逆に色差信号B−Y
の積分平均は平均レベルよりも増大するが、標準信号レ
ベルBo以上に設定した下限信号レベルBdo( 1.
3Bo)を越える青色信号Bは得られても、標準レベル
Ro以下に設定した下限信号レベルRod( 0.7R
o)を越える赤色信号Rが得られないために、監視回路
23により、計数回路13a,14aの計数動作が強制
的に停止される。その結果、自動ホワイトバランス調整
回路10は即座に動作を中断し、これにより撮像情報中
に殆ど存在しない赤色信号Rの利得を過度に増大させて
しまい、映像が全体に白みがかってしまうといった不都
合を防止することができる。
【0013】なお、自動ホワイトバランス調整のための
前提条件を満たす場合は、監視回路23が計数回路13
a,14aの計数動作を許容するため、比較回路13,
14から得られた比較誤差出力が計数回路13a,14
aにて計数され、計数結果に応じて可変利得アンプ回路
6r,6bの利得が可変制御される。すなわち、バッフ
ァアンプ回路11a,12aを介して積分回路11,1
2に供給された色差信号R−Y,B−Yが、それぞれ積
分回路11,12にて平滑され、比較回路13,14に
て基準値と比較されて差動増幅されたのち、計数回路1
3a,14aにて計数されることで、自動ホワイトバラ
ンス調整が行われる。
【0014】このように、自動ホワイトバランス調整装
置22によれば、赤色が支配的な被写体や青色が支配的
な被写体のように、単色に近い被写体を撮像したとき
に、被写体から得られる撮像情報が余りにも一色に偏っ
た場合は、自動ホワイトバランス調整のための前提条件
が崩れるため、監視回路23により自動ホワイトバラン
ス調整回路10の動作を中断し、各色信号の利得を中断
直前の値に固定することができる。このため、従来のよ
うに、無理にホワイトバランスを図ろうとして、撮像情
報に不足する色信号の利得を過度に増大させてしまい、
映像が全体に白みがかってぼけてしまうといった不都合
を防止することができる。また、多くの被写体の撮像情
報に比較的満遍なく存在する緑色信号Gについては、標
準的な色温度の被写体から得られる標準信号レベルの近
傍にあることをもって自動ホワイトバランス調整の前提
条件とし、また残る赤色と緑色の各信号R,Bについて
は、一方が標準信号レベル以上の下限信号レベルを越え
る場合は、他方が標準信号レベル以下の下限信号レベル
を越える場合をもって自動ホワイトバランス調整の前提
条件とすることで、自動ホワイトバランス調整が行われ
るための前提条件をきめ細かく網羅することができ、こ
れによりホワイトバランス調整の自動化に伴うメリット
を最大限享受する一方、自動ホワイトバランス調整がふ
さわしくないケースを適確に排除することができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、被写
体の撮像情報から得られる3原色信号のうち、被写体の
色温度に応じて赤色信号と青色信号の利得を可変し、自
動的にホワイトバランスを調整する自動ホワイトバラン
ス調整回路を、前記3原色信号について、緑色信号が上
限と下限に挟まれた一定の信号レベル範囲内にあり、か
つ赤色信号と青色信号がそれぞれ一定の下限信号レベル
を越えることを条件に動作させる構成としたから、赤色
が支配的な被写体や青色が支配的な被写体のように、単
色に近い被写体を撮像したときに、被写体から得られる
撮像情報が余りにも一色に偏った場合は、自動ホワイト
バランス調整のための前提条件が崩れるため、監視回路
により自動ホワイトバランス調整が中断され、これによ
り従来のように無理にホワイトバランスを図ろうとし
て、撮像情報に不足する色信号の利得を過度に増大させ
てしまい、映像が全体に白みがかってぼけてしまうとい
った不都合を防止することができる等の優れた効果を奏
する。
【0016】また、この発明は、緑色信号が標準的な色
温度の被写体からホワイトバランスがとれた状態で得ら
れる撮像情報に含まれる緑色信号の標準信号レベルを挟
む上限と下限に挟まれた一定の信号レベル範囲内にあ
り、かつ前記標準的な色温度の被写体からホワイトバラ
ンスがとれた状態で得られる撮像情報に含まれる赤色信
号と青色信号の各標準信号レベルに対し、該標準信号レ
ベル以上に設定した下限信号レベルを越える赤色信号と
前記標準レベル以下に設定した下限信号レベルを越える
青色信号が得られるか、又は前記標準信号レベル以上に
設定した下限信号レベルを越える青色信号と前記標準レ
ベル以下に設定した下限信号レベルを越える赤色信号が
得られることを条件に、自動ホワイトバランス調整回路
を動作させる構成とすることにより、多くの被写体の撮
像情報に比較的満遍なく存在する緑色信号については、
標準的な色温度の被写体から得られる標準信号レベルの
近傍にあることをもって自動ホワイトバランス調整の前
提条件とし、また残る赤色と緑色の各信号については、
一方が標準信号レベル以上の下限信号レベルを越える場
合は、他方が標準信号レベル以下の下限信号レベルを越
える場合をもって自動ホワイトバランス調整の前提条件
とすることで、自動ホワイトバランス調整が行われるた
めの前提条件をきめ細かく網羅することができ、これに
よりホワイトバランス調整の自動化に伴うメリットを最
大限享受する一方、自動ホワイトバランス調整がふさわ
しくないケースを適確に排除することができる等の優れ
た効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の自動ホワイトバランス調整装置を適
用したビデオカメラの一実施例を示す回路構成図であ
る。
【図2】図1に示した色分離回路の出力信号レベルを示
す図である。
【図3】従来の自動ホワイトバランス調整回路を適用し
たビデオカメラの一例を示す回路構成図である。
【図4】図3に示したマトリクス回路の出力信号波形図
である。
【符号の説明】
10 自動ホワイトバランス調整回路 21 ビデオカメラ 22 自動ホワイトバランス調整装置 23 監視手段(監視回路)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体の撮像情報から得られる3原色信
    号のうち、被写体の色温度に応じて赤色信号と青色信号
    の利得を可変し、自動的にホワイトバランスを調整する
    自動ホワイトバランス調整回路と、前記3原色信号につ
    いて、緑色信号が上限と下限に挟まれた一定の信号レベ
    ル範囲内にあり、かつ赤色信号と青色信号がそれぞれ一
    定の下限信号レベルを越えることを条件に、前記自動ホ
    ワイトバランス調整回路を動作させる監視手段とを具備
    することを特徴とする自動ホワイトバランス調整装置。
  2. 【請求項2】 前記監視手段は、緑色信号が標準的な色
    温度の被写体からホワイトバランスがとれた状態で得ら
    れる撮像情報に含まれる緑色信号の標準信号レベルを挟
    む上限と下限に挟まれた一定の信号レベル範囲内にあ
    り、かつ前記標準的な色温度の被写体からホワイトバラ
    ンスがとれた状態で得られる撮像情報に含まれる赤色信
    号と青色信号の各標準信号レベルに対し、該標準信号レ
    ベル以上に設定した下限信号レベルを越える赤色信号と
    前記標準レベル以下に設定した下限信号レベルを越える
    青色信号が得られるか、又は前記標準信号レベル以上に
    設定した下限信号レベルを越える青色信号と前記標準レ
    ベル以下に設定した下限信号レベルを越える赤色信号が
    得られることを条件に、前記自動ホワイトバランス調整
    回路を動作させることを特徴とする請求項1記載の自動
    ホワイトバランス調整装置。
JP3335098A 1991-12-18 1991-12-18 自動ホワイトバランス調整装置 Pending JPH05168032A (ja)

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JP3335098A JPH05168032A (ja) 1991-12-18 1991-12-18 自動ホワイトバランス調整装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7319483B2 (en) 2003-12-03 2008-01-15 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Digital automatic white balance device
KR101018237B1 (ko) * 2009-02-03 2011-03-03 삼성전기주식회사 단색 영상의 영향을 고려한 자동 화이트 밸런스 조정 장치 및 방법

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US7319483B2 (en) 2003-12-03 2008-01-15 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Digital automatic white balance device
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