JPH01112887A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カラー撮像装置におけるホワイト・バランス
の調整を自動的に行うホワイト・バランス調整装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、カラー撮像装置のホワイト・バランス調整な撮像
素子、または撮像管の信号のみを利用し自動的に行う方
法としては１例えば特開昭６１−１０１１８８号等に記
載されるように、撮像管あるいは撮像素子からの出力の
ＲＧＢ信号のピークレベルとＲＧＢ信号を１フイ一ルド
期間積分した値をもとにＲＧＢ信号のピークレベルが同
じレベルになるようにＲＧＢ信号の各アンプゲインをコ
ントロールし、ＲＧＢ信号を１フイ一ルド期間積分した
値の差か一定レベルを越えた時、ピークレベルのみをも
とにしたゲインコントロールに補正信号を加えるという
ように構成されている。

第７図（ａ）、（ｂ）は従来の撮像素子あるいは撮像管
の信号に基づくホワイト・バランス調整装置が不得意と
するシーンを示した図で、同図（ａ）は画面の大部分を
高彩度な物体の色が占めた場合を示した図てあり、同図
（ｂ）はピーク部分に光源とはかけ離れた色がついた場
合を示した図である。

第７図（ａ）において、たとえＲＧＢ信号のピークレベ
ルが白色であってもＲＧＢ信号を１フイ一ルド期間積分
した値の彩度レベルが極端に高いため、高彩度な物体の
色のピークレベルのみをもとにしてゲインコントロール
補正信号を加えてしまう。

また、第７図（ｂ）においては、ＲＧＢのピ−り信号値
をもとにホワイト・バランス調整をすると、赤色を白色
に補正することになり、背景の白色が青色になる。ここ
で、かりにＲＧＢ信号の１フイ一ルド期間積分した値が
一定レベルを越えて補正信号を出力しても自然なホワイ
ト・バランス調整はできない。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述の如く、従来のホワイト・バランス調整装置では、
撮像管あるいは撮像素子からの出力のＲＧＢ信号のピー
ク値が同じレベルになるようにＲＧＢの各信号のアンプ
のゲインをコントロールし、そのことによってＲＧＢ信
号を１フイ一ルド期間積分した値か一定レベルを越えな
いように作動するため、次のような問題点があった。

例えば、ＲＧＢ信号を１フイ一ルド期間積分した値の彩
度レベルが極端に高いときは、その彩度レベルの影響を
受けてしまうという問題があった。さらに、シーンのピ
ーク部分に光源とはほど遠い高彩度レベルの色がついて
いた場合、ＲＧＢ信号のピーク値をもとにホワイト・バ
ランス調整をすると、この場合、高彩度レベルの色を白
色に補正することになり、背景の白は青色になるという
問題があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で１画面高輝度部分の色あるいはＲＧＢ信号を１フイ一
ルド期間植分した値の色の彩度が極端に高い場合、その
色は光源色とはかけはなれた物体色であると判断して、
この物体色の影響をなくしたホワイト・バランス調整装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明のホワイト・バ
ランス調整装置は、画面内の高輝度及び低彩度の部分の
信号を用いて各色信号のアンプのゲインを制御する手段
を具備したものである。

［作用］ 前記の構成を有することにより１例えば光源色とはかけ
はなれた色を撮像した場合、その物体色の影響をなくし
たホワイト・バランス調整をすることがてきる。

［実施例］ 第１図はこの発明のホワイト・バランス調整装置の一実
施例を示すブロック図で、第２図、第３図、第４図、第
５図、第６図は第１図の実施例におけるマイコンのフロ
ーチャートである。

第１図において、ｌは撮像素子、２はＲＧＢの信号から
ＲのゲインをコントロールするためのＲ信号アンプ、３
は同じくＢ信号アンプ、４はＲＧＢの信号から輝度信号
Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ。

Ｂ−Ｙを作り出すマトリクス回路、７は輝度信号Ｙのピ
ーク時を検出するピーク検出回路、５．６はそれぞれ色
差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをピーク検出時と垂直同期信号Ｖ
の同期信号Ｖ。Ｘのタイミングでサンプルし、次のサン
プリングまてそのレベルを保持するサンプルホールド（
Ｓ／Ｈ）回路、は色差信号Ｒ−Ｙを１フイ一ルド期間積
分する積分回路、９は色差信号Ｂ−Ｙを１フイ一ルド期
間積分する積分回路、１０は色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの
積分回路８．９の出力である（Ｒ−Ｙ）Ｉと（Ｂ−Ｙ）
ＩとＲ−Ｙ、Ｂ−ＹのＳ／Ｈ回路５゜６の出力の（Ｒ−
Ｙ）ＢＰ、（Ｂ−Ｙ）ＢＰをアナログ信号からディジタ
ル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ、１１はこの
Ａ／ＤコンバータｌＯによってディジタル化された信号
をもとにデータ読み込み９判断データ選択ゲインコント
ロール等の処理を行うマイクロコンピュータ（マイコン
）、１２．１３はこのマイコン１１の出力であるディジ
タルの信号をアナログの信号に変換するＡ／Ｄコンバー
タである。

第１図の構成において、撮像素子１によって撮影された
映像は、ＲＧＢの電気信号に変えられる。ＲＧＢの信号
のうち、Ｒ信号とＢ信号はそれぞれＲ信号アンプ２．Ｂ
信号アンプ３によって増幅される。これらＲ信号アンプ
２．Ｂ信号アンプ３のゲインを変えることによってＲＧ
Ｂ信号のバランスをコントロールする。次に、そのＲＧ
Ｂ信号をもとにマトリクス回路４によって輝度信号Ｙと
色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが作られ、さらにその出力側に
信号処理回路が設けられているか、本発明とはあまり関
係がないので具体的構成及びその説明は省略する。マト
リクス回路４で作成された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをも
とに桔分回路８，９によって１フイ一ルド期間植分しく
Ｒ−Ｙ）Ｉ。

（Ｂ−Ｙ）Ｉが作られる。また、Ｓ／Ｈ回路５゜６にお
いて、ピーク検出回路７における輝度信号Ｙのピーク検
出と垂直同期信号Ｖの同期信号ｖＤＸによって（Ｒ−Ｙ
）ＢＰ、（Ｂ−Ｙ）ＢＰが作られ、（Ｒ−Ｙ）Ｉ、（Ｂ
−Ｙ）Ｉ及び（Ｒ−Ｙ）ＢＰ、（Ｂ−Ｙ）ＢＰの各信号
はＡ／Ｄコンバータ１０によってディジタル信号に変え
られ、マイコン１１がこれを読み込む。

輝度信号Ｙのピーク検出回路７がピーク値を検出すると
、Ｓ／Ｈ回路５，６がその時の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
の値を保持、出力する。同時にピーク検出信号はマイコ
ン１１にも送られており、マイコン１１はピーク検出回
路のピーク検出信号が１になると同時にＡ／Ｄコンバー
タｌＯによって（Ｒ−Ｙ）ＢＰ、（Ｂ−Ｙ）ＢＰを読み
込む。Ｓ／Ｈ回路５．６は輝度信号Ｙのピーク検出後、
マイコン１１が色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを読み込むまで
に少し時間がかかっても、正確な値を読み込むためのも
のである。また、ピーク検出と同じような手順により、
垂直同期信号Ｖのブランキング時の色差信号レベルも垂
直同期信号Ｖの同期信号ｖＤｘによって読み込む。

マイコン１１はこれらのデータをもとに、それが光源色
かどうかの判断を行い、データを選択し、選択したデー
タをもとにＲ信号アンプ２゜Ｂ信号アンプ３のゲインを
コントロールする。

尚、マイコン１１の出力であるアナログ信号はＤ／Ａコ
ンバータ１２，１３てディジタル化されて、Ｒ信号アン
プ２．Ｂ信号アンプ３へ入力する。

第２図はマイコンｌｌの処理についての全体を示したフ
ローチャートである。

ステップ（１）で電源がＯＮされるとステップ（２）て
予め設定しておいたＲ信号アンプ、Ｂ信号アンプのゲイ
ンコントロール電圧初期値Ｒ，Ｂを出力する。ステップ
（３）でマイコンｌｌ内のカウンタＣをＯに設定し、ス
テップ（４）でカウンタＣにｌをプラスする。ステップ
（５）でその時のカウンタＣの数によって４つの動作に
分けられる。

まず、ステップ（６）は色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのブラ
ンキングレベルと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの１フイ一ル
ド期間の積分値を入力する動作をし、ステップ（７）は
１フイールド中の輝度信号Ｙの高輝度部分の色差信号Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙを入力する動作をし、ステップ（８）はデ
ータを選択する動作をし、ステップ（９）はＲゲイン、
Ｂゲインを出力する動作をし、ステップ（３７）はカウ
ンタＣを０に設定する動作である。ステップ（６）から
ステップ（９）までの動作か終ると再びこれを繰返す。

上述の説明から明らかな如く、電ｒａＯＮの次にまずＲ
ゲイン、Ｂゲインの初期値Ｒ，Ｂを出力し、色差信号Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙのブランキングレベル、色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙの１フイ一ルド期間の積分値入力、１フイールド
中の輝度信号Ｙの高輝度部分のＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ入力、デ
ータの選択、Ｒゲイン、Ｂゲインの出力を繰返して、フ
ィードバック制御することによりホワイト・バランス調
整を行っている。

第３図は第２図におけるステップ（６）の動作をさらに
詳細に示したフローチャートである。ステップ（１０）
で色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの積分値である（Ｒ−Ｙ）１
．（Ｂ−Ｙ）Ｉを入力し、ステップ（１１）は垂直同期
信号Ｖの同期信号ＶＣＩＸのタイミンクを待ち、この同
期信号ｖＤｘが入るとステップ（Ｉ２）にうつる。そし
て、ステップ（１２）て色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのブラ
ンキングレベルを（Ｒ−Ｙ）Ｂ、（Ｂ−Ｙ）Ｂに入力す
る。ステップ（１３）はリターンてステップ（６）から
ステップ（１２）まての動作が終るとステップ（６）に
戻る。

第４図は第２図におけるステップ（７）の動作を詳細に
示したフローチャートである。

ステップ（１４）で同期信号Ｖ。Ｘがｌ→０になるタイ
ミングを待ち、ステップ（１５）てカウンタＱ＝０に設
定し、ステップ（１６）でピーク検出回路７の出力であ
るＰがｌかＯかを判断し、ｌならステップ（１７）へ、
Ｏならステップ（１８）へ行く。ステップ（１７）は（
Ｒ−Ｙ）Ｐへ（Ｒ−Ｙ）ＢＰの値をブラスし、また（Ｂ
−Ｙ）Ｐへ（Ｂ−Ｙ）ＢＰの値をプラスし、また、（Ｂ
−Ｙ）Ｐへ（Ｂ−Ｙ）ＢＰの値をカウンタＱに１をプラ
スする。ステップ（１８）で同期信号Ｖ。Ｘが再びｌに
なるまで、ステップ（１６）〜（１８）までの動作を繰
返すようにしている。ステップ（１９）て入力した（Ｒ
−Ｙ）ＢＰ。

（Ｂ−Ｙ）ＢＰの平均を出し、（Ｒ−Ｙ）Ｐ。

（Ｂ−Ｙ）Ｐへ入力する。ステップ（２０）はリターン
てステップ（７）からステップ（１９）までの動作が終
るとステップ（７）に戻る。

以上の動作によりｌフィールド中の輝度信号Ｙの高輝度
部分の色差信号の平均値（Ｂ−Ｙ）Ｐ。

（Ｒ−Ｙ）Ｐをメモリへ入力する。

第５図は第２図におけるステ・ンブ（８）の動作を詳細
に示したフローチャートである。

ステップ（２１）はｌフィールド期間にピーク検出回路
７でピーク検出か行われたかどうかを判断し、ピーク値
が無かったらステップ（２３）へ、ピーク値が有ればス
テップ（２２）へ行く。ステップ（２２）は輝度信号Ｙ
の高輝度部分の色差信号における色の彩度が予め設定し
ておいたスレッショルド値Ｐより大きいか小さいかを判
断し、大きければステップ（２３）へ、小さければステ
ップ（２４）へ行く。

また、ステップ（２３）、　（２４）は色差信号を１フ
イ一ルド積分した値における色の彩度が、予め設定して
おいたスレッショルド値■より大きいか小さいかを判断
する。そして、大きければステップ（２３）の場合ステ
ップ（２６）へ、ステップ（２４）の場合ステップ（２
７）へ行き、小さければステップ（２３）の場合ステッ
プ（２５）へ、ステップ（２４）の場合ステップ（２８
）へ行く。ステップ（２５）は色差信号の精分値（Ｒ−
Ｙ）Ｉ、（Ｂ−Ｙ）Ｉをデータとして（Ｒ−Ｙ）データ
、（Ｂ−Ｙ）データへ入力する動作をする。ステップ（
２６）はカウンタＣをＯに戻す動作である。ステップ（
２７）は輝度信号Ｙの高輝度部分の色差信号（Ｒ−Ｙ）
Ｐ、（Ｂ−Ｙ）Ｐをデータとして（Ｒ−Ｙ）データ、（
ｂ−ｙ）データへ入力する動作である。−ステップ（２
８）は輝度信号Ｙの高輝度部分の色差信号（Ｒ−Ｙ）Ｐ
、（Ｂ−Ｙ）Ｐと色差信号の積分値（Ｒ−Ｙ）Ｉ、（Ｂ
−Ｙ）Ｉの２つの平均値をデータとし、（Ｒ−Ｙ）デー
タ、（Ｂ−Ｙ）データへ入力する動作であり、ステップ
（２９）はリターンで、ステップ（８）からステップ（
２８）までの動作が終るとステップ（８）に戻る。

以上の動作をまとめると、ｌフィールド中にピーク検出
回路７かピーク値を検出せず１色差信号の積分値の彩度
か予め設定しであるスレッショルド値Ｉより小さいとき
は、色差信号の積分値をもとにホワイト・バランス調整
を行う。

ｌフィールド中にピーク検出回路７がピーク値を検出せ
ず、色差信号の精分値の彩度が予め設定しであるスレッ
ショルド値■より大きいときは、出力Ｒゲイン、Ｂゲイ
ンは変化させない。

画面高輝度部分の色差信号の彩度が、予め設定しである
スレッショルド値Ｐより大きくて色差信号の積分値の彩
度がスレッショルド値Ｉより小さいときは、色差信号の
積分値をもとにホワイト・バランス調整を行う。

画面高輝度部分の色差信号の彩度がスレッショルド値Ｐ
より大きくて色差信号の積分値の彩度がスレッショルド
値■より大きいときは、出力Ｒゲイン、Ｂゲインは変化
させない。

画面高輝度部分の色差信号の彩度がスレッショルド値Ｐ
より小さく色差信号の精分値の彩度がスレッショルド値
Ｉより大きいときは、画面高輝度部分の色差信号をもと
にホワイト・バランス調整を行う。

さらに１画面高輝度部分の色差信号の彩度がスレッショ
ルド値Ｐより小さく色差信号の積分値の彩度がスレッシ
ョルド値Ｉより小さいときは、画面高輝度部分の色差信
号と、色差信号の積分値との平均値をもとに、ホワイト
・バランス調整を行う。

以上のように入力された信号が光源色として考えられる
色か、明らかに物体色によるものかの判断を行いデータ
を選択している。

第６図は第２図のステップ（９）の動作を詳細に示した
フローチャートである。ステップ（３０）は（Ｒ−Ｙ）
データか色差信号Ｒ−Ｙのブランキングレベル（Ｒ−Ｙ
）Ｂより大きいか小さいかを判断し、小さければステッ
プ（３１）でＲゲインをＩ　ＬＳＢ上げる。また、大き
ければステップ（３２）てＲゲインをＩ　ＬＳＩＩ下げ
る。ステップ（３３）は（Ｂ−Ｙ）データが色差信号Ｂ
−Ｙのブランキングレベル（Ｂ−Ｙ）Ｂより大きいか小
さいかを判断し小さければステップ（３５）でＢゲイン
をＬ　Ｌｌｉｌｌ上げる。また、大きければステップ（
３４）でＢゲインをＩ　ＬＳＲ下げる。ステップ（３６
）はリターンでステップ（９）からステップ（３５）ま
での動作が終るとステップ（９）へ戻る。

尚、以上の実施例以外にも、複数の色差信号データ検出
装置を有するホワイト・バランス調整回路には、この発
明は有効である。

また、前記実施例では彩度に、あるスレッショルドレベ
ルを設定することで判断を行っていたが、さらにマイコ
ンメモリ内のテーブルに光源色として考えられる色相と
彩度の組合わせを記憶させておく方法もあり、さらにこ
の場合、蛍光灯のフリッカ−検出装置またはそれに類す
る物を設け、蛍光灯であるか否かの判断を行い、このテ
ーブルをさらに限定するなどする方法もある。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したとおり、この発明はホワイト・バラ
ンス自動調整装置に複数の入力装置を設けることにより
、従来の問題点でありだホワイト・バランス調整の物体
色の影響をなくすことができるものである。

特に物体色の影響が大きかった撮像素子あるいは撮像管
からの信号に基づくホワイト・バランス自動調整装置に
は有効であり、画面の大部分を高彩度な物体の色が占め
た場合や画像のピーク部分に、光源とはかけ離れた色が
ついた場合、自然なホワイト・バランス調整ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のホワイト・バランス調整装置の一実
施例を示すブロック図、第２図はマイコンの処理につい
ての全体を示したフローチャート、第３図は第２図にお
けるステップ（６）の動作をさらに詳細に示したフロー
チャート、第４図は第２図におけるステップ（７）の動
作を詳細に示したフローチャート、第５図は第２図にお
けるステップ（８）の動作を詳細に示したフローチャー
ト、第６図は第２図のステップ（９）の動作を詳細に示
したフローチャート、第７図（ａ）、（ｂ）は従来の撮
像素子あるいは撮像管の信号に基づくホワイト・バラン
ス調整装置が不得意とするシーンを示した図である。 図中。 １：撮像素子　　　２：Ｒ信号アンプ ３：Ｂ信号アンプ　４：マトリクス回路５．５：　Ｓ／
Ｈ回路　７：ピーク検出回路８．９＝積分回路　　１０
：Ａ／Ｄコンバータ１１：マイコン １２．１３　　：　Ｄ／Ａコンバータ 代理人　弁理士　１）北　嵩　晴 第３図 第４図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画面内の高輝度及び低彩度の部分の信号を用いて、各色
   信号のアンプのゲインを制御する手段を具備したことを
   特徴とするホワイト・バランス調整装置。