KR100959343B1 - 화이트 밸런스 보정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화상에 포함되는 특정 대상을 특정 대상 검출부에 의해 그 특정 대상다움을 나타내는 특정 대상 평가값에 의해 검출한다. 본 발명은 그 화상으로부터 특정 대상을 제외한 영역에 있어서의 제 1 화이트 밸런스 보정값을 취득하는 제 1 화이트 밸런스 보정값 계산부와, 특정 대상 검출부에 의해 검출된 특정 대상의 영역에 있어서의 제 2 화이트 밸런스 보정값을 취득하는 제 2 화이트 밸런스 보정값 계산부와, 제 1과 제 2 화이트 밸런스 보정값을 비교하는 화이트 밸런스 보정값 비교부를 사용해서 양 화이트 밸런스 보정값이 다른 경우에 특정 대상을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하고, 특정 대상 영역은 제 2 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정한다.
화이트 밸런스 보정 장치, 화이트 밸런스 보정값 계산부, 화이트 밸런스 보정값 비교부

Description

화이트 밸런스 보정 장치 및 방법{WHITE BALANCE CORRECTION APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 화상 신호의 화이트 밸런스를 보정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 카메라 등의 촬영 장치에 있어서는 촬영 장치에서 피사체상을 화상 신호로 변환한 후에 신호에 대하여 화이트 밸런스 보정을 행하는 것이 잘 알려져 있다.
특허문헌 1에는 영상 신호 중에서 피부색 영역 또는 사람의 얼굴 영역을 검출하고, 그 검출 영역만 휘도 보정, 색보정, 애퍼쳐 보정을 행하는 영상 신호 처리 장치가 개시되어 있다. 영상 신호중의 피부색 영역을 인간의 얼굴 영역으로 간주하고, 그 얼굴 영역에 대하여 색보정 처리를 행함으로써 피부의 색재현을 향상하는 기술에 대해서 개시하고 있다. 이것에 의하면, R-Y, B-Y 색차 신호의 위상 및 진폭에 의거하는 메모리의 출력과 휘도 신호의 레벨에 따라 피부색 영역을 나타내는 피부색 검출 신호를 비교기로부터 출력하고, 그 피부색 검출 신호에 의해 R-Y, B-Y 색차 신호의 이득을 이득 제어 회로로 제어함으로써 실현하고 있다.
특허문헌 2에는 화상 데이터로부터 주요 피사체의 형상을 추출하고, 그 주요 피사체의 형상에 합치되는 영역을 포함하는 복수의 영역을 웨이팅(weighting) 영역으로서 결정함과 아울러, 웨이팅 영역마다의 측광값 및 색측정값과, 웨이팅 계수에 의거해서 노출 보정 처리 및 화이트 밸런스 보정 처리를 행하는 화상 처리 장치가 개시되어 있다. 이것에 의하면, 원화상 데이터로부터 인물 등의 주요 피사체의 형상을 추출하고, 그 주요 피사체의 형상에 합치되는 주요 피사체의 영역을 측광/측색을 위한 영역으로 하고, 이 주요 피사체의 영역을 포함하는 복수의 영역을 웨이팅 영역으로서 결정함과 아울러, 웨이팅 영역마다에 웨이팅 계수를 할당한다. 한편, 화면 전체를 복수의 분할 영역으로 분할해서 분할 영역마다에 분할 측광 및/또는 분할 측색의 측정값을 산출하고, 분할 영역마다에 산출된 측정값에 대하여 각각 웨이팅 계수를 결정한다. 그리고, 분할 영역마다에 산출된 측정값과 각 측정값의 분할 영역이 속하는 상기 웨이팅 영역마다에 결정되어 있는 웨이팅 계수에 의거해서 노출 보정 및/또는 화이트 밸런스 보정을 행하도록 하고 있다.
특허문헌 3에는 얼굴 검출을 행하고, 얼굴 부분의 색정보를 화이트 밸런스 연산에 이용하지 않음으로써 얼굴 부분이 창백한 등의 위화감이 있는 화이트 밸런스가 행해지지 않도록 해서 양호한 화상 처리를 실현하는 화상 처리 장치가 개시되어 있다. 이것에 의하면, 촬상 장치가 얼굴 인식 동작 모드인지의 여부를 판단하고, 얼굴 인식 동작 모드가 아닐 경우 AWB 평가값 취득 애리어를 통상 애리어로 지정한다. 얼굴 인식 동작 모드의 경우 얼굴 인식 처리를 행하고, 얼굴로 인식되는 지의 여부를 판단한다. 얼굴로 인식되지 않을 경우 AWB 평가값 취득 애리어를 통상 애리어로 지정한다. 스텝에서 얼굴로 인식되었을 경우 AWB 평가값 취득 애리어를 얼굴 이외의 애리어에 이동시킨다. 그리고, AWB 평가값 취득 애리어를 설정하고, 그 AWB 평가값을 취득하고, AWB값을 연산해서 최종적인 AWB 게인을 설정함으로써 실현하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평6-121332호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 공개 2006-211416호 공보
[특허문헌 3] 일본 특허 공개 2003-189325호 공보
이러한 촬영 장치 혹은 화상 처리 장치에서는 보다 좋은 화상을 촬영하기 위해서 특히 화상의 색보정에 대한 연구를 하고 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술은 인간의 피부색 재현을 향상하기 위해서 피부색의 부분만을 검출해서 색보정하는 것으로, 피부색의 재현은 향상된다고 생각되지만, 피부색 이외의 부분에 관해서는 고려하지 않고 있다. 그 때문에 예를 들면 얼굴에 관해서도 피부색 이외의 눈의 색 등과 피부색의 부분의 색 밸런스가 벗어나 버리는 것이 생각된다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 기술은 주요 피사체와 주요 피사체 이외의 영역에 대해서 웨이팅을 변화시켜서 노출 보정이나 화이트 밸런스를 산출하고, 촬영한 화상을 보정하는 것이다. 이 때 보정에 이용되는 것은 1의 보정값인 것으로부터 화면 중에 복수의 광원에 의해 조명되어 있는 피사체가 있을 경우에 대해서는 고려되지 않고 있다. 더욱이, 특허문헌 3에 기재된 기술은 검출된 얼굴 영역 이외의 부분에서 화이트 밸런스 정보를 얻는 것이다. 얼굴에 의한 컬러 페일러를 방지하는 화이트 밸런스 보정을 실현 연산에 이용하지 않음으로써 얼굴 부분이 창백한 등의 위화감이 있는 화이트 밸런스가 행해지지 않도록 하고 있지만, 역시 화면 중에 복수의 광원에 의해 조명되어 있는 피사체가 있을 경우에 대해서는 고려되지 않고 있다.
그런데, 감도가 낮은 디지털 카메라에서는 주요 피사체를 조명하는 주 광원만에 대해서 화이트 밸런스 보정을 행하면 화면 전체의 화이트 밸런스를 균일하게 유지한 화상을 얻을 수 있다. 예를 들면, 옥외에 있으면 그 때의 태양광에 밤의 옥내에서 플래시를 터뜨린 것이라면 플래시 광에 관한 화이트 밸런스 보정을 행함으 로써 양호한 화상을 얻을 수 있다. 왜냐하면, 감도가 낮은 카메라는 주 광원 이외의 광원의 미약한 광량을 포착할 수 없기 때문이다. 그런데, 감도가 높은 디지털 카메라로 촬영할 경우는 주요 피사체를 조명하는 주 광원과, 배경 부분을 조명하는 종 광원의 양쪽의 광량을 포착할 수 있다. 종 광원으로서의 백열등 광원 하에서, 주 광원으로서 플래시를 이용해서 주요 피사체를 촬영한 경우에도 종 광원으로 조명된 배경 부분이 재현가능하다. 이 경우, 주 광원으로서의 플래시 광은 약 7000K의 색온도가 되지만, 종 광원으로서의 백열등은 약 3000K이며, 주 광원인 플래시 광에 화면 전체의 화이트 밸런스를 맞추면 종 광원에서 조명된 배경은 적색처럼 보이는 화상이 되어버린다. 또한, 종 광원이 백열등 색의 형광등 등에서도 마찬가지로 문제가 생긴다. 본 발명은 이러한 과제에 대한 해결 수단으로서 고안된 것이다.
본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 장치는 입력된 화상 신호에 포함되는 특정 대상을 그 특정 대상다움을 나타내는 특정 대상 평가값에 의해 검출하는 특정 대상 검출 수단과, 입력된 화상 신호로 나타내지는 화상으로부터 상기 특정 대상을 제외한 영역에 있어서의 제 1 화이트 밸런스 보정값을 취득하는 제 1 화이트 밸런스 보정 수단과, 상기 특정 대상 검출 수단에 의해 검출된 특정 대상의 영역에 있어서의 제 2 화이트 밸런스 보정값을 취득하는 제 2 화이트 밸런스 보정 수단과, 상기 제 1 화이트 밸런스 보정값과 상기 제 2 화이트 밸런스 보정값을 비교하는 화이트 밸런스 보정값 비교 수단을 구비하고, 상기 제 1 화이트 밸런스 보정값과 상기 제 2 화이트 밸런스 보정값이 다른 경우에 상기 특정 대상을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하고, 상기 특정 대상 영 역은 제 2 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 한다. 즉, 특정 대상으로서 검출된 영역에 대하여는 제 2 화이트 밸런스 보정 수단에 의해 그 밖의 영역에 대하여는 제 1 화이트 밸런스 보정 수단에 의해 화이트 밸런스를 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 것이다. 피사체의 광원에 따른 화이트 밸런스 보정이 행해짐으로써 복수의 광원하에서도 자연스러운 화상의 촬영이 가능해진다.
또한, 제 2 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 장치는 입력된 화상 신호에 포함되는 특정 대상을 그 특정 대상다움을 나타내는 특정 대상 평가값에 의해 검출하는 특정 대상 검출 수단과, 입력된 화상 신호로 나타내지는 화상으로부터 상기 특정 대상을 제외한 영역에 있어서의 제 1 화이트 밸런스 보정값을 취득하는 제 1 화이트 밸런스 보정 수단과, 상기 특정 대상 검출 수단에 의해 검출된 특정 대상의 내부를 복수로 분할하고, 분할된 각각의 영역에 있어서의 각각의 분할 화이트 밸런스 보정값을 취득함과 아울러, 상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포를 검출하는 보정값 분포 검출 수단을 구비하고, 상기 특정 대상을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하고, 상기 보정값 분포 검출 수단에 의해 검출된 상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포가 복수의 화이트 밸런스 보정값의 분포로 판단될 경우에는 상기 특정 대상 영역은 상기 분할 영역마다 영역마다의 분할 화이트 밸런스 보정값에 가장 가까운 상기 복수의 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 것이다. 즉, 특정 대상 이외의 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 보정하고, 또한 특정 대 상으로서 검출된 영역에 대하여는 특정 대상을 복수로 분할하고, 분할된 각각의 영역마다의 분할 화이트 밸런스 보정값에 가장 가까운 상기 복수의 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이들의 화이트 밸런스 보정 장치에 있어서, 상기 특정 대상의 구체예로서는 사람의 얼굴이 일반적으로 생각된다. 즉, 특정 대상이 얼굴일 경우에 대해서 상기 화이트 밸런스 보정을 적용함으로써 얼굴 부분에 대해서 위화감이 없는 화이트 밸런스 보정을 행하는 것이 가능하다.
실용적으로는, 이들의 화이트 밸런스 보정 장치를 촬영 장치에 탑재해서 피사체의 광원에 따른 화이트 밸런스 보정을 행한 화상을 촬영하는 촬영 장치를 실현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 의한 제 1 화이트 밸런스 보정 방법은 입력된 화상 신호에 포함되는 특정 대상을 그 특정 대상다움을 나타내는 특정 대상 평가값에 의해 검출하고, 입력된 화상 신호로 나타내지는 화상으로부터 상기 특정 대상을 제외한 영역에 있어서의 제 1 화이트 밸런스 보정값을 취득함과 아울러, 검출된 상기 특정 대상 영역에 있어서의 제 2 화이트 밸런스 보정값을 취득하고, 상기 제 1 화이트 밸런스 보정값과 상기 제 2 화이트 밸런스 보정값이 다른 경우에 상기 특정 대상을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하고, 상기 특정 대상 영역은 제 2 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 제 2 화이트 밸런스 보정 방법은 입력된 화상 신호에 포함되는 특정 대상을 그 특정 대상다움을 나타내는 특정 대상 평가값에 의해 검출하고, 입력된 화상 신호로 나타내지는 화상으로부터 상기 특정 대상을 제외한 영역에 있어서의 제 1 화이트 밸런스 보정값을 취득하고, 상기 특정 대상 평가값에 의해 검출된 특정 대상의 내부를 복수로 분할하고, 분할된 각각의 영역에 있어서의 각각의 분할 화이트 밸런스 보정값을 취득함과 아울러, 상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포를 검출하고, 상기 특정 대상을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하고, 상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포가 복수의 화이트 밸런스 보정값의 분포로 판단될 경우에는 상기 특정 대상 영역은 상기 분할 영역마다 영역마다의 분할 화이트 밸런스 보정값에 가장 가까운 상기 복수의 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의해, 입력된 화상 신호에 포함되는 특정 대상의 영역을 주피사체로 하고, 주피사체를 조명하는 주 광원에 대한 주 광원 화이트 밸런스 보정값과, 화상으로부터 상기 특정 대상을 제외한 영역을 조명하는 종 광원에 대한 종 광원 화이트 밸런스 보정값을 취득하고, 주 광원 화이트 밸런스 보정값과 종 광원 화이트 밸런스 보정값이 다른 경우는 주 광원과 종 광원이 다르다고 판단해서 각각의 영역에 최적의 화이트 밸런스 보정을 행함으로써 주 광원과 종 광원이 다른 복수 종류의 광원에 의해 조명된 피사체에서도 화이트 밸런스 보정값을 최적으로 제어하고, 화면 전체로서 색 밸런스가 구비된 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 주피사체가 복수의 광원에 의해 조명되어 있을 경우에서도 특정 대상 을 포함하는 주피사체 영역을 더욱 복수로 분할하고, 분할된 각각의 영역에서 있어서의 각각의 분할 화이트 밸런스 보정값을 구해서 보정함으로써 화이트 밸런스 보정값을 최적으로 제어하고, 화면 전체로서 화이트 밸런스 및 색 밸런스가 구비된 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.
이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명에 의한 촬영 장치 및 촬영 방법의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 촬상 장치(1)의 내부 구성 블록도이다.
동도에 있어서, 촬영 장치(1)는 화상 입력부(10), 입력 신호 처리부(12), CPU(20), 화상 기록부(24), 조작 입력부(26), 통신부(28), 표시부(30), 특정 대상 검출부(40), 화이트 밸런스 보정부(50)로 구성된다. 또한, CPU(20)가 조작 입력부(26) 혹은 통신부(28)로부터의 조작자의 지시에 의해 상기 블록마다의 제어를 행한다.
화상 입력부(10)가 촬상부로서 구성될 경우, 화상 입력부(10)에서 외부로부터 입사하는 광학상을 렌즈, 촬상 소자 등을 이용하는 화상 신호로 변화시켜서 출력한다. 필요에 따라서, 저조도 시 등에 보조 광발광부로서 이용되는 플래시 혹은 조명 수단을 가지고 있어도 좋다. 또한, 화상 입력부(10)가 외부로부터의 화상 신호를 입력하는 외부 신호 입력부로서 구성될 경우는 화상 입력부(10)가 화상 기록부(24) 혹은 통신부(28)와 구성이 중복되는 것이 있다. 즉, 화상 기록부(24)의 기 록 매체용 인터페이스, 혹은 통신부(28)를 사용해서 화상 입력이 행하여진다. 이밖에, 도시되지 않지만, 필요에 따라서 촬영시에 보조 광을 투영하는 보조 광투영부, 소리나 환경음, 음악 등의 음성 기록을 행하는 음성 기록부, 음성 등의 재생이나 경고 소리를 내는 음성 재생부 등을 가져도 좋다.
입력 신호 처리부(12)는 상기 화상 신호를 처리하고, CPU(20)에 건네 준다. 여기에서의 신호 처리는 조작자의 요구하는 출력 화상 신호 형태에 의해 다르다. 촬영 모드에 따라서 오프셋 보정 처리, 컬러 매트릭스 처리, 계조 변환 처리, 디모자이크 처리, 윤곽 강조 처리, 그리고 압축 처리 등을 상기 화상 신호에 대하여 행한다. 촬영 모드로는 정지 화상 촬영 모드, 동화상 촬영 모드 등이며, 더욱이 정지 화상 촬영 모드 및 동화상 촬영 모드내에 복수의 촬영 모드를 가져도 좋다.
화상 기록부(24)는 입력된 화상 신호를 기록한다. 기록하는 매체는 내장 기록 매체, 혹은 메모리 카드에 대표되는 외부 기억 매체 중 어느 것이라도 좋고, 양쪽이 존재해도 좋다. 화상 신호뿐만 아니라, 입력된 혹은 생성된 정보(데이터)를 기록가능하다. 또한, 기록부라고 하는 명칭이지만 기록뿐만 아니라 판독도 가능하고, 여기에서 판독된 데이터를 CPU(20) 경유에서 통신부(28)로부터 송신하는 것이나, 표시부(30)에 표시하는 것도 가능하다.
조작 입력부(26)는 촬상 장치(1)를 조작하는 전원 스위치나, 셔터 스위치를 포함하는 조작 스위치로 구성된다. 조작자는 조작 입력부(26)로부터 촬상 장치(1)에 지시를 제공함으로써 촬상 장치(1)를 조작하는 것이 가능하게 된다.
통신부(28)는 촬상 장치(1)가 외부와 통신하기 위한 수단이다. 통신 방식으 로서, 유선 통신, 무선 통신, 광통신 등을 필요에 따라서 사용할 수 있다. 또한, 통신 프로트콜도 필요에 따라서 선택가능하다. 통신부는 외부에 정보를 송신할 수 있는 것 외에 외부로부터의 정보를 수신할 수 있다.
특정 대상 검출 수단으로서의 특정 대상 검출부(40)는 화상 입력부(10)로부터 입력된 화상 신호, 또는 화상 기록부(24)에 기록된 화상 신호로부터 피사체의 특징부, 즉 머리, 얼굴, 눈, 눈동자, 코, 입, 혹은 선글라스 등을 검출하고, 그들의 특징점이나 패턴을 식별함으로써 특정 대상을 검출한다. 특정 대상 검출의 구체적인 방법은 에지 검출 또는 형상 패턴 검출에 의한 얼굴 검출 방법, 특징부의 좌표인 특징점을 벡터화하고, 특징점 벡터를 근사 검출하는 것에 의한 특징점 벡터 근사법, 색상 검출 또는 피부색 검출에 의한 영역 검출 방법 등의 공지의 방법을 이용할 수 있다. 특정 대상으로서는 인물 전체나 인물의 얼굴부 이외에 펫(pet) 등이 생각된다. 특정 대상 검출부(40)는 그들의 특정 대상 얼굴을 검출하면 그 특정 대상의 영역을 나타내는 정보를 CPU(20)에 출력하고, 화이트 밸런스 보정에는 사용하는 것은 물론, 기록이나 표시 등에도 이용할 수 있다.
화이트 밸런스 보정 수단으로서의 화이트 밸런스 보정부(50)는 화상 입력부(10)로부터 입력된 화상 신호로부터 피사체의 화이트 밸런스 보정값을 결정한다. 화이트 밸런스 보정부에 관해서는 나중에 상술한다.
촬영 장치에 있어서 촬영은 통상, 조작 입력부(26)의 일부로서 구성되는 셔터 버튼으로 개시된다. 정지 화상 촬영이면 셔터 버튼을 밀어넣어 1매의 정지 화상을 촬영 지시할지, 연속 촬영의 경우는 셔터 버튼을 밀어넣고 있는(ON의) 동안 정 지 화상 촬영을 연속해서 행한다. 또한, 동화상 촬영이면 일반적으로는 셔터 버튼을 한번 밀어넣으면 촬영 시작, 또 한번 밀어넣으면 촬영 정지가 된다.
도 2(a)는 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정부(50)의 제 1 내부 구성 예로서의 화이트 밸런스 보정부(51), 도 2(b)는 제 2 내부 구성 예로서의 화이트 밸런스 보정부(52)의 블록도이다. 이들의 내부 구성 예에 대해서 순차적으로 설명해 간다.
화이트 밸런스 보정부(51 및 52)는 함께 화상 입력부(10)로부터 입력된 화상 신호로부터 피사체의 화이트 밸런스 보정값을 계산한다. 그것을 위해서는 우선 색조 평가값을 색조 평가값 계산부(200 및 201)로 계산한다.
색조 평가값 계산의 구체적인 방법으로서는, 우선 도 2(a)와 같이 입력된 화상 신호를 광의 3원색 RGB마다에 적분하는 방법이 있다. 화상 입력부(10)나 통신부를 통해서 입력되는 화상 신호중의 색(R)을 R 적분부(202)로, 색(G)을 G 적분부(204)로, 색(B)을 B 적분부(206)로 적분하고, 색조 평가값으로서 화이트 밸런스 보정값 계산부(210)에 건네 준다. 화이트 밸런스 보정값 계산부(210)는 색조 평가값을 바탕으로 화이트 밸런스 보정값을 계산한다. 화이트 밸런스 보정 처리부(212)는 화이트 밸런스 보정값을 사용하고, 입력된 화상 신호를 변환해서 출력 화상 신호로 한다.
색조 평가값 계산의 다른 방법은 도 2(b)와 같이 색(G)에 대한 색(R)의 비교를 R/G 계산부(222)로, 색(G)에 대한 색(B)의 비교를 B/G 계산부(224)로 계산하고, R/G을 R/G 적분부(226)로 적분하고, B/G를 B/G 적분부(228)로 적분하고, 이들의 적 분값을 색조 평가값으로서 사용하는 방법이다.
더욱이, 도 2의 설명에서는 화면 전체에 대하여 색조 평가값 및 화이트 밸런스 보정값을 구한다고 하고 있지만, 입력된 화상 신호를 복수의 블록으로 분할하고, 블록마다에 색조 평가값을 산출할 수도 있다.
<제 1 실시형태>
이하에 제 1 실시형태를 설명한다. 도 3이 복수 광원에 조명된 피사체의 제 1 예이며, 이러한 상황에서 촬영된 영상 신호의 화이트 밸런스 보정을 예로 설명한다. 도 3의 피사체 예는 옥내의 일실이며, 백열등을 사용한 천장등(302)에 의해 조명되어 있다. 주요 피사체(304)인 인물을 촬영할 때에 촬영 장치(306)에 내장 또는 부속되는 플래시를 사용해서 촬영할 경우가 있다. 이 때, 배경이 되는 커튼(310) 등은 천장등(302)에 의해 조명되고, 주요 피사체(304)는 플래시(308)에 의해 조명되기 때문에 피사체중에 복수 광원에 의해 조명된 영역이 존재하게 된다.
도 4(a)는 도 3의 복수 광원에 조명된 피사체의 제 1 예에 의한 촬영 화상이며, 도 4(b)에 도 4(a)로부터 검출된 특정 대상 영역(406)을 나타낸다. 또한, 도 5(a)에 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 화이트 밸런스 보정부의 구성 예를, 도 5(b)에 화이트 밸런스 보정 처리부의 상세 예를 나타낸다. 도 5을 이용하면서, 도 4를 필요에 따라서 참조하고, 이하에 화이트 밸런스 보정의 실시예를 설명한다.
도 5(a)는 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 화이트 밸런스 보정부의 구성 예이다. 도 4(a)와 같은 촬영 화상 화상 신호 중에서 특 정 대상(402)[본 실시예에서는 특정 대상(402)은 주요 피사체인 인물]을 도 5(a)에 나타내는 특정 대상 검출부(40)에 의해 검출한다. 특정 대상 검출부(40)는 화상 신호의 특정 대상 영역을 출력 가능하게 한다.
특정 대상의 영역을 조명하는 광원과 특정 대상 이외의 영역을 조명하는 광원이 일치할지 다를지를 판단하기 위해서, 입력된 화상 신호를, 도 4(b)에 나타내는 특정 대상 영역을 제외한 영역(404)과, 특정 대상 영역(406)의 신호로 양분한다. 구체적인 순서는 이하와 같다. 특정 대상 검출부(40)가 화상 신호의 특정 대상 영역에서 "H"을, 그 밖의 영역에서 "L"을 출력한다. 화이트 밸런스 입력 선택 수단(502)은 특정 대상 검출 수단(40)의 출력이 "L"일 때는 입력 신호를 제 1 화이트 밸런스 보정값 계산부(504)에 입력하고, 특정 대상 검출 수단(40)의 출력이 "H"일 때는 입력 신호를 제 2 화이트 밸런스 보정값 계산부(506)에 입력하도록 제어한다.
화이트 밸런스 입력 선택 수단(502)에 의해 선택 입력된 화상 신호를 사용해서 제 1 화이트 밸런스 보정값 계산부(504)는 제 1 화이트 밸런스 보정값을 계산하고, 제 2 화이트 밸런스 보정값 계산부(506)는 제 2 화이트 밸런스 보정값을 계산한다. 화이트 밸런스 보정값 비교부(510)는 계산된 제 1 화이트 밸런스 보정값과 제 2 화이트 밸런스 보정값을 비교해서 광원이 하나인지 복수인지를 판별한다. 화이트 밸런스 보정값 비교부(510)는 비교 결과가 다른 경우는 논리적부(512)에 "L"을 출력하고, 비교 결과가 일치할 경우는 논리적부(512)에 "H"를 출력한다. 비교 결과가 다른 것은, 도 4의 예와 같이 광원이 복수의 경우이며, 광원이 하나일 경우는 비교 결과가 일치하게 된다.
또한, 여기에서는 일치한다고 기재하고 있지만, 예를 들면 제 1 및 제 2 화이트 밸런스 보정값에 대하여 통계적인 오차(예를 들면 5%)를 포함시킨 일정한 값의 폭(예를 들면 통계적 오차가 5%이면 배의 폭을 가진 약 10%)을 갖게 한 뒤 범위가 일치하는 지의 여부를 판별해도 좋다. 통계적인 오차를 포함시켜서 일치를 판단하면 피사체 그것의 색 등에 의한 영향을 적게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 특정 대상 검출부(40)는 화상 신호의 특정 대상 영역에서 "H"를, 그 밖의 영역에서 "L"을 출력한다. 논리적부(512)는 특정 대상 검출부(40)와 화이트 밸런스 보정값 비교부(510)의 출력이 함께 "H"일(논리적 조건의) 때만 "H"를 화이트 밸런스 보정값 스위칭부(514)에 출력한다. 즉, 제 1 화이트 밸런스 보정값과 제 2 화이트 밸런스 보정값이 다르고, 또한 특정 대상 영역일 때이다.
화이트 밸런스 보정값 스위칭부(514)는 논리적부(512)의 출력이 "L"일 때는 제 1 화이트 밸런스 보정값을 선택하고, 논리적부(512)의 출력이 "H"일 때는 제 2 화이트 밸런스 보정값을 선택해서 화이트 밸런스 보정부(212)에 보낸다. 즉, 제 1 화이트 밸런스 보정값과 제 2 화이트 밸런스 보정값이 일치할 경우는 제 1 화이트 밸런스 보정값을 선택해서 입력된 화상 신호의 화이트 밸런스 보정을 실시한다. 제 1 화이트 밸런스 보정값과 제 2 화이트 밸런스 보정값이 다른 경우는 다음과 같이 동작한다. 입력 화상 신호의 특정 대상(402)을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 선택해서 화이트 밸런스 보정을 행하고, 특정 대상(402) 영역은 제 2 화이트 밸런스 보정값을 선택해서 화이트 밸런스 보정을 행한다.
피사체중의 특정 대상 영역이 특정 대상 영역 이외(배경 영역)와 다른 광원 에 의해 조명되어 있었을 경우라도 광원에 따른 화이트 밸런스 보정이 행해짐으로써 복수의 광원하에서도 자연스러운 화상의 촬영이 가능해진다.
또한, 광원마다에 화이트 밸런스 보정이 가능하므로 광원에 의해서는 어떤 광원은 분위기를 남기거나(보정을 약화시키거나), 다른 광원은 완전히 화이트 밸런스 보정을 해 버리는 것과 같은 것도 가능하다. 예를 들면 옥내의 주요 피사체를 백열등 광원으로 조명하고, 배경의 창문으로부터 보이는 옥외는 태양으로 조명되어 있을 경우를 생각해 본다. 옥내의 백열등 광원으로 조명되는 특정 대상은 분위기를 남겨서 다소 약하게 화이트 밸런스 보정을 함으로써 적색을 남기면서, 배경의 창문으로부터 보이는 옥외는 완전히 화이트 밸런스 보정을 하면 실내의 피사체의 분위기와, 배경의 창문으로부터 보이는 옥외의 분위기를 함께 남길 수 있다.
더욱이, 특정 대상 영역을 조명하는 광원과, 배경 영역을 조명하는 광원이 다른 경우 특정 대상 영역의 색미를 배경 영역의 색미에 맞추는 것도 가능하다. 색조 평가값 계산 결과와, 여기에서는 서술하지 않고 있는 노출 조건 계산 결과를 이용함으로써 피사체를 조명하는 광원을 추정하는 것이 가능하다. 피사체가 복수의 영역으로 나뉘어지고, 각각의 영역에 대해서 광원 추정을 행하면 예를 들면 특정 대상 영역을 조명하는 광원과, 배경 영역을 조명하는 광원을 추정하는 것이 가능하다. 여기서 특정 대상 영역이 주요 피사체 영역인 것으로 되어 주요 피사체 영역이 플래시에 의해 조명되고, 배경 영역이 백열등에 의해 조명되어 있는 것이 추정될 수 있었다. 배경 영역은 백열등의 적색을 남기도록 약하게 화이트 밸런스 보정을 행하고, 주요 피사체 영역은 배경 영역과 색미가 맞도록 다소 적목에 화이트 밸런 스 보정을 행한다. 이렇게 보정함으로써 플래시로 촬영을 했는데도 불구하고, 백열등만으로 조명되어 있는 것과 같은 화상을 얻을 수 있다.
다음에 도 5(b)를 이용해서 화이트 밸런스 보정 처리부에 대해서 설명한다. 화이트 밸런스 보정 처리부는, 전술한 바와 같이, 입력된 화상 신호에 화이트 밸런스 보정 처리를 행하는 처리부이다.
우선, 화이트 밸런스 보정값 해석부(520)가 화이트 밸런스 보정값 스위칭부(514)로부터 보내지는 화이트 밸런스 보정값의 해석을 행한다. 후술하는 각 처리부에 대하여 해석한 결과에 따라서 처리 내용(보정 내용)을 보낸다.
화이트 밸런스 보정 처리부를 구성하는 것은, 도 5(b)에 나타내는 각 조정부, 처리부, 변환부이다. 도 5(b) 좌로부터 신호의 흐름에 따라 오프셋 조정부[색(R) 오프셋 조정부(532), 색(G) 오프셋 조정부(534), 색(B) 오프셋 조정부(536)], 게인 조정부[(색(R) 게인 조정부(542), 색(G) 게인 조정부(544), 색(B) 게인 조정부(546)], 리니어 매트릭스 보정 처리부(550), 휘도 신호ㆍ색신호 변환부(552)[색 매트릭스 보정 처리부(554)가 색(RGB)으로 이루어지는 화상 신호를 입력하기 위한 변환부이며, 본 변환부 단독으로는 보정은 행하지 않는다], 색 매트릭스 보정 처리부(554)를 가진다. 이들 모두의 조정부 및 처리부를 사용해서 화이트 밸런스 보정 처리를 행하는 것도 가능하고, 일부의 조정부 및 처리부만을 사용해서 화이트 밸런스 보정 처리를 행하는 것도 가능하다. 더욱이, 이들 모두의 조정부 및 처리부를 화이트 밸런스 보정부내에 가지지 않아도, 같은 화이트 밸런스 보정 처리가 행해지는 것이 가능하면 좋다. 예를 들면, 일부의 처리부를 입력 신호 처리 부(12)내에 가지고 있는 구성이 생각된다.
이들의 조정부 및 처리부를 이용해서 화이트 밸런스 보정을 행함으로써 단순하게 게인만을 보정하는 것 이외에, 예를 들면 계조의 중간의 색조만을 조정하거나, 계조의 하이라이트만을 조정하거나 하는 것이나, 색을 잘게 조정함으로써 보다 고도의 화이트 밸런스 보정이 가능하다.
그런데, 검출하는 특정 대상은 1대상에 한정되지 않는다. 따라서, 1대상보다 특정 대상이 많을 경우는 상기 화이트 밸런스 보정 계산부를 특정 대상수에 1(특정 대상을 제외한 부분을 1로서)을 더한 수를 가지는 것이 바람직하다. 화이트 밸런스 보정 계산부 및 보정 처리부가 증가하지만, 전체적인 동작에 관해서는 전술한 설명과 마찬가지가 된다.
또한, 화이트 밸런스 보정을 행하는 동작은 1회의 연속된 동작으로 행해질 필요는 없고, 복수의 동작으로 행하는 것도 가능하다. 예를 들면 최초에 입력 화상 신호로부터 특정 대상을 검출함과 아울러 화이트 밸런스 보정값의 계산을 행하고, 그 후 입력 화상 신호를 화이트 밸런스 보정 처리하는 동작을 행하는 것을 해도 좋다. 또한, 이들의 동작이 연속되지 않고 있어도 가능하다.
<제 2 실시형태>
제 1 실시형태에서는, 화이트 밸런스 보정부(50)의 구성을 장치로서 구성하고 있지만, CPU(20)상에 있어서의 소프트웨어에 있어서도 실시가능하다. 이것을 다음의 도 6 이하에 나타내고, 제 2 실시형태로서 설명한다.
도 6은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 촬상 장 치(2)의 내부 구성 블록도이다. 도 6은 도 1의 화이트 밸런스 보정부(50)를 가지지 않지만, 같은 기능을 CPU(20)에 있어서의 소프트웨어로 실현한다. 그 밖의 부분은 도 1과 같으므로 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단의 실시형태로서의 플로우차트이다. 여기에서는, 소프트웨어에 의한 처리때문에 화상 신호의 x방향을 K블록에, y방향을 L블록으로 분할해서 처리하고 있다.
우선, 스텝S702에서 화상 신호를 취득한다. 다음에 스텝S704에서 취득된 화상 신호로부터 특정 대상을 검출한다. 특정 대상의 검출은 특정 대상 검출부(40)를 사용해서 실시해도 좋고, CPU(20)를 사용해서 소프트웨어로 실시해도 좋다. 특정 대상 검출부(40)를 사용했을 경우에는 전용 하드웨어에 의한 고속화를 예상할 수 있다. 소프트웨어로 실시했을 경우에는 시스템을 유연하게 구성할 수 있다(예를 들면 계수나 알고리즘을 간단히 갱신할 수 있다). 그 후처리에 이용되는 계수를 스텝S706에서 초기화한다. x방향의 카운터X 및 y방향의 카운터Y에 초기값 1을 대입하고, 다음에 제 1 색조 평가값의 블록 카운터(m), 제 2 색조 평가값의 블록 카운터(n), 제 1 색조 평가값, 제 2 색조 평가값, 및 블록 판별값[B(i, j)]에 초기값 0을 대입한다. 단, B(i, j)는 B(1,1)로부터 B(K, L)까지의 행렬이며, 여기에서는 나타내지 않고 있지만, 카운터i, j를 인크리먼트하면서 블록 판별값[B(i, j)]을 초기화한다.
다음 처리에 들어간다. 스텝S710에서, 블록 좌표(X, Y)로서 나타내어지는 블록(XY)의 색조 평가값을 산출한다. 제 1 실시예의 색조 평가값 산출을 소프트웨어 에 의해 실시한다. 그 후, 스텝S712에 있어서, 블록(XY)이 특정 대상 영역인지 아닌지를 판별한다. 특정 대상 영역에 없을 경우는 스텝S714로 진행되고, 블록(XY)의 색조 평가값을 제 1 색조 평가값에 대입한다. 다음에 스텝S718에서 블록 판별값[B(X, Y)]에 제 1 색조 평가값을 나타내는 1을 대입함과 아울러 제 1 색조 평가값의 블록 카운터(m)를 인크리먼트한다. 스텝S712에 있어서, 블록(XY)이 특정 대상 영역이었을 경우 스텝S716에서 블록(XY)의 색조 평가값을 제 2 색조 평가값에 대입하고, 스텝S720에서 블록 판별값[B(X, Y)]에 제 2 색조 평가값을 나타내는 2를 대입함과 아울러, 제 2 색조 평가값의 블록 카운터(n)를 인크리먼트한다.
스텝S718 및 스텝S720의 다음은 스텝S722에서 X카운터가 K인지의 여부, 즉 X방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. X=K가 아닐 경우 스텝S726에서 카운터X를 인크리먼트하고, 스텝S710으로 돌아간다. 스텝S722에서 X=K인 경우 스텝S724에서 카운터Y가 L인지의 여부, 즉 Y방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. Y=L일 경우 스텝S728에서 카운터Y를 인크리먼트하고, 스텝S710으로 돌아간다. 스텝S724에서 Y=L일 경우 스텝S730으로 진행하고, 제 1 색조 평가값을 블록 카운터(m)로 제산한 값을 새로운 제 1 색조 평가값으로 하고, 제 2 색조 평가값을 블록 카운터(n)로 제산한 값을 새로운 제 2 색조 평가값으로 한다. 즉, 이 스텝S730에서는 각 평가값을 그 평가값을 산출한 블록수로 제산해서 정규화하고 있다. 더욱이, 여기에서는 단순하게 블록마다에서 산출된 색조 평가값을 평균화하고 있지만, 그 외에도 중앙값을 구하거나, 혹은 최빈값을 구하는 등의 통계 처리를 실시하는 방법도 있다.
그 후, 스텝S732에서 제 1 색조 평가값으로부터 제 1 화이트 밸런스 보정값 을 산출하고, 제 2 색조 평가값으로부터 제 2 화이트 밸런스 보정값을 산출한 후에 종료한다. 이상의 스텝에 의해, 소프트웨어에 의해 제 1 화이트 밸런스 보정값 및 제 2 화이트 밸런스 보정값을 산출하는 것이 가능하다. 단, 반드시 모든 처리를 소프트웨어에 의해 행할 필요는 없고, 하드웨어에 의해 치환하는 것도 가능하다.
또한, 도 7의 설명에서는 특정 대상인지의 여부에서 화이트 밸런스 보정값의 산출을 나누고 있지만, 특정 대상이 복수일 경우는 화이트 밸런스 보정값도 그것에 따라서 늘리는 것이 바람직하다. 예를 들면, 특정 대상이 3대상 검출되었을 경우는 3대상 각각의 영역에 대한 화이트 밸런스 보정값과, 특정 대상을 제외한 영역의 화이트 밸런스 보정값의 합계 4 화이트 밸런스 보정값을 사용하는 것이 바람직하다. 특정 대상수나 광원 종류가 다수가 될 경우에서도 소프트웨어에 의한 처리이면 유연하게 대응하는 것이 가능하다.
도 8은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 보정 수단의 제 2 실시형태로서의 플로우차트이다. 도 7의 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단으로 산출된 화이트 밸런스 보정값을 사용하고, 화이트 밸런스 보정을 실시할 때의 예를 나타내고 있다. 또한, 도 7의 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단과 동일하게, 소프트웨어에 의한 처리 때문에 화상 신호의 ｘ방향을 K블록에, y방향을 L블록으로 분할해서 처리하고 있다.
우선, 스텝S802에서, 그 후의 처리에 이용되는 계수를 초기화한다. x방향의 카운터X 및 y방향의 카운터Y에 초기값 1을 대입한다.
다음 처리에 들어간다. 스텝S804에서 제 1 화이트 밸런스 보정값과 제 2 화 이트 밸런스 보정값이 일치하는 지의 여부를 판별한다. 여기에서는 일치를 판별하도록 기재하고 있지만, 예를 들면 제 1 및 제 2 화이트 밸런스 보정값에 대하여 통계적인 오차(예를 들면 5%)를 포함시킨 일정한 값의 폭(예를 들면 통계적 오차가 5%이면 배의 폭을 갖는 약 10%)을 갖게 한 뒤 일치하는 값의 범위가 있는지의 여부를 판별해도 좋다. 피사체의 색조 등에 의한 오차를 제외하는 것이 가능하다.
제 1 화이트 밸런스 보정값과 제 2 화이트 밸런스 보정값이 일치하지 않을 경우는 스텝S806으로 진행되어 블록 판별값[B(X, Y)]이 1인지의 여부를 판별한다. 블록 판별값[B(X, Y)]이 1이면 제 1 색조 평가값을 나타내므로 스텝S808로 진행되어 화상 신호의 XY 블록을 제 1 화이트 밸런스 보정값으로 보정한다. 블록 판별값[B(X, Y)]이 1이 아니면 이 경우는 제 2 색조 평가값을 나타내므로 스텝S810로 진행되어 화상 신호의 XY 블록을 제 2 화이트 밸런스 보정값으로 보정한다.
스텝S808의 다음 및 스텝S810의 다음은 스텝S812에서 X카운터가 K인지의 여부, 즉 X방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. X=K가 아닐 경우 스텝S814에서 카운터X를 인크리먼트하고, 스텝S804로 돌아간다. 스텝S812에서 X=K일 경우 스텝S816에서 카운터Y가 L인지의 여부, 즉 Y방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. Y=L일 경우 스텝S818에서 카운터Y를 인크리먼트하고, 스텝S804로 돌아간다. 스텝S816에서 Y=L일 경우는 처리를 종료한다.
이상의 스텝에 의해, 제 1 화이트 밸런스 보정값 및 제 2 화이트 밸런스 보정값을 조건에 따라서 사용해서 화이트 밸런스 보정을 실시하는 것을 소프트웨어에 의해 실현하는 것이 가능하다. 단, 반드시 모든 처리를 소프트웨어에 의해 행할 필 요는 없고, 하드웨어에 의해 치환하는 것도 가능하다.
또한, 도 8의 설명에서는 화이트 밸런스 보정값이 제 1 및 제 2뿐이지만, 도 7의 설명에서도 서술된 바와 같이 광원 영역의 수가 증가했을 경우는 화이트 밸런스 보정값도 증가하기 때문에 2종류보다도 화이트 밸런스 보정값이 늘어날 가능성이 있다. 그러한 경우에는 수에 따라서 화이트 밸런스 보정 처리 스텝을 늘리는 것이 바람직하다. 특정 대상수나 광원 종류가 다수가 될 경우에서도 소프트웨어에 의한 처리이면 유연하게 대응하는 것이 가능하다.
<제 2 실시형태의 변형 예>
제 2 실시형태에서는 화이트 밸런스 보정에 있어서 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용할지, 제 2 화이트 밸런스 보정값을 사용할지를 블록마다에 판별하고 있다(도 8의 스텝S806). 그러나, 특정 대상과 특정 대상 이외의 중간의 영역이 있는 것도 생각된다. 그 경우, 중간 영역에 따른 화이트 밸런스 보정값을 이용함으로써 효과적으로 화이트 밸런스의 보정이 가능해진다. 이것을 제 2 실시형태의 변형 예 로서 설명한다.
도 9는 블록 판별값[B(X, Y)]에 저역 통과 필터를 적용한 예이다. 블록 판별값[B(X, Y)]은 전술한 대로, 블록이 제 1 색조 평가값 산출 영역이면 1을, 블록이 제 2 색조 평가값 산출 영역이면 2를 대입한다. 제 1 및 제 2 색조 영역을 따라서 제 1 및 제 2 화이트 밸런스 보정값을 적용하므로 이들은 화이트 밸런스 보정 영역을 나타내고 있다고 생각해도 좋다. 블록 판별값[B(X, Y)]이 도 9의 (a)와 같이 되어 있는 것으로 한다. 중앙 다소 우측의 12블록이 제 2 화이트 밸런스 보정값 보정 영역, 나머지의 블록이 제 1 화이트 밸런스 보정 영역이 된다.
제 1 화이트 밸런스 보정 영역과 제 2 화이트 밸런스 보정 영역을 연속시키기 위해서 블록 판별값[B(X, Y)]에 저역 통과 필터(LPF)를 적용한다. LPF는 도 9(b)에 예를 나타내지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 예의 LPF는 중앙의 값(=원래의 값)에 대한 계수가 4/12, 주변의 값에 대한 계수가 1/12로 균일한 LPF로 되어 있다. 이 LPF를 도 9 (a)에 적용하면, 도 9(c)와 같이 된다. 즉, 도 9(a)에서 각 블록 판별값[B(X, Y)]이 1 또는 2의 영역이었던 것만에 대해 블록 판별값[B(X, Y)]이 1로부터 2의 사이의 연속적인 값을 취하도록 되었다.
이러한 처리를 행함으로써 특정 대상 영역과 배경 영역의 화이트 밸런스 보정의 경계를 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능하다.
<제 3 실시형태>
도 11에 복수 광원에 조명된 피사체의 제 2 예를 나타낸다. 옥내의 일실이며, 백열등을 사용한 천장등(1102)에 의해 조명되어 있다. 주요 피사체(1104)인 인물을 촬영할 때에 촬영 장치(1106)에 내장 또는 부속되는 플래시(1108)를 사용해서 촬영할 경우가 있다. 이 때, 배경이 되는 커튼(1110) 등은 천장등(302)에 의해 조명되어 있다. 주요 피사체(1104)는 천장등(1102)에 의해 조명됨과 아울러 플래시 광에 의해서도 조명된다. 피사체중에 천장등(1102)과 플래시(1108)의 복수 광원에 의해 조명된 영역이 존재하게 된다. 특히, 주요 피사체(1104)가 복수의 광원에 의해 조명되어 있을 경우는 광원에 따라서 적절한 화이트 밸런스 보정을 행하고 싶다. 이하에서 설명하는 본 실시형태는 이러한 경우에 적절한 화이트 밸런스 보정을 행하는 예를 나타낸 것이다.
도 12에 복수 광원에 조명된 피사체의 제 2 예에 의한 촬영 화상의 화이트 밸런스 보정 영역을 나타낸다. 또한, 도 13에 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 화이트 밸런스 보정부의 구성 예를 나타낸다. 도 13을 이용해서 도 12를 필요에 따라서 참조하면서 본 실시예를 설명한다. 또한, 도 13은 도 5와 공통되는 부분은 동일 번호를 기입한다.
도 12(a)에 촬영 화상 중에서 검출된 특정 대상(1206)(본 실시예에서는 주요 피사체를 특정 대상으로서 검출함)을 나타낸다. 인물은 백열등(1102)에 조명된 영역[백(白)으로 나타냄])과 플래시(1108)에 의해 조명된 영역(흑으로 나타냄)이 섞여 있다.
입력된 화상 신호는 도 12(b)의 특정 대상을 제외한 영역(1214)과, 특정 대상 영역(1216)에 화이트 밸런스 입력 선택 수단(502)에 의해 스위칭된다. 특정 대상 검출부(40)는 화상 신호의 특정 대상 영역에서 "H"를, 그 밖의 영역에서 "L"을 출력한다. 화이트 밸런스 입력 선택 수단(502)은 특정 대상 검출 수단(40)의 출력이 "L"일 때는 입력 신호를 제 1 화이트 밸런스 보정값 계산부(504)에 입력되도록 특정 대상 검출 수단(40)의 출력이 "H"일 때는 입력 신호를 분할 화이트 밸런스 보정값 계산부(1302)에 입력되도록 제어한다.
제 1 화이트 밸런스 보정값 계산부(504)는 제 1 화이트 밸런스 보정값을 계산한다. 분할 화이트 밸런스 보정값 계산부(1302)는 특정 대상 영역(1216)의 분할한 블록[예를 들면 블록(1218)]마다의 화이트 밸런스 보정값을 계산한다.
우선, 입력된 화상 신호를 블록 분할부(1304)로 소영역의 블록으로 분할한다. 블록으로 구성된 특정 대상 영역(1216)은 검출된 특정 대상 영역(1206)과 완전히는 일치하지 않지만, 블록을 따라 소영역에서 구성함으로써 양자의 차이를 적게 하는 것이 가능하다. 도 12에서는 설명 때문에 블록이 인식가능한 크기로 기재되어 있지만, 전술한 이유로 실시할 때는 보다 소영역의 블록으로 구성되는 것이 바람직하다.
분할된 입력 화상 신호로부터 분할된 블록마다의 화이트 밸런스 보정값을 분할마다의 화이트 밸런스 보정값 계산부(1306)로 계산한다. 계산된 블록의 각 화이트 밸런스 보정값의 분포를 화이트 밸런스 보정값 분포 판단부(1308)로 판단한다. 판단하는 내용은 블록의 각 화이트 밸런스 보정값의 분포가 복수의 화이트 밸런스 보정값의 분포인지의 여부와, 복수의 화이트 밸런스 보정값의 분포라고 판단되었을 경우에는 분할된 각 블록이 상기 복수의 화이트 밸런스 보정값 중 어느 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 보정을 행할지이다.
도 14에 화이트 밸런스 보정값의 빈도 분포 예를 나타낸다. 도 14의 X축, Y축은 화이트 밸런스 보정값이며, 예를 들면 R계수에 대한 계수를 X축, B에 대한 계수를 y축으로 나타낸 좌표에 계수로 나타내어지는 화이트 밸런스 보정값, 혹은 계수로 나타내어지는 화이트 밸런스 보정값의 범위의 블록수를 원의 크기로 나타내고 있다. 계수로 나타내어지는 화이트 밸런스 보정값(혹은 범위)의 블록수(빈도)가 많아지면 원이 크게 표시된다. 도 14의 화이트 밸런스 보정값의 분포 예는 예를 들면 도 14 중에 4각형의 굵은 선으로 나타낸 영역(A) 및 영역(B)의 양쪽의 화이트 밸런 스 보정값 분포로 판단된다. 판단 수법 그것은 일반적으로 잘 알려진 통계 수법 등을 이용함으로써 가능하고, 또한 본 발명의 요지가 아니므로 여기에서는 서술하지 않는다.
영역(A) 중에서 가장 빈도가 많은 화이트 밸런스 보정값(a)를 영역(A)의 대표 화이트 밸런스 보정값, 영역(B) 중에서 가장 빈도가 많은 화이트 밸런스 보정값(b)을 영역(B)의 대표 화이트 밸런스 보정값으로 한다. 각 블록은 그 블록이 영역(A)중의 블록으로 판단되었을 경우에는 대표 화이트 밸런스 보정값(a)을 사용해서 화이트 밸런스 보정을 행하고, 그 블록이 영역(B)중의 블록으로 판단되었을 경우에는 대표 화이트 밸런스 보정값(b)을 사용해서 화이트 밸런스 보정을 행한다.
또는, 각 블록은 그 블록의 화이트 밸런스 보정값과, 대표 화이트 밸런스 보정값(a 및 b)을 비교하고, 가장 가까운 대표 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스 보정을 행한다.
이러한 화이트 밸런스 보정을 행함으로써 특정 대상 영역이 복수의 광원에서 조명된 것인 경우에서도 특정 대상 영역내를 균일한 색조(분위기)로 하는 화이트 밸런스 보정이 가능하다. 또한, 이 경우는 특정 대상 영역이 인물이지만, 반대로 인물 이외를 검출하는 구성으로 했을 경우 배경 영역내를 균일한 색조(분위기)로 하는 것도 가능하다. 더욱이, 분할 화이트 밸런스 보정값 계산부를 복수 가짐으로써 복수의 광원에 의해 조명된 특정 대상 영역과, 복수의 광원에 의해 조명된 배경 영역이 있어도 특정 대상 영역내를 균일한 색조(분위기)로 하고, 배경 영역내도 균일한 색조(분위기)로 하는 것이 가능한 것 이외에 각 영역의 색조를 광원에 맞춰서 변화시키는 것도 가능하다.
<제 4 실시형태>
제 3 실시형태에서는, 화이트 밸런스 보정부(54)의 구성을 장치로서 구성하고 있지만, CPU(20)상에 있어서의 소프트웨어에 있어서도 실시가능하다. 이 제 4 실시형태를 다음에 나타낸다.
도 15는 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단의 제 4 실시형태로서의 플로우차트이다. 여기에서는, 소프트웨어에 의한 처리 때문에 화상 신호의 ｘ방향을 K블록에, y방향을 L블록으로 분할해서 처리하고 있다.
우선, 스텝S1502에서 화상 신호를 취득한다. 다음에 스텝S1504에서 취득된 화상 신호로부터 특정 대상을 검출한다. 특정 대상의 검출은 특정 대상 검출부(40)를 사용해서 실시해도 좋고, CPU(20)를 사용해서 소프트웨어에서 실시해도 좋다. 특정 대상 검출부(40)를 사용했을 경우에는 전용 하드웨어에 의한 고속화를 예상할 수 있다. 소프트웨어에서 실시했을 경우에는 시스템을 유연하게 구성할 수 있다(예를 들면 계수나 알고리즘을 간단히 갱신할 수 있음). 그 후처리에 이용되는 계수를 스텝S1506에서 초기화한다. x방향의 카운터X 및 y방향의 카운터Y에 초기값 1, 분할 화이트 밸런스 보정값용의 카운터(m)에 초기값 0을 대입하고, 제 1 화이트 밸런스 보정값, 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)(행렬)에 초기값 0을 대입한다.
다음에 처리에 들어간다. 스텝S1510에서 블록 좌표(X, Y)로서 나타내어지는 블록(XY)의 화이트 밸런스 보정값을 산출한다. 그 후, 스텝S1512에 있어서, 블록(XY)이 특정 대상 영역인지의 여부를 판별한다. 특정 대상 영역이 아니었을 경우 는, 스텝S1514로 진행되고, 블록(XY)의 화이트 밸런스 보정값을 바탕으로 제 1 화이트 밸런스 보정값을 재계산한다. 예를 들면 웨이팅 가산을 행하고, 루프 종료시에 제 1 화이트 밸런스 보정값이 구해지는 알고리즘을 채용하는 것이 바람직하다. 스텝S1512에 있어서 블록(XY)이 특정 대상 영역이었을 경우 스텝S1516에서 분할 화이트 밸런스 보정값용의 카운터(m)를 인크리먼트한다. 다음에 스텝S1518에서 블록 좌표(X, Y)로서 나타내어지는 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)에, 계산된 화이트 밸런스 보정값을 대입한다.
스텝S1514 및 스텝S1518의 다음은 스텝S1520에서 X카운터가 K인지의 여부, 즉 X방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. X=K가 아닐 경우 스텝S1522에서 카운터X를 인크리먼트하고, 스텝S1510으로 돌아간다. 스텝S1522에서 X=K일 경우 스텝S1524에서 카운터Y가 L인지의 여부, 즉 Y방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. Y=L일 경우 스텝S1526에서 카운터Y를 인크리먼트하고, 스텝S1510으로 돌아간다. 스텝S1524에서 Y=L일 경우는 모든 블록에 대해서, 화이트 밸런스 보정값의 산출의 끝을 의미한다. 그 경우, 스텝S1532로 진행되고, 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)(m개)의 분포 계산을 행하고, 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)의 분포로부터 1 또는 복수의 대표 화이트 밸런스 보정값을 계산한다. 그 다음에, 스텝S1534에 있어서, 스텝S1532에서 계산된 대표 화이트 밸런스 보정값이 복수인지의 여부를 판별한다. 복수의 대표 화이트 밸런스 보정값일 경우 스텝S1536으로 진행되고, 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)에 대하여 가장 가까운 대표 화이트 밸런스 보정값을 계산하고, 대입해서 종료한다. 스텝S1534에 있어서, 하나의 대표 화이트 밸런스 보정값으로 판별되었을 때는 스텝S1538로 진행되고, 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)에 대표 화이트 밸런스 보정값을 대입해서 종료한다.
또한, 도 15의 설명에서는 특정 대상인지의 여부에서 화이트 밸런스 보정값의 산출을 나누고 있지만, 특정 대상이 복수일 경우는 분할 화이트 밸런스 보정값의 계산 및 통계 루틴도 그것에 따라서 늘리는 것이 바람직하다. 예를 들면, 특정 대상이 3대상 검출되었을 경우는 3대상 각각의 영역에 대한 분할 화이트 밸런스 보정값을 구하고, 특정 대상마다에서 블록마다의 보정값을 구하는 것이 바람직하다.
도 16은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 보정 수단의 제 4 실시형태로서의 플로우차트이다. 도 15의 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단으로 산출된 화이트 밸런스 보정값을 사용하고, 화이트 밸런스 보정을 실시할 때의 예를 나타내고 있다. 또한, 도 15의 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단과 동일하게, 소프트웨어에 의한 처리 때문에 화상 신호의 ｘ방향을 K블록에, y방향을 L블록으로 분할해서 처리하고 있다.
우선, 스텝S1602에서 그 후처리에 이용되는 계수를 초기화한다. x방향의 카운터X 및 y방향의 카운터Y에 초기값 1을 대입한다.
다음에 처리에 들어간다. 스텝S1604에서 블록 좌표(X, Y)로서 나타내어지는 블록(XY)의 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)이 0인지의 여부를 판별한다. 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)이 0이 아닐 경우는 도 15의 플로우차트에서 분할 화이트 밸런스가 계산되어 있으므로 스텝S1608로 진행되고, 화상의 블록(XY)을 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)으로 보정한다. 분할 화이트 밸런스 보정값(XY)이 0일 경우는 분 할 화이트 밸런스 보정값이 초기값 그대로인 것을 의미하므로 스텝S1610으로 진행되어 화상의 블록(XY)를 제 1 화이트 밸런스 보정값으로 보정한다.
스텝S1608의 다음 및 스텝S1610의 다음은 스텝S1612에서 X카운터가 K인지의 여부, 즉 X방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. X=K가 아닐 경우 스텝S1614에서 카운터X를 인크리먼트하고, 스텝S1606으로 돌아간다. 스텝S1612에서 X=K일 경우 스텝S1616에서 카운터Y가 L인지의 여부, 즉 Y방향의 최종 블록인지의 여부를 판별한다. Y=L일 경우 스텝S1618에서 카운터Y를 인크리먼트하고, 스텝S1606으로 돌아간다. 스텝S1616에서 Y=L일 경우는 처리를 종료한다.
이상의 스텝에 의해, 특정 대상 영역이 복수의 광원에 의해 조명되어 있을 경우의 광원에 따른 적절한 화이트 밸런스 보정을 소프트웨어에 의해 실현하는 것이 가능하다. 단, 반드시 모든 처리를 소프트웨어에 의해 행할 필요는 없고, 하드웨어에 의해 치환하는 것도 가능하다. 특정 대상수나 광원종류가 다수가 될 경우에서도 소프트웨어에 의한 처리이면 유연하게 대응하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 촬상 장치(1)의 내부 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정부(50)의 제 1 및 제 2 내부 구성 예이다.
도 3은 복수 광원에 조명된 피사체의 제 1 예이다.
도 4는 복수 광원에 조명된 피사체의 제 1 예에 의한 촬영 화상과 화이트 밸런스 보정 영역이다.
도 5는 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 화이트 밸런스 보정부의 구성 예이다.
도 6은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 촬상 장치(2)의 내부 구성 블록도이다.
도 7은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단의 제 2 실시형태로서의 플로우차트이다.
도 8은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 수단의 제 2 실시형태로서의 플로우차트이다.
도 9는 블록 판별값[B(X, Y)]에 저역 통과 필터를 적용한 예이다.
도 10은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 수단의 변형 예이다.
도 11은 복수 광원에 조명된 피사체의 제 2 예이다.
도 12는 복수 광원에 조명된 피사체의 제 2 예에 의한 촬영 화상의 광원 분 포와 화이트 밸런스 보정 영역이다.
도 13은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정 수단의 실시형태로서의 화이트 밸런스 보정부의 다른 구성 예이다.
도 14는 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 산출 수단의 제 4 실시형태로서의 플로우차트이다.
도 15는 복수 광원에 조명된 피사체의 제 1 예에 의한 촬영 화상과 화이트 밸런스 보정 영역이다.
도 16은 본 발명에 의한 화이트 밸런스 보정값 보정 수단의 제 4 실시형태로서의 플로우차트이다.
[부호의 설명]
10: 화상 입력부 12: 입력 신호 처리부
20: CPU 24: 화상 기록부
26: 조작 입력부 28: 통신부
30: 표시부 40: 특정 대상 검출부
50: 화이트 밸런스 보정부 210: 화이트 밸런스 보정값 계산부
212: 화이트 밸런스 보정 처리부 502: 화이트 밸런스 입력 선택 수단
504: 제 1 화이트 밸런스 보정값 계산부
506: 제 2 화이트 밸런스 보정값 계산부
510: 화이트 밸런스 보정값 비교부
512: 논리적부 514: 화이트 밸런스 보정값 스위칭부
1302: 분할 화이트 밸런스 보정값 계산부
1306: 분할마다의 화이트 밸런스 보정값 계산부
1308: 화이트 밸런스 보정값 분포 판단부

Claims (7)

  1. 입력된 화상 신호에 포함되는 피사체인 특정 대상을 그 특정 대상다움을 나타내는 특정 대상 평가값에 의해 검출하는 특정 대상 검출 수단;
    입력된 화상 신호로 표시되는 화상으로부터 상기 특정 대상을 제외한 영역에 있어서의 제 1 화이트 밸런스 보정값을 취득하는 제 1 화이트 밸런스 보정 수단; 및
    상기 특정 대상 검출 수단에 의해 검출된 특정 대상의 영역에 있어서의 제 2 화이트 밸런스 보정값을 취득하는 제 2 화이트 밸런스 보정 수단을 구비하고;
    상기 제 1 화이트 밸런스 보정값과 상기 제 2 화이트 밸런스 보정값이 다른 경우에 상기 특정 대상을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하고, 상기 특정 대상 영역은 제 2 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 대상은 얼굴인 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 화이트 밸런스 보정 수단은,
    상기 특정 대상 검출 수단에 의해 검출된 특정 대상의 내부를 복수로 분할하 고, 분할된 각각의 영역에 있어서의 각각의 분할 화이트 밸런스 보정값을 취득함과 아울러, 상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포를 검출하는 보정값 분포 검출 수단을 구비하고,
    상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포가 복수의 화이트 밸런스 보정값의 분포로 판단되는 경우에 상기 특정 대상 영역은 상기 분할 영역마다 영역마다의 분할 화이트 밸런스 보정값에 가장 가까운 상기 복수의 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 특정 대상은 얼굴인 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 장치.
  5. 제 1 항에 기재된 화이트 밸런스 보정 장치를 구비해서 이루어지는 촬영 장치.
  6. 입력된 화상 신호에 포함되는 피사체인 특정 대상을 그 특정 대상다움을 나타내는 특정 대상 평가값에 의해 검출하고;
    입력된 화상 신호로 표시되는 화상으로부터 상기 특정 대상을 제외한 영역에 있어서의 제 1 화이트 밸런스 보정값을 취득함과 아울러, 검출된 상기 특정 대상 영역에 있어서의 제 2 화이트 밸런스 보정값을 취득하고;
    상기 제 1 화이트 밸런스 보정값과 상기 제 2 화이트 밸런스 보정값이 다른 경우에 상기 특정 대상을 제외한 영역은 제 1 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하고, 상기 특정 대상 영역은 제 2 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 2 화이트 밸런스 보정값의 취득을 상기 특정 대상 평가값에 의해 검출된 특정 대상의 내부를 복수로 분할하고, 분할된 각각의 영역에 있어서의 각각의 분할 화이트 밸런스 보정값을 취득함으로써 행하고, 상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포를 검출한 후, 상기 분할 화이트 밸런스 보정값의 분포가 복수의 화이트 밸런스 보정값의 분포로 판단되는 경우에 상기 특정 대상 영역을 상기 분할 영역마다 영역마다의 분할 화이트 밸런스 보정값에 가장 가까운 상기 복수의 화이트 밸런스 보정값을 사용해서 화이트 밸런스를 보정하는 것을 특징으로 하는 화이트 밸런스 보정 방법.
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