JPH08186828A

JPH08186828A - ビデオカメラ

Info

Publication number: JPH08186828A
Application number: JP7000137A
Authority: JP
Inventors: Noritoshi Shibuya; 文紀渋谷; Shigeo Sakagami; 茂生阪上; Masaaki Nakayama; 正明中山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1995-01-05
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】良好なホワイトバランスを得る。【構成】固体撮像素子１００の画像信号から被写体の
色差データＢ−Ｙ、Ｒ−Ｙを色差データ演算手段１０１
で演算するとともに、測色センサ１０２で周辺光のＲＧ
Ｂ情報である測色センサデータを検出し、測色センサデ
ータが白色である確率を測色センサ信頼度演算比較手段
１０５で演算して基準値と比較する。ホワイトバランス
制御回路１０３により白色データの色温度と測色センサ
データの色温度とが等しく、現在の白色データ信頼度が
前回の処理時の白色データ信頼度より高く、かつ測色セ
ンサ信頼度が基準値を超えている場合に、白色データよ
りホワイトバランスゲインを演算して画像信号処理回路
に供給する。そして、画像信号処理回路１０４により画
像信号にホワイトバランスゲインを乗じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、いかなる光源や被写
体においても良好なホワイトバランスが可能なビデオカ
メラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラのホワイトバランス
は自動化の傾向があり、その正確さが重要視されてい
る。従来のホワイトバランス制御方法としては、例えば
特開平４−７３３５６号公報に示されている。

【０００３】以下に、従来のホワイトバランス制御方法
について説明する。図１１はこの従来のビデオカメラに
おけるホワイトバランス制御系のブロック図を示すもの
である。図１１において、１１００は撮影レンズであ
る。１１０１は光量を制御する絞りである。１１０２は
被写体光をカラー画像信号ｓ１１１に変換する撮像手段
である。１１０５は撮像手段１１０２によるカラー画像
信号ｓ１１１の色信号ゲインを制御するゲイン制御手段
である。１１０３は撮像手段１１０２による撮像画面の
色温度を検出する色温度検出手段である。１１０４は撮
像手段１１０２によるカラー画像信号ｓ１１１の色温度
を補償するために、色温度検出手段１１０３の出力であ
る色温度データｓ１１３をもとに色信号ゲイン制御信号
ｓ１１４を発生し、ゲイン制御手段１１０５に供給する
色温度補償手段である。

【０００４】以上のように構成されたホワイトバランス
制御系について、以下その動作について説明する。ま
ず、撮像手段１１０２によって変換されたカラー画像信
号ｓ１１１がメイン信号系とホワイトバランス用信号系
とに分岐され、ホワイトバランス用信号系のカラー画像
信号ｓ１１１は色温度検出手段１１０３によって撮像画
面の色温度データｓ１１３に変換される。

【０００５】つぎに、色温度補償手段１１０４は、色温
度データｓ１１３をもとにメイン信号系のカラー画像信
号ｓ１１１の色温度を補償するための色信号ゲイン制御
信号ｓ１１４を算出し、ゲイン制御手段１１０５へ供給
する。ゲイン制御手段１１０５は色信号ゲイン制御信号
ｓ１１４に基づきカラー画像信号ｓ１１１の色信号ゲイ
ンを制御し、色温度補償されたカラー画像信号ｓ１１５
を出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、撮像画面に白色が存在しない場合、ある
いは白色に近い有彩色が存在している場合に、色温度検
出手段１１０３で誤った色温度を算出してしまい、誤っ
た色温度補償が生じてしまうという問題点を有してい
た。

【０００７】この発明の目的は、いかなる光源や被写体
においても、良好なホワイトバランスを得ることができ
るビデオカメラを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のビデオカ
メラは、被写体からの光信号を取り込み電気信号に変換
する固体撮像素子と、周辺光の少なくともＲＢ情報を検
出して測色センサデータを出力する測色センサと、固体
撮像素子により変換された電気信号から被写体の色差デ
ータを演算する色差データ演算手段と、ホワイトバラン
スゲインを演算し被写体のホワイトバランスを制御する
ホワイトバランス制御手段と、ホワイトバランスゲイン
に応じて固体撮像素子からの信号を変化させて出力する
画像信号処理回路とを備えている。

【０００９】この場合、ホワイトバランス制御手段は、
色差データから被写体の白色部分に相当する白色データ
を検出する白色検出手段と、白色データの白色に対する
近似度を求める白色度算出手段と、白色データの個数と
算出された白色データの白色に対する近似度とに基づい
て、白色データが実際に白色である確率に相当する白色
データ信頼度を求める白色データ信頼度演算手段と、測
色センサデータが実際に白色である確率に相当する測色
センサ信頼度を求める測色センサ信頼度演算手段と、白
色データの色温度と測色センサにより検出された測色セ
ンサデータの色温度とを検出する色温度検出手段と、前
回のホワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼度
と現在の白色データ信頼度とを比較する白色データ信頼
度比較手段と、測色センサ信頼度の大きさが基準値を超
えているかを判断する測色センサ信頼度比較手段と、白
色データの色温度と測色センサデータの色温度が等し
く、現在の白色データ信頼度が前回のホワイトバランス
ゲイン更新時の白色データ信頼度より高く、かつ測色セ
ンサ信頼度が基準値を超えている場合に、白色データよ
りホワイトバランスゲインを演算して画像信号処理回路
に供給するゲイン演算手段とを備えている。

【００１０】請求項２記載のビデオカメラは、被写体か
らの光信号を取り込み電気信号に変換する固体撮像素子
と、周辺光の少なくともＲＢ情報を検出して測色センサ
データを出力する測色センサと、固体撮像素子により変
換された電気信号から被写体の色差データを演算する色
差データ演算手段と、ホワイトバランスゲインを演算し
被写体のホワイトバランスを制御するホワイトバランス
制御手段と、ホワイトバランスゲインに応じて固体撮像
素子からの信号を変化させて出力する画像信号処理回路
とを備えている。

【００１１】この場合、ホワイトバランス制御手段が、
色差データから被写体の白色部分に相当する白色データ
を検出する白色検出手段と、この白色データの白色に対
する近似度を求める白色度算出手段と、白色データの個
数と白色データの白色に対する近似度とに基づいて、白
色データが実際に白色である確率に相当する白色データ
信頼度を求める白色データ信頼度演算手段と、白色デー
タが各種光源下での有彩色であるか否かを判断する有彩
色判断手段と、測色センサデータの色温度を検出する色
温度検出手段と、前回のホワイトバランスゲイン更新時
の白色データ信頼度と現在の白色データ信頼度とを比較
する白色データ信頼度比較手段と、現在の白色データ信
頼度が前回のホワイトバランスゲイン更新時の白色デー
タ信頼度より高いときに白色データよりホワイトバラン
スゲインを演算して画像信号処理回路に供給し、現在の
白色データ信頼度が前回のホワイトバランスゲイン更新
時の白色データ信頼度より高くても、有彩色判断手段に
より白色データがある光源下での有彩色と判断され、そ
の光源の色温度と測色センサデータの色温度が等しい場
合、白色データを有彩色と判断してホワイトバランスゲ
インの演算を禁止するゲイン演算手段とを備えている。

【００１２】

【作用】請求項１記載の構成によれば、被写体からの光
信号を固体撮像素子により画像信号に変換し、この画像
信号を色差データ演算手段により被写体の色差データを
演算する。白色検出手段によりこの色差データから被写
体の白色部分に係る白色データを検出し、白色度算出手
段によりこの白色データの白色に対する近似度を求め、
白色データ信頼度演算手段により白色データの個数と白
色に対する近似度に基づいて、白色データが実際に白色
である確率に相当する白色データ信頼度を求める。測色
センサにより周辺光の少なくともＲＢ情報である測色セ
ンサデータを検出し、測色センサ信頼度演算手段により
この測色センサデータが実際に白色である確率に相当す
る測色センサ信頼度を求める。色温度検出手段により白
色データの色温度と測色センサデータの色温度を検出す
る。白色データ信頼度比較手段により前回のホワイトバ
ランスゲイン更新時の白色データ信頼度と現在の白色デ
ータ信頼度とを比較し、測色センサ信頼度比較手段によ
り測色センサ信頼度の大きさが基準値を超えているかを
判断する。ゲイン演算手段は、白色データの色温度と測
色センサデータの色温度が等しく、現在の白色データ信
頼度が前回のホワイトバランスゲイン更新時の白色デー
タ信頼度より高く、かつ測色センサ信頼度が基準値を超
えている場合に白色データよりホワイトバランスゲイン
を演算して画像信号処理回路に出力する。

【００１３】以上により、光源の変化や被写体の変化に
対する誤判断のない正確な白色データによる良好なホワ
イトバランスを得ることができる。請求項２記載の構成
によれば、被写体からの光信号を固体撮像素子により画
像信号に変換し、この画像信号を色差データ演算手段に
より被写体の色差データを演算する。白色検出手段によ
りこの色差データから被写体の白色部分に係る白色デー
タを検出し、白色度算出手段によりこの白色データの白
色に対する近似度を求め、白色データ信頼度演算手段に
より白色データの個数と白色に対する近似度に基づい
て、白色データが実際に白色である確率に相当する白色
データ信頼度を求める。有彩色判断手段により、白色デ
ータが各種光源下であるか否かを判断する。測色センサ
により周辺光の少なくともＲＢ情報である測色センサデ
ータを検出し、色温度検出手段により測色センサデータ
の色温度を検出する。白色データ信頼度比較手段により
前回のホワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼
度と現在の白色データ信頼度とを比較する。ゲイン演算
手段は、現在の白色データ信頼度が前回のホワイトバラ
ンスゲイン更新時の白色データ信頼度より高いときに白
色データよりホワイトバランスゲインを演算して画像信
号処理回路に供給し、もし現在の白色データ信頼度が前
回のホワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼度
より高くても、有彩色判断手段により白色データがある
光源下での有彩色と判断され、その光源の色温度と測色
センサデータの色温度が等しい場合には、白色データを
有彩色と判断してホワイトバランスゲインの演算を禁止
する。

【００１４】以上により、光源の変化や被写体の変化に
対する誤判断のない正確な白色データによる良好なホワ
イトバランスを得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下この発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。〔第１の実施例〕図１はこの発明の第１の実施例のビデ
オカメラにおけるホワイトバランス制御系のブロック図
である。図１において、１００は被写体からの光信号ｓ
１０を電気信号に変換し画像信号ｓ１１として出力する
ＣＣＤ（電荷結合素子）等の固体撮像素子である。

【００１６】１０１は、固体撮像素子１００により変換
された画像信号ｓ１１から被写体の色差データ（Ｂ−Ｙ
データ，Ｒ−Ｙデータ）ｓ１２を演算する色差データ演
算手段である。１０２は、周辺光のＲＧＢ（赤，緑，
青）情報である測色センサデータｓ１３を検出する測色
センサである。

【００１７】１０５は、測色センサデータｓ１３が白色
である確率を演算し、基準値ｓ１７と比較し、比較結果
ｓ１６を出力する測色センサ信頼度演算比較手段であ
る。１０３は、周辺光のＲＧＢ情報である測色センサデ
ータｓ１３と被写体の色差データｓ１２と比較結果ｓ１
６をもとにホワイトバランスゲインｓ１４を演算しし被
写体のホワイトバランスを制御するとともに、測色セン
サ信頼度演算比較手段１０５に対して基準値ｓ１７を与
える周辺光の色温度を考慮したホワイトバランス制御回
路である。

【００１８】１０４は、画像信号ｓ１１にホワイトバラ
ンスゲインｓ１４を乗じることによりホワイトバランス
ゲインｓ１４に応じて固体撮像素子１００からの画像信
号ｓ１１を変化させて画像信号ｓ１５を出力する画像信
号処理回路である。ここで、画像信号処理回路１０３と
測色センサ信頼度演算比較手段１０５とでホワイトバラ
ンス制御手段が構成される。

【００１９】以上のように構成された第１の実施例のビ
デオカメラの動作について説明する。固体撮像素子１０
０に被写体の光信号ｓ１０が入ると、固体撮像素子１０
０は電気信号に変換し画像信号ｓ１１として出力する。
画像信号ｓ１１は色差データ演算手段１０１により被写
体の色差データ（Ｂ−Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ）ｓ１２
に変換される。測色センサ信頼度演算比較手段１０５
は、測色センサ１０２により検出された測色センサデー
タｓ１３が実際に白色である確率（以下、測色センサ信
頼度という）を求めてホワイトバランス制御回路１０３
から与えられる基準値ｓ１７と比較し、比較結果ｓ１６
をホワイトバランス制御回路１０３へ与える。

【００２０】この結果、周辺光の色温度を考慮したホワ
イトバランス制御回路１０３は、被写体の色差データ
（Ｂ−Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ）ｓ１２と測色センサデ
ータｓ１３と比較結果ｓ１６をもとにホワイトバランス
を制御するためのホワイトバランスゲインｓ１４を演算
して画像信号処理回路１０４に供給する。画像信号処理
回路１０４はホワイトバランスゲインｓ１４を画像信号
ｓ１１に乗じてホワイトバランスのとれた画像信号ｓ１
５を出力する。

【００２１】図２は図１における周辺光の色温度を考慮
したホワイトバランス制御回路１０３と測色センサ信頼
度演算比較手段１０５の具体的な構成を示すブロック図
である。図２において、ＷＢ２０は、Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙを
軸とした色差平面に任意の光源下の白色のＢ−Ｙデー
タ，Ｒ−Ｙデータの軌跡（以下、光源ラインという）を
記憶している第１の光源テーブルメモリであり、その出
力はｓ２１である。

【００２２】ＷＢ２１は、色差データｓ１２から第１の
光源テーブルメモリＷＢ２０を参照して被写体の白色部
分の色差データ（Ｂ−Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ）を抽出
して加算平均した値（以下、白色データという）と、被
写体の全ての色差データ（Ｂ−Ｙデータ，Ｒ−Ｙデー
タ）を加算平均した値（以下、全画面データという）を
求める白色検出手段であり、その出力はｓ２２であり、
白色データおよび全画面データからなる。上記の全画面
データが請求項４における被写体の各色を加算平均した
データのＲ成分およびＢ成分のみをサンプルすることで
被写体の白色部分を検出する手段に対応している。な
お、白色検出手段ＷＢ２１は、後述するように、白色検
出と全画面平均（全ての色差データの平均）の二つの処
理を行う。

【００２３】ＷＢ２２は、第１の光源テーブルメモリＷ
Ｂ２０と同様の第２の光源テーブルメモリであり、第１
の光源テーブルメモリＷＢ２０と全く同じ内容のテーブ
ルが格納されており、その出力はｓ２３である。ＷＢ２
３は、白色検出手段ＷＢ２１の出力ｓ２２である白色デ
ータと全画面データの白色に対する近似度（以下、白色
度という）を求める白色度算出手段であり、その出力は
ｓ２５である。

【００２４】ＷＢ２４は、白色度算出手段ＷＢ２３の出
力ｓ２５である白色データの白色度と白色検出手段ＷＢ
２１の出力ｓ２４である白色データの個数をもとに白色
データが実際に白色である確率（以下、白色データ信頼
度という）を求めるとともに、白色度算出手段ＷＢ２３
の出力ｓ２５である全画面データの白色度と被写体の色
差データのばらつき度をもとに全画面データの白色デー
タ信頼度を求める白色データ信頼度演算手段であり、出
力はｓ２６である。なお、ばらつき度の算出手順につい
ては後述するが、このばらつき度は白色度算出手段ＷＢ
２３で算出される。白色度算出手段ＷＢ２３は、全画面
平均データのばらつき度と白色度、白色データの白色度
を算出して出力する。

【００２５】ＷＢ２５は、周辺光のＲＧＢ情報である測
色センサデータｓ１３が実際に白色である確率、つまり
測色センサデータｓ１３の測色センサ信頼度を算出する
測色センサ信頼度演算手段であり、出力はｓ２１１であ
る。ＷＢ２６は、白色検出手段ＷＢ２１の出力ｓ２２で
ある白色データの色温度と測色センサデータｓ１３の色
温度とを検出する色温度検出手段であり、出力はｓ２１
０である。

【００２６】ＷＢ２７は、白色データ信頼度演算手段Ｗ
Ｂ２６の出力ｓ２６である現在の白色データ信頼度と、
信頼度メモリＷＢ２８の出力ｓ２８、つまり信頼度メモ
リＷＢ２８に記憶されている前回のホワイトバランスゲ
イン更新時の白色データ信頼度とを比較する白色データ
信頼度比較手段であり、出力はｓ２９である。ＷＢ２９
は、測色センサ信頼度演算手段ＷＢ２５の出力ｓ２１１
である現在の測色センサ信頼度と、信頼度メモリＷＢ２
１０の出力ｓ２１４、つまり信頼度メモリＷＢ２１０に
記憶されている基準値とを比較し、上記現在の測色セン
サ信頼度（出力ｓ２１１）が基準値（出力ｓ２１４）を
超えているかどうかを判断する測色センサ信頼度比較手
段であり、出力、つまり比較結果はｓ１６である。

【００２７】ＷＢ２１１は、測色センサ信頼度比較手段
ＷＢ２９の出力ｓ１６と、白色データ信頼度比較手段Ｗ
Ｂ２７の出力ｓ２９と、白色検出手段ＷＢ２１の出力ｓ
２２と、色温度検出手段ＷＢ２６の出力ｓ２１０とをも
とにホワイトバランスゲインｓ１４を演算するゲイン演
算手段である。つまり、このゲイン演算手段ＷＢ２１１
は、白色検出手段ＷＢ２１の出力ｓ２２である白色デー
タの色温度と測色センサデータｓ１３の色温度とが等し
く、現在の白色データ信頼度（出力ｓ２６）が前回の移
行時の白色データ信頼度（出力ｓ２８）より高く、かつ
測色センサ信頼度（出力ｓ２１１）が基準値（出力ｓ２
１４）を超えている場合に、白色データ（出力ｓ２２）
よりホワイトバランスゲインｓ１４を演算して画像信号
処理回路１０４に供給する。また、このゲイン演算手段
ＷＢ２１１は、出力ｓ１７を信頼度メモリＷＢ２１０へ
基準値として与え、また出力ｓ２１２として信頼度メモ
リＷＢ２８へ基準値として与える。

【００２８】図３は上記した周辺光の色温度を考慮した
ホワイトバランス制御回路１０３のアルゴリズムを示す
フローチャートである。以下に、動作を図２および図３
を参照しながら説明する。白色検出手段ＷＢ２１によ
り、第１の光源テーブルメモリＷＢ２０に記憶されてい
る光源ラインと被写体の色差データｓ１２とを比較し、
光源ラインの近傍の色差データ（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙデー
タ）をピックアップすることで被写体の白色部分の色差
データ（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙデータ）を抽出して加算平均し
た値（以下、白色データ）と、被写体のすべての色差デ
ータ（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙデータ）を加算平均した値（以
下、全画面データ）を求める（図３のステップ３０）。

【００２９】また、白色度算出手段ＷＢ２３により、白
色データと全画面データ（ｓ２２）の白色に対する近似
度（以下、白色度）を第２の光源テーブルメモリＷＢ２
２に記憶されている光源ラインと白色データと全画面デ
ータ（ｓ２２）とを比較して求める（図３のステップ３
１）。また、白色データ信頼度演算手段ＷＢ２４によ
り、白色データの白色度（ｓ２５）と白色データの個数
（ｓ２４）とをもとに白色データが実際に白色である確
率（以下、白色データ信頼度）を求めるとともに、全画
面データの白色度（ｓ２５）と被写体の色差データのば
らつき度とをもとに全画面データの白色データ信頼度を
求め、白色データと全画面データの白色データ信頼度を
比較し、白色データ信頼度の高い方の白色データを白色
データ（ｓ２２）と再設定する（図３のステップ３
２）。

【００３０】測色センサ信頼度演算手段ＷＢ２９によ
り、測色センサデータｓ１３が実際に白色である確率
（以下、測色センサ信頼度という）を求める（図３のス
テップ３３）。ゲイン演算手段ＷＢ２１１により、色温
度検出手段ＷＢ２６により検出された白色データの色温
度と測色センサデータの色温度とが等しいかどうかを判
定する（図３のステップ３４）。また、白色データ（ｓ
２２）を求めた後、白色データ信頼度比較手段ＷＢ２７
により現在の白色データの白色データ信頼度（ｓ２６）
と前回の移行時の白色データの白色データ信頼度（ｓ２
８）とを比較する（図３のステップ３５）。さらに、測
色センサ信頼度比較手段ＷＢ２９により現在の測色セン
サ信頼度とメモリＷＢ２１０に記憶されている基準値
（ｓ２１４）とを比較する（図３のステップ３６）。以
上の３つの比較結果に基づき、ゲイン演算手段ＷＢ２１
１は、色温度検出手段ＷＢ２６により求まった白色デー
タｓ２２の色温度と測色センサデータｓ１３の色温度と
が一致し（図３のステップ３４）、現在の白色データの
白色データ信頼度が前回の移行時の白色データの白色デ
ータ信頼度より高く（図３のステップ３５）、かつ測色
センサ信頼度が基準値以上である（図３のステップ３
６）場合に、ホワイトバランスゲインｓ１４を演算して
画像信号処理回路１０４に与え、現在の白色データ信頼
度を信頼度メモリＷＢ２８に与え、測色センサに対する
基準値ｓ１７を信頼度メモリＷＢ２１０に与え、それ以
外ならばホワイトバランスゲインの演算、現在の白色デ
ータ信頼度、および測色センサに対する基準値の出力を
禁止する。

【００３１】ここで、白色データの色温度と測色センサ
データの色温度との一致を判定する意義について説明す
る。つまり、白色データの色温度と測色センサデータの
色温度とが異なっている場合は、被写体の白色と周辺光
の色が異なっていると考えられ、被写体の色は白色（無
彩色）ではなく、有彩色と判断できる。よって、有彩色
を褪色（無彩色にする）させないために、白色データの
色温度と測色センサデータの色温度との一致を判定して
いるのである。

【００３２】つぎに、測色センサデータの信頼度を基準
値と比較する意義について説明する。つまり、測色セン
サデータの信頼度が基準値より低い場合は、測色センサ
データが白色である確率が低い場合であり（例えば、セ
ンサと被写体の距離が極端に小さい）、この場合に測色
センサデータを参照するのは誤動作の原因となるため
に、測色センサデータの信頼度を基準値と比較している
のである。

【００３３】つぎに、白色データと全画面データの信頼
度を比較し、信頼度の高い方を白色データと設定する意
義について説明する。つまり、ホワイトバランスゲイン
を演算するときに使用するデータの候補を白色データと
全画面データの２つをあげておき、そのうち白色に近い
方のデータを使用するため、その手段として、信頼度の
高い方のデータをピックアップするということである。

【００３４】図４は白色検出の処理内容を示す色差平面
図である。白色検出の被写体の白色部分の色差データ
（Ｂ−Ｙデータ，Ｒ−Ｙデータ）を抽出する処理の概要
を図４を用いて説明する。図４（ａ）はＢ−Ｙ、Ｒ−Ｙ
を軸とする直交座標系で、Ｌ１，Ｌ２は任意の光源下の
白色のＲ−Ｙデータ、Ｂ−Ｙデータの軌跡（以下、光源
ライン）であり、Ｌ１は黒体輻射軸、Ｌ２は蛍光灯の分
布軸を示しており、点Ａ、点Ｂは被写体の色差データを
示している。

【００３５】以下に白色検出の処理内容を説明する。光
源ラインＬ１と被写体のそれぞれの色差データ（点Ａ，
点Ｂ）との変位量ｄ３を求め、基準変位量δ３と比較
し、ｄ３≦δ３である場合、つまり図４（ａ）の網点部
分内に色差データが存在する場合（点Ａ）のデータをピ
ックアップし、ｄ３＞δ３である場合（点Ｂ）のデータ
のピックアップを禁止することで光源ライン近傍のデー
タのみをピックアップして加算平均し、白色データとし
ている。

【００３６】図５は、白色度算出の処理内容を示す色差
平面図である。白色度算出の方法を図５を用いて説明す
る。図５はＢ−Ｙ、Ｒ−Ｙを軸とする直交座標系で、Ｌ
は光源ライン、点Ｗは被写体の白色データもしくは全画
面データである。以下に、白色度算出の処理内容を説明
する。光源ラインＬと点Ｗとの変位量ｄ４を求め、基準
変位量δ４と比較し、ｄ４＞δ４である場合、白色度＝０ｄ４≦δ４である場合、つまり図の網点部分内に色差デ
ータが存在する場合、白色度＝（δ４−ｄ４）／δ４×１００とする。

【００３７】図６は、被写体の色差データのばらつき度
の算出方法を示す色差平面図である。全画面データの白
色データ信頼度を求める場合に必要となるばらつき度の
算出方法を図６を用いて説明する。図６はＢ−Ｙ、Ｒ−
Ｙを軸とする直交座標系で、点Ａから点Ｈは被写体の色
差データである。以下にばらつき度の算出方法を説明す
る。（Ｂ−Ｙ）（Ｒ−Ｙ）平面を色温度が４５００Ｋの
白色に対する（Ｂ−Ｙ），（Ｒ−Ｙ）を原点としたｘ軸
ｙ軸により４象限に分割し、色差データ全体の個数に対
する各象限の被写体の色差データ数の割合の和をばらつ
き度とする。

【００３８】ばらつき度は以下の式で表わす。ばらつき度＝（ｓ１／ｚ＋ｓ２／ｚ＋ｓ３／ｚ＋ｓ４／
ｚ）×１００ただし、ｚ…色差データ全体の個数（８個）ｓ１…第１象限に存在する色差データ数（点Ａ）ｓ２…第２象限に存在する色差データ数（点Ｂ，点Ｃ，
点Ｄ）ｓ３…第３象限に存在する色差データ数（なし）ｓ４…第４象限に存在する色差データ数（点Ｅ，点Ｆ，
点Ｇ，点Ｈ）ｓ１／ｚ、ｓ２／ｚ、ｓ３／ｚ、ｓ４／ｚはそれぞれの
値が０．２５以上になった場合０．２５とする。

【００３９】図６の場合ばらつき度は、ばらつき度＝（１／８＋３／８＋０／８＋４／８）×１００＝（０．１２５＋０．２５＋０＋０．２５）×１００＝６２．５（％）となる。

【００４０】白色データ信頼度演算は、白色データの白
色データ信頼度については上記白色度と白色データの個
数をもとに算出し、全画面データの白色データ信頼度に
ついては上記白色度と上記ばらつき度をもとに算出す
る。以下にそれぞれの白色データ信頼度の演算式を示
す。白色データの白色データ信頼度＝（α×白色度＋β×白
色データの量）／（α＋β）ただし、 α，βは重み付けの係数全画面データの白色データ信頼度＝（白色度＋ばらつき
度）／２測色センサ信頼度演算は白色度算出の処理内容と同様の
計算方法で算出する。これを白色度算出方法を示す図５
を用いて説明する。図５は、Ｂ−Ｙ、Ｒ−Ｙを軸とする
直交座標系で、Ｌは光源ライン、点Ｗは測色センサデー
タ（１点）である。

【００４１】以下に、測色センサ信頼度の処理内容を説
明する。光源ラインＬと点Ｗとの変位量ｄ４を求め、基
準変位量δ４と比較し、ｄ４＞δ４である場合、測色センサ信頼度＝０ｄ４≦δ４である場合、つまり図の網点部分内にデータ
が存在する場合、測色センサ信頼度＝（δ４−ｄ４）／δ４×１００とする。

【００４２】上記の構成により、この実施例のビデオカ
メラは、過去の白色データ信頼度より高い白色データ信
頼度の白色データを用い、周辺光の色温度を参照するこ
とで、光源の変化や被写体の変化に対する誤判断のない
正確な白色データによりホワイトバランスゲインを演算
することで良好なホワイトバランスを得ることができ
る。

【００４３】なお、上記実施例では測色センサが周辺光
のＲＧＢ情報を検出するものであったが、これは、少な
くともＲＢ情報を検出できるものでも良い。なお、測色
センサに対する基準値は固定値でも前回ホワイトバラン
スゲインを出力したときの測色センサ信頼度の値でもど
ちらでも良い。また、上記実施例では白色検出として図
４（ａ）に示す方法を用いたが、光源の色温度枠によっ
て白色検出してもよい。この場合、図４（ｂ）に示した
ように色温度枠ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６を
設け、枠内の色差データ（点Ａ）をピックアップし、枠
外の色差データ（点Ｂ）のピックアップを禁止すること
で光源ライン近傍のデータをピックアップして加算平均
し、白色データとすることができる。

【００４４】なお、色差データとして、（Ｂ／Ｇ、Ｒ／
Ｇ）、（Ｂ／Ｙ、Ｒ／Ｙ）を用いても良い。〔第２の実施例〕図７はこの発明の第２の実施例のビデ
オカメラにおけるホワイトバランス制御系のブロック図
を示すものである。図７において、第１の実施例と異な
るのは画面有彩色と周辺光の色温度を考慮したホワイト
バランス制御回路７０３を用いた点と、有彩色判断手段
７０５を用いた点であり、これらが特許請求の範囲にお
けるホワイトバランス制御手段に相当する。その他の構
成は図１のビデオカメラと同様である。

【００４５】以下にその動作を説明する。画面有彩色と
周辺光の色温度を考慮したホワイトバランス制御回路７
０３および有彩色判断手段７０５以外は第１の実施例と
同様の動作を行う。有彩色判断手段７０５は、画面有彩
色と周辺光の色温度を考慮したホワイトバランス制御回
路７０３で処理された色差データｓ２２が有彩色か否か
を判断し判断結果ｓ７６を出力するものである。画面有
彩色と周辺光の色温度を考慮したホワイトバランス制御
回路７０３は、色差データｓ１２と測色センサデータｓ
１３と有彩色判断手段７０５の判断結果ｓ７６をもとに
ホワイトバランスを制御するためのホワイトバランスゲ
インｓ１４を演算して画像信号処理回路１０４に供給す
る。

【００４６】図８はこの発明の第２の実施例のビデオカ
メラにおける画面有彩色と周辺光の色温度を考慮したホ
ワイトバランス制御回路７０３の具体的な構成と、有彩
色判断手段７０５を示すブロック図であり、第１の光源
テーブルメモリＷＢ２０、白色検出手段ＷＢ２１、第２
の光源テーブルメモリＷＢ２２、白色度算出手段ＷＢ２
３、白色データ信頼度演算手段ＷＢ２４、白色データ信
頼度比較手段ＷＢ２７、信頼度メモリＷＢ２８は第１の
実施例と同様である。

【００４７】ＷＢ８０は測色センサデータｓ１３の色温
度を検出する色温度検出手段である。ＷＢ８１は白色デ
ータ（ｓ２２）が各種光源下での有彩色か否かを判断す
る有彩色判断手段である。ＷＢ８２は、色温度検出手段
ＷＢ８０の出力ｓ８１と、有彩色判断手段ＷＢ８１の出
力ｓ７６と、白色データ信頼度比較手段ＷＢ２７の出力
ｓ２９と、白色検出手段ＷＢ２６の出力ｓ２２とをもと
にホワイトバランスゲインｓ１４を演算するゲイン演算
手段である。

【００４８】図９はこの発明の第２の実施例の画面有彩
色と周辺光の色温度を考慮したホワイトバランス制御回
路７０３のアルゴリズムを示すフローチャートである。
以下に、動作を図８、図９を参照しながら説明する。光
源テーブルメモリＷＢ２０、白色検出手段ＷＢ２１、光
源テーブルメモリＷＢ２２、白色度算出手段ＷＢ２３、
白色データ信頼度演算手段ＷＢ２４、白色データ信頼度
比較手段ＷＢ２７、信頼度メモリＷＢ２８の動作は、第
１の実施例と同様に白色検出手段ＷＢ２１により白色デ
ータと全画面データ（ｓ２２）を求め、白色度算出手段
ＷＢ２３により白色データと全画面データの白色度（ｓ
２５）を求め、白色データ信頼度演算手段ＷＢ２４によ
り白色データと全画面データの白色データ信頼度（ｓ２
６）を求める（図９のステップ３０，３１，３２；図３
と同様）。

【００４９】色温度検出手段ＷＢ８０により測色センサ
データｓ１３をもとに周辺光の色温度を算出し（図９の
ステップ９２）、白色データ信頼度比較手段ＷＢ２７に
より現在の白色データ信頼度が前回のホワイトバランス
ゲイン更新時の白色データ信頼度より高いかどうかを判
断し（図９のステップ３５）、有彩色判断手段ＷＢ８１
により白色データが各種光源下での有彩色か否かを判断
し（図９のステップ９０）、ゲイン演算手段ＷＢ８２に
より測色センサデータの色温度と光源の色温度とが一致
しているかどうかを判断する（図９のステップ９１）。

【００５０】以上のような判断処理結果に従い、ゲイン
演算手段ＷＢ８２は、現在の白色データ信頼度が前回の
ホワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼度より
高い場合において、白色データが有彩色と判断されない
ときに、ホワイトバランスゲインｓ１４の演算、現在の
白色データ信頼度の信頼度メモリＷＢ２８への出力を行
い、また、現在の白色データ信頼度が前回のホワイトバ
ランスゲイン更新時の白色データ信頼度より高い場合に
おいて、白色データが有彩色と判断されても、測色セン
サデータの色温度と光源の色温度とが一致しないとき
に、ホワイトバランスゲインｓ１４の演算、現在の白色
データ信頼度の信頼度メモリＷＢ２８への出力を行う
（図９のステップ３７）。

【００５１】一方、現在の白色データ信頼度が前回のホ
ワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼度より低
い場合には、ホワイトバランスゲインｓ１４の演算、現
在の白色データ信頼度の信頼度メモリＷＢ２８への出力
を行わない。また、現在の白色データ信頼度が前回のホ
ワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼度より高
い場合においても、前記有彩色判断により白色データが
ある光源下での有彩色と判断され、その光源の色温度と
周辺光の色温度（測色センサデータの色温度）とが一致
している場合、白色データを有彩色と判断し、ホワイト
バランスゲインｓ１４の演算、現在の白色データ信頼度
の出力を禁止する。

【００５２】ここで、有彩色判断手段ＷＢ８１を図１０
を用いて説明する。図１０はＢ−Ｙ、Ｒ−Ｙを軸とする
直交座標系で、点Ａ、点Ｂは白色データである。図中領
域、１００１，１００２，１００３，１００４は各種光
源における有彩色の色差データ領域を示すものであり、
例えば、領域１００１はＡ光源における有彩色ａの領域領域１００２はＢ光源における有彩色ｂの領域領域１００３はＣ光源における有彩色ｃの領域領域１００４はＤ光源における有彩色ｄの領域とした場合、点Ａは白色データではあるが、Ａ光源にお
ける有彩色ａのデータである可能性があると判断され、
点Ｂについても同様に白色データではあるが、Ｄ光源に
おける有彩色ｄのデータである可能性があると判断され
る。

【００５３】なお、上記実施例では測色センサが周辺光
のＲＧＢ情報を検出するものであるが、これは、少なく
ともＲＢ情報を検出できるものでも良い。また、上記実
施例では白色検出として図４（ａ）に示す方法を用いた
が、光源の色温度枠によって白色検出してもよい。この
場合、図４（ｂ）に示したように色温度枠ｂ１，ｂ２，
ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６を設け、枠内の色差データ（点
Ａ）をピックアップし、枠外の色差データ（点Ｂ）のピ
ックアップを禁止することで光源ライン近傍のデータを
ピックアップして加算平均し、白色データとすることが
できる。なお、色差データとして、（Ｂ／Ｇ、Ｒ／
Ｇ）、（Ｂ／Ｙ、Ｒ／Ｙ）を用いても良い。

【００５４】以上の構成により、この実施例のビデオカ
メラは、白色データが過去の白色データ信頼度より高い
白色データ信頼度の白色データであっても、有彩色の可
能性がある場合、周辺光の色温度を参照することで、任
意の光源下での白色と有彩色の誤判断のない正確な白色
データによりホワイトバランスゲインを演算することで
良好なホワイトバランスを得ることができる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載のビデオカメラによれば、
過去の白色データ信頼度より高い白色データ信頼度の白
色データを用い、周辺光の色温度を参照することで、光
源の変化や被写体の変化に対する誤判断のない正確な白
色データによりホワイトバランスゲインを演算すること
で良好なホワイトバランスを得ることができる。

【００５６】請求項２記載のビデオカメラによれば、白
色データが過去の白色データ信頼度より高い白色データ
信頼度の白色データであっても、有彩色の可能性がある
場合、周辺光の色温度を参照することで、任意の光源下
での白色と有彩色の誤判断のない正確な白色データによ
りホワイトバランスゲインを演算することで良好なホワ
イトバランスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例におけるビデオカメラ
のホワイトバランスを制御するブロック図である。

【図２】この発明の第１の実施例における周辺光の色温
度を考慮したホワイトバランス制御回路と測色センサ信
頼度演算比較手段の具体的な構成を示すブロック図であ
る。

【図３】この発明の第１の実施例における周辺光の色温
度を考慮したホワイトバランス制御回路と測色センサ信
頼度演算比較手段のアルゴリズムを示すフローチャート
である。

【図４】この発明の第１の実施例における白色検出の白
色データサンプル領域を表した色差平面図である。

【図５】この発明第１の実施例における白色度算出の際
の被演算要素を表した色差平面図である。

【図６】この発明第１の実施例における全画面データの
ばらつき度を説明するための色差平面図である。

【図７】この発明の第２の実施例におけるビデオカメラ
のホワイトバランスを制御するブロック図である。

【図８】この発明の第２の実施例における画面有彩色と
周辺光の色温度を考慮したホワイトバランス制御回路と
有彩色判断手段の具体的な構成を示すブロック図であ
る。

【図９】この発明の第２の実施例における画面有彩色と
周辺光の色温度を考慮したホワイトバランス制御回路と
有彩色判断手段のアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。

【図１０】この発明の第２の実施例における有彩色判断
手段を説明するための色差平面図である。

【図１１】従来例におけるビデオカメラのホワイトバラ
ンスを制御するブロック図である。

【符号の説明】

１００固体撮像素子１０１色差データ演算手段１０２測色センサ１０３ホワイトバランス制御回路１０４画像信号処理回路１０５測色センサ信頼度演算比較手段７０３ホワイトバランス制御回路７０５有彩色判断手段ＷＢ２０光源テーブルメモリＷＢ２１白色検出手段ＷＢ２２光源テーブルメモリＷＢ２３白色度算出手段ＷＢ２４白色データ信頼度演算手段ＷＢ２５測色センサ信頼度演算手段ＷＢ２６色温度検出手段ＷＢ２７白色データ信頼度比較手段ＷＢ２８信頼度メモリＷＢ２９測色センサ信頼度比較手段ＷＢ２１０信頼度メモリＷＢ２１１ゲイン演算手段ＷＢ８０色温度判断手段ＷＢ８１有彩色判断手段ＷＢ８２ゲイン演算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体からの光信号を取り込み電気信号
に変換する固体撮像素子と、周辺光の少なくともＲＢ情
報を検出して測色センサデータを出力する測色センサ
と、前記固体撮像素子により変換された電気信号から前
記被写体の色差データを演算する色差データ演算手段
と、ホワイトバランスゲインを演算し前記被写体のホワ
イトバランスを制御するホワイトバランス制御手段と、
前記ホワイトバランス制御手段により演算されたホワイ
トバランスゲインに応じて前記固体撮像素子からの信号
を変化させて出力する画像信号処理回路とを備え、前記ホワイトバランス制御手段が、前記色差データから前記被写体の白色部分に相当する白
色データを検出する白色検出手段と、前記白色データの白色に対する近似度を求める白色度算
出手段と、前記白色データの個数と前記白色データの白色に対する
近似度とに基づいて、白色データが実際に白色である確
率に相当する白色データ信頼度を求める白色データ信頼
度演算手段と、前記測色センサデータが実際に白色である確率に相当す
る測色センサ信頼度を求める測色センサ信頼度演算手段
と、前記白色データの色温度と前記測色センサデータの色温
度とを検出する色温度検出手段と、前回のホワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼
度と現在の白色データ信頼度とを比較する白色データ信
頼度比較手段と、前記測色センサ信頼度の大きさが基準値を超えているか
を判断する測色センサ信頼度比較手段と、前記白色データの色温度と前記測色センサデータの色温
度とが等しく、前記現在の白色データ信頼度が前回のホ
ワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼度より高
く、かつ前記測色センサ信頼度が基準値を超えている場
合に、前記白色データより前記ホワイトバランスゲイン
を演算して前記画像信号処理回路に供給するゲイン演算
手段とを備えたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項２】被写体からの光信号を取り込み電気信号
に変換する固体撮像素子と、周辺光の少なくともＲＢ情
報を検出して測色センサデータを出力する測色センサ
と、前記固体撮像素子により変換された電気信号から前
記被写体の色差データを演算する色差データ演算手段
と、ホワイトバランスゲインを演算し前記被写体のホワ
イトバランスを制御するホワイトバランス制御手段と、
前記ホワイトバランスゲインに応じて前記固体撮像素子
からの信号を変化させて出力する画像信号処理回路とを
備え、前記ホワイトバランス制御手段が、前記色差データから前記被写体の白色部分に相当する白
色データを検出する白色検出手段と、前記白色データの白色に対する近似度を求める白色度算
出手段と、前記白色データの個数と前記白色データの白色に対する
近似度とに基づいて、前記白色データが実際に白色であ
る確率に相当する白色データ信頼度を求める白色データ
信頼度演算手段と、前記白色データが各種光源下での有彩色であるか否かを
判断する有彩色判断手段と、前記測色センサデータの色温度を検出する色温度検出手
段と、前回のホワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼
度と現在の白色データ信頼度とを比較する白色データ信
頼度比較手段と、現在の白色データ信頼度が前回のホワイトバランスゲイ
ン更新時の白色データ信頼度より高いときに前記白色デ
ータより前記ホワイトバランスゲインを演算して画像信
号処理回路に供給し、現在の白色データ信頼度が前回の
ホワイトバランスゲイン更新時の白色データ信頼度より
高くても、前記有彩色判断手段により前記白色データが
ある光源下での有彩色と判断され、かつその光源の色温
度と前記測色センサデータの色温度が等しい場合、前記
白色データを有彩色と判断して前記ホワイトバランスゲ
インの演算を禁止するゲイン演算手段とを備えたことを
特徴とするビデオカメラ。
【請求項３】白色検出手段が、白色データのＲ成分お
よびＢ成分を軸とした座標系に任意の光源下の白色のＲ
成分およびＢ成分の軌跡からなる光源ラインを想定し、
被写体の各色のＲ成分およびＢ成分によりプロットされ
る位置が前記光源ラインの近傍にある場合の被写体の各
色のＲ成分およびＢ成分のみをサンプルすることで被写
体の白色部分を検出する手段を備えている請求項１また
は請求項２記載のビデオカメラ。
【請求項４】白色検出手段が、白色データのＲ成分お
よびＢ成分を軸とした座標系に任意の光源下の白色のＲ
成分およびＢ成分の軌跡からなる光源ラインを想定し、
被写体の各色を加算平均したデータのＲ成分およびＢ成
分によりプロットされる位置が前記光源ラインの近傍に
ある場合の前記被写体の各色を加算平均したデータのＲ
成分およびＢ成分のみをサンプルすることで前記被写体
の白色部分を検出する手段を備えている請求項１または
請求項２記載のビデオカメラ。
【請求項５】白色度算出手段が、白色データのＲ成分
およびＢ成分を軸とした座標系に任意の光源下の白色の
Ｒ成分およびＢ成分の軌跡からなる光源ラインを想定
し、白色検出されたデータのＲ成分およびＢ成分により
プロットされる位置と前記光源ラインとの距離をもとに
白色に対する近似度を算出する手段を備えている請求項
１または請求項２記載のビデオカメラ。
【請求項６】測色センサ信頼度算出手段が、周辺光の
ＲＢ情報のＲ成分およびＢ成分を軸とした座標系に任意
の光源下の白色のＲ成分およびＢ成分の軌跡からなる光
源ラインを想定し、前記周辺光のＲＢ情報のＲ成分およ
びＢ成分によりプロットされる位置と前記光源ラインと
の距離をもとに前記周辺光のＲＢ情報の白色に対する近
似度を算出する手段を備えている請求項１記載のビデオ
カメラ。
【請求項７】有彩色判断手段が、白色データのＲ成分
およびＢ成分を軸とした座標系に各種光源下の有彩色の
Ｒ成分およびＢ成分の領域を想定し、白色検出されたデ
ータのＲ成分およびＢ成分によりプロットされる位置が
前記領域内に存在するか否かを判断する手段を備えてい
る請求項２記載のビデオカメラ。