KR100193974B1

KR100193974B1 - 촬상 소자로부터 얻어지는 휘도 정보 신호 및 색 정보 신호에 기초하여 백색 밸런스 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치

Info

Publication number: KR100193974B1
Application number: KR1019900018625A
Authority: KR
Inventors: 게니찌 기꾸지; 도시노부 하루끼
Original assignee: 다카노 야스아키; 산요 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1999-06-15
Also published as: CA2030144C; EP0429992A2; DE69028973T2; KR910011060A; CA2030144A1; EP0429992A3; EP0429992B1; US5282022A; DE69028973D1

Abstract

비디오카메라의 촬상 화면상에는 64개의 영역이 설정되고, 촬상 신호로부터 얻어진 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도 신호 Y를 각 영역마다 각각 1필드 기간 평균화함으로써 각 평가값 r_ij, b_ij, y_ij가 얻어진다. 이것의 평가값 중 휘도 평가값 y_ij가 소정의 값을 초과한다고 판정되면, 색차 신호에 대한 이득 제어신호의 작성에도 해당 영역의 색 평가값이 소정량만큼 감쇠된다. 이 결과 고휘도의 피사체의 백색 밸런스 조정에 대한 영향은 경감된다.

Description

촬상 소자로부터 얻어지는 휘도 정보 신호 및 색 정보 신호에 기초하여 백색 밸런스 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치

제1도는 종래의 백색 밸런스 조정 장치의 일례를 도시한 블럭도.

제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도.

제3도는 촬상 화면상의 영역 설정을 모식적으로 도시한 도면.

제4도는 제2도의 적분기를 상세하게 도시한 블럭도.

제5도는 제2도에 도시한 색 평가값 조정 회로를 상세하게 도시한 블럭도.

제6도는 본 발명의 제2실시예에 따른 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도.

제7도는 본 발명의 제3실시예에 따른 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도.

제8도는 제7도에 도시한 색 평가값 조정 회로를 상세하게 도시한 블럭도.

제9도는 제7도에 도시한 색 평가값 조정 회로의 다른 예를 도시한 블럭도.

제10도는 본 발명의 제4실시예에 따른 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도.

제11도는 제10도에 도시한 색 평가값 조정 회로를 상세하게 도시한 블럭도.

제12도는 제10도에 도시한 제4실시예의 동작원리를 설명하는 모식도.

제13도는 제10도에 도시한 색 평가값 조정 회로의 다른 예를 도시한 블럭도.

제14도는 본 발명의 제5실시예에 따른 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도.

제15도는 제15도에 도시한 제5실시예의 동작을 설명하는 그래프.

제16도는 본 발명의 제6실시예에 따른 백색밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도.

제17도는 제16도에 도시한 제6실시예의 동작을 설명하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 렌즈 2 : 촬상소자

4 : R 증폭회로 5: B 증폭회로

21 : 선택회로 22 : A/D 변환기

23 : 적분기 26 : 메모리

27, 60, 95 : 색평가값 조정회로 28 : 화면 평가 회로

29, 30 : 이득 제어 회로 51, 52 : 이득제한회로

55, 56, 57, 58, 100, 101, 102, 103 : 가증회로

96 : 가중량 결정회로

본 발명은 백색 밸런스 조정 장치엑 관한 것으로, 보다 구체적으로는 촬상소자로부터 얻어진 촬상 신호중의 휘도 정보 신호 및 색 정보 신호에 기초하여 광원마다 다른 빛의 파장분포를 보정하는 백색 밸런스 조정을 자동적으로 행하는, 예를 들면 컬러 비디오 카메라와 같은 촬상 장치를 위한 백색 밸런스 조정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 컬러 비디오 카메라와 같은 촬상 장치를 사용하여 피사체를 촬영하는 경우, 관원으로부터 피사체를 조사하는 빛이 파장 분포는 광원의 종류에 따라 다르다. 예를 들면, 비교적 고온의 광원으로부터 조사되는 빛은 청색의 성분이 강하고, 반대로 비교적 저온의 광원으로부터 조사되는 빛은 적색의 성분이 강한다. 따라서, 이와 같은 광원으로부터의 빛에 조사된 피사체 그 자체의 색조를 칼라 모니터 수상기의 화면상에 바르게 재현하기 위해서는, 이와 같이 광원마다 다른 파장분포를 보정할 필요가 있다. 이와 같은 보정은 일반적으로 백색 밸런스 조정이라고 불리우며, 기본적으로는 적(이하, R), 청(이하, B) 및 녹(이하, G)의 삼원색 신호의 진폭의 비가 1:1:1이 되도록, 각 색 신호의 이득을 조정함으로써 행해진다.

종래의 촬상 장치에서는, 이와 같은 삼원색 신호 R,G,B의 검출은 각 색마다 별도로 설치된 센서를 사용하여 촬상 장치 주위로부터 입사하는 빛에 기초하여, 행해지고 있었으나, 이와 같은 촬상 장치에서는, 예를 들면 실내에서 실외의 광경을 촬영하는 경우와 같이 촬상 장치의 주위의 광원(예를 들면, 형광등)과 피사체를 비추는 광원(예를 들면 태양)이 다를 경우에는, 올바른 백색 밸런스의 조정이 행해지지 않는다.

그래서, 최근에는 별도의 센서를 설치함이 없이 촬상 소자로부터 얻어지는 촬상 신호중의 색차 신호 R-Y 및 B-Y에 기초하여 백색 밸런스의 조정을 행하는 소위 TTL(Through The Lens) 방식이 제안되었는데, 예를 들면 일본국 특허공개(소) 제62-35,792호에 개시되어 있다. 이 방식은 촬상장치에 의해 촬영되는 피사체가 다양한 색 면적 분포(이하, 색분포)를 갖고 있고, 이와 같은 색 분포를 충분히 긴 시간에 걸쳐서 평균화하면 각 색 성분이 서로 상쇄되어 각 색신호가 0이 되고, 완전백색면을 촬영한 상태와 등가가 되는 것을 전제로 해서 색차 신호 R-Y 및 B-Y의 각각의, 예를 들면 1필드 기간에 걸친 적분값이 0이 되도록 각 색 신호의 이득을 제어함으로써 광원광의 파장 분포에 기인하는 색조의 보정을 행하는 것이다.

제1도는 이와 같은 TTL 방식에 의한 종래의 백색 밸런스 조정 장치의 일례를 도시한 블럭도이다. 제1도에서, 피사체(도시안됨)로부터의 빛은 렌즈(1)를 통하여 CCD로 구성된 촬상 소자(2)로 입시한다. 입사된 빛은 촬상 소자(2)에 의해서 전기 신호로 광전 변환되어 색 분리 회로(3)에 부여되고, 색 분리 회로(3)는 이 전기 신호로부터 R, G 및 B의 삼원색 신호를 취출한다. 취출된 G 신호는 직접적으로, R 및 B신호는 각각 이득 가변의 R 증폭회로(4) 및 B 증폭회로(5)를 통하여 카메라 프로세스 및 매트릭스 회로(6)에 부여된다. 카메라 프로세스 및 매트릭스 회로(6)는 입력된 G, R 및 B의 삼원색 신호에 기초하여 회도 신호 Y와, 색차신호 R-Y 및 B-Y를 작성하고, 비디오 회로(7)에 부여한다. 비디오 회로(7)는 이들 신호 Y와, R-Y 및 B-Y에 주지의 처리를 실시하고, 기록용 영상 신호를 작성하여 도시하지 않은 영상 기록 회로로 공급한다.

한편, 2개의 색차 신호 R-Y 및 B-Y는 각각 적분 회로(18 및 17)에 부여되고, 충분히 긴 시간, 예를 들면 영상 신호의 1 필드 기간에 걸쳐서 적분된다. 그리고, 그 결과 얻어지는 적분값은 이득 제어 회로(13 및 14)에 부여되고, 이득 제어회로(13 및 14)는 이들 적분값이 각각 0이 되도록, B 증폭회로(5) 및 R 증폭회로(4)의 가변이득을 제어한다. 이 결과, 삼원색 신호 G, R, B의 진폭비는 1:1:1이 되고, 백색 밸런스가 조정된다.

그런데, 제1도에 도시한 바와 같은 종래의 백색 밸런스 조정 장치에서는, 예를 들면 태양과 같은 광원을 직접 촬영하는 경우 등, 촬상 화면의 일부에 현저게 휘도가 높은 피사체가 포함되어 있는 경우에는, R, G, B의 각 색마다 설치되며 또한 촬상 소자(2)를 구성하는 복수의 수광부(도시 안됨)의 출력 중 최소한 1개가 포화되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 색 분리회로(3)로부터 출력되는 삼원색 신호 R, G, B의 진폭비가 실제의 광원광에 포함되는 R, G, B 성분의 크키와 비례하지 않게 된다. 따라서, 이와 같은 삼원색 신호 R, G, B에 기초하여 백색 밸런스 조정을 행하면, 실제의 광원 색 온도와는 관계가 없는 방향으로 백색 밸런스가 어긋나는 문제가 있다.

또한, 제1도에 도시한 바와 같은 종래의 백색 밸런스 조정 장치는 전술한 바와 같이 피사체 그 자체의 다양한 색 분포를 장시간에 걸쳐서 평균화하면, 각 색이 서로 상쇄하여 재생 화면을 거의 백색 화면에 근사시킬 수 있다고 하는 것을 전제로 해서 광원광에 의한 파장 분포의 치우침을 보정하고 있다. 이 방식에서는, 화면 내에서의 삼원색의 면적 비율이 균등하지 않은 경우, 즉 색 분포가 균등하지 않은 경우, 예를 들면, 녹색의 잔디나 푸른 하늘이 화면상에서 큰 면적을 점유하는 경우나, 빨간 스웨터를 입은 사람을 클로즈업하는 경우 등에서는, 화면 전체에 포함되는 피사체의 색 분포를 평균화했어도 재생화면을 백색 화면에서 근사시킬 수는 없고, 피사체 그 자체에 관한 백색 밸런스가 붕괴된 상태가 된다. 이와 같은 백색 밸런스의 붕괴에 대하여 전술한 바와 같은 백색 밸런스 조정을 실시하면, 치우친 색을 상쇄하는 방향으로 이득을 제어하게 된다. 예를 들면 상술한 바와 같이 빨간 스웨터를 입은 사람을 클로즈업한 경우에는, 적색의 보색인 청색쪽으로 백색 밸런스가 불필요하게 어긋나서 피사체 그 자체의 색을 재생 화면상에 올바로 재현시킬 수 없다고 하는 문제점이 있다.

특히, 옥외에서의 촬영시에는 이 화면의 상측에 푸른하늘이 들어오는 경우가 많은데, 이와 같은 경우에는 화면 전체의 백색 밸런스가 청색의 보색측으로 어긋나게 된다. 이와 같이 푸른 하늘이 화면의 상측에 들어오는 것은 빈번히 일어나는 것이므로 특별한 대책이 필요하다고 생각된다.

한편, 피사체의 휘도가 극단적으로 낮으면, R, G, B의 삼원색 신호의 각 레벨이 저하하고, S/N비가 악화된다. 이 결과, R, G, B의 각 신호 레벨간의 밸런스가 붕괴되고 실제의 피사체는 흑색, 즉 무채색임에도 불구하고 색차 신호가 발생한다. 그리고, 제1도에 도시한 바와 같은 종래의 백색 밸런스 조정 장치에서는 이 색차 신호를 상쇄하는 방향으로 R 및 B 신호의 이득이 변화해서 백색 밸런스가 보색측으로 어긋나는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 화면 내에 극단적으로 고휘도의 피사체가 포함되는 경우에도, 적정한 자동 백색 밸런스 조정을 행할 수 있는 백색 밸런스 조정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피사체의 색 면적 분포에 치우침이 있는 경우에도, 적정한 자동 백색 밸런스 조정을 행할 수 있는 백색 밸런스 조정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 화면 내의 특정 영역에 특정 색의 피사체가 포함된 경우에도, 적정한 자동 백색 밸런스 조정을 행할 수 있는 백색 밸런스 조정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 화면 내에 극단적으로 저휘도의 피사체가 포함된 경우에도, 적정한 자동 백색 밸런스 조정을 행할 수 있는 백색 밸런스 조정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 요약하면, 렌즈와 촬상 소자를 갖는 촬상 장치로부터 얻어진 휘도정보 신호 및 복수의 색 정보 신호에 기초하여 백색 밸런스의 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치로서, 증폭 회로와, 영역 설정 회로와, 휘도 평가값 및 색 평가값 변환 회로와, 이득 제어 회로와, 가중 겸감회로를 구비한다. 증폭 회로는 색 정보 신호의 각각을 가변 이득으로 증폭한다. 영역 설정 회로는 촬상 화면을 분할하여 촬상 화면상에 복수의 영역을 설정한다. 휘도 평가값 및 색 평가값 변환 회로는 복수의 영역 마다 휘도 정보 신호 및 복수의 색 정보 신호의 각각을 편균화하여 휘도 평가값 및 색 평가값으로 변환한다. 이득 제어 신호는 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값에 기초하여 증폭회로의 가변 이득을 제어한다. 가중 경감 회로는 휘도 평가값이 소정값 보다도 큰 영역에서의 각 색의 평가값의, 가변 이득의 제어에 대한 기여 정도를 경감시킨다.

본 발명의 다른 국면에 따르면, 각 영역 마다의 휘도 정보 신호에 따라서 각각의 영역의 색 평가값에 대한 가중량이 결정된다.

본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 촬상 화면상의 특정 영역에서의 휘도 평가값 및 특정의 색 평가값이 각각 소정값 보다도 클 때에 해당 특정 영역에서의 색평가값의, 가변 이득 제어에 대한 기여 정도가 경감된다.

본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 피사체의 콘트라스트를 나타내는 콘트라스트 평가값이 소정값 보다도 작은 영역에서의 각 색 평가값의, 가변 이득 제어에 대한 기여 정도가 경감된다.

본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 휘도 정보 신호에 따라서 가변 이득의 제어가 제한된다.

따라서, 본 발명의 주된 이점은 고휘도의 피사체가 화면 내게 존재하는 경우에도 화면의 백색 밸런스가 불필요하게 붕괴되는 것을 방지할 수 있다고 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 이점은 화면 내의 피사체의 색 면적 분포에 치우침이 있는 경우에도 피사체의 색의 보색측에 대한 백색 밸런스의 어긋남이 제어될 수 있다는 것이다.

본 발명의 또 다른 이점은 화면 내의 특정 영역에 특정 색의 피사체가 존재하는 경우에도 해당 특정색을 상쇄하는 방향으로 백색 밸런스가 붕괴되는 일이 없다고 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 이점은 화면 내에 극단적으로 저휘도의 피사체가 존재하는 경우에도 화면의 백색 밸런스가 불필요하게 붕괴되는 것을 방지할 수 있다고 하는 것이다.

[실시예]

제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도이다. 제2도에 있어서, 피사체(도시 안됨)로부터의 빛은 렌즈(1)를 통하여 CCD로 구성된 촬상 소자(2)로 입사된다. 입사된 빛은 촬상 소자(2)에 의해서 전기 신호로 광전 변환되어 색 분리 회로(3)에 부여되고, 색 분리 회로(3)는 이 전기 신호로부터 R,G 및 B의 삼원색 신호를 취출한다. 취출된 G 신호는 직접적으로, R 및 B 신호는 각각, 이득 가변의 R 증폭회로(4) 및 B 증폭회로(5)를 통하여 카메라 프로세스 및 매트릭스 회로(6)에 부여된다. 카메라 프로세스 및 매트릭스 회로(6)는 입력된 G, R 및 B의 삼원색 신호에 기초하여 휘도 신호 Y와 색차 신호 R-Y 및 B-Y를 작성하고, 비디오 회로(7)에 부여한다. 비디오 회로(7)는 이들 신호 Y와, R-Y 및 B-Y에 주치의 처리를 실시하고, 기록용 영상 신호를 작성하여 도시하지 않은 기록 회로로 공급한다.

동시에, Y, R-Y, B-Y의 각 신호는 선택 회로(21)로도 공급된다. 선택회로(21)는 동기 분리 회로(24)로부터 출력되는 수직 동기 신호에 기초하여 타이밍 회로(25)에서 작성되는 선택 신호 S1에 따라서 휘도 신호 Y 및 색차 신호 R-Y, B-Y중의 어느 1개를 1필드마다 순차 선택하는 회로로서, 예를 들면 제2도의 실시예에서는 (Y)→(R-Y)→(B-Y)→(Y)→(R-Y)→…라는 순서로 1필드 마다 휘도 신호 또는 색차 신호를 선택하여 후단의 A/D 변환기(22)로 공급한다.

A/D 변환기(22)는 선택회로(21)에 의해 선택된 신호 Y, R-Y, B-Y 중의 1개를 소정의 샘플링 주기로 샘플링하여 디지탈값으로 변환하고 적분기(23)에 부여한다.

한편, 타이밍회로(25)는 카메라 프로세스 및 매트릭스 회로(6)로부터 출력되는 수직 및 수평 동기신호와, CCD(2)를 구동하는 발진기(도시 안됨)의 고정 출력에 기초하여 전환 신호 S2를 작성하여 적분기(28)에 부여한다. 적분기(23)는 이 전환 신호 S2에 따라서 촬상 화면을 제3도에 도시한 바와 같이 8×8=64개의, 동일면적의 장방형의 영역, A₁₁, A₁₂, A₁₃, … A_ij(i,j = 1∼8의 정수)로 분할하여 각 영역마다 선택회로(21)의 출력을 시분할적으로 취출한다.

보다 상세히 설명하면, 적분기(23)는 전환 신호 S2를 받아서 선택회로(21)의 출력인 A/D 변환값을 각 영역마다 1필드 기간에 걸쳐서 가산하고, 즉 선택 회로(21)의 출력을 64개 영역의 각각마다 디지탈 적분하고, 이 1필드 기간 내에서의 적분이 완료하면, 각 영역에 대응하는 디자탈 적분값을 휘도 평가값 혹은 색 평가값으로 하여 메모리(26)에 보존한다. 이 결과, 어느 임의의 필드에서 64개의 영역의 각각에 대응하는, 휘도 신호 Y의 디지탈 적분값이 64개의 휘도 평가값 Y_ij(i,j : 1∼8)로서 얻어지게 된다. 또, 다음 필드에서는 선택 회로(21)에 의해서 색차 신호 R-Y가 선택되므로 적분기(23)에 의한 각 영역 마다의 적분 결과, 색차 신호 R-Y의 영역 마다의 디지탈 적분값이 64개의 색 평가값 r_ij로서 얻어진다. 더욱이, 다음 필드에서는 선택 회로(21)에 의해서 색차 신호 B-Y가 선택되므로 적분기(23)에 의한 각 영역마다의 적분결과, 색차 신호 B-Y의 영역 마다의 디지탈 적분값이 64개의 색 평가값 b_ij로서 얻어진다.

이렇게 해서, 휘도 신호 Y, 색차 신호 R-Y, B-Y의, 3필드 기간에 걸친 적산이 종료한 시점에서 휘도 평가값 Y_ij및 색 평가값 r_ij, b_ij의 값이 합계로 64×3=192개로서 메모리(26)에 보존되게 된다. 이 후, 마찬가지의 동작이 반복되어 다음필드에서는 새로운 휘도 평가값 Y_ij가 메모리(26)에 부여되고, 또한 다음 필드에서는 색 평가값 b_ij가 메모리(26)에 부여되어 메모리(26)에 보존되는 휘도 평가값 및 색 평가값은 순차로 갱신되게 된다.

제4도는, 이 적분기(23)를 상세히 도시한 블럭도인데, 여기서 A/D 변환기(22)로부터 공급되는 각 A/D 변환 데이터는 전환 회로(61)로 공급된다. 이 전환회로(61)는 타이밍회로(25)로부터의 전환 신호 S2를 받아 각 A/D 변환값을 64개의 영역 A₁₁, A₁₂, …A₈₈에 대응하여 설치된 64새의 가산기 F₁₁, F_12,…F₈₈중에서 해당 A/D 변환 데이터의 샘플링 지점이 존재하는 영역에 대응하여 설치된 가산기로 공급한다. 즉, 어느 임의의 A/D 변환 데이터의 샘플링 지점이, 예를 들면 영역 A₁₁내에 포함되어 있다면, 전환 회로(61)는 이 데이터를 영역 A₁₁에 대응하는 가산기 F₁₁로 공급한다.

각 가산기 F_ij의 후단에는 보존 회로 Q_ij가 각각 대응하여 설치되고, 각 가산기의 출력은 각각의 대응하는 보존 회로에 일단 보존된다. 각 보존회로의 보존 데이터는 재차 대응하는 가산기로 입력되고, 다음에 입력되는 A/D 변환 데이터와 가산된다. 또, 각 보존 회로 Q_ij는 수직 동기 신호에 기초하여 1필드마다 리세트되지만, 이 리세트 직전에서의 보존 데이터만이 메모리(26)로 공급된다. 따라서, 1조의 가산기 및 보존 회로에 의해서 1개의 디지탈 적분 회로가 구성되고, 합계 64개의 디지탈 적분회로에 의해서 적분기(23)가 구성되게 한다. 즉, 필드마다 각각의 보존회로로부터 64개의 영역마다 대응하는 디지탈 적분값이 메모리(26)로 입력되게 된다.

또한, A/D 변환기(22)로 입력되는 2개의 색차 신호 R-Y, B-Y 각각의 기준레벨, 즉 0레벨은 완전한 무채색면을 촬영했을 때에 얻어지는 레벨로 미리 설정되어 있다. 따라서, 이들 색차 신호를 A/D 변환하여 얻어지는 값은 정의 값 뿐만 아니라 부의 값도 취할 수 있다.

제2도를 다시 참조하면, 상술한 바와 같이 산출되며 또한 메모리(26)에 보존되어 있은 최신의 y_ij, r_ij, b_ij는 색 평가값 조정 회로(27)로 입력된다. 이 색 평가값 조정회로(27)는 각 영역의 휘도 평가값 y_ij의 레벨이 소정값을 초과하는지의 여부를 판단하고, 초과된 경우에는 해당 영역의 색 평가값 레벨을 소정량 P만큼 감소시키도록 기능한다.

제5a도는 이 색 평가값 조정 회로(27)를 도시한 블럭도이다. 제5a도를 참조하면, 각 영역의 휘도 평가값 y_ij는 휘도 비교기(41)로 입력되고, 휘도 임계값 메모리(40)에 이미 저장되어 있는 휘도 임계값 N_y와 비교된다. 그리고, 휘도 비교기(41)는 휘도 평가값 y_ij가 이 임계값 N_y이상일 때에는 H 레벨의, 이것을 밑돌 때에는 L 레벨의 스위칭 신호 S를 발생시켜 전환 회로(42)에 부여한다. 여기서, 휘도 임계값 Ny는 촬상소자의 R, G, B의 각색 마다의 수광부 출력 중 어느 것인가가 포화되었다고 인식하기 위한 임계값으로서 미리 실험적으로 구해져 설정되어 있다.

전환 회로(42)는 2개의 스위치(43, 44)로 구성된다. 스위치(43)는 색 평가값 r_ij가 입력되는 고정 접점(43a)과 R 감쇠기(45)에 결합된 고정 접점(43b) 또는 출력단자(47)에 결합된 고정 접점(43c)을 선택적으로 접속시키는 기능을 가지며, 스위치(44)는 색 평가값 b_ij가 입력되는 고정 접점(44a)과 B 감쇠기(46)에 결합된 고정 접점(44b) 또는 출력 단자(48)에 결합된 고정 접점(44c)을 선택적으로 접속시키는 기능을 갖고 있다.

양 스위치(43,44)는 휘도 비교기(41)로부터의 스위칭 신호 S에 의해 제어되어, 스위칭 신호 S가 L 레벨일때의 스위치(43,44)는 각각 고정접점(43c, 44c) 측으로 전환되고, 평가값 r_ij, b_ij가 그대로 조정후의 색 평가값 HR_ij, HB_ij로서 출력 단자(47,48)로 출력된다. 또한, 스위칭 신호 S가 L 레벨일 때의 스위치(43,44)는 각각 고정 접점(43b, 44b) 측으로 전환되고, 색 평가값 r_ij, b_ij가 각각 R 및 B감쇠기(45,46)로 입력된다.

R 및 B 감쇠기(45,46)는 각각 공급된 색 평가값 r_ij, b_ij로부터 미리 설정된 일정량 P를 감소시키고 r_ij-P, b_ij-P를 산출하여 출력단자(47,48)로 조정후의 색 평가값 HR_ij, HB_ij로서 공급한다. 여기서, 일정량 P는 고휘도의 피사체를 촬영한 경우에 부자연스런 화질로 되어 있지 않다고 충분히 인식할 수 있는, 미리 실험에 의해 구해진 값이다.

다음에, 제5a도를 참조하여 색 평가값 조정 회로(27)의 동작에 대해서 설명한다. 어느 영역에 대한 휘도 평가값 y_ij가 색 평가값 조정 회로(27)로 입력되면, 이 휘도 평가값 y_ij가 휘도 비교기(41)에 의해서 휘도 임계값 N_y와 비교된다. 그리고, 휘도 평가값 y_ij가 임계값보다도 클 때에는 이 영역 내의 피사체는 고휘도인 것으로 판단되어 H 레벨의 스위칭 신호 S가 전환회로(42)로 입력된다. 이로써 양 색 평가값 r_ij, b_ij는 각각 R 및 B 감쇠기(45, 46)에 의해서 일정량 P만큼 감쇠되어 출력 단자(47, 48)로부터 공급된다. 또한, 휘도 평가값 y_ij가 임계값보다도 작은 경우에는, 피사체는 고휘도가 아닌 것으로 판단되어 양 색 평가값 r_ij, b_ij는 하등 감쇠되는 일없이 각각 출력 단자(47, 48)로터 공급된다. 이 결과, 고휘도의 피사체가 존재하는 영역의 색 평가값만이 감쇠되게 된다.

출력단자(47,48)로부터 출력되는, 감쇠되어 있지 않은 또는 감쇠된 색 평가 값 HR_ij, HB_ij는 제2도의 화면 평가 회로(28)로 보내지고, 다음 식 (1),(2)에 기초하여 각 색차 신호에 대한 화면 전체의 색 평가값이 화면색 평가값 V_r, V_b로서 산출된다.

이들 식 (1), (2)에 의하면, 색 평가값 조정 회로(27)로부터 공급된 64개 영역의, 조정 후의 각 색 평가값 모두의 총합을 영역의 수로 나눔으로써 1개의 영역에 대한 평균값이 화면 전체에 관한 색 평가값이 화면 색 평가값으로서 산출된다.

이들 제어 회로(29,30)는 화면 색 평가값 V_r, V_b가 동시에 영이 되도록, R 증폭회로(4) 및 B 증폭 회로(5)의 각각의 이득을 제어한다. 이렇게 해서, 화면 색 평가값 V_r, V_b가 영이되면, 백색 밸런스 조정을 완료한 것이 된다.

또한, 제2도의 실시예에서는 색 평가값 조정 회로(27)에 의한 조정처리에 기초하여 색 평가값 자체를 직접 보정하도록 했으나, 이를 대신하여 통상적으로는 색 평가값을 일정한 가중량으로 가중하고, 고휘도의 색 평가값에서는 가중량을 감소시키도록 구성하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

제5b도는 이와 같은 방법에 의한 색 평가값 조정 회로(27)의 다른 예를 도시한 블럭도이다.

즉, 고휘도 영역 이외의 영역에 대해서는 가중회로(56및58)을 통해서 각 색 평가값에 대해 소정량의 가중을 행하고, 즉 r_ij×D1, b_ij×D1의 곱셈을 행하는 한편, 고휘도 영역에 대해서는 가중회로(55및57)를 통해서 가중량 D1보다도 작은 가중량 D2에 의해서 가중을 행한다. 즉 r_ij×D2, b_ij×D2의 곱셈을 행한다. 그리고, 이들 곱셈값을 각 영역의 조정후의 색 평가값으로서 출력함으로써, 실질적으로 Y_ijN_y의 조건을 만족하는 영역의 화면 전체의 백색 밸런스 조정에 대한 기여도를 경감할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 제1실시예에 의하면, 백색 밸런스 조정에는 적당하지 않은 고휘도 부분을 포함한 장면을 촬영한 경우에도 고휘도 부분의 색 평가값의 백색 밸런스 조정 장치의 기여 정도를 경감시킴으로써, 백색 밸런스 조정의 어긋남을 방지하고 적절한 백색 밸런스 조정을 실현할 수 있다.

다음에, 제6도는 본 발명의 제2실시예에 의한 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도이다. 제6도에 도시한 제2실시예는 이하의 점을 제외하고는 제2도에 도시한 제1실시예와 동일하다. 즉, 제2도의 색 평가값 조정회로(27) 및 화면 평가회로(28)를 대신하여 화면 평가회로(50)가 설치되어 있다.

제6도의 화면 평가회로(50)는 메모리(26)로부터의 최신 평가값 y_ij, r_ij, b_ij(i,j : 1∼8)를 취하고, 다음 식 (3) 및 (4)에 기초하여 색차 신호 R-Y, B-Y 각각에 관한, 화면 전체에 대한 색 평가값을 화면 색 평가값 V_r, V_b로서 산출한다.

여기에서 상기 식에 대해서 간단히 설명한다. 식 (3) 및 (4)는 모두 휘도 레벨이 높은 부분일수록 채도가 낮고, 백색인 확률이 높다는 점에 착안하여 휘도 평가값 y_ij에 의해서 각 색차 신호의 색 평가값 r_ij, b_ij를 가중 적산하는 연산식이다. 예를들면, 식(3)에서는 64개의 영역에 색 평가값 r_ij에 대응하는 휘도 평가값 y_ij에 가중을 행한 다음 다음 64개 영역 모두에 대한 승산 결과를 합계한 총합이다.

그러나, 상술한만으로는 가중량의 정규화가 이루어지지 않고 있다. 즉, 화면중에 고휘도 레벨의 영역이 점유하는 면적이 크다는 요인만으로도 화면 전체의 색 평가값은 커진다.

그래서, 상술한 총합를 전체 영역의 가중량의 총합인로 제산하여 가중량에 의한 정규화를 행한다. 이와 같이 색차신호의 색 평가값 r_ij를 가중량 y_ij를 사용하여 화면 전체에 걸쳐서 가중 적산함으로써 면적 차원의 요인이 배제된 화면 색 평가값 V_r이 도출된다.

예를 들면, 어떤 촬상 화면을 구성하는 영역의 반수로, 즉 64개 영역 중의 32개 영역에, 색차 신호 R-Y의 색 평가값 r_ij=10이고 또한 휘도 평가값 y_ij=10인 피사체가 존재하고, 나머지 영역은 환전히 흑색(y_ij=0)인 상태를 상정하면,

이 된다. 따라서, 가중량으로 정규화하지 않으면, 화면 전체의 색 평가값은 3200으로서 산출되고, 이에 기초하여 백색 밸런스 조정이 행해지는 것이다.

한편, 상술한 피사체와 모두 동일한 피사체, 즉 r_ij=10이고 또한 y_ij=10인 피사체가 촬상장치 화면의 1/4에 상당하는 영역, 즉 16개의 영역 내에 존재하고, 나머지 영역은 완정히 흑색인 상태를 상정하면,

이 된다. 여기에서, 피사체는 어느 경우도 모두 동일하고, 또한 피사체가 존재하지 않은 영역은 완전한 흑색 레벨이기 때문에, 백색 밸런스 조정은 어느 경우에도 동일한 피사체에 대하여 행해져야 한다. 따라서, 피사체의 촬상 하면 중에 점유하는 면적비율이 달라도 백색 밸런스 조정량은 모두 동일한 조정량이어야 하며, 상술한 3200 및 1600과 같이 화면 색 평가값에 화면중의 고휘도 레벨 영역의 면적비에 따른 차이가 생겨서는 안된다. 그래서 전체 가중량에 의한 정규화를 행하기 위해서과,으로 3200 및 1600을 각각 제산하면, 화면 색 평가값 V_r은 어느 경우에도 V_r=3200/320=1600/160=10이 되고, R 성분에 대해서는 항시 동일 조정량의 백색 밸런스 조정이 이루어지게 된다.

상기 식(4)에 대해서도 마찬가지로, 각 영역의 색차 신호 B-Y의 색 평가값 b_ij를 휘도 평가값 y_ij에 의해서 화면 전체에 걸쳐서 가중 적산함으로써 정규화된 화면 전체에 대해서의 색 평가값을 화면 색 평가값 V_b로서 도출할 수 있다.

제6도를 다시 참조하면, 이득 제어 회로(19 및 30)는 화면 전체에 관한 색 평가값인 화면 색 평가값 V_r및 V_b가 모두 영이 되도록, R 증폭회로(4) 및 B 증폭회로(5) 각각의 이득을 제어한다. 이와 같이하여 화면 색 평가값 V_r및 V_b가 영이 되면, 백색 밸런스 조정은 완료한 것이 된다.

이상과 같이 본 발명의 제2실시예에 의하면, 촬상 화면의 색 분포에 치우침이 있을 때에도 백색일 확률이 높은 고휘도 영역에서 색 신호의 백색 밸런스 조정에의 영향을 크게 함으로써 보색측에 대한 백색 밸런스의 어긋남을 최소한으로 억제하는 것이 가능하게 되어 피사체의 실제 색의 재현성이 향상된다.

제7도는 본 발명의 제3실시예를 도시한 블럭도이다. 제7도에 도시한 제3실시예는 이하의 점을 제외하고는 제2도에 도시한 제1실시예와 동일하다. 즉, 제2도의 색 평가값 조정회로(27)를 대신하여 색 평가값 조정회로(60)가 설치되어 있다. 메모리(26)에 보존되어 있는 각 평가값 y_ij, r_ij, b_ij는 이 색 평가값 조정회로(60)로 공급된다.

색 평가값 조정 회로(60)는 64개 영역 중의 미리 선택된 특정 영역에 어느 특정한 휘도 레벨을 갖고 또한 어느 특정한 색을 갖는 피사체가 존재하는지의 여부를 판별하고, 존재하는 경우에는 해당 영역의 색 평가값 레벨을 소정량 Z만큼 감소하도록 기능한다.

일반적으로, 옥외에서의 촬영시에는 상술한 바와 같이 촬상화면의 상측에 푸른 하늘이 존재할 확률이 지극히 높다. 푸른 하늘은 휘도 레벨이 비교적 높고 또한 색차 신호 B-Y가 매우 높은 피사체이다. 따라서, 화면 전체를 고려하면, 청색 성분에 치우친 화면이 될 가능성이 높다. 그래서, 이 제3실시예에서는 화면 상측의 2단분(段分)에 상당하는 16개의 영역을 특정 영역으로서 선택하고, 또한 청색을 특정 색으로서 선택하기로 한다.

제8도는 제7도에 도시한 색 평가값 조정회로(60)를 도시한 블럭도이다.

제8도를 참조하면, 각 영역의 휘도 평가값 y_ij는 y₁₁→y₁₂→…y₁₈→y₂₁→…→y₈₈의 순으로, 상측 영역으로부터 휘도 비교기(62)로 입력되어 미리 휘도 임계값 메모리(63)에 저장되어 있는 휘도 임계값 n_y와 그 때마다 비교된다. 여기에서, 휘도비교기(62)에 의한 비교 동작은 영역 선택 회로(64)에 의해 미리 선택되어 있는 영역의 휘도 평가값이 입력된 때에만 실행된다. 이 제3실시예에서는 특정색의 피사체로서 상술한 바와 같이 푸른 하늘에 착안하고 있으며, 영역선택회로(64)에 의해서 선택되는 영역은 상술한 바와 같이 촬상 화면의 상측 2단에 상당하는 16개의 영역 A₁₁, A₁₂,…A₂₈에 설정되어 있다. 이로 인해, 실제로 휘도 비교기(62)에 의한 비교 동작은 이들 16개 영역의 휘도 평가값에 대해서만 실행된다. 이와 같은 비교 동작의 결과, 휘도 평가값이 휘도 임계값 n_y보다 크다고 판단되는 경우에는 해당하는 영역에 대해도 휘도 비교기(62)로부터 H 레벨의 비교신호 S3이 발생된다.

색 비교기(65)는 비교신호 S3이 H 레벨인 기간에만, 색 평가값 b_ij와 색 임계값 메모리(166)에 저장되어 있는 B 임계값 N_b의 레벨 비교를 행한다. 따라서, 휘도 평가값이 휘도 임계값 n_y보다 크면 휘도비교기(62)에 의한 비교에 의해서 판단되는 영역에서 색 평가값 b_ij만이 B 임계값 N_b와 비교되게 된다. 이 비교동작의 결과, 색 평가값 b_ij가 B 임계값 N_b보다 큰 경우만 해당 영역에 대해서 색 비교기(65)로부터 H레벨의 비교 신호 S4가 발생된다.

제8도를 참조하면, 전환 회로(66)는 2개의 스위치(67,68)로 구성된다. 스위치(67)는 색 평가값 b_ij가 입력되는 고정 접점(67a)과 B 감쇠기(69)에 결합된 고정 접점(67b) 또는 출력단자(71)에 결합된 고정 접점(67c)을 선택적으로 접속시키는 기능을 가지며, 스위치(68)는 색 평가값 r_ij가 입력되는 고정 접점(68a)과 R 감쇠기(70)에 결합된 고정접점(68b) 또는 출력단자(72)에 결합된 고정접점(68c)을 선택적으로 접속시키는 기능을 갖고 있다.

양 스위치(67, 68)는 스위칭 신호로서의 비교 신호 S4에 의해 연동해서 전환제어되며, 비교 신호 S4가 L 레벨일 때에 스위치(67, 78)는 각각 고정 접점(67c, 68c)측으로 전환되고, 해당 영역에서 색 평가값 b_ij, r_ij가 하등 감쇠됨이 없이 그대로 출력단자(71, 72)로 공급된다. 또, 스위칭 신호 S4가 H 레벨일 때에는 스위치(67, 68)가 각각 고정 접점(67b, 68b) 측으로 전환되어 해당 영역의 색 평가값 b_ij, r_ij가 각각 B 및 R 감쇠기(69, 70)로 입력된다.

B 및 R 감쇠기(69, 70)는 각각 공급된 색 평가값 b_ij, r_ij에서 미리 설정된 소정량 Z를 감소시키고 b_ij-Z, r_ij-Z를 산출하여 출력 단자(71, 72)로 공급한다.

따라서, 색 평가값 조정 회로(60)는 미리 선택된 영역 A₁₁, A₁₂,…A₂₈의 각각에 대해서, 『(Ⅰ) 휘도평가값 y_ij(i=1,2 : j=1∼8)가 휘도 임계값 n_y를 상회할 정도로 피사체는 충분한 휘도 레벨을 갖고 있다.

(Ⅱ) 색 평가값 b_ij(i=1, 2 : j=1∼8)가 B 임계값 N_b를 상회할 정도로 피사체의 청색 성분이 현저하게 많다.』고 하는 2개의 조건을 동시에 만족하는지 여부를 판단하고, 동시에 만족하는 영역에 대해서의 색 평가값 b_ij, r_ij를 소정량 Z만큼 감쇠시키는 것과 같은 색 평가값 조정 동작을 실행한다.

또한, 휘도 및 색 평가값 y_ij, b_ij, r_ij는 동일 영역마다 동기하여 메모리(26)로부터 색 평가값 조정회로(60)로 입력된다. 따라서 색 평가값 조정회로(60) 내에서의 처리도 64개 영역의 모두에 대해서 차례차례 실행된다.

또, 임계값 ny 및 Nb는 어느 것이나 푸른 하늘을 인식시키기 위한, 실측 데이터에 의해 설정된 값이고, 마찬가지로고 감쇠량 Z는 실제로 영역 A₁₁, …, A₂₈의 선택 영역에 푸른 하늘이 존재하는 촬영 상태에서 최적의 백색 밸런스를 실현할 수 있을때의 실측값에 의해 설정된 값이다.

출력단자(71, 72)로부터 출력되는 감쇠되어 있거나 또는 감쇠된 색 평가값 bij, rij는 화면 색 평가값(28)으로 보내지고, 다음 식(5), (6)에 기초하여 각 색차신호에 대한 화면 전체의 색 평가값이 화면 색 평가값 V_r, V_b로서 산출된다.

이들 식(5),(6)에 의하면, 색 평가값 조정 회로(60)로부터 공급된 64개 영역의 조정후의 각 색 평가값 r_ij, b_ij의 모든 총합을 영역의 수로 제산함으로서 1개의 영역에 대한 평균값이 화면 전체에 관한 색 평가값이 화면 색 평가값으로서 산출된다.

이득 제어 회로(29,30)는 화면 색 평가값 V_r, V_b가 모두 영이 되도록 R 증폭회로(4) 및 B 증폭회로(5) 각각의 이득을 제어하고 있다. 그래서, 화면 색 평가값 V_r, V_b가 되면, 백색 밸런스 조정을 완료한 것이 된다.

이상과 같이 본 발명의 제3실시예에 의하면, 화면 상측에 특정 영역을 설정하고 또한 특정 색으로서 청색을 선택하도록 하고 있다. 따라서, 가령 촬상소자 화면에 푸른 하늘이 존재하여도 이 푸른 하늘이 갖는 청색 성분의 백색 밸런스 조정에 대한 영향을 억제할 수 있고, 더 나아가서는 화면 전체의 백색 밸런스가 청색의 보색측으로 어긋남을 방지하고 있다. 그러나, 특정 영역 및 특정 색은 각각 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들면, 특정 영역을 화면 상측에 설정하며 또한 특정 색으로서 적색을 선택하고, 제8도의 색 비교기(65)에 색 평가값 b_ij를 대신하여 r_ij를 입력하면, 푸른 하늘을 대신하여 저녁 노을이 갖는 적색 성분의, 백색 밸런스 조정에 대한 영향을 억제할 수 있고, 더 나아가서는 적색의 보색측에 대한 백색 밸런스의 어긋남을 방지할 수 있다.

다음에, 제9도는 제 7도의 색 평가값 조정 회로(60)의 다른 예를 도시한 블럭도이다. 상술한 제8도에 도시한 실시예에서는, 색 평가값 조정회로(60)에서 색 평가값의 조정 동작의 예로서 색 평가값 rij, bij로부터 소정의 감쇠량 Z를 감소시키는 방법을 도시했지만, 제9도에 도시한 실시예에서는 가변의 가중량을 사용하는 방법이 채용되고 있다.

즉, 비교신호 S4가 L레벨에 되는 영역에 대해서는 가중회로(101, 103)를 통해서 각 색 평가값에 대하여 소정의 가중량 D1로 가중을 행하고, 즉 r_ij×D1, b_ij×D1의 곱셈을 행하는 한편, 비교 신호 S4가 H 레벨이 되는 영역에 대해서는 가중회로(100,102)를 통해서 가중량 D1보다도 작은 가중량 D2로 가중을 행하고, 즉 r_ij×D2, b_ij×D2 의 곱셈을 행한다. 그리고, 이들 곱셈값을 각 영역의 조정후의 색 평가값으로서 출력함으로써 실제적으로 y_ijn_y, b_ijN_b의 조건을 동시에 만족하는 영역의, 화면 전체의 백색 밸런스 조정에 대한 기여도를 경감할 수 있다.

또, 상술한 바와 같은 특정 영역 및 특정색의 선택을 사용자가 조작 버튼에 의해서 자유롭게 선택할 수 있도록 구성하면, 다양한 촬영 상황 하에서 적절한 백색 밸런스 조정이 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 제3실시예에 의하면, 미리 특정된 영역에 미리 특정된 색의 피사체가 존재하는 상황 하에서, 이 피사체에 의한 백색 밸런스 조정에의 휘도 정도가 경감되고, 이 특정색의 보색측에서는 백색 밸런스의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 제10도는 본 발명의 제4실시예에 의한 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도이다. 제10도에 도시한 제4실시예는 이하의 점을 제외하고는 제2도에 도시한 제1실시예와 동일하다. 즉, 카메라 프로세스 및 매트릭스 회로(6)로부터 출력되는 휘도 신호 y는 고역 통과 필터(HPF)(31)에 부여되어 고역 성분 YH만이 추출되어 선택회로(21)에 부여된다. 이 고역 성분 YH는 화면의 콘트라스트가 높을수록 커지고, 즉 촬상 화면중의 각 피사체의 경계부분에서는 커진다. 한편, 고역 성분 YH는 화면의 콘트라스트가 낮을수록 작아지고, 즉 촬상화면 중의 단일 색 부분에서는 작아진다.

선택회로(21)는 동기 분리 회로(24)로부터 출력되는 수직 동기 신호에 기초하여 타이밍회로(25)에서 작성되는 선택 신호 S1에 따라서 휘도 고역 성분 YH 및 색차신호 R-Y, B-Y 중 어느 1개를 1필드마다 순차로 선택하는 회로이고, 예를 들면 제10도의 실시예에서는 (YH)→(R-Y)→(B-Y)→(YH)→(R-Y)→라는 순서로, 1필드 마다 휘도 고역 성분 또는 색차 신호가 선택되어 후단의 A/D 변환기(22)로 공급된다.

A/D 변환기(22)는 선택 회로(21)에 의해서 선택된 신호 YH, R-Y, B-Y 중의 1개를 소정의 샘플링 주기로 샘플링하여 디지탈 값으로 변환하고 적분기(23)에 부여한다.

적분기(23)는 전환신호 S2를 받아서 선택 회로(21) 출력의 A/D 변환값을 각 영역마다 1필드 기간에 걸쳐서 가산하고, 즉 선택 회로(21)의 출력을 64개 영역의 각각마다 디지탈 적분하고, 이 1필드 기간 내에서의 적분이 완료하면, 각 영역에 대응하는 디지탈 적분값을 콘트라스트 평가값 혹은 색 평가값으로서 메모리(26)에 보존한다. 이 결과, 어느 임의의 필드에서 64개 영역의 각각에 대응하는 휘도 고역성분 YH의 디지탈 적분값이 64개의 콘트라스트 평가값 y'_ij(i, j : 1∼8)로서 얻어지게 된다. 또, 다음 필드에서는 선택 회로(21)에 의해서 색차 신호 R-Y가 선택되므로 적분기(23)에 의한 각 영역마다의 적분 결과, 색차 신호 R-Y의 영역마다의 디지탈 적분값이 64개의 색 평가값 r_ij로서 얻어진다. 또한, 다음 필드에서는 선택 회로(21)에 의해서 색차신호 B-Y가 선택되므로 적분기(23)에 의한 각 영역 마다의 적분결과, 색차 신호 B-Y의 영역마다의 디지탈 적분값이 64개의 색 평가값 b_ij로서 얻어진다.

그래서, 휘도 고역 성분 YH, 색차 신호 R-Y, B-Y의 3필드 기간에 걸치는 적산이 종료한 시점에서 콘트라스트 평가값 y_ij및 색 평가값 r_ij, b_ij의 값이 합계 64×3=192개로 메모리(26)에 보존되게 된다. 이 후, 마찬가지의 동작이 반복되고, 다음 필드에서는 새로운 콘트라스트 평가값 y_ij가 메모리(26)에 부여되며, 더욱이 다음 필드에서는 색 평가값 r_ij가 메모리(26)에 부여되고, 메모리(26)에 보존되는 콘트라스트 평가값 및 색 평가값은 순차 갱신되게 된다. 이와 같이 해서 산출되고 또한 메모리(26)에 보존된 최신의 각 평가값 y'_ij, r_ij, b_ij는 후단의 색 평가값 조정회로(95)로 입력된다.

이 색 평가값 조정회로(95)는 각 영역에 단일 색의 피사체가 존재하는지의 여부를 콘트라스트 평가값의 크키에 기초하여 결정하도록 기능한다. 즉, 색 평가값 조정회로(95)는 콘트라스트 평가값이 작은 영역에 대해서는 백색 밸런스 조정의 해당 영역의 기여 정도를 저감시키기 위해 해당 영역의 색 평가값 r_ij, b_ij를 감쇠시키도록 기능한다.

제11도는, 이 색 평가값 조정 회로(95)를 도시한 블럭도이다. 제11도를 참조하면, 각 영역의 콘트라스트 평가값 y'_ij는 메모리(26)로부터, y'₁₁→y'₁₂→…y'₁₈→y'₂₁→…→y'₈₈의 순서로, 상단의 영역으로부터 콘트라스트 비교기(80)로 입력되어 미리 임계값 메모리(81)에 저장되어 있는 콘트라스 임계값 N과 차례차례 비교된다. 그리고 콘트라스트 비교기(80)는 콘트라스트 평가값이 콘트라스트 임계값 N보다 작을 때에는, H레벨의 비교 신호 S5를 발생시켜 전환 회로(82)에 부여한다.

전환 회로(82)는 2개의 스위치(83, 84)로 구성된다. 스위치(83)는 색 평가값 r_ij가 입력되는 고정 접점(83a)과, R 감쇠기(85)에 결합된 고정 접점(83b) 또는 출력단자(87)에 결합된 고정 접점(83c)을 선택적으로 접속시키는 기능을 가지며, 스위치(84)는 색 평가값 b_ij가 입력된 고정 접점(84a)과 B 감쇠기(86)에 결합된 고정 접점(84b) 또는 출력단자(88)에 결합된 고정 접점(84c)을 선택적으로 접속시키는 기능을 갖고 있다. 양 스위치(83, 94)는 콘트라스트 비교기(80)로부터의 스위칭 신호 S5에 의해서 연동하여 전환 제어되고, 스위칭 신호 S5가 L 레벨일 때 스위치(83, 84)는 각각 고정 접점(83c, 84c) 측으로 전환되고, 해당 영역에서는 색 평가값 rij, bij는 전혀 감쇠되지 않고 그대로 출력 단자(87, 88)로 출력된다. 또한, 스위칭 신호 S5가 H 레벨일 때 스위치(83, 84)는 각각 고정 접점(83b, 84b) 측으로 전환되고, 해당 영역의 색 평가값 r_ij, b_ij는 R 및 B 감쇠기(85, 86)로 입력된다.

R 및 B 감쇠기(85, 86)는 각각 입력된 색 평가값 r_ij, b_ij로부터 미리 설정된 소정량 Z'를 감소시키고, r_ij-Z', b_ij-Z'를 산출하여 출력 단자(87, 88)로 공급한다.

또한, 콘트라스트 임계값 N은 단일 색의 피사체로 인식할 수 있기 때문에 실측값에 기초하여 설정된 값이고, 마찬가지로 감쇠량 Z'는 실제로 단일색의 피사체가 촬상 화면내에 큰 면적을 점유하고 있는 촬영 상태에서 최적의 백색 밸런스를 실현할 수 있을 때의, 실측값에 기초하여 설정된 값이다.

출력단자(87, 88)로부터 출력되는 감쇠되지 않거나 또는 감쇠된 색 평가값은 제10도의 화면 평가 회로(28)로 보내지고, 이것의 색 평가값에 기초하여 화면 전체의 색 평가값 V_b, V_r이 산출된다. 이후의 동작은, 제2도에 도시한 제1실시예 또는 제7도에 도시한 제3실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

이상과 같이 본 발명의 제4실시예에 의하면, 저 콘트라스트 영역의 색 평가값을 감쇠시켜서 백색 밸런스 조정을 행함으로써, 예를 들면 짙은 초록색 잎이 무성한 나무를 촬영하여 제12도와 같은 촬상 화면을 얻은 경우에, 짙은 초록색 잎만이 존재하여 콘트라스트가 낮고, 사선으로 도시한 11개의 영역, 즉 영역 A₂₃, A₃₂내지 A₃₄, A₄₂내지 A₄₄, A₅₂내지 A₅₄및 A₆₃의 각 색 평가값 r_ij, b_ij가 감쇠된다. 따라서, 촬상 화면 내에 나무가 점유하는 비율이 크고, 화면 전체에 색의 치우침이 있는 경우에도 화면 전체의 백색 밸런스에 대한 11개의 녹색 영역의 영향은 저감되어 종래의 예와 같이 나뭇잎이 갖는 녹색 성분을 상쇄하는 방향, 즉 녹색의 보색측에 백색 밸런스가 어긋나지 않고, 적절한 백색 밸런스 조정이 실시된다.

다음에, 제13도는 제10도의 색 평가값 조정회로(95)의 다른 예를 도시한 블럭도이다. 제11도에 도시한 실시예에서는, 색 평가값 조정 회로(95)에서 색 평가값의 조정 동작의 예로서, 색 평가값 r_ij, b_ij로부터 소정의 감쇠량 Z'를 감소시키는 방법을 도시했는데, 제13도에 도시한 실시예에서는 가변의 가중량을 사용하는 방법이 채용되고 있다.

즉, 고 콘트라스트 영역에 대해서는 가중 회로(91,93)를 통해서 각 색 평가값에 대하여 소정의 가중량 D1'로 가중을 행하고, 즉 r_ij×D1', b_ij×D1'의 곱셈을 행한다. 한편, 저 콘트라스트 영역에 대해서는 가중회로(90,92)를 통해서 가중량 D1' 보다도 작은 가중량 D2'로 가중을 행하고, 즉 r_ij×D2', b_ij×D2'의 곱셈을 행한다. 그리고, 이것을 곱한 값을 각 영역의 조정후의 색 평가값으로서 출력함으로써 실질적으로 저 콘트라스트 영역의 백색 밸런스 조정에 대한 기여 정도를 감소시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 제4실시예에 의하면, 단일색의 피사체가 촬상 화면 내에서 큰 면적을 점유하고, 촬상 화면의 색 면적 분포에 치우침이 있는 경우에도 이 단일 색을 상쇄하는 방향으로 백색 밸런스가 어긋나지 않고, 적절한 백색 밸런스 조정을 실현할 수 있다.

다음으로, 제14도는 본 발명의 제5실시예에 의한 백색 밸런스 조정 장치를 도시한 블럭도이다. 제14도에 도시한 제5실시예는 이하의 점을 제외하고는 제1도에 도시한 종래의 예와 동일하다. 즉, 카메라 프로세스 및 매트릭스 회로(6)에서 만들어진 휘도 신호 Y는 비디오 회로(7)에 부여됨과 동시에 적분 회로(19)에도 부여되고, 여기서 1화면분에 상당하는 휘도 신호가 적분된다.

상한값 설정 회로(20)는 이 적분값에 기초하여 이득 제어 회로(51, 52)에 의한 이득 제어량의 최대값을 설정한다.

제15도는 이 상한값 설정 회로(20)에 의한 상한값 설정 동작에서 휘도의 적분값과 이득 제어량의 상한값과의 관계를 도시한 그래프이다. 제15도를 참조하면, 적분값이 현저하게 작은 경우에는 이득 제어량의 상한이 영 레벨로 고정되어 있다. 그리고, 적분값이 커짐에 따라서 상한값 HJ는 이에 비례하여 커진다. 상한값 설정회로(20)는 이 제15도의 그래프에 기초하여 입력된 휘도 적분값에 대해 이득 제어량의 상한값 HJ를 구하고, 이 상한값 HJ가 각 이득 제어 회로(51, 52)에 부여된다.

제14도의 이득 제한 회로(51, 52)는 각각 이득 제어량에 상당하는 이득 제어 신호 G_r, G_b의 레벨을 항시 감시하고, 상한값 설정 회로(20)에 의해서 설정된 상한값 HJ이하인 경우에는 그대로 출력하고, 상한값을 초과한 경우에는 이득 제어 신호에 제한을 가하여 설정되어 있는 상한값 자체를 출력한다. 따라서, 화면의 휘도 레벨이 작을 때에는 휘도 적분값도 작아지고, 따라서 이득 제어량의 상한값 HJ도 저하된다. 특히, 화면이 현저하게 어두운 경우에는 이득 제어량의 상한값은 영이 되고, 이득 제어 신호 G_r, G_b도 함께 영이 된다. 즉, 이와 같은 경우에는 실질적으로 이득 제어는 금지되게 되고, 불필요한 백색 밸런스 조정은 행해지지 않는다.

다음에, 제16도는 본 발명의 제6실시예에 의한 백색 밸런스 조정을 도시한 블럭도이다. 제16도에 도시한 제6실시예는 이하의 점을 제외하고는 제6도에 도시한 제2실시예와 동일하다.

즉, 메모리(26)에 보존되어 있는 최신의 휘도 평가값 y_ij는 가중량 결정 회로(96)로 공급되고, 색 평가값 r_ij, b_ij는 화면 평가 회로(97)로 공급된다.

가중량 결정 회로(96)는 64개의 영역중에서도 휘도 평가값이 소정값 T에 미치지 않는 영역을 검출하고, 이 판단 결과에 기초하여 색 평가값 r_ij, b_ij에 대한 각 영역 마다의 가중량 w_ij를 결정하는 회로이며, 보다 상세히 설명하면 휘도 평가값이 소정량 T 이상인 영역의 가중량 w_ij를 1로, 소정값 T에 미치지 않는 영역의 가중량 w_ij를 1/2로 설정하는 기능을 갖고 있다.

또한, 이 소정값 T는 전영역의 가증량이 동일한 경웨 백색 밸런스가 붕괴되기 시작했다고 인식할 수 있을 정도로 피사체가 저휘도 상태가 됐을 때의 휘도 평가값으로 미리 실측값에 기초하여 설정되어 있다.

화면 평가 회로(97)는 가중량 결정 회로(96)에 의해서 설정된 각 영역 마다의 가중량 w_ij를 사용하여 다음 식(7),(8)을 기초로 해서 색차 신호 R-Y, B-Y 각각의 화면 전체에 대한 색 평가값을 화면 색 평가값 V_r, V_b로서 산출한다.

여기에서, 상기 식에 대해서 간단히 설명한다.

식(7)에 있어서,는 64개의 영역의 색 평가값 r_ij에, 각각 대응하는 가중량 w_ij를 승산하여 가중한 다음에 4개의 영역 모두에 대한 승산 결과를 합계한 총합이다. 더구나, 이 총합을 전 영역의 가중량의 총합인로 나누어 가중량에 의한 정규화를 행한다. 이와 같은 색차 신호의 색 평가값 r_ij를 가중량 w_ij를 사용하여 화면 전체에 걸쳐서 가중 적산함으로써, 면적적(面積的)인 요인이 배제된 화면 색 평가값 V_r이 도출된다. 이 식(7)에 관한 상술한 설명은 식(8)에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

이하의 동작은 상술한 제1실시예와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

또한, 상술한 제6실시예에서는 가중량으로서 1또는 1/2의 2개의 값 중 어느것인가를 선택하도록 구성했으나, 그 대신에 제17도의 그래프로 도시한 바와 같은, 미리 실측값에 기초하여 설정된 휘도 평가값에 따라서 연속적으로 변화하는 가중량으로부터 최적값을 선택하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 제5실시예에서는 이득 제어량의 상한값을 설정하였지만, 이외에도 이득 변화의 시정수를 길게 하거나 또는 이득 제어 자체를 정지시키는 방법도 고려된다.

이상과 같이 상술한 제5 및 제6 실시예에 의하면, 화면 전체의 백색 밸런스 조정에 대한 저휘도의 피사체의 기여를 제한함으로써 휘도가 극단적으로 낮은 피사체에 대해서도 백색 밸런스의 어긋남을 최소한으로 억제할 수 있다.

더욱이, 제14도에 도시한 제5실시예의 적분기(19)로서 제4도에 도시한 디지탈 적분기(23)를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우 디지탈 적분기(23)의 출력은 64개 영역의 휘도 평가값의 평균값이 된다.

게다가, 상술한 각 실시예에서는 1개의 A/D 변환기(22)를 공용하고 있기 때문에, 선택회로(21)를 사용하여 1필드마다 1개의 색차 신호 또는 휘도 신호를 선택하도록 구성되어 있다. 그러므로, 각 신호 성분의 평가값의 갱신 주기는 3필드였지만, 휘도 신호 및 색차 신호의 각각에 A/D 변환기 및 적분기를 설치하면, 각 평가값은 1필드마다 갱신 가능하게 되어 한층 정밀도가 높은 백색 밸런스 조정을 행할 수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에서의 각종 판단은 그 자체가 지극히 애매함을 포함하고 있다는 점에 착안하여 이들 판단을 퍼지 추론을 사용하여 실현하는 것도 가능하다.

Claims

렌즈(1)와 촬상 소자(2)를 갖는 촬상 수단으로부터 얻어지는 휘도정보 신호 및 복수의 색차 신호에 기초하여 백색 밸런스의 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치에 있어서, 청색 및 청색 신호 각각을 가변 이득으로 증폭하는 수단(4, 5), 녹색 신호 및 증폭된 적색과 청색 신호를 복수의 색차 신호로 변환하는 수단, 촬상 화면을 분할하여 상기 촬상 화면상에 복수의 영역을 설정하는 수단(24, 25), 상기 복수의 영역마다 상기 휘도 정보신호 및 상시 복수의 색차 신호의 각각을 적분해서 휘도 평가값 및 색 평가값으로 변환하는 수단(21, 22, 23, 26), 상기 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값에 기초하여 상기 증폭 수단의 가변 이득을 제어하는 수단(28, 29, 30), 및 상기 휘도 평가값이 소정값 보다도 큰 영역에서의 각 색 평가값의, 상기 가변 이득의 제어에 대한 기여의 정도를 경감시키는 수단(27)을 포함하되, 상기 경감 수단은 상기 휘도 평가값이 상기 소정값 보다도 큰 영역에서의 각색 평가값을 소정량 감쇠시키는 수단(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.
렌즈(1)와 촬상 소자(2)를 갖는 촬상 수단으로부터 얻어지는 휘도 정보 신호 및 복수의 색차 신호에 기초하여 백색 밸런스의 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치에 있어서, 적색 및 청색 신호 각각을 가변 이득으로 증폭하는 수단(4, 5), 녹색 신호 및 증폭된 적색과 청색 신호를 복수의 색차 신호로 변환하는 수단, 촬상 화면을 분할하여 상기 촬상 화면 상에 복수의 영역을 설정하는 수단(24, 25), 상기 복수의 영역 마다 상기 휘도 정보 신호 및 상기 복수의 색차 신호의 각각을 적분해서 휘도 평가값 및 색 평가값으로 변환하는 수단(21,22,23,26), 상기 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값에 기초하여 상기 증폭 수단의 가변 이득을 제어하는 수단(28, 29, 30), 및 상기 휘도 평가값이 소정값 보다도 큰 영역에서의 각 색 평가값의, 상기 가변 이득의 제어에 대한 기여의 정도를 경감시키는 수단(27)를 포함하되, 상기 경감 수단은, 상기 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값을 각 영역 마다의 가중량으로 가중시키는 수단, 및 상기 휘도 평가값이 소정값 보다도 큰 영역에서의 가중량을 다른 영역의 가중량에 비하여 경감시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런즈 조정 장치.
렌즈(1)와 촬상소자(2)를 갖는 촬상 수단으로부터 얻어지는 휘도 정보 신호 및 복수의 색차 신호에 기초하여 백색 밸런스 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치에 있어서, 적색 및 청색 신호 각각을 가변 이득으로 증폭하는 수단(4, 5), 녹색 신호 및 증폭된 적색과 청색 신호를 복수의 색차 신호로 변환하는 수단, 촬상 화면을 분할하여 상기 촬상 소자의 화면상에 복수의 영역을 설정하는 수단(24, 25), 상기 복수의 영역마다 상기 휘도 정보 신호 및 상기 복수의 색차 신호의 각각을 적분해서 휘도 평가값 및 색 평가값으로 변환하는 수단(21, 22, 23, 26), 상기 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값에 기초하여 상기 증폭 수단의 가변 이득을 제어하는 수단(28,29,30), 및 촬상 소자 화면상의 특정 영역에서의 휘도 평가값 및 특정의 색 평가값이 각각 소정값 보다도 클 때 상기 특정 영역에서의 각 색 평가값의, 상기 가변 이득의 제어에 대한 기여의 정도를 경감시키는 수단(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.
제3항에 있어서, 상기 경감 수단은 상기 휘도 평가값 및 상기 특정의 색 평가 값이 각 소정값 보다도 큰 특정 영역에서의 각 색 평가값을 소정량 감쇠시키는 수단(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.
제3항에 있어서, 상기 경감 수단은, 상기 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값을 각 영역 마다의 가중량으로 가중하는 수단, 및 상기 휘도 평가값 및 상기 특정의 색 평가값이 소정값 보다도 큰 특정 영역에서의 가중량을 다른 영역의 가중량에 비하여 경감시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.
렌즈(1)와 촬상 소자(2)를 갖는 촬상 수단으로부터 얻어지는 휘도정보 신호 및 복수의 색차 신호에 기초하여 백색 밸런스의 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치에 있어서, 적색 및 청색 신호 각각을 가변 이득으로 증폭하는 수단(4, 5), 녹색 신호 및 증폭된 적색과 청색 신호를 복수의 색차 신호로 변환하는 수단, 촬상 소자의 화면을 분할하여 상기 촬상 화면상에 복수의 영역을 설정하는 수단(24, 25), 상기 복수의 영역 마다 상기 복수의 색차 신호의 각각을 적분해서 색 평가값으로 변환하는 수단(21, 22, 23, 26), 상기 휘도 정보 신호에 기초하여 상기 복수의 영역마다 피사체의 콘트라스트를 표시하는 콘트라스터 평가값을 산출하는 수단(31, 21, 22, 23), 상기 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값에 기초하여 상기 증폭 수단의 가변 이득을 제어하는 수단(28, 29, 30), 및 상기 콘트라스터 평가값이 소정값도다도 작은 영역에서의 각 색 평가값의, 상기 가변 이득의 제어에 대한 기여 정도를 경감시키는 수단(95)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.
제6항에 있어서, 상기 경감 수단은 상기 콘트라스트 평가값이 소정값 보다도 작은 영역에서의 각 색 평가값을 소정량 감쇠시키는 수단(95)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.
제6항에 있어서, 상기 경감 수단은, 상기 복수 영역의 각각에서의 각 색 평가값을 각 영역 마다의 가중량으로 가중하는 수단, 및 상기 콘트라스트 평가값이 소정값 보다도 작은 영역에서의 가중량을 다른 영역의 가중량에 비하여 경감시키는 수단(95)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.
촬상 화면을 분할하여 설정된 복수 영역마다의 색정보 신호 레벨을 각 색의 색평가값으로 얻는 색 평가값 검출수단과, 상기 각 색 평가값에 각 영역 마다의 가중량으로 가중을 행하고, 이 가중 후의 색 평가값으로부터 화면 전체에 대한 색 평가값을 화면색 평가값으로서 산출하는 화면색 평가값 산출 수단과, 각 영역의 휘도 레벨을 검출하는 휘도 레벨 검출 수단과, 각 영역 마다 휘도 레벨이 임계치를 밑도는 경우에는 휘도 레벨이 낮아짐에 따라 가중량을 상기 소정값 보다 서서히 작아지도록 설정하는 가중량 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 비디오 카메라.
렌즈(1)와 촬상 소자(2)를 갖는 촬상 수단으로부터 얻어지는 휘도 정보 신호 및 복수의 색차신호에 기초하여 백색 밸런스의 조정을 자동적으로 행하는 백색 밸런스 조정 장치에 있어서, 적색 및 청색 신호의 각각을 가변 이득으로 증폭하는 수단(4, 5), 녹색 신호 및 증폭된 적색과 청색 신호를 복수의 색차 신호로 변환하는 수단, 상기 복수의 색차 신호의 각각을 적분하는 수단(17, 18), 상기 평균화된 색차 신호에 기초하여 상기 증폭 수단의 가변 이득을 제어하는 수단(13, 14), 상기 휘도 정보 신호에 따라서 상기 가변 이득의 제어를 제한하는 수단(19, 20, 51, 52)을 포함하되, 상기 가변 이득의 제어를 제한하는 수단은, 상기 휘도 정보 신호를 평균화하는 수단(19), 및 상기 평균화된 휘도 정보 신호에 따라서 상기 가변 이득의 제어량의 상한을 설정하는 수단(20)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 밸런스 조정 장치.