JPH10271518A - ビデオカメラ装置 - Google Patents
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Abstract
上。 【解決手段】 CCD撮像素子2から出力され、かつ画
像信号処理手段7に入力される前段での各画素情報を積
算していく(積算部9b)ことで疑似輝度情報(明るさ
情報DAE)を生成し、これに基づいてアイリス調整を行
う。また、この輝度情報生成はホワイトバランスアンプ
よりも前段の各画素情報を積算して行う。
Description
センサを用いたビデオカメラ装置に関するものである。
)を固体撮像素子として用いたビデオカメラ装置が普
及しているが、これらのビデオカメラ装置では、オート
アイリス調整(自動絞り調整)、オートフォーカス調
整、オートホワイトバランス調整などの機能が搭載さ
れ、それぞれフィードバックループにより自動調整が実
行されるようにしている。
ビデオカメラ装置の構成を図3、図4に示す。まず図3
の構成において、レンズ系21を介してCCD撮像素子
22に入射される撮影光に応じて、CCD撮像素子22
からは例えばR、G、B各画素信号が出力される。画素
信号はAGC回路23でゲインコントロールされた後、
A/D変換器24でデジタルデータに変換される。そし
てクランプ回路25でデジタルクランプ処理された後、
ホワイトバランスアンプ26でホワイトバランスのため
の各色の画素データに対して所定のゲインが与えられ
る。ホワイトバランスのためのゲイン調整が行われた
後、各画素データは輝度信号処理回路27及びクロマ信
号処理回路28に供給される。
G、Bの画素データに対してγ補正やホワイトクリップ
などのプロセス処理を行うとともに、R、G、Bの画素
データを用いたマトリクス演算処理により輝度信号(Y
信号)を生成し、撮影画像としての輝度信号として後段
の回路系に出力する。またクロマ信号処理回路28も、
プロセス処理を施したR、G、Bの画素データを用いた
マトリクス演算処理により色差信号R−Y,B−Yを生
成し、後段の回路系に出力する。
の画素データに与えられるゲインはフィードバックルー
プにより制御されるが、このための各色の信号(R信
号、G信号、B信号)としてのレベルが検出される必要
がある。このため、R信号、G信号、B信号がクロマ信
号処理回路28から抽出され、ホワイトバランス検波部
31でレベル検出が行われる。各色の画素データのレベ
ル情報DAWB はマイクロコンピュータで形成されている
コントローラ32に供給され、オートホワイトバランス
のための各色のゲインが算出される。例えば基準被写体
を撮影している状態においてG信号レベルに対してR信
号、B信号が同一レベルになるように、R信号、B信号
に対するゲインが算出される。そしてそのホワイトバラ
ンスゲイン制御情報SAWB がホワイトバランスアンプ2
6に供給され、例えばR信号ゲインとB信号ゲインが調
整される。
カス動作には撮影された画像信号の輝度情報が用いられ
る。即ち輝度信号処理回路27で生成された輝度信号が
抽出されてオートアイリス検波部29及びオートフォー
カス検波部30に供給される。このオートアイリス検波
部29及びオートフォーカス検波部30において、それ
ぞれ絞り調整及びフォーカス調整のための情報DAE、D
AFが抽出されコントローラ32に供給される。
情報に応じてアイリス制御信号SAEをタイミングジェネ
レータ34及びAGC回路23に出力して、CCD露光
時間やゲイン調整を行わせ、アイリス調整を実現する。
またコントローラ32は情報DAF、即ちレンズ系21の
ピント状態に相当する情報に応じてフォーカス制御信号
SAFをフォーカスモータ33に出力して、レンズ系21
内のフォーカスレンズを移動させ、適切なフォーカス状
態が得られるようにする。
る。ただし、図3の構成と同一部分については同一符号
を付し説明を省略する。この例の場合は、オートアイリ
ス検波部29及びオートフォーカス検波部30において
明るさ情報等を得るために、輝度信号生成部35が輝度
信号処理回路27とは独立して設けられているものであ
る。つまりホワイトバランスアンプ26から出力される
R、G、Bの各画素データが輝度信号生成部35に供給
されてオートアイリス検波及びオートフォーカス検波に
用いるための輝度信号が生成される。
成では次のような問題がある。まず図3の構成の場合、
オートアイリス検波及びオートフォーカス検波に用いる
ための輝度信号は、輝度信号処理回路27から取り出さ
れるわけであるが、この輝度信号は、輝度信号処理回路
27内での多数の処理を経て得られる信号である。オー
トアイリス動作に関しては、なるべくCCD素子22か
ら出力された画素信号に近い状態の信号に基づいて動作
制御されることが好ましいが、輝度信号処理回路27内
の多段の処理を経た輝度信号を用いざるを得ない。
部35を設ける場合、輝度信号生成部内では検波専用の
輝度信号を生成すればよいため、検波にとって不要な処
理は省くことができるが、基本的には輝度信号生成回路
27内と同様の輝度信号生成演算を行う回路が必要とな
る。つまり装置内に同様な回路構成の部位を2つ持つこ
とになり、構成上の無駄がある。
ホワイトバランス制御ループとオートアイリス制御ルー
プが交錯している。特にホワイトバランス調整は、なる
べく輝度/クロマ処理よりも前段で行うことが好ましい
ため、アイリス調整に用いる輝度信号はホワイトバラン
スアンプ26よりも後段位置で取り出さざるを得ないた
めである。一方、アイリス調整とは基本的には明るさ調
整動作であり、ホワイトバランスは色バランスの調整で
あるといえるが、明るさが変化すればそれに応じた色の
変化も発生する。このため各例のように、アイリス調整
のための輝度信号をホワイトバランスアンプ26より後
段から取り出さなければならないことは、各制御ループ
の動作が互いに他方のループに影響を与えることにな
り、各制御ループが収束しにくくなるという欠点を生む
ことになる。
に鑑みてなされたもので、特にオートアイリス調整のた
めの明るさ情報の抽出を簡易に実行できるようにすると
ともに、互いに影響を与える複数の制御ループが交錯し
ないようにし、ループ動作をより効率化することを目的
とする。
素子から出力され、かつ画像信号処理手段に入力される
前段での各画素情報を積算していくことで、疑似輝度情
報を生成する疑似輝度情報生成手段と、疑似輝度情報生
成手段から出力される疑似輝度情報を用いてアイリス調
整を行うアイリス調整手段とを設ける。固体撮像素子の
カラーフィルタを、G(グリーン)フィルタが市松状
(千鳥状)に配置されるとともに、ライン毎にR(レッ
ド)、B(ブルー)が交互に配置される、G市松及びR
B線順次方式とされたカラーフィルタとする場合、疑似
輝度情報生成手段は、2G+R+Bの演算により疑似輝
度信号を生成する。また、疑似輝度情報生成手段は、ホ
ワイトバランスアンプ手段よりも前段で得られる各画素
情報を積算していくことで、疑似輝度情報を生成するよ
うにする。画素情報の積算値である疑似輝度情報は、擬
似的な輝度信号として明るさ情報を有するものとなるた
め、画素情報の積算値を用いてアイリス調整を行うこと
ができる。また、この場合輝度信号を用いるものではな
いためホワイトバランスアンプよりも前段の画素情報を
用いることができる。
実施の形態を説明する。図1は本例のビデオカメラ装置
における、オートアイリス調整、オートフォーカス調
整、オートホワイトバランス調整の制御ループを含む要
部のブロック図である。
らの光線をCCD撮像素子2に導くための各種レンズが
配置される。このレンズ系1内のフォーカス用のレンズ
は、フォーカスモータ13により前後に移動可能に配置
されており、これによって撮影画像のフォーカス状態が
調整される構造となっている。CCD撮像素子2の画素
は、例えば図2に示すようなR、G、B3原色フィルタ
構成とされている。図2はCCD撮像素子2のnライン
目近辺の画素構成を示しているが、図からわかるよう
に、各画素のカラーフィルタの構成はG市松及びR/B
線順次方式とされている。つまりnライン、n+2ライ
ン、n+4ラインは、R画素とG画素が交互に形成され
ており、一方、n+1ライン、n+3ライン、n+5ラ
インは、G画素とB画素が交互に形成されている。この
ように1ライン毎にR−G画素ラインとB−G画素ライ
ンが形成される。
CD撮像素子2は、入射される撮影光に応じてR、G、
Bの各画素信号を出力する。出力された画素信号はCD
S/AGC回路3(CORRELATED DOUBLE SAMPLING /AUTO
GAIN CONTROL)で、相関2重サンプリングによるデー
タ抽出及びゲインコントロール処理が行われた後、A/
D変換器4でデジタルデータに変換される。そしてクラ
ンプ回路5でデジタルクランプ処理された後、ホワイト
バランスアンプ6でホワイトバランスのための各色の画
素データに対して所定のゲインが与えられる。ホワイト
バランスのためのゲイン調整が行われた各画素データ
は、輝度信号処理回路7及びクロマ信号処理回路8に供
給される。
G、Bの画素データに対してγ補正やホワイトクリップ
などのプロセス処理を行うとともに、R、G、Bの画素
データを用いたマトリクス演算処理により輝度信号(Y
信号)を生成し、撮影画像としての輝度信号として後段
の回路系に出力する。またクロマ信号処理回路8も、プ
ロセス処理を施したR、G、Bの画素データを用いたマ
トリクス演算処理により色差信号R−Y,B−Yを生成
し、後段の回路系に出力する。
画素データに与えられるゲインはフィードバックループ
により制御される。この制御のためにR信号、G信号、
B信号の各レベルが検出される必要があるが、このた
め、R信号、G信号、B信号がクロマ信号処理回路8か
ら抽出され、ホワイトバランス検波部11でレベル検出
が行われる。各色の画素データのレベル情報DAWB はマ
イクロコンピュータで形成されているコントローラ12
に供給され、オートホワイトバランスのための各色のゲ
インが算出される。例えば基準被写体を撮影している状
態においてG信号レベルに対してR信号、B信号が同一
レベルになるように、R信号、B信号に対するゲインが
算出される。そしてそのホワイトバランスゲイン制御情
報SAWB がホワイトバランスアンプ6に供給されて、例
えばR信号ゲインとB信号ゲインが調整される。
カス調整のためには、クランプ回路5の出力(ホワイト
バランスアンプ6の前段の信号)が抽出され、これがオ
ートアイリス検波部9及びオートフォーカス検波部10
に供給される。
ランプ回路5から出力される画素データについてハイパ
スフィルタ処理を行った後、エッジ検出処理を行う。そ
してエッジ検出信号の平均化等を行ってフォーカス情報
DAFを生成する。コントローラ12はフォーカス情報D
AFに応じてフォーカス制御信号SAFをフォーカスモータ
13に出力して、レンズ系1内のフォーカスレンズを移
動させ、適切なフォーカス状態が得られるようにする。
ジャストフォーカス状態にあるときは、画像データのエ
ッジ成分がある程度はっきりと観測される。従って画素
データのエッジ情報を検出してフィードバックループに
よるフォーカス制御を行うことで、適切なフォーカス状
態が得られることになる。
おいて必要に応じて供給された画素データの平均化等の
処理が行われる。例えば入力された画素データについて
4画素毎の平均化処理を行い、その4画素の平均値を順
次出力していく。このような前処理を経たデータは積算
部9bに供給されるが、この積算部9bは1画面分の全
画素データを積算する動作を行う。なお、前処理部9a
において4画素毎の平均値を求め、その平均値を順次出
力していることにより、積算部9bにおける1画面分の
画素データの積算の際に、その積算データ数を1/4に
減らすことができることになり、回路構成や処理の簡素
化を計ることができる。
らの画素データとしては、nライン目のタイミングでは
RデータとGデータが、一方、n+1ライン目のタイミ
ングではGデータとBデータが交互に出力されてくるこ
とになる。積算部9bではこのような各色のタイミング
で供給されてくる画素データをそのまま加算していき、
その加算結果を明るさ情報DAEとして出力する。従っ
て、1画面分の画素データを加算して得られる情報DAE
は、 DAE=K(2G+R+B) となる(Kは加算画素数に伴う係数)。加算処理で得ら
れる(2G+R+B)という値は、ほぼ明るさ情報を示
す値となるものである。つまり本例では、輝度信号を用
いなくとも(2G+R+B)という明るさ情報(疑似輝
度情報)を得ることができる。
情報DAEはコントローラ12に供給されるが、コントロ
ーラ12は明るさ情報DAEに応じてアイリス制御信号S
AEを発生する。このアイリス制御信号SAEとしては、C
CD撮像素子2の露光時間を設定する電子シャッタデー
タと、AGCゲインデータとなる。電子シャッタデータ
はタイミングジェネレータ14に供給される。タイミン
グジェネレータ14は電子シャッタデータに応じたタイ
ミング信号を発生させてCCD撮像素子2の露光時間を
制御する。これがアイリス調整に相当する動作となる。
またAGCゲインデータはAGC回路3に供給され、A
GC回路3のゲイン設定が行われる。つまり明るさ調節
がAGC回路3で電気的に行われ、これもアイリス調整
動作となる。
D撮像素子2の露光時間を調整することでアイリス調整
を行うこととしているが、もちろんメカニカルな絞り機
構によってアイリス調整を行う方式も考えられる。この
場合アイリス制御信号SAEとして、上記電子シャッタデ
ータに相当するモータ制御データが発生され、絞り機構
の駆動モータが駆動制御されることになる。
いる情報を輝度信号処理回路7で生成される輝度信号と
はせず、(2G+R+B)という積算信号としている。
このため図4のように独立した輝度信号生成部を持たな
くてもよく、回路構成上の無駄がないとともに、簡易な
処理でアイリス調整に用いる擬似的な輝度情報を得るこ
とができる。。また、ホワイトバランスアンプ6は輝度
信号処理回路7及びクロマ信号処理回路8の前段に配す
ることが好ましいとされるが、アイリス調整に関しては
(2G+R+B)という積算信号を用いることで、ホワ
イトバランスアンプ6の後段となる輝度信号処理回路7
から輝度信号を取り出す必要はなくなる。そして上記の
ようにクランプ回路5の出力段階のデータから積算信号
(2G+R+B)を生成すればよい。そして本例の構成
は、アイリス調整ループとホワイトバランス調整ループ
が交錯していない状態となっているものである。即ちフ
ィードバックループの動作が互いに影響を与えることに
なるアイリス調整ループとホワイトバランス調整ループ
が、それぞれ信号経路上で分離されることで、各調整ル
ープが他方のループに影響されず、それぞれ効率的に収
束できるようになる。ところで図1の場合、オートアイ
リス調整ループとオートフォーカス調整ループは独立し
た信号系内でのループとはいえないが、フォーカス状態
と明るさ状態は互いに大きな影響を与えるものではない
ため問題ない。
(1フレーム分)の画素データ積算するようにしたが、
積算する範囲はこれに限られない。(2G+R+B)と
いう明るさ情報を得るには、少なくとも偶数ライン分の
積算が行われればよい。また、固体撮像素子としてCC
Dの例をあげたが、BBD(BUCKET BRIGADE DEVICE )
を撮像素子として用いるものでも本発明を適用できる。
ラ装置は、固体撮像素子から出力され、かつ画像信号処
理手段に入力される前段での各画素情報を積算していく
ことで疑似輝度情報を生成し、これに基づいてアイリス
調整を行う。このため複雑な処理を経て得られる輝度信
号を用いなくてもよく、簡易な回路構成でオートアイリ
ス調整のための信号を得ることができるという効果があ
る。特に、固体撮像素子のカラーフィルタがG市松及び
R/B線順次方式とされている場合は、単に画素情報を
積算するのみで2G+R+Bという、明るさ情報として
適切な疑似輝度情報を得ることができ、的確なアイリス
調整が実現できる。
/色信号処理の前段に配することが好ましいとされる
が、本発明のアイリス調整に用いる疑似輝度情報は、い
わゆる輝度信号ではなく各画素情報の積算値であるた
め、疑似輝度情報生成手段はホワイトバランスアンプ手
段よりも前段の各画素情報を積算して疑似輝度情報を生
成できる。従ってオートアイリス調整ループとオートホ
ワイトバランス調整ループが交錯しないように構成する
ことができ、これによって各制御ループは効率的に収束
されるようになるという効果がある。
る。
図である。
S回路、4 A/D変換器、5 クランプ回路、6 ホ
ワイトバランスアンプ、7 輝度信号処理回路、8 ク
ロマ信号処理回路、9 オートアイリス検波部、9a
前処理部、9b積算部、10 オートフォーカス検波
部、11 ホワイトバランス検波部、12 コントロー
ラ、13 フォーカスモータ、14 タイミングジェネ
レータ
Claims (3)
- 【請求項1】 マトリクス状に配置された複数の画素を
有し、各画素に対してカラーフィルタが設けられた固体
撮像素子と、 前記固体撮像素子から出力される各画素情報に基づいて
輝度情報及び色情報から成る撮影画像情報を得る画像信
号処理手段と、 前記固体撮像素子から出力され、かつ前記画像信号処理
手段に入力される前段での各画素情報を積算していくこ
とで、疑似輝度情報を生成する疑似輝度情報生成手段
と、 前記疑似輝度情報生成手段から出力される疑似輝度情報
を用いてアイリス調整を行うアイリス調整手段と、 を備えたことを特徴とするビデオカメラ装置。 - 【請求項2】 前記固体撮像素子のカラーフィルタは、
G(グリーン)市松及びR(レッド)、B(ブルー)線
順次方式とされたカラーフィルタであり、 前記疑似輝度情報生成手段は、 2G+R+B の演算により疑似輝度信号を生成することを特徴とする
請求項1に記載のビデオカメラ装置。 - 【請求項3】 前記画像信号処理手段から抽出される色
情報に基づいて、前記固体撮像素子から出力される各色
毎の画素情報のゲイン調整を行うことでホワイトバラン
ス調整を行うホワイトバランス調整手段を備え、 前記疑似輝度情報生成手段は、前記ホワイトバランス調
整手段よりも前段で得られる各画素情報を積算していく
ことで、輝度情報を生成することを特徴とする請求項1
に記載のビデオカメラ装置。
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