KR930011974B1 - 칼라 비디오 카메라의 화이트 발란스 조정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라 비디오 카메라의 화이트 발란스 조정장치

제1도는 본 발명의 화이트 발란스 제어장치의 1실시예의 구성을 도시한 블록도.

제2도, 제3도는 종래의 제어장치의 구성예를 도시한 블록도.

제4도는 본 발명에 관한 TV 신호의 벡터도.

제5도는 본 발명에 관한 영상신호등의 색온도 변화특성도.

제6a도는 내지 제6f도 는 본 발명의 제1의 실시예의 처리신호 파형도.

제7a도는 내지 제7c도 는 본 발명의 제1의 실시예의 효과를 설명하기 위한 벡터도.

제8도는 본 발명의 제2의 실시예의 구성을 도시한 블록도.

제9도는 본 발명의 제3의 실시예의 구성을 도시한 블록도.

제10도는 본 발명의 제4의 실시예에 관한 TV 신호의 벡터도.

제11도는 본 발명의 제4도의 실시예의 구성을 도시한 블록도.

제12도는 본 발명의 제5도의 실시예에 관한 벡터도.

제13도, 제14도는 본 발명의 제5의 실시예를 구체화하는 제1의 방법을 도시한 변화 특성도.

제15도, 제16도는 본 발명의 제5의 실시예를 구체화하는 제1의 방법을 실현하는 주요부의 구성도.

제17도, 제18도, 제19도는 본 발명의 제5의 실시예를 구체화하는 제2의 방법을 도시한 변화 특성도.

제20도는 본 발명의 제5도의 실시예를 구체화하는 제2의 방법을 실현하는 회로 구성도.

제21도는 본발명의 제6의 실시예를 도시한 블럭도이다.

본 발명은 칼라 비디오 카메라의 화이트 발란스 조정장치에 관하여, 특히 영상신호에서 색온도 정보를 검출하고, 또한 촬영중 항상 보정동작을 행하는 카메라에 적합한 화이트 발란스 제어장치에 관한 것이다.

종래, 촬영 소자에서 얻어지는 영상신호를 사용해서 화이트 발란스의 조정을 행하는 장치로서, 예를 들면 National Tachnical Report, Vol. 31, No. 1, 1985년 2월, p98∼p102에 기술되어 있는 것이 있다. 이 장치에서는 촬영 필드각을 매우 넓게하면 얻어진 신호의 평균값은 동일한 조명하에서 백색피사체를 촬영하였을 때와 거의 같은 값으로 되는 것을 이용하고 있다. 또, 휘도신호의 레벨이 클 경우에, 예를 들면 정격의 95%이상 그 부분을 백색이라고 판별하여 조정을 행하는 방식이 알려져 있다(일본국 특허 공보 소화 53-2290호 참조).

일반적으로 이들 방법에서는 매우 실용적인 조정 정밀도가 얻어지지만 유채색 피사체 촬영시, 피사체의 색등에 의해 오차가 발생하는 일이 있다. 또, 그외의 이 종류의 장치로서, 예를 들면 상술한 일본국 특허 공보 소화 53-2290호에 기재된 것과 같이 적색, 청색, 녹색의 각 색신호 레벨이 모두 소정양 이상인 경우에 백색으로 판단되어 그 백색 부분의 신호에 의해서 화이트 발란스의 조정을 행하도록 하고 있는 것이다.

상기 종래 기술은 피사체의 유체도가 높은 경우, 즉 화면 가득히 단일의 유채색을 촬영한 경우등 분명히 ＂백색＂과 마찬가지로 취급하지 않는 촬영 조건에도 불구하고 신호 처리상 ＂백색＂이라고 판단하고 제어를 행해버린다. 그 결과, 바르게 색온도 보정이 되지 않고 잘못된 화이트 발란스로 되는 일이 있었다. 또, 이와 같은 불합리를 개선하는 방법으로서 피사체가 ＂백색＂인가 아닌가를 판단하여 ＂백색＂인 경우만 장치가 동작하도록 하고 있는 것도 있다.

예를 들면 상술과 같이 적색, 청색, 녹색의 3개의 색신호가 모두 소정 레벨(예를 들면 정격 레벨의 90%) 이상을 ＂백색＂으로 하는 등이다. 즉, 상기 3개 신호가 정격의 90%를 넘는 것과 신호 조건은 대부분의 경우 백색으로 되고, 따라서 본 방법은 상기의 불합리한 점을 개선하는데 가장 효과적이다. 그러나, ＂백색＂의 판별 기준이 엄격하고, 스튜디오 촬영과 같이 조명 조건이 정돈되어 있는 경우, 또는 의식적으로 백색판을 촬영하는 등에 의해 정밀도 좋게 화이트 발란스 보정이 행하여지지만 통상의 촬영 상태에 있어서 상기의 판별 기준이 충족되는 일은 그리 많지 않다.

또한, 본 발명에 관련하는 것으로서 상술한 것에 대하여 일본국 특허 공개 공보 소화 53-25243호, 일본국 특허 공개 공보 소화 58-142693호, 일본국 특허 공개 공보 소화 59-18793호가 있다. 또, Toshio Murakami, Yasushi Takagi, Hiroyasu Otsubo, Yutaka Sato가 미국에 ＂칼라 비디오 카메라의 화이트 발란스 조정장치＂를 출원중이다(미국 출원 No. 937,394).

본 발명의 목적은 여러가지의 촬영 조건하에서 화이트 발란스 보정의 정밀도를 확보할 수 있는 칼라 비디오 카메라의 화이트 발란스 조정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 촬영중 연속해서 조정동작을 행하여 카메라 팬(pan)이나 줌밍(zooming)등에 대한 응답성도 향상시킨 자동 화이트 발란스 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 있어서는 상술한 목적을 달성하기 위하여 카메라 출력신호에서 색온도 변화검출신호 및 색채정보인 유채색 판별신호를 각각 생성하여 유채색 판별신호가 소정 레벨이내 일때에만 색온도 변화검출신호를 사용해서 화이트 발란스 보정용 제어신호를 생성제어를 행한다. 색온도 변화검출신호, 유채색 판별신호로서는 카메라 출력신호인 휘도신호(이하, Y), 적색, 청색의 색신호(이하, R,B)에서, 들면(R-B)신호나 (R+B-2Y)신호를 각각 작성하는 것에 의해서 얻을수가 있다.

즉, 본 발명에 있어서는 신호처리 계통중에서 끄집어낸 영상신호에 의해 조명의 색온도 변화를 검출하는 제1의 수단과, 그 조명의 색체정보인 유채색 판별신호를 검출하는 제2의 수단과, 제2의 검출신호의 레벨이 소정의 범위내인가 아닌가를 판별하여 제어신호를 출력하는 수단과, 제1의 검출신호에 의해서 제어되는 색신호 이득 제어수단을 가지며, 제어신호에 의해 제2의 검출신호의 레벨이 소정의 범위내의 경우에만 색신호 이득제어수단을 제어하는 구성을 취한다.

백색 피사체를 촬영한 경우, 조명의 색온도를 변화시키면 그것에 따라서 R신호 및 B신호의 레벨도 변화하지만 한편, 녹색신호(이하 G) 또는 R+B신호의 레벨은 대략 일정한 값을 취한다. 따라서, 이 G신호, R+B신호, 또는 R+B-2Y신호 레벨의 변화를 검출하는 것으로 피사체의 색이 백색(색온도 변화에 의한 백색의 착색은 백색으로서 취급한다)에서 어느 정도 어긋나 있는가를 알수가 있다. 이 성질을 이용해서 유채색 판별 신호로서 G신호, R+B신호, 또는 R+B-2Y신호가 소정의 범위내인가 아닌가를 판별하는 것에 의해 촬영 화면중의 색온도 변화에 따른 신호 변화만을 끄집어 낼 수가 있다. 이것에 의해서 유채색 피사체 촬영시에 발생하는 화이트 발란스 보정 오차, 즉 화이트 발란스가 일치하고 있는데도 불구하고 색온도 변화에 상당하는 신호를 검출하여 그결과, 잘못된 화이트 발란스 제어를 일으켜 버리는 불합리한 점을 경감할 수 있다.

한편, R-B나 R/B등의 색온도 변화검출신호를 생성하면 그 신호는 조명의 색온도 변화에 대해서는 단조로운 변화특성을 나타내고, 반대로 녹색(G)나 마젠타색(Mg)등의 색온도 변화 이외의 채색에 대해서는 반응이 없게 된다. 즉, 이와 같은 색온도 변화검출신호(R-B, R/B)는 색온도 변화를 검출하는 점에서 유효한 것이고, 또한 상술한 것과 같은 보정(백색의 색온도 변화에 따른 색조 변화 궤적 근방의 신호만을 골라낸다)을 가하는 것에 의해 색온도 정보 검출정밀도가 더욱 향상한다. 다만, 상술의 보정을 행한 경우에도 적색이나 청색등과 같이 색온도 변화에 따른 색조 변화 궤적 근방에 존재하는 색에 대해서는 구별하기 어렵다. 즉, 이 종류의 색은 본래 그 색이던가, 조명광의 색온도에 의해서 백색이 그 색으로 보이던가(또, 그 조합으로 적색에 낮은 색온도 광이 조사되어 그 위에 적색을 뛴 것이 증가된 것이던가)의 판별이 일반적으로 어렵다.

그러나 통상의 촬영 조건을 고려하면 색온도의 변화범위에는 한도가 있어 실용상 필요한 양(검출양이나 제어량, 피제어량)도 자연적으로 결정된다. 예를들면, 영상 신호가 적색인 것을 표시하고 있는 경우, 본래의 색이 백색이거나 적색이더라도 필요한 제어량이 최대이어도 백색의 색온도에 의한 변화분을 제거하는 것만큼의 양으로도 충분하게 된다. 따라서, 제어신호 생성에 공헌하는 색온도 변화검출신호(예를들면, R-B)의 다이나믹 범위를 백색 촬영에 있어서 변화폭(예를들면 2,500°K∼10,000°K)에 대응하는 양으로 제한해도 실용상 지장은 없고, 특히 고체도의 유색 피사체에 대해서 필요이상으로 보정이 걸리는 것을 억제할 수가 있으므로 색재현의 열화가 경감된다.

먼저, 본 발명의 기본이 되는 화이트 발란스 조정장치의 종래예에 대해서 간단하게 설명한다. 제2도, 제3도는 모두 촬영 필드의 영상신호를 사용해서 화이트 발란스의 자동보정을 행하는 장치의 개략도이다. 어느쪽의 장치도 무채색 피사체 촬영시 화이트 발란스가 일치하고 있으면,

R : B : G = 1 : 1 : 1 ……………………………………………………… (1)

이고, 또 일반적으로 피사체가 무채색이 아니더라도 화면 전체의 평균화 신호는 대개의 경우 동일한 색온도하의 무채색 피사체 촬영시에 얻어지는 신호와 거의 같은 값으로 간주된다는 경험이 근거하고 있다.

제2도의 장치에서는 색차신호(R - Y, B - Y)가 각각 영(0)으로 되도록 색신호 (R, B)이득을 이득제어회로(1a), (1b)로 제어하여 화이트 발란스 조정을 행하고 있다.

동일도면에 있어서, (2)는 매트릭스 회로, (3)은 엔코더, (4a), (4b)는 클램프 회로, (14a), (14b)는 평활회로, (15a), (15b)는 비교 증폭회로이다. 그러나, 이 방법에서는 피사체 조건이 상기의 경험에서 벗어나는 것과 같은 경우, 즉 유채색이 단독 또한 넓은 범위에서 촬영되었을때등은 여러가지 색조로 화이트 발란스 어긋남이 일어난다.

이와 같은 오동작을 개선하기 위하여 구성된 것이 제3도의 장치이다. 그 장치는 상술의 오동작을 개선하기 위하여 감산기(5)에 의해 R-B 신호를 생성하고, 그 단일의 R-B신호에 의해 색온도 변화를 검출하고, 또 그 신호에서 생성되는 단일의 제어신호 (Z)를 분할, 보정하여 화이트 발란스 제어가 광원의 색온도 변화 방향으로만 동작하는 것과 같이 트랙킹 보정회로(12)로 보정하고 있다.

이 방법에 의하면 상술의 경험에서 벗어나 화면 전체가 예를 들면, G(또는 Mg_)보다 유체화한 경우에는 이 변화량을 검지하지 않고(즉, G

B = R = B = 0, Mg

R : B = 1 : 1인것과 함께 R - B = 0), 제어신호는 일정하여 G(또는 Mg)를 백색으로 보정하는 것과 같은 제어가 행하여지는 일이 없어 제2도의 장치에 있어서 발생하는 오동작은 크게 경감되지만, 제3도의 장치에 있어서도 오동작이 완전하게 해소되는 것은 아니고 유채색의 종류(색상)에 의해서 오동작을 일으키는 일이 있었다. 예를 들면, 황색(Ye)등은 그 신호중에 G(색온도 변화에 영향을 주지 않는다)성분과 R - B(색온도 변화는 서로 같다)성분을 갖고 있어 G성분의 변화에는 반응이 없더라도 R - B 성분의 함유량에 따라서 제어가 행하여져 버린다.

이하, 본 발명의 1실시예를 구체적으로 설명한다. 제4도는 TV 신호를 색차 벡터도로 표시한 것이다. 백색 피사체를 촬영하였을때의 색재현은 조명의 색온도 변화에 따른 도면중의 굵은선 A(백색의 색온도 변화 궤적)에 따라서 변화한다. 이 벡터 도면상의 위치를, 예를 들면

x = (R - Y) - (B - Y) = R - B ……………………………………… (2)

y = (R - Y) + (B - Y) = R + B - 2Y ……………………………… (3)

의 2차원 좌표로 표시한다고 하면, 이 신호레벨의 변화와 색온도 변화의 관계는 대체로 제5도로 표시할 수가 있다.

제4도, 제5도에서 색온도 변화검출신호 x는 색온도에 대해서 일의적으로 결정되어 색온도 변화 궤적 A(대략 y=0)와 직교하는 방향의 색변화에 대해서는 거의 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다. 반대로 유채색 판별신호 y는 색온도에 의한 영향은 그다지 없고 그 색온도 변화 궤적 A에서의 어긋남에 따라서 변화하게 된다. 지금, 상술과 같이 실용적인 색온도 변화범위(예를 들면 2500°K∼10000°K)를 고려한 경우, 색온도 검출에 요하는 신호를 예를들면, 제4도중 사선으로 둘러싸인 부분으로 좋고, 또 그 부분의 신호만을 얻을 수 있으면 그 사선외의 신호, 즉 대부분의 유채색 촬영에 대해서 보정오차를 경감할 수가 있다. 여기에서, x=p, x=q는 각각 색온도 2500°K, 10000°K와 서로 같아, 일반적으로는 이 범위의 색온도에 대해서 고려하면 좋다.

다음에 본 실시예를 실현시키는 회로구성의 1실시예를 제1도에 도시한다. 동일도면에서 있어서, 제2도, 제3도와 동일번호를 붙인 블록은 동일부분을 표시하고 있다. 또, (6)은 가산기, (7a), (7b)는 비교기, (8)은 OR회로, (9)는 게이트회로, (10)은 클리프회로, (11)은 제어신호 생성회로이다.

촬영소자에서 꺼내어져 처리된 휘도신호 Y 및 색신호 R, B는 이득제어회로 (1a), (1b)를 거쳐서 매트릭스회로(2)에 입력되어 색차신호 R-Y, B-Y가 생성된다. 그 휘도신호 Y 및 색차신호 R-Y, B-Y는 그후 엔코더(3)에 있어서, TV 신호에 편성되어 출력된다. 여기에서, 매트릭스회로(2)에서 출력되는 색차신호 R-Y, B-Y를 꺼내어 클램프회로(4)에서 DC전위를 일치시킨다(이 클램프(4)는 생략 가능하다). 그 2개의 색차신호는 각각 가산기(6), 감산기(5)로서 연산되어 상술한 x(= R-B), y(R+B-2Y)로 되는 2종류의 신호로 다시 구성된다. 또한, 이 x, y 신호는 색차신호 R-Y, B-Y의 연산비율을 변화시키고, 휘도신호 Y도 사용하는 것등에 의해 적당히 선택할 수가 있다.

신호 y는 비교기(7a), (7b)에 있어서 제4도의 y=l, Y=n에 상당하는 기준신호레벨(예를들면 직류 전압)과 비교되어 그 출력은 OR회로(8)에 입력된다. OR회로(8)의 출력에는 l≤y≤n 이외일때에 ＂1＂(하이)이 나타난다. 또한, 비교기(7a), (7b), OR회로(8)의 구성은 후단의 게이트회로(9)의 동작특성에 맞으면 어떠한 구성을 하여도 좋다. 한편, 감산기(5)에서 생성된 x신호는 게이트회로(9)에 있어서 OR회로(8)의 출력에 따라서 게이트된다. 본 실시예에 있어서는 OR회로(8)의 출력이 ＂1＂일 때 x신호는 차단, ＂0＂일 때 x신호는 도통된다. 즉, 1

y

n에서 도통, l 〉y 또는 n〈 y 에서 차단되게 된다.

이제까지의 실시예의 동작을 칼라-챠트(백색, 황색, 푸른색(cyan), 녹색, 마젠타색, 적색, 청색)을 촬영한 경우를 예로 들어 도시한 것이 제6a도 내지 제6f도이다. 제6a도, 제6b도는 각각 신호처리 계통에서 끄집어낸 색차신호 R-Y, B-Y를 도시한다. 제6c도는 가산기(6)에서 생성된 y신호, 제6d도는 감산기(5)에서 생성된 x신호, 제6e도는 OR회로(8)의 출력, 즉 게이트회로(9)의 구동신호, 제6f도는 게이트회로(9)의 출력의 파형이다. 이와 같이 이 시점에서는 x신호중의 l≤y≤n을 만족하는 부분의 신호 R, Cy만 남고, 그 이외의 벡터의 중심, 즉 화이트 발란스를 취한 상태의 백색에 상당하는 신호로 치환된다.

게이트 회로(9)의 출력 x'은 다음단의 클리프 회로(10)에서 신호 진폭의 다이나믹 범위 제한을 받는다. 예를 들면, 하이측을 x=p, 로우측을 x=p로 설정한 경우를 생각하면, 출력 x'의 진폭은 q=

x

p로 제한된다. 또한, p, q의 설정은 외부에서 고정전압을 인가하는등의 방법에 의해 행한다. 따라서, 그 신호파형은 제6f도에 도시하는 x'=p, x'=q에 의해서 상부를 눌린형으로 되어 이 이상 진폭이 증가하여도 얻어지는 신호는 변하지 않는다.

이상과 같은 조작을 실시한 색온도 검출신호 x＂는 제어신호 생성회로(11)에 입력되어 그 신호에 의해서 검출된 색온도 어긋남(화이트 발란스 어긋남)에 상당하는 제어신호 Z로 변환된다. 여기에서 제어신호 생성회로(11)의 구성은 특히 제한되진 않지만, 예를 들면 입력된 색온도 검출신호 x＂를 화면 전체에서 평균해서 직류 전위로 변화하고, 그 전위와 기준전위와의 비고에 의해 피사체의 화이트 발란스 어긋남을 검출하여 그 어긋남량에 따른 제어전압 Z를 출력하도록 구성된다. 이 제어신호 Z는 다음으로 되는 트랙킹 보정회로(12)에서 색온도 변화 궤적에 따른 화이트 발란스 제어가 행하여지도록 분할 보정되어 각각 제어신호 Z_R, Z_B로 변환되고, 각 색신호 R, B계 경로중의 이득제어회로(1)에 피드백된다. 또한, 제어신호 생성회로(11), 트랙킹 보정회로(12)의 구성에 대해서는 종래와 마찬가지의 구성이면 좋기 때문에 설명을 생략한다.

본 실시예에 의하면 색온도 검출에 필요한 최소한의 신호로 제어를 행하기 위하여 황색(Ye)등의 유채색의 혼입으로까지 되는 일없이 정확한 화이트 발란스 제어가 실현된다. 제7a도에서 제7c도에 클리프 회로(10)의 효과를 도시한다. 본 예에서는 낮은 색온도하에서 붉은 피사체를 촬영한 경우를 도시한다. 제7a도는 본 실시예에 의한 제어를 행하지 않는 경우의 벡터도를 도시한다. 제7b도는 본 실시예의 구성에서 클리프 회로를 사용하지 않는 경우의 벡터도를, 제7c도는 본 실시예의 구성의 경우의 벡터도를 도시하고 있다. 제7b도와 제7c도의 벡터도를 비교하면 명확한 바와 같이 클리프 회로를 사용하는 것에 의해 피사체가 갖는 채도가 유지되어 채도의 열화가 적은 것을 알 수 있다.

다음에 제2도의 실시예를 제8도에 의해 설명한다. 동일도면에 있어서 제1도와 동일부분은 동일번호를 붙이고 있다. (13)은 연산회로이고, 본 실시예에서는 y신호(R +B-2Y)의 생성은 화이트 발란스 제어용의 이득제어회로(1a), (1b)에 입력되기 전의 색신호 R, B를 사용해서 행하고 있다. 본 실시예에 의하면, 화이트 발란스 제어동작, 즉 이득제어회로(1a), (1b)의 동작에 의한 R, B 신호레벨의 변동이 없어 안정한 색온도 변화 궤적에서의 어긋남 검출신호 y를 끄집어낼 수가 있다. 또한, 본 실시예에 있어서도 연산비율을 자유롭게 선택할 수가 있다. 또, 신호(R+B-2Y)에 대신해서 신호(G-Y)를 사용해도 좋다.

다음에, 제3도의 실시예에 대해서 제9도를 사용해서 설명한다. 제9도에 있어서 매트릭스 회로(2)에서 신호 Y, R-Y, B-Y를 꺼내어 적절한 연산을 행하는 것에 의해 각 신호 x, y를 자유롭게 설정할 수 있도록 되어 있다. 또, 본 실시예에서는 신호를 사용하고, 비교기(7c), (7d), OR회로(8b)를 사용하여 제2의 검출범위를 설정하고 있다. 이 제2검출범위는, 예를 들면 형광등 검지에 이용할 수 있다. 즉, 태양광등의 자연조명은 앞서의 색온도 변화 궤적 A에 따른 색질을 갖고 있지만, 인공조명중에는 이 궤적상에 없는 것도 많고, 예를 들면 형광등에서는 그 광의 색질은 약간 녹색측에 치우치고 있다.

본 실시예에서는 백색범위 l〈 y〈 n의 외축(G 측)에 형광등 범위 k〈 y〈 l를 마련하여, 그 범위내에 있다고 판단된 경우에 트랙킹 보정회로를 조작하여 Mg방향으로의 제어를 행하게 한다. 즉, 형광등하에서 백색 피사체를 촬영했을때에 제어 궤적이 벡터의 영점에 오르도록 한다. 이것은 R, B 찬넬의 이득제어전압 Z_R, Z_B를 소정량 시프트하는 것으로 행하여진다. 또, 색신호 이득제어회로(1a), (1b)에 직렬로 다른 이득제어회로를 추가하여 이것을 제어하는 것에 의해서 달성해도 좋다. 본 실시예는 형광등 광원하에서는 화면이 녹색에 편중된 것의 보정에 효과가 있다. 다른 특수한 인공조명(수은등, 나트륨등등)에 관해서도 본 실시예에서 각각 대응할 수 있지만, 특히 이용 빈도가 비교적 높은 형광등에 있어서 효과가 크다.

다음에 제4도의 실시예에 대해서 제10도, 제11도에 의해 설명한다. 제10도는 TV 신호의 벡터도를 도시한다. 제10도 및 제5도에 도시한 것과 같이 R-Y, B-Y 평면에 있어서 색온도 변화 궤적 A는 일반적으로 직선은 아니다. 그리고 본 실시예에 있어서는 제11도에 도시한 것과 같이 색온도 변화검출수단을 가산기(6a), (6b)와 같이 여러개 사용한다. 이것에 의해 궤적 A와 유효로하는 신호 영역(p〈 x〈 q, l〈 y〈 n)을 더욱 접근시킨다. 본 실시예에서는 신호 x=0를 경계로 하여 x 〉0일때와 x〈 0일때에서 검출신호 y를 변화시켜,

x 〉0 : y₁= a(R-Y) + B - Y …………………………………………… (4)

x〈 0 : y₂= b(R-Y) + B - Y …………………………………………… (5)

(a

b)

로 하는 것으로 제10도와 같은 굴절한 검출영역으로 하고 있다.

제11도는 본 실시예의 주요부만을 도시하고 있으며, 본 도면의 주변은, 예를들면 제1도의 구성과 마찬가지이다. 동일 도면에 있어서 (16)은 선택회로, (17)은 비교기이다. 신호처리게에서 끄집어낸 2개의 색차신호 R-Y, B-Y는 감산기(5), 가산비율 a : 1의 가산기(6a) 및 가산비율 b : 1의 가산기(6b)에 입력되어 검출신호 x, y, y₂가 출력된다. 신호 x는 게이트회로(9)에 입력되어 그후는 상술한 제1의 실시예와 마찬가지로 처리된다. 또, 신호 x는 비교기(17)에 있어서 x = 0에 상당하는 기준값과 비교되고, 예를들면 x 〉0에서 ＂1＂(하이), x〈 0에서 ＂0＂(로우)를 출력한다. 그 비교기(17)의 출력은 예를 들면 멀티플렉서등으로 구성되는 선택회로(16)의 제어신호로서 사용된다. 선택회로(16)은 2개의 입력신호 y₁, y₂내의 한쪽, 예를 들면 제어신호 ＂1＂일때에 y₁, 0일때에 y₂를 선택하여 출력한다.

출력된 y₁, 또는 y₂는 다음의 1쌍의 비교기(7) 및 OR회로(8)에 의해 소정 레벨내인가 아닌가를 판정하여, 소정 레벨외일 때에는 색온도 변화검출신호 x를 차단하는 것과 같이 게이트회로(9)를 구동한다. 본 실시예에 의하면 x 〉0과 x〈 0의 각 영역에 있어서 각각 다른 유채색 판별신호 y를 적용할 수가 있어 도시한 것과 같이 비직선적인 백색검출이 행하여지기 때문에 보다 정밀도가 높은 검출이 가능하게 된다. 또, 세밀하게 분할하여 여러 종류의 판별신호 y를 사용하도록 해도 좋다.

다음에 본 발명의 제5의 실시예를 제12도에서 제20도를 사용해서 설명한다. 본 실시예는 색온도 변화검출신호 x = 0(즉, 화이트 발란스에 일치한 상태의 백색) 근방에서의 화이트 발란스 제어를 정지시키는 것에 의해 황색 촬영시에 더욱 엷은색으로 되어버리는 현상을 제어하는 것이다. 이것은 동시에 백색 또는 화면 전체에서 무채색과 같은 값으로 간주되는 것과 같은 피사체에 대해서는 보정의 나머지를 약간 증가하는 것으로도 되지만 기준점(x=0) 근방에서의 약간 양의 보정나머지는 어느 정도 허용될 수 있지만 황색의 무채색화는 눈에 띄기 쉽다는 양자의 허용한의 차를 이용해서 시각적인 효과 향상을 도모하는 것이다. 기준점근방(또는 임의의 색온도점)에 있어서 화아트 발란스 보정동작을 정지시키기 위해서는 어떤 소정 구간의 색온도 변화에 대해서 검출신호 x를 반응이 없는 것으로 하면 좋고, 예를 들면 제12도에 있어서 u 〉x 〉v로 되는 색온도 변화에 대하여 검출신호 x를 일률적으로 0으로 하는 것에 의해 달성된다.

다음에 그 하나의 방법에 대해서 설명한다. 검출신호 x에 대하여 다음의 (6)∼(8)식과 같은 조작을 행한 경우 새로운 검출 신호 x₁은 제5도에 도시한 x의 변화 특성에 대하여 제13도와 같은 특성으로 된다.

x 〉u : x₁= x - u ……………………………………………………… (6)

u

x

v : x₁= 0 …………………………………………………… (7)

x〈 v : v₁= x - v ……………………………………………………… (8)

즉, u

x

v의 사이에서 화아트 발란스 보정은 정지하고, x 〉u의 영역에서는 x₁→ O(x→u), x〈 v의 영역에서는 x₁→ O(x→v)로 하는 방향에 보정이 작용한다. 그 결과, 색온도 변화에 대해서 제14도에 도시한 것과 같은 보정특성이 실현된다.

여기에서 상기 보정특성은 백(또는 무채)색 피사체 촬영시, 그 피사체에 조사하는 조명의 색온도를 변화시킬때의 모니터 화면에 있어서 따뜻한 색조 또는 추운 색조의 강함을 표시한 것으로 도면중의 일점쇄선(백색)에서 떨어질수록 상기 색조가 강하게 되는 것을 나타내고 있다. 또한, 그 색조의 강함은 예를 들면 NTSC신호의 반속 색신호 진폭이나 제12도등의 색차벡터 표시계에서의 중심으로부터의 거리에 대응하고 있다. 또, 상기 (6)∼(8)식과 같은 변환을 행하기 위해서는 예를 들면 제15도에 도시한 것과 같이 한쌍의 한쪽 방향 클리프회로(23)(다이오드에서의 가능)이나 제16도에 도시한 것과 같은 양 방향 클리프회로(24)(예를들면 제1도중의 클리프(10)과 마찬가지의 것)를 사용하면 좋다. 이 회로((23) 또는 (24))를 검출신호 x의 생성후에서 제어신호 생성부 입력앞의 신호계 경로중(제1도를 예로 들면 감산기(5)와 게이트회로(9) 사이, 게이트(9)와 클리프회로(10)의 사이, 클리프회로(10)과 제어신호생성회로(11)의 사이의 어느쪽인가의 위치)에 삽입한다.

다음의 이 제5의 실시예를 구체화하는 제2의 방법에 대해서 설명한다. 이 제2의 방법에서는 앞서의 (6)∼(8)식의 변환으로 바꾸어서 다음에 표시하는 (9)∼(11)식과 같은 변환을 실시한다.

x 〉u : x₂= x ………………………………………………………………… (9)

u ≥ x ≥ v : x₂=0 …………………………………………………………… (10)

x〈 v : x₂= x ………………………………………………………………… (11)

즉, u

x

v의 사이에서 검출신호 x(x₂)를 0으로 하는 것 이외에는 변경하지 않는다. 이것에 의해 색온도 변화검출 특성은 제17도와 같이 된다. 즉, u

x

v의 사이는 상기의 방법과 마찬가지로 보정정지 상태로 되어 x 〉u 및 x〈 v일때에는 제1 내지 제4의 실시예에 있어서 얻어지는 특성과 같은 특성으로 되어 전영역에 대해서는 상기 제14도에 대하여 제18도와 같은 보정특성이 얻어진다.

그런데 이 보정정지 구간의 판별에 상기 색온도 변화검출신호 x를 사용하는 것으로 하면 보정전의 그 검출신호 x₂및 부귀환 제어계를 한바퀴 돈후의 검출신호 x는 제19도와 같이 된다. 이때 그 검출신호 x가 임계값 u를 하회하여 보정정지로 되는 범위는 색온도 s-t(또는 그것에 상당하는 색조)만큼 광대하다. 그러나, 그 구간 s-t에 있어서 보정정지로 된 경우에는 검출신호 x는 임계값 u를 초과하는 값을 취하기 때문에 다음의 한바퀴 돈후에 다시 보정상태로 된다. 즉, 그 구간 s-t에서의 제어동작은 불안정화한다. 다만, 상기 부귀환 제어계중의 제어신호 생성회로(11)에서는 그 신호 x를 몇개의 필드 이상으로 적분한 신호에 의하여 제어신호를 생성하기 때문에, 일반적으로는 눈에 뛸정도의 발진으로는 이르지 않고 실용가능하지만, 이 경우 제18도에 도시한 특성과는 다소 틀린 특성으로 된다. 제18도와 같은 특성을 얻기 위해서는 예를 들면 제2실시예 (제8도)와 같이 피드 포위드 제어에 의해 이것을 행하던가, 또는 다음에 기술하는 것과 같이 x→x₂의 변환을 루프 외부에서의 신호에 의해 행하는 등의 방법이 생각되어 진다.

제20도는 상술한 제5도의 실시예의 제2의 방법을 구성하는 회로예를 도시한다. 동일도면에 있어서 앞서의 실시예와 동일번호를 표시한 것은 동일부분을 나타낸다. (18)은 감산기, (19a), (19b), (20)은 비교기, (21)은 AND 회로, (22)는 OR 회로이다. 제1, 제4의 실시예와 같은 구성부분의 동작의 설명은 생략한다. 본 실시예에 있어서는 특히, u ≥ x ≥ v의 사이에서 보정동작을 정지시키는 수단이 부가되어 있다. 이득제어회로(1a), (1b)에 입력되기 전의 R, B 신호를 꺼내어 감산기(18)에서 x₀(=R-B)를 생성한다. 이 생성된 X₀은 다음의 1쌍의 비교기(19)에서 u₀≥x₀≥v₀(u≥x≥v에 상당하는 범위)인가 아닌가의 판정이 행하여진다. 이때, u₀x₀≥v₀의 판정에 비교기(20)에 의한 휘도 Y의 레벨판정을 가산하여도 좋다. 예를 들면 화면 전체가 무채색이더라도 밝기(휘도)가 한결같지 않은 경우, 상기 신호 x₀는 연속, 또는 단속적으로 여러값을 취한다. 이때 어두운 부분만 u₀≥x₀v₀의 범위내로 되면 똑같은 색온도이고, 또한 보정동작정지를 하고자 하지 않는 색온도 임에도 불구하고 화이트 발란스 보정량이 감소해버리게 된다. 이와 같은 불합리를 억제하기 위하여 본 실시예에서는 비교기(20)의 출력을 사용해서 휘도신호 레벨이 소정값(예를 들면 50%) 미만일 경우에는 그 u₀≥x₀≥v₀가 참(眞)으로 되어도 사이 x₂를 0으로 하지 않도록 하면 좋다(단, 필요 불가결한 것은 아니다). 1쌍의 비교기(19a), (19b), 및 AND 회로(21)에 의해 얻어진 u₀≥x₀≥v₀(또한 Y≥50%)의 진리값은 OR회로(22)로서 상기의 백색 판별 결과와 조합되어 게이트회로 (9)를 구동한다. 이것에 의해 상기 색온도 변화검출신호 x내, 상기 색온도 변화축 A 근방 이외의 신호분 및 u

x

v의 범위내의 신호분이 뽑아내지게 되어 백색 또는 무채색의 피사체에 대해서는 제18도에 도시한 특성을 가지게 된다.

다음에 본 발명의 제6의 실시예에 대해서 제12도, 제21도에 의해 설명한다. 상기 제1의 실시예에서 게이트회로(9)를 통과한 후의 색온도 변화검출신호 x¹의 다이나믹렌지를 실용적인 색온도 범위(대략 2,500°K∼10,000°K)에 있어서 백색의 변화량(p≥x≥q)에 한정하는 것을 기술하였다. 이것은 클리프 레벨(예를 들면 x=p)를 크게 상회하는 것과 같은 고채색의 색 및 색온도 변화에 의해 진폭이 증가한 색에 대해서는 효과가 크지만, 클리프 레벨 근방의 중간채도의 색에 대해서는 그 효과가 저하한다. 그런데 이와 같은 중간 채도색의 휘도신호 레벨은 일반적으로 같은 정도의 상기 검출신호 x를 갖는 백색에 비해서 낮다. (종래의 장치에서 휘도신호를 사용해서 백색검출을 행하고 있는 것도 있다. 단, 상기한 것과 같이 휘도신호만으로 백색검지를 행하기 위해서는 정격의 90%, 또는 95%이상등의 설정이 필요하게 되어 실용성에 다소 어려움이 있었다) 즉, 상기 검출신호 레벨이 비교적 높고(상기 클리프 레벨 근방), 반대로 휘도신호 레벨은 비교적 낮은(예를 들면, 제12도에서 x 〉i 또는 x〈 j일 때 휘도가 정격의 50%이하) 경우는 상기와 같은 중간 채도의 색으로 간주할 수가 있다. 따라서, 상기의 조건을 만족하는 신호부분을 예를 들면 상기 게이트회로(9)등에 골라내는 것에 의해 상기 중간채도 유채색에 의한 화아트 발란스 보정오차를 경감할 수가 있다.

제21도는 제6의 실시예와 주요부의 회로구성을 도시하고 있다. (25)는 감산기, (26a), (26b), (27)은 비교기, (28)은 OR회로, (29)는 AND 회로이다. 2개의 색차신호 R-Y, B-Y를 감산하여 얻어진 신호(상술의 x와 동일)를 1쌍의 비교기(26a), (26b)에 있어서 임계값 i, j와 비교하여 x 〉i, 또는 x〈 j의 어느쪽이라도 참이면 OR 회로(28)에 의해 ＂1＂(하이)가 출력된다. 또, 휘도신호도 비교기(27)로서 소정의 임계값(예를들면 정격의 50%)에 상당하는 값)과 비교된다. 상기 비교기(27)과 상기 OR 회로(28)의 출력이 모두 ＂1＂일 경우 즉, 앞에 나온 중간정도의 유채색을 받았을때에 AND 회로(29)는 ＂1＂을 출력한다. AND 회로(29)의 출력은 다른 제어신호(예를들면 제20도에 있어서 OR 회로(8)이나 AND 회로(21)의 출력과 OR 회로(22)로서 조합되어 게이트 회로(9)를 구동하여 상기 제1의 검지신호의 통과, 차단을 제어한다. 또, 감산기(25) 입력은 색차신호(R-Y, B-Y)의 대신에 색신호 R, B를 사용해도 좋고, 그 경우 감산기(25) 출력은 상기 x₀와 같게 된다(임계값 i, j도 필요에 따라서 변경한다). 본 실시예는 다른 실시예와의 조합이 용이하며, 그 경우 사전에 생성되어 있는 상기 x나 x₀를 사용하면 제21도의 감산기(25)는 생략 가능하게 된다. 본 실시예에 의하면 유채색 신호중, 특히 상기 제1의 실시예에 있어서 골라내기 곤란한 상기 색온도 변화 궤적 A 근방의 유채색(예를들면 오랜지 색등)에 대해서 화이트 발란스 보정오차 경감효과가 있다.

본 발명에 의하면, 광원의 색온도 변화에 관계한 색온도 검출에 합당한 좋은 부분의 신호만은 간단한 회로를 부가하는 것으로 골라낼 수가 있고, 또 색온도 변화에 유사한 유채색에 대해서 필요 이상의 제어를 거는 것을 억제할 수가 있으므로 유채색 비율의 많은 피사체 촬영시에 있어서도 화이트 발란스 조정오차의 저감, 색재현성의 향상에 효과가 있다.

Claims (10)

1. 칼라 비디오 카메라의 영상신호에 의해 색온도 변화를 검출하는 제1의 검출수단, 상기 제1의 검출수단에서의 검출신호에 의해서 제어되는 색신호 이득제어수단, 상기 영상신호에 의해 색채정보를 검출하는 제2의 검출수단, 상기 제2의 검출수단의 검출신호의 레벨이 제1의 범위에 있는가 아닌가를 판발하여 제1의 제어신호를 출력하는 제1의 출력수단, 상기 제1의 제어신호에 의해 상기 제2의 검출수단의 검출신호 레벨이 상기 제1의 범위에 있는 경우에 상기 제1의 검출수단의 검출신호에 의한 상기 색신호 이득제어수단의 제어를 실행시키는 수단을 포함하는 칼라 비디오 카메라의 화이트 발란스 조정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1출력수단은 상기 제2의 검출수단의 검출신호가 상기 제1의 범위내인가 아닌가를 판별하기 위한 1쌍의 비교수단과 상기 비교수단의 출력을 조합하여 상기 제1의 제어신호를 작성하기 위한 논리연산수단으로 되는 화아트 발란스 조정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1의 검출수단은 상기 색온도 변화의 검출 가능범위를 한정하는 수단을 포함하는 화이트 발란스 조정장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 한정수단은 상기 검출신호의 진폭을 소정레벨로 제한하여 출력하는 클리프 회로로 되는 화이트 발란스 조정장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1의 검출신호가 (R-B)신호인 화이트 발란스 조정장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2의 검출신호가 (R+B-2Y)신호인 화이트 발란스 조정장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2의 검출수단이 상기 제1의 검출수단의 검출레벨에 대응한 여러개의 색채정보를 발생하는 수단과 상기 제1의 검출수단의 검출신호 레벨에 따라서 색채정보를 발생하는 수단의 출력을 선택하는 수단을 포함하는 화이트 발란스 조정장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 색채정보 발생수단은 상기 영상신호에서 만들어지는 2개의 색차정보가 각각 입력되어 그 가산비율이 서로 다른 제2의 가산수단으로 되는 화이트 발란스 조정장치.
9. 제1항에 있어서, 또 상기 제2의 검출수단의 검출신호의 레벨이 제2의 범위에 있는가 아닌가를 판별하여 제2의 제어신호를 출력하는 제2의 검출수단, 상기 제2의 제어신호에 의해 상기 제어실행 수단에 의한 제어를 가변하는 수단을 포함하는 화이트 발란스 조정장치.
10. 칼라 비디오 카메라에서의 영상신호를 바탕으로 조명의 색온도 변화를 검출해서 색온도 변화검출신호를 발생하는 제1의 검출수단, 상기 영상신호를 바탕으로 색채정보를 검출해서 유채색 판별신호를 발생하는 제2의 검출수단, 상기 제2의 검출수단에서의 상기 유채색 판별신호의 레벨이 소정의 범위내인가 아닌가를 판별하여 제어신호를 발생하는 수단, 상기 제어신호 발생수단에서의 제어신호에 의해 상기 제1의 검출수단의 출력은 ON, OFF하는 게이트 수단, 상기 게이트 수단의 출력을 소정의 진폭으로 제한하는 수단, 상기 제한수단의 출력에 응답하고, 상기 영상신호의 색신호의 이득을 제어하는 수단을 포함하는 칼라 비디오 카메라의 화이트 발란스 조정장치.

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