JPH09307923A - 色信号処理回路およびその処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィードバック制御方式のオートホワイトバ
ランスでは、一旦ある色温度下でホワイトバランスをと
ると、これに連動して引き込み制限枠も動いてしまうた
め、次に色温度が変化した場合に、誤動作が生じてい
た。 【解決手段】 フィードバック制御方式のホワイトバラ
ンス機能を備えた色信号処理回路において、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の原色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバラン
スアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色
信号からＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの色差信号を得てこれら色差信
号をフィールドごとに積分して積分値データを得るオプ
ティカルディテクタ７と、引き込み制限枠の大きさを積
分値データに基づいて変化させるとともに、引き込み制
限枠内の積分値データに応じてホワイトバランスアンプ
５２Ｒ，５２Ｂのゲインをコントロールするコントロー
ラ８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色信号処理回路お
よびその処理方法に関し、特にＣＣＤ(Charge Coupled
Device) などを用いた固体撮像素子システムにおいて、
フィードバック制御で自動的にホワイトバランスをとる
オートホワイトバランス機能を持つ色信号処理回路およ
びその処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホワイトバランスとは、例えば固体撮像
素子システムにおいて、光源の色温度が変化した場合
に、図１０に示すように、色温度の変化に応じて白色が
黒体放射カーブ（黒体軌跡）に沿って移動し、色が付い
て見える白色（例えば、低い色温度の場合は赤っぽくな
り、高い色温度の場合は青っぽくなる）を無彩色の白に
合わせることである。ここに、色温度とは、テスト光源
と同じ色度を持った黒体の温度（°Ｋ）を言う。また、
図１０において、原点が無彩色の白となる。

【０００３】このホワイトバランスでは、本来白色でな
いものはそのままの色としなければならないことから、
本来白色でないものに対してまでホワイトバランスがと
られる誤動作を防ぐために、図１０に一点鎖線で示すよ
うに、ホワイトバランスをとる範囲を制限する引き込み
制限枠を設定し、この引き込み制限枠の範囲外にある場
合は白がずれたとはみなさず、本来白色でないものと
し、オートホワイトバランスを動作させない、即ち引き
込み操作を行わないようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィー
ドバック制御方式のオートホワイトバランス機能を持つ
従来の色信号処理回路では、一旦ある色温度下でホワイ
トバランスをとると、これに連動して引き込み制限枠も
動いてしまうことになるため、次に色温度が変化した場
合に、初期の引き込み制限枠内で白に合わせるべきもの
が、移動後の引き込み制限枠外となってホワイトバラン
スがとられなかったり、逆に初期の引き込み制限枠外で
白に合わせてはいけない色が、移動後の引き込み制限枠
の中に入ってホワイトバランスがとられてしまうという
問題があった。

【０００５】一例として、ある基準の色温度において、
ホワイトバランスがとれている状態から、図１１（ａ）
に示すように、高色温度へ変化することによって白色が
青方向にずれた場合に、この青方向にずれた白色は、ホ
ワイトバランスをとる操作によって無彩色の白に合わせ
られる（同図（ｂ）を参照）。そして、次にホワイトバ
ランスをとる操作が行われるときには、ここが新たな基
準となる。したがって、その後、同図（ｃ）に示すよう
に低色温度に変化した場合に、元々の引き込み制限枠
（図中、破線で示す）から見るとこの枠の中に入ってい
るにも拘らず、一端白に合わせた引き込み制限枠（図
中、実線で示す）から見ると枠の範囲外となるので、ホ
ワイトバランスがとられないことになる。

【０００６】また、色温度が一方へ徐々に変化していっ
た場合にも、常に引き込み制限枠内となるため、極端な
色温度でも最終的に引き込んでしまうという問題もあっ
た。一例として、ある基準の色温度において、ホワイト
バランスがとれている状態から、図１２（ａ）に示すよ
うに、高色温度へ変化することによって白色が青方向に
ずれた場合に、この青方向にずれた白色がホワイトバラ
ンスをとる処理によって無彩色の白に合わせられ（同図
（ｂ）を参照）、その後に、同図（ｃ）に示すように色
温度がさらに高い方向にずれた場合に、元々の引き込み
制限枠（図中、破線で示す）から見るとこの枠の外であ
るにも拘らず、一端白に合わせた引き込み制限枠（図
中、実線で示す）から見ると枠の範囲内となるので、ホ
ワイトバランスがとられることになる。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ホワイトバランスの
誤動作のない処理を行うことが可能な色信号処理回路お
よびその処理方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による色信号処理
回路は、フィードバック制御方式を採用し、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の原色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバラン
スアンプと、色差信号のフィールドごとの積分値を得る
積分回路と、ホワイトバランスをとる範囲を制限する引
き込み制限枠の大きさを積分回路で得られた積分値に基
づいて変化させるとともに、引き込み制限枠内の上記積
分値に応じてホワイトバランスアンプのゲインをコント
ロールするコントローラとを備えた構成となっている。

【０００９】本発明による色信号処理方法は、フィード
バック制御によって自動的にホワイトバランスをとる処
理を行う際に、ホワイトバランスをとる範囲を制限する
引き込み制限枠を設定し、この引き込み制限枠の大きさ
を光源の色温度変化に対応して変化させるようにする。

【００１０】上記構成の色信号処理回路およびその処理
方法において、色差信号のフィールドごとの積分値は光
源の色温度に対応している。そこで、この積分値とホワ
イトバランスゲインとから光源の色温度変化を判断し、
この色温度変化に対応して引き込み制限枠の大きさを変
化させる。すなわち、高色温度でホワイトバランスがと
れている状態から低色温度に変化した場合、引き込み制
限枠を低色温度側に広くなるように変化させる。逆に、
低色温度でホワイトバランスがとれている状態から高色
温度に変化した場合、引き込み制限枠を高色温度側に広
くなるように変化させる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適
用される固体撮像素子システムの構成を示すブロック図
である。

【００１２】図１において、レンズ１は被写体（図示せ
ず）の画像を固体撮像素子２の撮像面上に投写する。固
体撮像素子２は例えばＣＣＤからなり、レンズ１を通っ
てきた画像を電気信号に変換し、プリアンプ３に供給す
る。プリアンプ３は、固体撮像素子２の出力信号をサン
プルホールドして必要なデータを取り出すとともに、適
正なレベルに合わせるためにゲインコントロールを行
う。このプリアンプ３の出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路４
でアナログ信号からディジタル信号に変換された後、デ
ィジタル信号処理回路５に供給される。

【００１３】ディジタル信号処理回路５は、Ａ／Ｄ変換
回路４からのディジタル入力信号をＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の原色信号（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号と
称する）に分離する原色分離回路５１と、Ｒ，Ｇ，Ｂ信
号の相互間のゲインを調整することによってホワイトバ
ランスをとるホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，
５２Ｂと、忠実な色再現のためのガンマ（γ）補正を行
うγ補正回路５３などから構成されている。ここに、ホ
ワイトバランスをとる（合わせる）とは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信
号の比率を等しくすることである。なお、本例では、Ａ
／Ｄ変換回路４をディジタル信号処理回路５の前段に配
置したが、当該処理回路５内に設けるようにしても良
い。

【００１４】このディジタル信号処理回路５において、
ホワイトバランスを調整するに当たっては、 Ｒ×Ｒゲイン＝Ｇ×Ｇゲイン＝Ｂ×Ｂゲイン すなわち、 Ｒ×Ｒゲイン−Ｇ×Ｇゲイン＝Ｂ×Ｂゲイン−Ｇ×Ｇゲ
イン＝０ なる関係式が成り立つように、ホワイトバランスアンプ
５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの各ゲインを操作する。本例で
は、ホワイトバランスアンプ５２Ｇのゲインを固定と
し、Ｇ信号を基準として他の２つのホワイトバランスア
ンプ５２Ｒ，５２Ｂの各ゲインをコントロールすること
によって、ホワイトバランスの調整が行われる。したが
って、Ｇ信号に対するホワイトバランスアンプ５２Ｇを
省略することも可能である。

【００１５】ホワイトバランス調整後のＲ，Ｇ，Ｂ信号
は、γ補正などの信号処理が行われた後、図示せぬ輝度
（Ｙ）信号と合わされて映像信号となり、さらにＤ／Ａ
変換回路６でディジタル信号からアナログ信号に変換さ
れて出力される。なお、Ｄ／Ａ変換回路６についても、
Ａ／Ｄ変換回路４の場合と同様に、ディジタル信号処理
回路５内に配置するようにしても良い。ホワイトバラン
スアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを経たＲ，Ｇ，Ｂ信号
は、オプティカルディテクタ（ＯＰＤ）７にも供給され
る。

【００１６】オプティカルディテクタ７の回路構成の一
例を図２に示す。同図において、オプティカルディテク
タ７は、Ｒ信号からＧ信号を減算する減算器７１と、Ｂ
信号からＧ信号を減算する減算器７２と、減算器７１，
７２の各出力信号である色差信号、即ちＲ−Ｇ信号およ
びＢ−Ｇ信号をフィールドごとに積分する積分回路７３
とを含んだ回路構成となっている。

【００１７】積分回路７３は、図３に示すように、輝度
レベルに基づく積分スライスレベルによって高輝度部と
通常輝度部とに分けられた異なる積分範囲を持ち、高輝
度部では積分スライスレベルよりも高い輝度のデータ
（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）のみを積分し、通常輝度部では積分
スライスレベルよりも低い輝度のデータ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−
Ｇ）のみを積分する。ただし、輝度が極端に高い場合は
飽和しているものと判断し、高輝度リミッタ以上のデー
タについては積分しない。また、輝度が低すぎるデータ
はノイズとみなし、低輝度リミッタ以下のデータについ
ても積分を行わない。

【００１８】このように、オプティカルディテクタ７で
は、特殊な条件（例えば、全面単色などの条件）の場合
にホワイトバランス処理が誤動作しないように、様々な
リミッタや特殊な処理が施される。そして、フィールド
ごとに高輝度部／通常輝度部の異なる積分範囲で積分し
て得られた積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）は、次段の
コントローラ８に供給される。なお、本例では、Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号から色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを生成し、しか
る後この色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを積分するとしたが、
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を先ず積分し、しかる後この積分した
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを生成する
ように構成することも可能である。

【００１９】コントローラ８は、例えばマイクロコンピ
ュータによって構成されている。このコントローラ８の
機能ブロックの一例を図４に示す。同図において、コン
トローラ８は、オプティカルディテクタ７から供給され
る高輝度部の積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）と通常輝
度部の積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）とを比較し、０
に近い方の積分値データを出力する比較回路８１と、こ
の比較回路８１で選択されたＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各積分値
データを加算してＲ＋Ｂ−２Ｂのデータを出力する加算
器８２と、Ｒ−Ｇの積分値データからＢ−Ｇの積分値デ
ータを減算してＲ−Ｂのデータを出力する減算器８３
と、Ｒ＋Ｂ−２Ｂ，Ｒ−Ｂの各データに基づいてＲ信号
およびＢ信号の各ゲインを設定するゲイン設定回路８４
の各機能を備え、これらの機能をソフトウェアによって
実行する。

【００２０】このように、Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各色差信号
を積分して得られる各積分値データを、コントローラ８
において、加減算処理にてＲ＋Ｂ−２Ｂ，Ｒ−Ｂの各デ
ータに変換することにより、加算および減算という簡単
な演算処理だけでデータ変換できるため、ソフトウェア
の負担を軽減することができる。なお、本例では、Ｒ＋
Ｂ−２Ｂ，Ｒ−Ｂの各データの算出を、マイクロコンピ
ュータからなるコントローラ８において、ソフトウェア
にて行うとしたが、コントローラ８の比較回路８１、加
算器８２、減算器８３およびゲイン設定回路８４の各機
能をハードウェアで構成することも可能であり、この場
合にはハードウェアの負担を軽減できることになる。

【００２１】コントローラ８において、Ｒ＋Ｂ−２Ｂ，
Ｒ−Ｂの各データに基づいて設定されたＲゲイン情報お
よびＢゲイン情報は、ディジタル信号処理回路５のホワ
イトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｂにフィードバックさ
れる。すなわち、コントローラ８は、Ｒ＋Ｂ−２Ｂ，Ｒ
−Ｂの各データに基づいて、ソフトウェアによってホワ
イトバランスを合わせる処理を行うとともに、ホワイト
バランスゲインとオプティカルディテクタ７からの評価
値データからホワイトバランスが合っている状態の色温
度とその後どのように変化したかを判定し、ホワイトバ
ランスをとる範囲を制限する引き込み制限枠の大きさ
を、光源の色温度変化に対応して変化させる処理を行
う。

【００２２】ホワイトバランスを合わせるには、先ず、
高輝度部、通常輝度部のそれぞれの積分値データを比較
し、原点（Ｒ−Ｇ＝０，Ｂ−Ｇ＝０）、即ち０に近い方
を採用する。図５に示す例の場合は、高輝度部の積分値
データの方が通常輝度部の積分値データよりも０に近い
ので、高輝度部の積分値データを採用する。そして、評
価値データがどの座標位置にあるかを判定し、引き込み
制限枠内であれば、その座標位置（象限、または軸上）
によりホワイトバランスゲインを操作し、原点（Ｒ−Ｇ
＝０，Ｂ−Ｇ＝０）に近付ける。

【００２３】本例の場合は、Ｒゲインを下げ、Ｂゲイン
を上げる操作を行う。そして、求めたＲゲイン、Ｂゲイ
ンをディジタル信号処理回路５内のホワイトバランスバ
ランスアンプ５２Ｒ，５２Ｂに反映させる。評価値デー
タが引き込み制限枠外の場合は、ホワイトバランスを合
わせる操作を行わない。なお、引き込み制限枠を設定し
ているのは、本来白色でないものまで引き込んでしまう
ような誤動作を防ぐためである。

【００２４】以下、コントローラ８において、Ｒ＋Ｂ−
２Ｇ，Ｒ−Ｂの各データに基づいて実行されるホワイト
バランスを合わせるための具体的な操作の手順につい
て、図６のフローチャートにしたがって説明する。

【００２５】先ず、オプティカルディテクタ（ＯＰＤ）
７から評価値データ、即ちＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各積分値デ
ータを取り込み（ステップＳ１）、この取り込んだ積分
値データが輝度レベルの低いデータ（例えば、全面青、
全面赤の被写体）であるか否かを判定する（ステップＳ
２）。そして、評価値データが輝度レベルの低いデータ
であれば、本処理を終了する。評価値データが輝度レベ
ルの低いデータでなければ、そのデータが適正範囲外で
あるか否か、即ち積分値データが低すぎる、あるいは高
すぎる場合の判定を行う（ステップＳ３）。

【００２６】評価値データが適正範囲外であれば、本処
理を終了する。評価値データが適正範囲内であれば、高
輝度部、通常輝度部で積分したそれぞれのＲ−Ｇ，Ｂ−
Ｇの積分値データを比較し、０に近い方のデータを採用
する（ステップＳ４）。そして、採用した方の積分値デ
ータを用いて加算、減算を行うことにより、Ｒ−Ｇ，Ｂ
−Ｇの積分値データをＲ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂのデータに
変換する（ステップＳ５）。次に、Ｒ＋Ｂ−２Ｇの符号
を判定し（ステップＳ６）、続いてＲ−Ｂの符号を判定
する（ステップＳ７）。この符号判定により、Ｒ−Ｂ，
Ｒ＋Ｂ−２Ｇの座標軸において、データがどこにあるか
を判定する。

【００２７】次に、データが引き込み制限枠内にあるか
否かを判断する（ステップＳ８）。データが引き込み制
限枠外であれば、本処理を終了する。一方、データが引
き込み制限枠内にあれば、ディジタル信号処理回路５内
のホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｂの各ゲインを
コントロールすることによってホワイトバランスをとる
引き込み操作を行う（ステップＳ９）。そして、ホワイ
トバランスゲインと積分範囲をディジタル信号処理回路
５に戻し、一連の処理を終了する。

【００２８】ここで、引き込み制限枠、不感帯および収
束点と引き込みのためのゲイン操作について、図７を用
いて説明する。なお、不感帯を設けてあるのは、完全に
０にならない（原点に収束しない）場合に発振してしま
うことを防ぐためである。図７において、データが第１
象限にある場合はホワイトバランスアンプ５２Ｒのゲイ
ン（Ｒゲイン）を下げ、第２象限にある場合はホワイト
バランスアンプ５２Ｂのゲイン（Ｂゲイン）を上げ、第
３象限にある場合はＲゲインを上げ、第４象限にある場
合はＢゲインを下げる。

【００２９】また、データがＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの各
軸上にある場合は、ＲゲインおよびＢゲインを同時に操
作する。すなわち、データがＲ＋Ｂ−２Ｇ＞０でかつＲ
＋Ｂ−２Ｇ軸上にある場合は、Ｒゲイン、Ｂゲインを共
に下げる。データがＲ＋Ｂ−２Ｇ＜０でかつＲ＋Ｂ−２
Ｇ軸上にある場合は、Ｒゲイン、Ｂゲインを共に上げ
る。データがＲ−Ｂ＞０でかつＲ−Ｂ軸上にある場合
は、Ｒゲインを下げかつＢゲインを上げる。データがＲ
−Ｂ＜０でかつＲ−Ｂ軸上にある場合は、Ｒゲインを上
げかつＢゲインを下げる。

【００３０】次に、色温度変化に合わせた引き込み制限
枠の縮小・拡大の実例について、図８に基づいて説明す
る。なお、図８中、破線の枠が初期設定の基準の引き込
み制限枠、細い実線の枠が収束後の引き込み制限枠、太
い実線が縮小・拡大した引き込み制限枠をそれぞれ示し
ている。

【００３１】先ず、Ｒゲインが小、Ｂゲインが大、評価
値データ（Ｒ−Ｂ）がマイナスで引き込み制限枠外の場
合（ａ）について説明する。ある基準の色温度におい
て、ホワイトバランスがとれている状態から、基準の引
き込み制限枠（破線の枠）内で低色温度へ変化すると、
破線で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に
収束する。この状態から、次に高色温度に変化し、収束
後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外になると、この
ままでは、ホワイトバランスがとられない。

【００３２】ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）
は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外になっ
ているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内で
あることから、ホワイトバランスがとられるべきもので
ある。そこで、収束後の引き込み制限枠を、太い実線の
枠で示すように、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）を取り
込む範囲まで高色温度側に拡大する処理を行う。これに
より、前回低色温度で収束し、今回高色温度側に変化
し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外となっ
た場合であっても、基準の引き込み制限枠（破線の枠）
内である限り、ホワイトバランスの操作が行われる。

【００３３】次に、Ｒゲインが大、Ｂゲインが小、評価
値データ（Ｒ−Ｂ）がマイナスで引き込み制限枠内の場
合（ｂ）について説明する。ある基準の色温度におい
て、ホワイトバランスがとれている状態から、基準の引
き込み制限枠（破線の枠）内で高色温度へ変化すると、
破線で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に
収束する。この状態から、さらに高色温度に変化した場
合、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内であれ
ば、そのままホワイトバランスがとられることになる。

【００３４】ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）
は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内になっ
ているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）外で
あることから、ホワイトバランスがとられてはいけない
ものである。そこで、収束後の引き込み制限枠（細い実
線の枠）を、太い実線の枠で示すように、今回の評価値
データ（Ｒ−Ｂ）を取り込まない範囲まで低色温度側に
縮小する処理を行う。これにより、前回高色温度で収束
し、さらに高色温度側に変化し、収束後の引き込み制限
枠（細い実線の枠）内となった場合であっても、基準の
引き込み制限枠（破線の枠）外である限り、ホワイトバ
ランスの操作が行われない。

【００３５】次に、Ｒゲインが小、Ｂゲインが大、評価
値データ（Ｒ−Ｂ）がプラスで引き込み制限枠内の場合
（ｃ）について説明する。ある基準の色温度において、
ホワイトバランスがとれている状態から、基準の引き込
み制限枠（破線の枠）内で低色温度へ変化すると、破線
で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に収束
する。この状態から、さらに低色温度に変化した場合、
収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内であれば、
そのままホワイトバランスがとられることになる。

【００３６】ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）
は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内になっ
ているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）外で
あることから、ホワイトバランスがとられてはいけない
ものである。そこで、収束後の引き込み制限枠（細い実
線の枠）を、太い実線の枠で示すように、今回の評価値
データ（Ｒ−Ｂ）を取り込まない範囲まで高色温度側に
縮小する処理を行う。これにより、前回低色温度で収束
し、さらに際色温度側に変化し、収束後の引き込み制限
枠（細い実線の枠）内となった場合であっても、基準の
引き込み制限枠（破線の枠）外である限り、ホワイトバ
ランスの操作が行われない。

【００３７】次に、Ｒゲインが大、Ｂゲインが小、評価
値データ（Ｒ−Ｂ）がプラスで引き込み制限枠外の場合
（ｄ）について説明する。ある基準の色温度において、
ホワイトバランスがとれている状態から、基準の引き込
み制限枠（破線の枠）内で高色温度へ変化すると、破線
で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に収束
する。この状態から、次に低色温度に変化し、収束後の
引き込み制限枠（細い実線の枠）外になると、このまま
では、ホワイトバランスがとられない。

【００３８】ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）
は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外になっ
ているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内で
あることから、ホワイトバランスがとられるべきもので
ある。そこで、収束後の引き込み制限枠を、太い実線の
枠で示すように、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）を取り
込む範囲まで低色温度側に拡大する処理を行う。これに
より、前回高色温度で収束し、今回低色温度側に変化
し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外となっ
た場合であっても、基準の引き込み制限枠（破線の枠）
内である限り、ホワイトバランスの操作が行われる。

【００３９】上述したように、固体撮像素子システムに
おける色信号処理回路において、フィードバック制御で
自動的にホワイトバランスをとる操作を行う際に、光源
の色温度がどのように変化したかを判別し、収束時の光
源の色温度と、変化した後の光源の色温度とに合わせて
引き込み制限枠の大きさを変化させることにより、もと
もと設定した基準の引き込み制限枠から外れないような
制御ができる。

【００４０】すなわち、ある色温度の光源下においてホ
ワイトバランスをとった後、次に色温度が変化した場合
に、基準の引き込み制限枠内であって白に合わせる色温
度であればホワイトバランスをとり、そうでないものは
とらないように、誤動作のないホワイトバランスをとる
操作を行うことができる。

【００４１】また、様々な色を含む映像の色をすべて足
し合わせると白色になるという考え方からＲ−Ｇ，Ｂ−
Ｇの色差信号を積分するとともに、その積分範囲として
高輝度部と通常輝度部の２通り設定し、被写体の条件に
より、輝度の高いものか通常輝度のものかどちらがより
白色に近いかを判定し、白色に近い方の積分値データに
基づいてホワイトバランスのゲインコントロールを行う
ことで、より精度の高いオートホワイトバランスを実現
できる。

【００４２】特に、輝度別積分の高輝度部と通常輝度部
のどちらのデータを採用するかを判断する際に、Ｒ−
Ｇ，Ｂ−Ｇの各データをパラメータとして用いるように
したことで、乗算、除算の演算処理を行わなくて済むた
め、ハードウェア、ソフトウェアの負担を軽減できる。
なお、本例では、Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇの色差信号を積分する
としたが、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの色差信号を積分し、その積
分値データを用いることも可能である。

【００４３】また、ホワイトバランスを合わせる際に、
Ｒ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの各データを用いるようにしたこ
とにより、Ｒ−Ｂが被写体（または、光源）の色温度に
対して白色が変化する軌跡（黒体放射カーブ）に近いた
め精度の良い制御を行え、またＲ＋Ｂ−２Ｇが被写体が
蛍光灯下にある場合（または、光源が蛍光灯の場合）に
白色が変化する方向であるため、Ｒ−Ｂと同様に精度の
良い制御を行える。しかも、非線形回路であるγ補正回
路５３を通過する前のＲ，Ｇ，Ｂ信号を用いてゲイン情
報を得ているため、色ずれの心配もない。

【００４４】図９は、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ軸上でのＲ−Ｂ，
Ｒ＋Ｂ−２Ｇおよび黒体放射カーブ（シミュレーショ
ン）を示す座標系である。同図から明らかなように、太
い実線で示す黒体放射カーブとＲ−Ｂがほぼ一致してい
ることがわかる。したがって、Ｒ−Ｂの値で引き込み制
限枠を設定し、この引き込み制限枠を軸に沿って動かす
ように制御を行えば、容易に色温度変化による白を無彩
色の白に合わせることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィードバック制御方式のホワイトバランス機能を備え
た色信号処理回路において、光源の色温度に対応してい
る色差信号のフィールドごとの積分値とホワイトバラン
スゲインとから光源の色温度変化を判断し、この色温度
変化に対応して引き込み制限枠の大きさを変化させるよ
うにしたことにより、もともと設定した基準の引き込み
制限枠から外れないような制御が可能となるので、ホワ
イトバランスの誤動作のない処理を行うことができるこ
とになる。したがって、オートホワイトバランスを持つ
民生用、業務用、産業機器用カメラに適用した場合に、
画質向上に寄与できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される固体撮像素子システムの構
成を示すブロック図である。

【図２】オプティカルディテクタの一例の回路ブロック
図である。

【図３】積分回路での積分範囲を示す図である。

【図４】コントローラの一例の機能ブロック図である。

【図５】ホワイトバランス操作の一例を示す概念図であ
る。

【図６】ホワイトバランスの処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図７】引き込みのためのゲイン操作の概念図である。

【図８】色温度変化に合わせた引き込み制限枠の縮小・
拡大の実例を示す図である。

【図９】Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの座標系を示す図である。

【図１０】引き込み制限枠を示す図である。

【図１１】従来技術の課題を説明する図（その１）であ
る。

【図１２】従来技術の課題を説明する図（その２）であ
る。

【符号の説明】

２ 固体撮像素子 ４ Ａ／Ｄ変換回路 ５ ディ
ジタル信号処理回路 ６ Ｄ／Ａ変換回路 ７ オプティカルディテクタ
８ コントローラ ５１ 原色分離回路 ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ ホワ
イトバランスアンプ ５３ γ（ガンマ）補正回路 ７１，７２，８３ 減
算器 ７３ 積分回路 ８１ 比較回路 ８２ 加算器 ８４ ゲイン設定回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィードバック制御によって自動的にホ
   ワイトバランスをとる処理を行う色信号処理回路であっ
   て、 Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号の相互間のゲ
   イン調整を行うホワイトバランスアンプと、 色差信号のフィールドごとの積分値を得る積分回路と、 ホワイトバランスをとる範囲を制限する引き込み制限枠
   の大きさを前記積分回路で得られた積分値に基づいて変
   化させるとともに、前記引き込み制限枠内の前記積分値
   に応じて前記ホワイトバランスアンプのゲインをコント
   ロールするコントローラとを備えたことを特徴とする色
   信号処理回路。
2. 【請求項２】 前記積分回路は、Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各色
   差信号のフィールドごとの積分値を得、 前記コントローラは、前記積分回路で得られた各色差信
   号の積分値を加減算処理にてＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの信
   号に変換し、このＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの信号に基づい
   て前記ホワイトバランスアンプのゲインをコントロール
   することを特徴とする請求項１記載の色信号処理回路。
3. 【請求項３】 フィードバック制御によって自動的にホ
   ワイトバランスをとる処理を行う色信号処理方法であっ
   て、 ホワイトバランスをとる範囲を制限する引き込み制限枠
   を設定し、 前記引き込み制限枠の大きさを光源の色温度変化に対応
   して変化させることを特徴とする色信号処理方法。