JP2000299876A

JP2000299876A - デジタルカメラ及びオートホワイトバランス制御方法

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Publication number: JP2000299876A
Application number: JP11104285A
Authority: JP
Inventors: Koji Furubayashi; 晃治古林
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-10-24
Anticipated expiration: 2019-04-12
Also published as: JP3896438B2

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間でホワイトバランス補正ができ、画質劣
化が少なく、ホワイトバランス補正後の露出レベルが崩
れないホワイトバランス制御を実現する。【解決手段】ＣＰＵ２２はシャッタボタンの半押し時
に、積算ブロック３６から受入するＲ、Ｇ、Ｂ画素の積
算値からＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの比を求め、これらの値と、Ａ
Ｅ演算による撮影ＥＶ値の情報に基づいてシーン判別
（光源種の判別）を行う。そして、シーンに適した所定
のホワイトバランス調整値に従って前段ゲインブロック
３０のアナログアンプゲインを制御し、ホワイトバラン
スの粗補正をする。その後、シャッタボタンの全押し時
に、記録用画像の取り込み処理を行い、この本撮像の処
理で得られた画像データからＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの比を求
め、これらの値に基づいて計算されたホワイトバランス
補正値に従って、後段ゲインブロック３８のデジタルゲ
インを制御し、ホワイトバランスの微補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルカメラに係
り、特にそのオートホワイトバランス制御技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ等の固体撮像素子から得られる画
像信号から、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を別
々に積算して色温度情報を得てホワイトバランスを補正
する方式として、一般に、積算ブロックよりも前段（Ａ
／Ｄ変換前）のアナログゲインでホワイトバランスを補
正する方式と、積算ブロックよりも後段（Ａ／Ｄ変換
後）のデジタルゲインで補正する方式とが知られてい
る。前者の方式は例えば特開平５−３７９３９号公報に
開示され、後者の方式は特開平５−１８３９２５号公報
に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、積算ブ
ロックより前段のアナログゲインでホワイトバランスを
補正すると、アナログゲインのバラツキにより、一度に
正確にゲインを合わせることは困難である。更に、ホワ
イトバランス補正後は、Ｒ、Ｇ、Ｂの積算データに補正
に補正値が反映されるため、補正後の色温度情報を使用
するのは困難である。また、ビデオカメラ（ムービー方
式）のようにフィードバック制御方式を採用する方式も
あるが、スチルカメラのように一瞬でホワイトバランス
制御を行う必要があるものに対して適用するには不向き
である。

【０００４】その一方、積算ブロックより後段のデジタ
ルゲインでホワイトバランスを補正する場合、積算ブロ
ックはゲイン補正回路の前の信号から取り出すため、後
段のデジタルゲインで補正を行うと、ＡＥレベルが変動
してしまうという不具合がある。これは、ＡＥ用の検出
データはＲ、Ｇ、Ｂの積算値から輝度レベルを計算して
おり、ホワイトバランスの演算はＡＥの演算より後に行
われることに起因する。また、デジタルゲインでホワイ
トバランスを補正すると、デジタル信号にゲインをかけ
ることになるため、画質劣化にもつながるという欠点が
ある。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、短時間でホワイトバランス補正ができ、画質劣
化が少なく、ホワイトバランス後のＡＥレベルが崩れな
いオートホワイトバランス制御方法を提供するととも
に、その制御方法を実現可能なデジタルカメラを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１に係るデジタルカメラは、光学像を電
気信号に変換する撮像素子と、撮影シーンの光源種を判
別する光源種判別手段と、前記光源種判別手段で判定し
た光源種に適した所定のホワイトバランス調整値にした
がって、アナログ形式の画像信号のゲインを制御するこ
とによりホワイトバランスを補正する第１のホワイトバ
ランス補正手段と、アナログ形式の画像信号からデジタ
ル形式の画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／
Ｄ変換器から出力される画像信号に基づいて、各色チャ
ンネルのホワイトバランス補正値を求め、当該求めたホ
ワイトバランス補正値にしたがって各色チャンネルのデ
ジタル信号のゲインを制御することによりホワイトバラ
ンスを補正する第２のホワイトバランス補正手段と、を
備えたことを特徴としている。

【０００７】本発明によれば、Ａ／Ｄ変換前段の第１の
ホワイトバランス補正手段においてアナログゲインでホ
ワイトバランスを補正（粗補正）した後、更に、Ａ／Ｄ
変換後段の第２のホワイトバランス補正手段においてデ
ジタルゲインでホワイトバランスを補正（微補正）する
ので、画質劣化が少なく、良好な画像を取得できる。光
源種の判別にあたっては、撮像素子から得られる画像信
号に基づいてシーン判別を行ってもよいし（内部測光方
式）、外部センサで色温度を測定してもよい（外部測光
方式）。

【０００８】本願請求項２に係るオートホワイトバラン
ス制御方法は、撮影シーンの光源種を判別するステップ
と、その判別により特定した光源種に適した所定のホワ
イトバランス調整値にしたがって、アナログ形式の画像
信号のゲインを制御することにより第１のホワイトバラ
ンス補正を行うステップと、画像の記録実行指示の受入
に呼応して撮像素子から読み出され、前記第１のホワイ
トバランス補正によってホワイトバランスが補正された
アナログ形式の画像信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタ
ル形式の画像信号に変換するステップと、前記Ａ／Ｄ変
換器から出力されるデジタル形式の画像信号に基づい
て、各色チャンネルのホワイトバランス補正値を求める
ステップと、当該求めたホワイトバランス補正値にした
がって各色チャンネルのデジタル信号のゲインを制御す
ることにより第２のホワイトバランス補正を行うステッ
プと、を含むことを特徴としている。

【０００９】また、本願請求項３に示すように、前記第
１のホワイトバランス補正にしたがってホワイトバラン
スが補正されたアナログ形式の画像信号をＡ／Ｄ変換器
によってデジタル形式の画像信号に変換して得られたデ
ジタル画像信号に基づいて自動露出制御用の演算を行
い、その演算結果に応じた露出制御のもとで、前記画像
の記録実行指示の受入に呼応する撮像を行うことを特徴
としている。

【００１０】本発明に係るオートホワイトバランス制御
方法によれば、ＡＥ演算より前段のアナログゲインでホ
ワイトバランスを補正し、ホワイトバランスが粗補正さ
れたデータに基づいてＡＥ演算を行う。そして、そのＡ
Ｅ演算に応じて適正な露出制御がなされた撮像系によっ
て、画像の記録実行指示（例えば、シャッタボタンの全
押しに相当するＳ2 ＝ＯＮの信号）の受入に呼応して記
録用の撮像（本撮像）が行われる。この本撮像で得られ
た画像データに対して、更にデジタルゲインでホワイト
バランスの微補正を行うので、ＡＥレベルが崩れること
なくホワイトバランス制御ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るデジタルカメラ及びオートホワイトバランス制御方法
の好ましい実施の形態について詳説する。図１は本発明
が適用されたデジタルカメラの実施の形態を示すブロッ
ク図であり、図２はその要部の詳細な構成を示すブロッ
ク図である。これらの図に示すように、デジタルカメラ
１０は、主として、撮影レンズ１２、絞り装置１４、Ｃ
ＣＤ固体撮像素子（以下、ＣＣＤという）１６、アナロ
グ信号処理部１８、デジタル信号処理部２０、中央演算
処理装置（ＣＰＵ）２２、メモリカード２４、及び液晶
モニタ（ＬＣＤ）２６等から構成されている。

【００１２】撮影レンズ１２及び絞り装置１４を介して
ＣＣＤ１６の受光面に結像された被写体像は、ＣＣＤ１
６の各感光画素（センサ）で光の入射光量に応じた量の
信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号
電荷は、ＣＣＤ駆動回路（ドライバ）２８から加えられ
るリードゲートパルスによって垂直転送路に読み出され
た後、前記ドライバ２８から加えられる垂直転送パルス
によって水平転送路に転送され、水平転送パルスによっ
て信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出され
る。、ＣＣＤ１６は、各感光画素において蓄積した信号
電荷をシャッタゲートパルスによってドレイン部に掃き
出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタ
スピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有
している。

【００１３】ＣＣＤ１６から順次読み出された電圧信号
はアナログ信号処理部１８に供給される。アナログ信号
処理部１８は、第１のゲインコントロール回路（以下、
前段ゲインブロックという）３０、タイミング発生回路
３２、及びＡ／Ｄ変換器３４を含む。ＣＣＤ１６から出
力された信号は各画素毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の各色信号に分離されるとともに、前段ゲインブ
ロック３０においてアナログゲインによるホワイトバラ
ンス調整（第１のホワイトバランス補正）が行われる。

【００１４】前段ゲインブロック３０は、Ｒ信号を増幅
する増幅器３０Ｒと、Ｂ信号を増幅する増幅器３０Ｂと
を有している（図２参照）。これら各増幅器３０Ｒ、３
０ＢはＣＰＵ２２から出力されるＲ制御値（Ｒ−CON
T）、及びＢ制御値（Ｂ−CONT）にしたがってゲイン値
が制御される。本例ではＧ信号を基準としてＲ信号とＢ
信号のレベルを可変する制御がなされる。ホワイトバラ
ンス制御の詳細について後述する。

【００１５】前段ゲインブロック３０から出力された信
号はＡ／Ｄ変換器３４に加えられる。Ａ／Ｄ変換器３４
は、前段ゲインブロック３０から順次加えられるＲ、
Ｇ、Ｂ信号を１０ビット（０〜１０２３）のデジタル形
式のＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、ＣＣＤ駆
動回路２８、前段ゲインブロック３０、及びＡ／Ｄ変換
器３４は、タイミング発生回路３２から加えられるタイ
ミング信号によって同期して駆動されるようになってい
る。

【００１６】Ａ／Ｄ変換器３４から出力されたＲ、Ｇ、
Ｂ信号は、デジタル信号処理部２０に加えられる。デジ
タル信号処理部２０は、積算ブロック３６、第２のゲイ
ンコントロール回路（後段ゲインブロックという）３
８、ガンマ補正ブロック４０、ＹＣ処理ブロック４２、
及びエンコードブロック４４を含む。Ａ／Ｄ変換器３４
から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、バス４６を介してＣ
ＰＵ２２内のダイナミックランダムアクセスメモリ（Ｄ
ＲＡＭ）４８に導かれ、ＤＲＡＭ４８のＣＣＤデータ格
納部４８Ａに記憶されるとともに、積算ブロック３６に
供給される。

【００１７】積算ブロック３６は１画面を複数のエリア
（例えば、６４×６４）に分割し、各エリア毎にＲ、
Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を算出する回路であり、
その算出結果はＣＰＵ２２に提供される。また、この積
算ブロック３６はＣＰＵ２２とともにＡＥ演算部を構成
している。後段ゲインブロック３８はＤＲＡＭ４８から
読み出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号のデジタル値をそれぞれ増
減するための乗算器３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂから構成さ
れており（図２参照）、各色チャンネルの乗算器３８
Ｒ、３８Ｇ、３８ＢにはＣＰＵ２２からホワイトバラン
ス補正のための補正値を示す制御信号（Ｒ−CONT、Ｇ−
CONT、Ｂ−CONT）が加えられる。各乗算器３８Ｒ、３８
Ｇ、３８ＢはＤＲＡＭ４８から読み出されたＲ、Ｇ、Ｂ
信号のデジタル値と、前記ＣＰＵ２２から供給される調
整値とを乗算し、この乗算によってホワイトバランス調
整されたＲ、Ｇ、Ｂ信号をガンマ補正ブロック４０に出
力する。

【００１８】かかる後段ゲインブロック３８において
も、Ｇチャンネルを基準としてＲ及びＢの値が調整され
る。尚、後段ゲインブロック３８におけるホワイトバラ
ンス補正（第２のホワイトバランス補正）の詳細につい
ては後述する。ガンマ補正ブロック４０は、ホワイトバ
ランス調整されたＲ、Ｇ、Ｂ信号が所望のガンマ特性と
なるように入出力特性を変更し、また、１０ビットの信
号が８ビットの信号となるように変更し、ＹＣ処理ブロ
ック４２に出力する。

【００１９】ＹＣ処理ブロック４２は、ガンマ補正され
たＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃ
ｂとを作成する回路で構成される。これらの輝度信号Ｙ
とクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）は、バス４６を介
してＤＲＡＭ４８に導かれ、ＤＲＡＭ４８のＹＣデータ
格納部４８Ｂに記憶される。撮影時にＤＲＡＭ４８に格
納されたＹＣ信号は、図示せぬ圧縮伸張回路によって所
定のフォーマットに従って圧縮されたのち、メモリカー
ド２４などの記録媒体に記録される。メモリカードの種
類として例えばスマートメディアが使用される。尚、記
録媒体はこれに限らず、ＰＣカード、フラッシュメモリ
ーカード、ＩＣカード、フロッピーディスク、光磁気デ
ィスク（ＭＯ）、スティックメモリ等の他の種類であっ
てもよい。

【００２０】メモリカード２４に記録されているデータ
はＣＰＵ２２を介して読み出しが可能であり、メモリカ
ード２４から読み出されたデータは、図示せぬ圧縮伸張
回路において再生処理された後、ＤＲＡＭ４８に格納さ
れる。画像信号を液晶モニタ２６や図示せぬ外部機器に
出力する場合には、ＤＲＡＭ４８から輝度信号と色差信
号をエンコードブロック４４に供給する。

【００２１】エンコードブロック４４は入力された輝度
信号及び色差信号を所定の映像信号（例えば、ＮＴＳＣ
形式のビデオ信号）に変換して出力部から出力する。こ
れにより、撮影モード時にはＣＣＤ１６を介して取得さ
れ撮像された画像が液晶モニタ２６に表示され、また、
再生モード時にはメモリカード２４に記録されている画
像が液晶モニタ２６に再生表示される。尚、画像を表示
する手段は液晶モニタ２６に限らず、他の表示装置でも
よい。

【００２２】ＣＰＵ２２は撮影開始指示スイッチに相当
するシャッタボタン等の各種操作スイッチを含む操作部
５０からの入力に基づいて各回路を統括制御するととも
に、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイト
バランス等の制御を行う制御手段の役割を果たす。オー
トフォーカス制御は、例えばＧ信号の高周波成分が最大
になるように撮影レンズ１２を移動させるコントラスト
ＡＦであり、シャッタボタンの半押し時にＧ信号の高周
波成分が最大になるようにレンズ駆動部５２を介して撮
影レンズ１２を合焦位置に移動させる。

【００２３】また、自動露光制御（ＡＥ）は、１フレー
ムのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被写体
輝度（撮影ＥＶ）を求め、この撮影ＥＶに基づいて絞り
値とシャッタスピードを決定し、絞り駆動部５４を介し
て絞り装置１４を駆動するとともに、決定したシャッタ
スピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積
時間を制御し、再度１フレームのＲ、Ｇ、Ｂ信号を取得
して再度撮影ＥＶを求める。

【００２４】シャッタボタンの半押し時に上記測光動作
を複数回繰り返して正確な撮影ＥＶを求め、この撮影Ｅ
Ｖに基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終
的に決定する。そして、シャッタボタンの全押し時に前
記最終的に決定した絞り値になるように絞り駆動部４４
を介して絞り１４を駆動し、また、決定したシャッタス
ピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時
間を制御する。

【００２５】また、このデジタルカメラ１０はストロボ
装置５６を有し、図示せぬストロボキーの操作に応じ
て、低輝度時にストロボ装置５６を自動的に発光させる
低輝度自動発光モード、被写体輝度にかかわらずストロ
ボ装置５６を発光させる強制発光モード、又はストロボ
装置５６の発光を禁止させる発光禁止モード等に設定さ
れる。

【００２６】ＣＰＵ２２はユーザが選択したストロボモ
ードに応じて図示しないメインコンデンサの充電制御
や、発光管（例えば、キセノン管）への放電（発光）タ
イミング等を制御する。また、ＣＰＵ２２はストロボモ
ードの設定に応じたホワイトバランス制御を行うように
なっている。ＥＥＰＲＯＭ５８にはホワイトバランス制
御に必要な調整値データが格納されており、ＣＰＵ２２
は必要に応じてこれらデータを活用する。

【００２７】次に、ホワイトバランス制御方法について
説明する。図３は、本例のデジタルカメラ１０における
画像記録動作時（録画時）の処理の流れを示すフローチ
ャートである。ＣＰＵ２２はシャッタボタンの半押し
（Ｓ1 ＝ＯＮ）操作の有無を監視し（ステップＳ３１
０）、Ｓ1 がＯＮしたことを検出すると、ＣＣＤ１６を
含む撮像系の電源ＯＮ処理を行う（ステップＳ３１
２）。そして、撮像系が安定状態になった後、ＡＥ処理
を実行する（ステップＳ３１４）。ここでのＡＥ演算結
果に基づいて、適正露出にセットされた時の積算データ
を基に、最初のホワイトバランス処理（１）を行う（ス
テップＳ３１６）。

【００２８】この時のホワイトバランス制御は、積算ブ
ロック３６から受入するＲ、Ｇ、Ｂ画素の積算値からＲ
／Ｇ、Ｂ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値
と、ＡＥ演算による撮影ＥＶ値の情報に基づいてシーン
判別（光源種の判別）を行い、シーンに適した所定のホ
ワイトバランス調整値に従って、前段ゲインブロック３
０のアンプゲインを制御する。尚、シーン判別において
は、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値を利用するのに代えて、Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙなど色温度情報を用いてもよい。シーン判別
の具体的手法については後述する。

【００２９】このホワイトバランス処理（１）によって
ＡＥレベルが変化することになるため、もう一度ＡＥ処
理を行う（ステップＳ３１８）。次いで、ＡＦ処理を行
う（ステップＳ３２０）。その後、ＣＰＵ２２はシャッ
タボタンの全押し（Ｓ2 ＝ＯＮ）の有無を監視し（ステ
ップＳ３２２）、Ｓ2 がＯＮしたことを検出すると、記
録用画像の取得（本撮像）の処理において、もう一度ホ
ワイトバランス処理（２）を行う（Ｓ３２４）。ここで
のホワイトバランス制御は、本撮像で得られた画像デー
タから、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇ
の値に基づいて計算されたホワイトバランス調整値に従
って、後段ゲインブロック３８のゲインを制御する。

【００３０】すなわち、本撮像で取り込んだ１画面の画
像データからＲの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得
て、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを求める。このとき、カラーフェリ
アを防ぐため色成分が高いデータは取り除き、残りのＲ
／Ｇ、Ｂ／Ｇデータの各比の値が１（つまり、１画面に
おいてＲ、Ｇ、Ｂの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：
１）になるように、各色チャンネルの信号に補正をかけ
る。

【００３１】これにより、本撮像に係る画像に対してホ
ワイトバランスの微調整を行うことができる。特に、ス
トロボ装置５６は本撮像時にしか発光しないため、ステ
ップＳ３１６で設定したホワイトバランスが、実際のス
トロボ発光によってずれることがあるが、本実施の形態
のように、本撮像時にデジタルゲインによるホワイトバ
ランスの微補正を行うことにより、良好な画像を取得す
ることができる。

【００３２】続いて、画像信号の黒レベル補正を行う
（ステップＳ３２６）。これは、ＣＣＤから取得される
画像信号のバイアスレベルが多少上下に変動するため
に、画像信号からバイアス分を除去する処理である。
尚、かかる黒レベル補正に必要な黒レベルを知るため
に、ＣＣＤ１６の感光画素の一部が遮光されている。画
像の取り込みが終了すると、ＣＰＵ２２は撮像系の電源
ＯＦＦ処理を行う（ステップＳ３２８）。そして、液晶
モニタ２６にプレビュー画を再生表示するとともに（ス
テップＳ３３０）、当該取得画像のデータをメモリカー
ド２４に書き込む（ステップＳ３３２）。メモリカード
２４への記録処理が終了したら、処理はステップＳ３１
０に戻り、次の録画開始指示の入力を待つ。

【００３３】図４には、本例のデジタルカメラ１０にお
いて、シャッタボタンが押される前から、液晶モニタ２
６に動画（スルー画）を表示させている場合の撮影動作
の処理手順が示されている。録画待機中に動画を表示さ
せるモードの場合、先ず、ＣＰＵ２２は撮像系の電源Ｏ
Ｎ処理を行い（ステップＳ４１０）、ＣＣＤ１６からの
画像取り込みを可能にする。そして、動画についてＡＥ
処理を行うとともに（ステップＳ４１２）、前段ゲイン
ブロック３０を用いて、フィードバック制御によるホワ
イトバランス処理（３）を行う（ステップＳ４１４）。

【００３４】次いで、ＣＰＵ２２はシャッタボタンの半
押し（Ｓ1 ＝ＯＮ）操作の有無を判定し（ステップＳ４
１６）、Ｓ1 がＯＮしていないときは、ステップＳ４１
０に戻って、上記処理ステップＳ４１０〜Ｓ４１６）が
繰り返され、液晶モニタ２６には動画が表示される。ス
テップＳ４１６においてＳ1 がＯＮしたことが検出され
ると、静止画取り込みのためのＡＥ処理を実行する（ス
テップＳ４１８）。次いで、シーン判別に基づくホワイ
トバランス処理（４）を行う（ステップＳ４２０）。こ
の処理は、図３のステップＳ３１６で説明したホワイト
バランス処理（１）とほぼ同様であるが、ステップＳ４
１４においてフィードバックによるホワイトバランス補
正がかけられているので、正確なシーン判別を行うため
に、ゲインの逆算、或いは、Ｓ1 ＝ＯＮに連動してホワ
イトバランス補正のリセットが必要となる。尚、ステッ
プＳ４１４における動画のホワイトバランスの結果を活
用することも考えられるが、フィードバックによるホワ
イトバランス補正が収束する前にシャッタボタンが押さ
れる場合もあり得るので、本例ではＳ1 がＯＮした後に
改めてホワイトバランス補正を行うようにしている。

【００３５】ステップＳ４２０に示したホワイトバラン
ス処理（４）によってＡＥレベルが変化することになる
ため、もう一度ＡＥ処理を行う（ステップＳ４２２）。
次いで、ＡＦ処理を行う（ステップＳ４２４）。その
後、ＣＰＵ２２はシャッタボタンの全押し（Ｓ2 ＝Ｏ
Ｎ）の有無を監視し（ステップＳ４２６）、Ｓ2 がＯＮ
したことを検出すると、本撮像の処理において、もう一
度ホワイトバランス処理（５）を行う（Ｓ４２８）。こ
こでのホワイトバランス制御は、図３のステップＳ３２
４で説明したホワイトバランス処理（２）と同様の処理
であり、後段ゲインブロック３８のデジタルゲインを制
御して、ホワイトバランスの微補正を行う。

【００３６】続いて、画像信号の黒レベル補正を行い
（ステップＳ４３０）、画像の取り込みが終了したらＣ
ＰＵ２２は撮像系の電源ＯＦＦ処理を行う（ステップＳ
４３２）。そして、液晶モニタ２６にプレビュー画を再
生表示するとともに（ステップＳ４３４）、当該取得画
像のデータをメモリカード２４に書き込む（ステップＳ
４３６）。メモリカード２４への記録処理が終了した
後、処理はステップＳ４１０に戻り、次の録画開始指示
の入力を待つことになる。尚、Ｓ1 ＝ＯＮ及びＳ2＝Ｏ
Ｎの信号は図示せぬリモコン装置から与えられてもよ
い。

【００３７】また、撮影条件をユーザが手動で設定する
マニュアル撮影モードの場合、又は、ストロボ発光時に
は、前段ゲインブロック３０は予め決められている所定
のゲインに切り替えられる。この時、前段ゲインブロッ
ク３０におけるホワイトバランス制御では、ＥＥＰＲＯ
Ｍ５８に保存されている各ポジションの調整されたデー
タを使用することになる。尚、前記マニュアル撮影モー
ド時、又は、ストロボ発光時には、後段ゲインブロック
３８のデジタルゲインでは補正を行わず、前段ゲインブ
ロック３０のアナログゲインのみでホワイトバランス補
正を行う態様も可能である。

【００３８】次に、シーン判別の手法及びシーン判別に
基づくホワイトバランス制御方法の一例について説明す
る。前段ゲインブロック３０におけるゲインの調整値に
相当するＲ制御値（Ｒ−CONT）、及びＢ制御値（Ｂ−CO
NT）は、ストロボモードに応じて次のように決定され
る。

【００３９】まず、低輝度自動発光モードの場合のホワ
イトバランス制御について、図５のフローチャートを参
照しながら説明する。この場合、シャッタボタンの半押
し（Ｓ1 ＝ＯＮ）時に１フレーム分のＲ、Ｇ、Ｂデータ
から撮影ＥＶ値を取得すると（ステップＳ５１０）、そ
の撮影ＥＶ値に基づいて低輝度発光するか否かを判別す
る（ステップＳ５１２）。ここで、撮影ＥＶ値が所定の
値（１０ＥＶ）以下の場合には、低輝度発光すると判別
し、ストロボ光に適したホワイトバランス制御を行う
（ステップＳ５１４）。即ち、ストロボ光に対して良好
なホワイトバランスを行うためのホワイトバランスゲイ
ン値Ｒｇ、ＢｇがＥＥＰＲＯＭ５８内に予め準備されて
おり、これらのゲイン値Ｒｇ、Ｂｇを示す調整値（Ｒ−
CONT、Ｂ−CONT）が前段ゲインブロック３０に加えられ
る。

【００４０】一方、ステップＳ５１２において低輝度発
光しないと判定した時は、積算ブロック３６から受入す
る各エリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値か
ら、Ｒ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｒ／Ｇ、及
びＢ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｂ／Ｇを求め
る（ステップＳ５１６）。次に、日陰らしさを検出する
（ステップＳ５１８）。この日陰らしさの検出は、以下
に示す日陰らしさの評価値を計算することによって行
う。

【００４１】

【数１】日陰らしさの評価値＝Ｆ（屋外らしさ）＊Ｆ
（日陰らしさ）＊Ｆ（青空）上記式において、Ｆ（屋外らしさ）は、図８に示すよう
に撮影ＥＶ値を変数とする屋外日陰らしさを表すメンバ
シップ関数の値である。また、Ｆ（日陰らしさ）は、図
１０に示すように所定の輝度以下のエリアであって、日
陰検出枠内に入るエリアの個数を変数とする日陰らしさ
を表すメンバシップ関数の値であり、Ｆ（青空）は、図
１１に示すように所定の輝度以上のエリアであって、青
空検出枠内に入るエリアの個数を変数とする青空を表す
メンバシップ関数の値である。

【００４２】ここで、各エリアの輝度（ＥＶ値Ｅvi）
は、次式、

【００４３】

【数２】Ｅvi＝Ｅv＋log₂（Ｇi／４５）但し、Ｅv：撮影ＥＶ値Ｇi：各エリアのＧの平均積算値に基づいて計算する。尚、上記式中の４５は、Ａ／Ｄ変
換後の値の中での適正値である。

【００４４】また、日陰検出枠、青空検出枠等は、図７
に示すように横軸をＲ／Ｇとし、縦軸をＢ／Ｇとするグ
ラフ上に表された枠であり、各検出枠ごとに光源種など
の色分布の範囲を規定するものである。さて、前記Ｆ
（日陰らしさ）の値は、〔数２〕式によって求めたエリ
アのＥＶ値Ｅviが１２以下のエリアであって、エリアご
とに求めたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇが、図７上の日陰検出枠に入
るエリアの個数を求め、その個数に基づいて図１０に示
すメンバシップ関数から求める。同様に、Ｆ（青空）の
値は、エリアのＥＶ値Ｅviが１２．５を越えるエリアで
あって、エリアごとに求めたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇが、図７上
の青空検出枠に入るエリアの個数を求め、その個数に基
づいて図１１に示すメンバシップ関数から求める。尚、
Ｆ（青空）は、青空検出枠に入るエリアの個数が多い
程、日陰らしさの評価値を下げる方向に作用する値をと
る。

【００４５】図２のステップＳ５１８では、Ｆ（屋外ら
しさ）と、Ｆ（日陰らしさ）と、Ｆ（青空）の各メンバ
シップ関数の値を積算して日陰らしさの評価値を求め
る。そして、ステップＳ５２０では、上記ステップＳ５
１８で求めた日陰らしさの評価値が、所定の基準値（こ
の実施の形態では、０．４７）以上か否かを判別し、日
陰らしさの評価値が０．４７以上の場合には、屋外の日
陰であると判別し、屋外の日陰に適したホワイトバラン
ス制御を行う（ステップＳ５２２）。屋外の日陰のシー
ンに適したホワイトバランスを行うためのゲイン値がＥ
ＥＰＲＯＭ５８内に予め準備されており、これらのゲイ
ン値を示す調整値（Ｒ−CONT、Ｂ−CONT）が前段ゲイン
ブロック３０に加えられることによってホワイトバラン
ス補正が行われる。

【００４６】一方、日陰らしさの評価値が、０．４７未
満の場合には、デーライト（晴れ）と判別し、デーライ
トに適したホワイトバランス制御を行う（ステップＳ５
２４）。デーライトのシーンに適したホワイトバランス
を行うためのゲイン値がＥＥＰＲＯＭ５８内に予め準備
されており、これらのゲイン値を示す調整値（Ｒ−CON
T、Ｂ−CONT）が前段ゲインブロック３０に加えられる
ことによってホワイトバランス補正が行われる。

【００４７】次に、発光禁止モードの場合のホワイトバ
ランス制御について、図６のフローチャートを参照しな
がら説明する。この場合、シャッタボタンの半押し時に
撮影ＥＶ値を取得するとともに（ステップＳ６３０）、
図５のステップＳ５１６と同様に全画面が６４×６４に
分割された各エリアごとのＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇを求める（ス
テップＳ６３２）。

【００４８】次に、前述した日陰らしさの評価値の他
に、蛍光灯（昼光色、昼白色、白色）らしさの評価値、
及びタングステン電球らしさの評価値を、次式、

【００４９】

【数３】昼光色らしさの評価値＝Ｆ₁(屋内らしさ）＊Ｆ
（昼光色蛍光灯らしさ）

【００５０】

【数４】昼白色らしさの評価値＝Ｆ₁(屋内らしさ）＊Ｆ
（昼白色蛍光灯らしさ）

【００５１】

【数５】白色らしさの評価値＝Ｆ₁(屋内らしさ）＊Ｆ
（白色蛍光灯らしさ）

【００５２】

【数６】電球らしさの評価値＝Ｆ₂(屋内らしさ）＊Ｆ
（電球らしさ）＊Ｆ（肌）に基づいて算出する。ここで、〔数３〕式乃至〔数５〕
式におけるＦ₁(屋内らしさ）は、図９に示すように撮影
ＥＶ値を変数とする屋内（蛍光灯）らしさを表すメンバ
シップ関数の値であり、〔数６〕式におけるＦ₂(屋内ら
しさ）は、図９に示すように撮影ＥＶ値（カッコ内の数
値）を変数とする屋内（タングステン電球）らしさを表
すメンバシップ関数の値である。

【００５３】また、〔数３〕式乃至〔数６〕式における
Ｆ（昼光色蛍光灯らしさ）、Ｆ（昼白色蛍光灯らし
さ）、Ｆ（白色蛍光灯らしさ）及びＦ（電球らしさ）
は、それぞれ図７に示した昼光色検出枠、昼白色検出
枠、白色検出枠、及びタングステン電球検出枠内に入る
エリアの個数を変数とする、図１２に示す蛍光灯・電球
らしさを表すメンバシップ関数の値である。

【００５４】更に、〔数６〕式におけるＦ（肌）は、図
７に示した肌色検出枠内に入るエリアの個数を変数とす
る、図１３に示す肌色を表すメンバシップ関数の値であ
る。尚、Ｆ（肌）は、肌色検出枠内のエリア数が多くな
るにしたがって電球らしさの評価値を下げるように作用
する。これは、肌色があるシーンで、タングステン電球
色に対するホワイトバランス制御を強くかけると、赤味
がとんで白っぽくなり顔色が悪くなるからである。

【００５５】さて、日陰らしさの評価値（〔数１〕式参
照）、及び昼光色らしさの評価値、昼白色らしさの評価
値、白色らしさの評価値、電球らしさの評価値が算出さ
れると、これらの５つの評価値のうちの最大値が、０．
４７以上か否かを判別する（図６のステップＳ６３
６）。そして、最大値が０．４７以上の場合には、その
最大値をとる評価値の光源色に適したホワイトバランス
制御を行う（ステップＳ６３８）。

【００５６】一方、最大値が、０．４７未満の場合に
は、デーライトと判別し、デーライトに適したホワイト
バランス制御を行う（ステップＳ６４０）。ここで、日
陰、昼光色蛍光灯、昼白色蛍光灯、白色蛍光灯、タング
ステン電球、及びデーライトの各光源色に適したホワイ
トバランス制御は、各光源色に対して良好なホワイトバ
ランスを行うためのゲイン値がＥＥＰＲＯＭ５８内に予
め準備されており、これらのゲイン値を示す調整値（Ｒ
−CONT、Ｂ−CONT）が前段ゲインブロック３０に加えら
れることによってホワイトバランス補正が行われる。

【００５７】また、この実施の形態では、光源種検出の
ための評価値を〔数１〕式や、〔数３〕式乃至〔数６〕
式に基づいて算出するようにしたが、更に他の要素（他
のメンバシップ関数）を付加して算出するようにしても
よい。更に、光源種はこの実施の形態に限定されず、例
えば、蛍光灯は１種類又は２種類でもよい。本発明の実
施の形態によれば、前段ゲインブロック３０のアナログ
ゲインでホワイトバランスを補正（粗調整）し、更に、
本撮像で得られた画像に対して後段のゲインブロック３
８のデジタルゲインでホワイトバランスを補正（微調
整）するようにしたので、画質劣化が少なく、またＡＥ
レベルが崩れることなくホワイトバランス制御ができ
る。

【００５８】特に、本実施の形態によれば、シャッタボ
タンの半押し（Ｓ1 ＝ＯＮ）時に、シーン判定に基づい
てホワイトバランス制御を行った後、シャッタボタンの
全押し（Ｓ2 ＝ＯＮ）時に、デジタルゲインによる微補
正を行うため、電球や蛍光灯のミックス光に対しても、
的確なホワイトバランス制御ができる。また、ストロボ
光が届かず、外部光源の影響が大きいシーンや、異なっ
た色温度のストロボ発光時でも的確なホワイトバランス
制御ができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影シーンの光源種の判別に基づいてＡ／Ｄ変換前にアナ
ログゲインによる第１のホワイトバランス補正を行い、
Ａ／Ｄ変換後にデジタルゲインによる第２のホワイトバ
ランス補正を行うようにしたので、短時間でホワイトバ
ランス補正をすることができ、画質劣化が少なく、ホワ
イトバランス後にＡＥで求められたレベルと出力レベル
が大きく変動することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたデジタルカメラの実施の形
態を示すブロック図

【図２】図１に示したデジタルカメラの要部構成を示す
ブロック図

【図３】本例のデジタルカメラにおける画像記録動作時
の処理の流れを示すフローチャート

【図４】本例のデジタルカメラにおいて動画表示状態か
ら画像記録動作を開始する時の処理の流れを示すフロー
チャート

【図５】低輝度発光モード時のオートホワイトバランス
制御方法を説明するために用いたフローチャート

【図６】発光禁止モード時のオートホワイトバランス制
御方法を説明するために用いたフローチャート

【図７】光源種などの色分布の範囲を示す検出枠を示す
グラフ

【図８】屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラ
フ

【図９】屋内らしさを表すメンバシップ関数を示すグラ
フ

【図１０】日陰らしさを表すメンバシップ関数を示すグ
ラフ

【図１１】青空を表すメンバシップ関数を示すグラフ

【図１２】蛍光灯・電球らしさを表すメンバシップ関数
を示すグラフ

【図１３】肌色を表すメンバシップ関数を示すグラフ

【符号の説明】

１０…デジタルカメラ、１６…ＣＣＤ（撮像素子）、１
８…アナログ信号処理部、２０…デジタル信号処理部、
２２…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、２４…メモリカー
ド、３０…前段ゲインブロック（第１のホワイトバラン
ス補正手段）、３４…Ａ／Ｄ変換器、３６…積算ブロッ
ク、３８…後段ゲインブロック（第２のホワイトバラン
ス補正手段）

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学像を電気信号に変換する撮像素子
と、撮影シーンの光源種を判別する光源種判別手段と、前記光源種判別手段で判定した光源種に適した所定のホ
ワイトバランス調整値にしたがって、アナログ形式の画
像信号のゲインを制御することによりホワイトバランス
を補正する第１のホワイトバランス補正手段と、アナログ形式の画像信号からデジタル形式の画像信号に
変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力される画像信号に基づいて、
各色チャンネルのホワイトバランス補正値を求め、当該
求めたホワイトバランス補正値にしたがって各色チャン
ネルのデジタル信号のゲインを制御することによりホワ
イトバランスを補正する第２のホワイトバランス補正手
段と、を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】撮影シーンの光源種を判別するステップ
と、その判別により特定した光源種に適した所定のホワイト
バランス調整値にしたがって、アナログ形式の画像信号
のゲインを制御することにより第１のホワイトバランス
補正を行うステップと、画像の記録実行指示の受入に呼応して撮像素子から読み
出され、前記第１のホワイトバランス補正によってホワ
イトバランスが補正されたアナログ形式の画像信号をＡ
／Ｄ変換器によってデジタル形式の画像信号に変換する
ステップと、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル形式の画像信
号に基づいて、各色チャンネルのホワイトバランス補正
値を求めるステップと、当該求めたホワイトバランス補正値にしたがって各色チ
ャンネルのデジタル信号のゲインを制御することにより
第２のホワイトバランス補正を行うステップと、を含むことを特徴とするオートホワイトバランス制御方
法。
【請求項３】前記第１のホワイトバランス補正にした
がってホワイトバランスが補正されたアナログ形式の画
像信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタル形式の画像信号
に変換して得られたデジタル画像信号に基づいて自動露
出制御用の演算を行い、その演算結果に応じた露出制御
のもとで、前記画像の記録実行指示の受入に呼応する撮
像を行うことを特徴とする請求項２に記載のオートホワ
イトバランス制御方法。