JPH074018B2 - オ−トホワイトバランス調整回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、カラービデオカメラのオートホワイトバラン
ス調整回路に関する。

＜従来技術＞ 一般に、カラービデオカメラにおいては、白い被写体が
白く写るように色信号処理回路が調整されていれば、す
なわち、ホワイトバランスがとれていれば、被写体の色
が忠実に再現される。したがって、被写体を照明する光
源の変化、すなわち色温度の変化に応じてホワイトバラ
ンスを調整する必要がある。このホワイトバランスの調
整を自動的に行なうオートホワイトバランス調整回路と
して、例えば、第５図に示されるものがある。

同図において、１は被写体からの入射光、２は撮影レン
ズ、３はCCD（電荷結合素子）などの撮像素子、４は撮
像素子３の出力である映像信号から赤色信号Ｒおよび青
色信号Ｂを分離して出力する色分離回路、５は前記映像
信号から輝度信号Ｙを分離して出力するローパスフィル
タ、6,7は赤色信号R,青色信号Ｂの利得をそれぞれ制御
する赤色信号，青色信号利得制御回路、8,9は輝度信号
Ｙと赤色信号R,青色信号Ｂとをそれぞれ混合してＲ−Ｙ
色差信号,B−Ｙ色差信号を出力する第1,第２混合回路、
12,13はＲ−Y,B−Ｙ色差信号のレベルの平均値出力を出
す第1,第２平均値回路、14,15は各平均値出力の誤差分
をそれぞれ増幅して利得制御信号として各利得制御回路
6,7にそれぞれ与える第1,第２誤差増幅器、10は両色差
信号と輝度信号とに基づいて複合カラー映像信号を出力
するカラーエンコーダ、11はカラー映像信号の出力端子
である。

このオートホワイトバランス調整回路では、Ｒ−Ｙ色差
信号,B−Ｙ色差信号の平均値が０になるように、すなわ
ち、第1,第２平均値回路12,13の出力が０になるよう
に、赤色信号R,青色信号Ｂの利得をそれぞれ制御してホ
ワイトバランスの調整を行なっている。

ところが、このようなオートホワイトバランス調整回路
では、Ｒ−Ｙ色差信号,B−Ｙ色差信号の平均値が０にな
るように利得を制御してホワイトバランスの調整を行な
っているので、特定の色が多く含まれているような被写
体を写した場合、例えば、人物の顔を大写しにしたよう
な場合には、肌色が多くなり、したがって、赤色成分に
対応する正のＲ−Ｙ色差信号の割合が多くなるべきであ
るのに、上述のようにＲ−Ｙ色差信号の平均値が０にな
るように制御されるために、正しいホワイトバランスが
得られず、色ずれの不自然な画像となってしまう。

＜発明の目的＞ 本発明は、上述の点に鑑みて成されたものであって、特
定の色を多く含む被写体を写したような場合でも、ホワ
イトバランスの調整を確実に行なえるようにすることを
目的とする。

＜発明の構成＞ 本発明では、上述の目的を達成するために、撮影画面の
特定の領域および該特定の領域を除く残余の領域におけ
る所定の色成分の変化を、色差信号の変化に基づいて検
出するようにし、前記特定の領域のみ、色成分の変化が
生じたときには、特定の色を含む被写体が写されたとし
て、その直前のホワイトバランスの状態を保持し、前記
特定の領域および残余の領域のいずれも色成分の変化が
生じたときには、色温度が変化したとして、前記保持を
解除して従来例と同様にしてホワイトバランスの調整を
行なうように構成している。

＜実施例＞ 以下、図面によって本発明の実施例について詳細に説明
する。第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、
第５図の従来例に対応する部分には、同一の参照符を付
す。同図において、１は被写体からの入射光、２は撮影
レンズ、３はCCD（電荷結合素子）などの撮像素子、４
は撮像素子３の出力である映像信号から赤色信号Ｒと青
色信号Ｂとを分離出力する色分離回路、５は映像信号に
含まれる輝度信号Ｙのみを通過させるローパスフィル
タ、6,7は利得制御信号に応答して赤色信号R,青色信号
Ｂの利得をそれぞれ制御する赤色信号利得制御回路，青
色信号利得制御回路、８は利得制御された赤色信号Ｒと
ローパスフィルタ５からの輝度信号Ｙとを混合してＲ−
Ｙ色差信号を出力する第１混合回路、９は利得制御され
た青色信号Ｂとローパスフィルタ５からの輝度信号Ｙと
を混合してＢ−Ｙ色差信号を出力する第２混合回路、10
は両色差信号と輝度信号とに基づいて複合カラー映像信
号を出力するカラーエンコーダ、11はその複合カラー映
像信号の出力端子、12,13はＲ−Ｙ色差信号,B−Ｙ色差
信号それぞれのレベルの平均値出力を出す第1,第２平均
値回路、14,15は各平均値回路12,13の誤差分を増幅する
第1,第２誤差増幅器である。かかる構成は、第５図の従
来例と同様である。

一般に、人間の視覚は肌色に対して敏感であり、肌色の
僅かの誤差でも認識できるものである。したがって、ビ
デオカメラにおいては、肌色を正確に表現できることが
強く要求される。また、ビデオカメラの撮影時には、被
写体を画面中央に捕らえる場合が多い。

そこで、この実施例では、人物の顔を画面中央部に大写
した場合を想定して以下に説明する。

この実施例のオートホワイトバランス調整回路では、撮
影画面の特定の領域である中央部における赤色成分の変
化を、Ｒ−Ｙ色差信号の変化に基づいて検出する第１検
出手段31と、撮影画面の中央部を除く残余の領域である
周辺部における赤色成分の変化を、Ｒ−Ｙ色差信号の変
化に基づいて検出する第２検出手段32と、前記各誤差増
幅器14,15と前記各利得制御回路6,7との間にそれぞれ設
けられた利得制御信号の保持のための第1,第２保持回路
16,17と、両保持回路16,17の保持動作を制御する保持動
作制御回路24とを備えている。

第１検出手段31は、第２図に示される撮影画面Ａの中央
部の矩形の領域Ｂにおける赤色成分（正のＲ−Ｙ色差信
号に対応する）の変化をＲ−Ｙ色差信号の変化に基づい
て検出するものである。この第１検出手段31は、Ｒ−Ｙ
色差信号の内、正の色差信号を出力する第１コンパレー
タ18と、この第１コンパレータ18からの正のＲ−Ｙ色差
信号の内、撮影画面Ａの中央部Ｂに対応するＲ−Ｙ色差
信号のみをゲート信号に応答して取り出す第１ゲート回
路19と、この第１ゲート回路19からのＲ−Ｙ色差信号の
レベルの平均値出力を与える第３平均値回路21と、この
第３平均値回路21の出力が所定の基準レベルを越えたと
きに検出出力を与える第２コンパレータ22とから成る。
23は基準レベル調整器である。

撮影画面Ａの中央部Ｂにおける赤色成分が増大すると、
赤色成分に対応する正のＲ−Ｙ色差信号の割合が増大す
ることになる。第１検出手段31の第３平均値回路21にお
ける出力レベルは、第３図に示されるように、撮影画面
Ａの中央部Ｂにおける正のＲ−Ｙ色差信号の割合に比例
するので、基準レベル調整器23による基準レベルを適当
な値に設定することにより、撮影画面Ａの中央部Ｂにお
いて、赤色成分が増大したことを検出することが可能で
ある。

第２検出手段32は、第２図に示される撮影画面Ａの中央
部Ｂを除く周辺部Ｃにおける赤色成分の変化をＲ−Ｙ色
差信号の変化に基づいて検出するものであり、この第２
検出手段32は、Ｒ−Ｙ色差信号の内、正のＲ−Ｙ色差信
号を出力する第３コンパレータ25と、前記周辺部Ｃに対
応するＲ−Ｙ色差信号をゲート信号に応答して取り出す
第２ゲート回路26と、この第２ゲート回路26からのＲ−
Ｙ色差信号の平均値出力を与える第４平均値回路28と、
この第４平均値回路28の出力が所定の基準レベルを越え
たときに検出出力を与える第４コンパレータ29とから成
る。30は基準レベル調整器である。この第２検出手段32
では、第１検出手段31と同様に、撮影画面Ａの周辺部Ｃ
における赤色成分の増大を検出する。

第1,第２保持回路16,17は、保持動作制御回路24からの
保持信号が与えられたときには、その直前の各誤差増幅
器14,15の出力を保持して利得制御信号として各利得制
御回路6,7にそれぞれ与え、また、保持信号が与えられ
ないときには、保持動作を解除して各誤差増幅器14,15
の出力をそのまま利得制御信号として各利得制御回路6,
7にそれぞれ与える。したがって、保持信号が与えられ
ていないときには、従来例と同様にしてＲ−Ｙ色差信
号,B−Ｙ色差信号の平均値が０になるように制御されて
ホワイトバランスの調整が行なわれる。

保持動作制御回路24は、第１検出手段31から検出出力が
与えられているときには、保持信号を出力し、第１検出
手段31および第２検出手段32の検出出力が共に与えられ
ているときには、保持信号の出力を停止する。

次に上記構成を有するオートホワイトバランス調整回路
の動作を説明する。

先ず、種々の色が含まれている通常の被写体を写してい
る場合には、撮影画面Ａの中央部Ｂおよび周辺部Ｃのい
ずれも赤色成分が特に多いというわけではないので、第
1,第２検出手段31,32の検出出力は与えられず、保持動
作制御回路24からは保持信号は出力されない。したがっ
て、従来と同様にＲ−Y,B−Ｙ色差信号の平均値が０に
なるように制御されてホワイトバランスが調整される。

次に、このホワイトバランスが正しく調整されている状
態において、例えば、第４図に示すように、撮影画面Ａ
に人物の顔を大写しにしたとする。この場合には、撮影
画面Ａの中央部Ｂにおける肌色、したがって、赤色成分
が増大する。このため、第１検出手段31でその赤色成分
の増大が検出されて検出出力が保持動作制御回路24に与
えられる。このときには、撮影画面Ａの周辺部Ｃの赤色
成分は、殆ど増大していないので、第２検出手段32の検
出出力は保持動作制御回路24には、与えられず、したが
って、保持信号が第1,第２保持回路16,17にそれぞれ与
えられる。これによって、第1,第２保持回路16,17で
は、人物の顔を写す直前のホワイトバランスがとれた状
態の利得制御電圧が保持されて、各利得制御回路6,7に
それぞれ与えられる。

このようにして、人物の顔を大写しにしてもホワイトバ
ランスが正しく保たれ、色が正しく再現されることにな
り、色ずれなどが防止される。

さらに、この状態において、色温度が低い方に変化した
場合を考える。この場合には、撮影画面Ａの中央部Ｂお
よび周辺部Ｃにおいて、赤色成分が共に増大することに
なり、第1,第２検出手段31,32の検出出力が共に保持動
作制御回路24に与えられる。これによって、保持動作制
御回路24は、保持信号の出力を停止し、これによって、
第1,第２保持回路16,17による保持動作が解除されて色
温度の変化に対応したホワイトバランスの調整が従来例
と同様にして行なわれることになる。

上述の実施例では、赤色成分の変化をＲ−Ｙ色差信号で
検出するように構成したけれども、本発明はこれに限る
ものではなく、他の色成分の変化をＲ−Ｙ色差信号また
はＢ−Ｙ色差信号に基づいて検出するようにしてもよ
い。

例えば、人物の顔に代えて黄色の花を画面中央部に写す
場合を想定すると、黄色は、Ｂ−Ｙ色差信号をＲ−Ｙ色
差信号よりも多く含むので、上述の実施例のＲ−Ｙ色差
信号に代えてＢ−Ｙ色差信号で検出すればよい。

また、上述の実施例では、撮影画面Ａの中央部Ｂの矩形
の領域を特定の領域としたけれども、これに限るもので
ないのは勿論である。

すなわち、どこを特定の領域にするかは、画面中のどの
領域を重点に見るかというビデオカメラの用途と設計者
の設計意図に依存するものであり、例えば、画面上部を
特定の領域とし、青色成分の変化をＢ−Ｙ色差信号に基
づいて検出し、画面上部に青空が入ったときに、上述の
保持動作を行わせるという使い方もできるものである。

＜発明の効果＞ 以上のように本発明によれば、撮影画面の特定の領域お
よび該特定の領域を除く残余の領域における色成分の変
化を、色差信号の変化に基づいて検出し、前記特定の領
域のみ、色成分の変化が生じたときには、特定の色を含
む被写体が写されたとして、その直前のホワイトバラン
スの状態を保持し、前記特定の領域および残余の領域の
いずれも色成分の変化が生じたときには、色温度が変化
したとして、前記保持を解除して色差信号の平均値が０
になるように制御してホワイトバランスの調整を行なう
ように構成したので、前記特定の領域に、該特定の領域
と同程度以下の大きさの被写体を写したような場合、例
えば、人物の顔を大写しにしたような場合にも、ホワイ
トバランスが確実に保たれることになり、色が正しく再
現されて、肌色の劣化などを防止することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は撮影
画面を示す図、第３図は正のＲ−Ｙ色差信号の割合に対
する第３平均値回路の出力レベルの変化を示す図、第４
図は人物の顔を写した状態を示す撮影画面、第５図は従
来例のブロック図である。 6,7……赤色信号，青色信号利得制御回路、8,9……第1,
第２混合回路、12,13……第1,第２平均値回路、14,15…
…第1,第２誤差増幅器、16,17……第1,第２保持回路、2
4……保持動作制御回路、31,32……第1,第２検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】赤色信号利得制御回路と、青色信号利得制
   御回路と、前記赤色信号利得制御回路からの赤色信号と
   輝度信号とを混合してＲ−Ｙ色差信号を出力する第１混
   合回路と、前記青色信号利得制御回路からの青色信号と
   輝度信号とを混合してＢ−Ｙ色差信号を出力する第２混
   合回路と、前記各色差信号の平均値をそれぞれ出力する
   第1,第２平均値回路と、各平均値回路出力をそれぞれ誤
   差増幅する第1,第２誤差増幅器とを備え、前記各誤差増
   幅器の出力を利得制御信号として対応する前記各利得制
   御回路にそれぞれ与えてホワイトバランスの調整を行な
   うオートホワイトバランス調整回路において、 撮影画面の特定の領域における所定の色成分の変化を、
   前記両色差信号のいずれかの色差信号の変化に基づいて
   検出する第１検出手段と、 前記撮影画面の前記特定の領域を除く残余の領域におけ
   る前記所定の色成分の変化を、前記いずれかの色差信号
   の変化に基づいて検出する第２検出手段と、 前記各誤差増幅器と前記各利得制御回路との間にそれぞ
   れ設けられ、かつ、保持信号が与えられるときには、各
   誤差増幅器の出力をそれぞれ保持して各利得制御回路に
   利得制御信号としてそれぞれ与え、保持信号が与えられ
   ていないときには、保持動作を行なうことなく、各誤差
   増幅器の出力をそのまま各利得制御回路に利得制御信号
   としてそれぞれ与える第1,第２保持回路と、 前記第１検出手段の検出出力が与えられるときには、前
   記保持信号を出力し、前記第１検出手段および第２検出
   手段の検出出力が共に与えられるときには、保持信号の
   出力を停止して保持動作を制御する保持動作制御回路と
   を備えることを特徴とするオートホワイトバランス調整
   回路。