JPH06351038A - オートホワイトバランス装置 - Google Patents

オートホワイトバランス装置

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JPH06351038A
JPH06351038A JP5138194A JP13819493A JPH06351038A JP H06351038 A JPH06351038 A JP H06351038A JP 5138194 A JP5138194 A JP 5138194A JP 13819493 A JP13819493 A JP 13819493A JP H06351038 A JPH06351038 A JP H06351038A
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JP
Japan
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white balance
color temperature
color
matrix
cby
Prior art date
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Pending
Application number
JP5138194A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasutoshi Yamamoto
靖利 山本
Masayuki Yoneyama
匡幸 米山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to KR1019940012627A priority patent/KR0125304B1/ko
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビデオカメラなどに用いるオートホワイトバ
ランス装置に関し、複数の光源下の被写体に対しても良
好なホワイトバランスを得ることを目的とする。 【構成】 入力画像信号のホワイトバランス補正を行な
うホワイトバランス補正回路4と、マトリクス回路5
と、前記入力画像信号から色温度を検出する色温度検出
手段2と、検出された前記色温度に基づいてホワイトバ
ランス補正回路4のホワイトバランスの補正係数とマト
リクス回路5のマトリクス係数を計算するパラメータ計
算手段とを備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラ等に用いら
れるオートホワイトバランス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ビデオカメラなどに用いられるオ
ートホワイトバランス装置は性能が向上され、外部セン
サを必要としない内部測光方式のものが主流となりつつ
ある。ホワイトバランスとはカメラで撮像している被写
体の光源の色温度を検出し、無彩色が無彩色に、すなわ
ち白が白になるように制御するものであるが、それと同
時に色再現を最適に保つという働きがある。特に単板カ
メラでは撮像素子の色フィルタの分光特性を理想的な特
性とすることが困難なので、この色再現を最適に保つと
いう技術は重要である。
【0003】色温度が変化したときの色再現を最適に保
つための手段としては、色差信号を生成する際のマトリ
クス回路の係数を変化させる方法が考えられる。これに
関して特開平2−246490号公報では光源ごとのマ
トリクス回路の係数をメモリに保持し、光源に応じてそ
れらの係数をメモリより読み出すことによって実現して
いる。
【0004】以下図面を参照しながら、従来のオートホ
ワイトバランス装置の一例について説明する。図4は従
来のオートホワイトバランス装置の一例を示す図であ
る。
【0005】図4において、1は入力端子、2は色温度
検出手段、4はホワイトバランス補正回路、5はマトリ
クス回路、6は出力端子、7はマイクロコンピュータ、
8は読み出しメモリである。
【0006】本従来例では色差順次方式と言われる色フ
ィルタ配列を採用した単板カメラのオートホワイトバラ
ンスについて説明する。固体撮像素子から出力された信
号は色分離回路により輝度信号Yと色差信号Cr,Cb
に色分離される。これらの輝度信号Y及び色差信号C
r,Cbは入力端子1より入力され、更に色温度検出手
段2に入力される。色温度検出手段2では各色信号を1
画面分積分し、1画面分の平均の輝度信号Y’及び色差
信号Cr’,Cb’を求める。次に色温度検出手段2で
はこれらの色差信号Cr’,Cb’をY’信号で規格化
した規格化色差信号Cry,Cbyを求める。
【0007】各種光源で無彩色の被写体を撮像したとき
の規格化色差信号Cry,Cbyをプロットしたものを
図5に示す。図5で横軸がCby,縦軸がCryであ
る。画面全体の色の平均をとると、おおむね無彩色とな
るという一般的な仮定より光源の色温度は1画面から得
られる規格化色差信号Cry,Cbyより推定すること
ができる。そこでマイクロコンピュータ7では規格化色
差信号Cry,Cbyを用いて光源を推定し、それに応
じてホワイトバランス補正のパラメータ及びマトリクス
回路のパラメータを読みだしメモリ8より読みだし、ホ
ワイトバランス補正回路4、マトリクス回路5のパラメ
ータを設定し色再現の良好な色差信号を出力端子6より
出力する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では読みだしメモリ8には光源ごとの
データを保持する必要があり、また光源ごとのデータし
か保持していないために処理が離散的となり複数の光源
が混じったミックス光の条件下では誤動作するという問
題がある。
【0009】本発明はかかる点に鑑み、複数の光源下の
被写体に対しても良好なホワイトバランスを得ることを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達す
るため、入力画像信号のホワイトバランス補正を行なう
ホワイトバランス補正回路と、マトリクス回路と、前記
入力画像信号から色温度を検出する色温度検出手段と、
検出された前記色温度に基づいて前記ホワイトバランス
補正回路のホワイトバランスの補正係数とマトリクス回
路のマトリクス係数を計算するパラメータ計算手段とを
備えた構成である。
【0011】
【作用】本発明は上記した構成により、色温度検出手段
で検出した色温度に応じて、パラメータ計算手段でホワ
イトバランスの補正係数とマトリクス回路のマトリクス
係数を計算し、ホワイトバランス補正回路とマトリクス
回路のパラメータを調節するために、光源ごとのデータ
を保持する必要がなく、また処理が連続的となりミック
ス光の条件下でも誤動作せず良好な色再現が得られるこ
ととなる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例のオートホワイ
トバランス装置について、図面を参照しながら説明す
る。図1は本発明の第1の実施例のオートホワイトバラ
ンス装置の構成を表すブロック図である。
【0013】図1において、1は入力端子、2は色温度
検出手段、3はパラメータ計算手段、4はホワイトバラ
ンス補正回路、5はマトリクス回路、6は出力端子であ
る。
【0014】本実施例では色差順次方式の固体撮像素子
を用いているものとする。固体撮像素子の色分離フィル
タの特性をマゼンタ(Mg),グリーン(G)イェロー
(Ye)シアン(Cy)とすると、固体撮像素子より実
際に出力される信号は画素混合のために以下の4種類で
ある。
【0015】 MY=Mg+Ye GC=G+Cy MC=Mg+Cy GY=G+Ye これらの信号が入力端子1より入力され、まず色温度検
出手段2に入力される。色温度検出手段2では入力した
信号MY,GC,MC,GYを1画面分積分し、その平
均値MY’,GC’,MC’,GY’を求め、パラメー
タ計算手段3に転送する。
【0016】ホワイトバランス補正回路4ではMY,G
C,MC,GYの信号を入力し、まず色差信号Cr,C
bを求める。色差信号Cr,Cbは以下の式で求められ
る。
【0017】 Cr=MY−GC Cb=MC−GY ここでMg,G,Cy,Yeを3原色信号R,G,Bで
表すと、 Mg=R+B,G=G,Cy=G+B,Ye=R+G となり、Cr,Cbはそれぞれ、 Cr=2R−G,Cb=2B−G となる。ホワイトバランスは色温度検出手段2で求めた
色信号の1画面分の平均値MY’,GC’,MC’,G
Y’を利用して求めることができる。ホワイトバランス
後の色差信号は Cr=MY−GC*MY’/GC’ Cb=MC−GY*MC’/GY’ で表される。画面全体の色の平均をとると、おおむね無
彩色になるという一般的な仮定に従うと、式より明らか
なように、無彩色の被写体を撮像した場合には、これら
のホワイトバランス後の色差信号Cr,Cbはそれぞれ
0となる。このようにして、パラメータ計算手段3で
は、まずホワイトバランスのパラメータを計算し、ホワ
イトバランス補正回路4に制御信号を与え、ホワイトバ
ランス補正回路4では無彩色の色差信号が0となるよう
にホワイトバランスを調整する。
【0018】ホワイトバランスが調整された色差信号C
r,Cbは、固体撮像素子の色分離フィルタの分光特性
が実際には理想的ではないのでマトリクス回路5でマト
リクス補正をする必要がある。マトリクス回路5におけ
るマトリクス補正はマトリクス補正のパラメータをa,
b,c,dとして、次のように表される。
【0019】 R−Y=a*Cr+b*Cb B−Y=c*Cr+d*Cb ただしこの補正係数a,b,c,dは色温度によって異
なる。相対色温度と各パラメータa,b,c,dの関係
の一例を図2に示す。これらの関係は、固体撮像素子と
色分離フィルタの分光特性のばらつきの影響を大きく受
けるために素子ごとに異なるが、定性的には一致する。
図2で横軸はCbyである。Cbyはホワイトバランス
前の色差信号Cbの1画面分の平均値Cb’を輝度信号
Yの1画面分の平均値Y’で規格化したもので、M
Y’,GC’,MC’,GY’を用いて次のように表さ
れる。
【0020】 Cby=2*(MC’−GY’)/(MY’+GC’+MC’+GY’) ここで相対色温度4000Kの白色蛍光灯と、相対色温
度4500Kの三波長形蛍光灯を除く実線で結んだ光源
は黒体放射である。図2を見るとCbyとパラメータの
値a,b,c,dとの関係はほぼ直線で表されることが
わかる。これらの関係は、例えば3000Kの時と60
00Kの時の値を直線補間するとすると、3000Kの
時と6000Kの時のCbyとa,b,c,dをそれぞ
れCby1,a1,b1,c1,d1,Cby2,a
2,b2,c2,d2として次のような近似式Aで表す
ことができる。
【0021】 a=(a1−a2)/(Cby1−Cby2)*Cby +(Cby1*a2−Cby2*a1)/(Cby1−Cby2) b=(b1−b2)/(Cby1−Cby2)*Cby +(Cby1*b2−Cby2*b1)/(Cby1−Cby2) c=(c1−c2)/(Cby1−Cby2)*Cby +(Cby1*c2−Cby2*c1)/(Cby1−Cby2) d=(d1−d2)/(Cby1−Cby2)*Cby +(Cby1*d2−Cby2*d1)/(Cby1−Cby2) パラメータ計算手段3ではこのCbyとパラメータの値
a,b,c,dの関係を表す上述の近似式AによりCb
yを用いてパラメータの値a,b,c,dを求める。こ
のように、近似式Aで得られたマトリクス補正のパラメ
ータa,b,c,dを用いてマトリクス回路5ではマト
リクス補正を行い色再現のよい色差信号R−Y,B−Y
を出力する。
【0022】本実施例ではこのようにCbyとパラメー
タの値の間の関係を近似式で表し、Cbyを用いてパラ
メータの値を計算しているので、蛍光灯以外の黒体放射
の光源に対しては色温度変化に対して連続的な色再現の
補正が可能となり、ミックス光下の被写体に対しても良
好な色再現が得られる。また、光源ごとのパラメータの
値を保持している必要はない。
【0023】以下、本発明の第2の実施例のオートホワ
イトバランス装置について、図面を参照しながら説明す
る。
【0024】本実施例ではその構成は図1に示す第1の
実施例と同様であり、色温度検出手段2、ホワイトバラ
ンス補正回路4、マトリクス回路5の動作は第1の実施
例に準じる。
【0025】マトリクス回路5におけるマトリクス補正
はマトリクス補正のパラメータをa,b,c,dとし
て、前述と同様に以下のように表される。
【0026】 R−Y=a*Cr+b*Cb B−Y=c*Cr+d*Cb 相対色温度と各パラメータa,b,c,dの関係の一例
を図3に示す。図3で横軸はCry*Cbyである。C
ry,Cbyはホワイトバランス前の色差信号Cr,C
bの1画面分の平均値Cr’,Cb’を、輝度信号Yの
1画面分の平均値Y’で規格化したもので、MY’,G
C’,MC’,GY’を用いて次のように表される。
【0027】 Cry=2*(MY’−GC’)/(MY’+GC’+MC’+GY’) Cby=2*(MC’−GY’)/(MY’+GC’+MC’+GY’) ここで相対色温度4000Kの白色蛍光灯と、相対色温
度4500Kの三波長形蛍光灯を除く実線で結んだ光源
は黒体放射である。図3を見るとCry*Cbyとパラ
メータの値a,b,c,dとの関係はほぼ直線で表され
ることがわかる。これらの関係は、例えば3000Kの
時と6000Kの時の値を直線補間するとすると、30
00Kの時と6000Kの時のCry*Cbyとa,
b,c,dをそれぞれC1,a1,b1,c1,d1,
C2,a2,b2,c2,d2として次のような近似式
Bで表すことができる。
【0028】 a=(a1−a2)/(C1−C2)*Cry*Cby +(C1*a2−C2*a1)/(C1−C2) b=(b1−b2)/(C1−C2)*Cry*Cby +(C1*b2−C2*b1)/(C1−C2) c=(c1−c2)/(C1−C2)*Cry*Cby +(C1*c2−C2*c1)/(C1−C2) d=(d1−d2)/(C1−C2)*Cry*Cby +(C1*d2−C2*d1)/(C1−C2) パラメータ計算手段3ではこのCry*Cbyとパラメ
ータの値a,b,c,dの関係を表す近似式BによりC
ry*Cbyを用いてパラメータの値a,b,c,dを
求める。このように、近似式Bで得られたマトリクス補
正のパラメータa,b,c,dを用いてマトリクス回路
5ではマトリクス補正を行い色再現のよい色差信号R−
Y,B−Yを出力する。
【0029】本実施例ではこのようにCry*Cbyと
パラメータの値の間の関係を近似式で表し、Cry*C
byを用いてパラメータの値を計算しているので、蛍光
灯以外の黒体放射の光源に対しては、色温度変化に対し
て連続的な色再現の補正が可能となり、ミックス光下の
被写体に対しても良好な色再現が得られる。また、光源
ごとのパラメータの値を保持している必要はない。ま
た、図2に比べて、図3における折れ線の直線性がよ
く、近似式Bの精度が高く、誤差が少ないために第1の
実施例に比べて色再現が良くなる。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、色温度検
出手段で検出した色温度に応じて、パラメータ計算手段
でホワイトバランスの補正係数とマトリクス回路のマト
リクス係数を計算し、ホワイトバランス補正回路とマト
リクス回路のパラメータを調節するために、光源ごとの
データを保持する必要がなく、また処理が連続的となり
ミックス光の条件下でも誤動作せず良好な色再現が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のオートホワイトバラン
ス装置の動作を説明するためのビデオカメラの構成を表
すブロック図
【図2】本発明の第1の実施例のオートホワイトバラン
ス装置の相対色温度とマトリクス回路のパラメータの関
係を表す特性図
【図3】本発明の第2の実施例のオートホワイトバラン
ス装置の相対色温度とマトリクス回路のパラメータの関
係を表す特性図
【図4】従来のオートホワイトバランス装置の動作を説
明するためのビデオカメラの構成を表すブロック図
【図5】光源と規格化色差信号の関係を示す特性図
【符号の説明】
1 入力端子 2 色温度検出手段 3 パラメータ計算手段 4 ホワイトバランス補正回路 5 マトリクス回路 6 出力端子 7 マイクロコンピュータ 8 読み出しメモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力画像信号のホワイトバランス補正を行
    なうホワイトバランス補正回路と、マトリクス回路と、
    前記入力画像信号から色温度を検出する色温度検出手段
    と、検出された前記色温度に基づいて前記ホワイトバラ
    ンス補正回路のホワイトバランスの補正係数とマトリク
    ス回路のマトリクス係数を計算するパラメータ計算手段
    とを備えたことを特徴とするオートホワイトバランス装
    置。
  2. 【請求項2】パラメータ計算手段において、マトリクス
    係数の一部はホワイトバランスの赤信号成分の補正係数
    とホワイトバランスの青信号成分の補正係数との積に応
    じて変化させることを特徴とする請求項1記載のオート
    ホワイトバランス装置。
JP5138194A 1993-06-07 1993-06-10 オートホワイトバランス装置 Pending JPH06351038A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5138194A JPH06351038A (ja) 1993-06-10 1993-06-10 オートホワイトバランス装置
KR1019940012627A KR0125304B1 (ko) 1993-06-07 1994-06-04 화이트밸런스조정장치

Applications Claiming Priority (1)

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JP5138194A JPH06351038A (ja) 1993-06-10 1993-06-10 オートホワイトバランス装置

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JP5138194A Pending JPH06351038A (ja) 1993-06-07 1993-06-10 オートホワイトバランス装置

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JP (1) JPH06351038A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006528346A (ja) * 2003-07-22 2006-12-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 色温度を測定するための方法及び装置
KR100719638B1 (ko) * 1998-08-14 2007-05-17 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 컬러 신호 매트릭스 조정 방법 및 장치와 컬러 카메라
WO2008013088A1 (fr) * 2006-07-27 2008-01-31 Panasonic Corporation Processeur de signal vidéo
US7551206B2 (en) 2003-06-23 2009-06-23 Nikon Corporation Image-capturing apparatus applying at least color reproduction processing to captured image

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