JPH03232391A - 白バランス調整装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、撮像素子から得られる撮像映像信号を基に、
臼バランスの制御を行うカラービデオカメラの自動臼バ
ランス調整装置に関するつ（ロ）従来の技術 カラービデオカメラに於いては、光源による光の波長分
布の違いを補正するために、白バランスの制御を行う必
要がある。

この制御は、赤（以下Ｒ）、青（以下Ｂ）、緑（以下Ｇ
）の三原色信号の比が１：１：１となるように、各色信
号の利得を調整することで行われる。一般には例えば特
開昭６２−３５７９２号公報（ＨＯ４Ｎ９／７３）に示
される様に、画面の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの積分値が
零になるように利得を調節する方式が用いられている。

第５図は、この方式を用いた白バランス回路のブロック
図である、 レンズ（１）を通過した光は、撮像素子（ＣＣＤ）（２
）で光電変換された後、色分離回路（３）で、Ｒ，Ｇ、
Ｈの３原色信号として取り出され、Ｇの色信号は直接、
Ｒ及びＢの色信号はＲ増幅回路（４）、Ｂ増幅回路（５
）を経て、カメラプロセス及びマトリクス回路（６）に
入力され、輝度信号Ｙ、赤及び青それぞれの色差信号Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙが作られて、ビデオ回路へ送られる。

同時に、二つの色差信号は、それぞれ積分回路（１７）
（１Ｂ）で、十分に長い時間、積分され、その結果が零
になるように利得制御回路（１３）、（１４）がＲ，Ｂ
各々の利得可変な増幅回路（４）、（５）の利得を調節
する。

（ハ）発明が解決しようとする課題 前述の方式は、一般被写体を撮影した場合、画面全体の
色差信号を平均化した値は、完全白色面を撮影した場合
と等価となるという経験則を前提としており、撮影画面
は平均的に各色を含んでいることが必要となる。

従って、画面全体として色に偏りがある時には、その色
を打ち消す方向に利得が変化！−１適正な色の再現が行
えないという欠点が生じる。例えば、屋外での撮影時に
は画面の上側に青空が入ることが多く、この結果、白バ
ランスは青の補色側にずれてしまう。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、撮像画面の所定の領域における色情報信号レ
ベル及び輝度レベルが所定レベル以上の時に、この所定
の領域での色情報信号の白バランス調整への寄与度を他
の領域より軽減させることを特徴とし、更に具体的には
、撮像画面を分割して設定された複数の領域毎に色情報
信号レベルを各色の色評価値として得る色評価値調整手
段と、各領域の輝度レベルを輝度評価値として得る輝度
評価値検出手段と、全領域より選択された選択領域での
色評価値及び輝度評価値が基準値より大きい時にのみ、
選択領域の色評価値を所定量だけ減じるあるいは重み付
け量を他領域に比べて減じる色評価値調整を行う色評価
値調整手段と、色評価値調整後の全領域の色評価値より
画面全体についての色評価値を画面色評価値として算出
する画面色評価値算出手段と、この画面色評価値を基に
各色信号の増幅利得を制御する利得制御手段を備えるこ
とを特徴とする。

（ホ）作　用 本発明は上述の如く構成したので、予め予定された領域
に同一色の被写体が存在する状況下において、この色の
補色側への臼バランスのずれを最小限に抑えることが可
能となる。

（へ）実施例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説明する。

第１図は本実施例による自動白バランス調整回路の回路
ブロック図である。

レンズ（１）を通過した光は、ＣＣＤ（２）上に結像さ
れて光電変換された後、色分離回路（３）にて、Ｒ，Ｇ
、Ｈの３原色信号として取り出される。これら３原色信
号の中のＲ及びＢ信号は、夫々Ｒ及びＢ増幅回路（４）
（５）を峰で、Ｇ信号と共にカメラプロセス及びマトリ
クス（６）に入力され、これらを基に輝度信号（Ｙ）及
び赤、前夫々の色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）が作成
されて、ビデオ回路（７）に供給されて周知の処理が施
される。また、（Ｙ）（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の各信号は
、同時に選択回路（２１）にも供給される。

選択回路（２１）はタイミング回路（２５）からの選択
信号（Ｓｌ）により輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｒ−
Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の３信号の中の１つを１フイールド毎
に順次選択するものので、０′）→（Ｒ−Ｙ）→（Ｂ−
Ｙ）→（Ｙ）→（Ｒ−Ｙ　）→・・・と１フイールド毎
に後段のＡ　／　Ｄ変換器（２２）に出力される。尚、
選択信号（Ｓｌ）は後述の如く同期分離回路（２４）か
ら得られる垂直同期信号に基づいて作成される。

Ａ　、／　Ｄ変換器（２２）は、所定のサンプリング周
期で選択回路（２１）にて選択された信号（Ｙ）ＣＲ−
Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の１つを細かくサンプリングして逐次デ
ィジタル値に変換し、この値を積分器（２３）に出力す
る。ところで、タイミング回路（２５）はカメラプロセ
ス及びマトリックス回路（６）からの垂直、水平同期信
号及びＣＣＤ（２）を駆動する固定の発振器出力に基づ
いて、撮像画面を第２図に示す８×８の６４個の同一面
積の長方形の領域（Ａｌｌ）、（Ａ１２）、（Ａ１３）
・・・に分割して各領域毎にこれらの領域内の選択回路
（２１）出力を時分割で取り出すための切換信号（Ｓ２
）を積分！（２３）に出力する。

積分器（２３）は切換信号（Ｓ２）を受けて、選択回路
（２１）の出力のＡ／Ｄ変換値を領域毎に１フイ一ルド
期間にわたって加算し、結局、６４個の領域毎に選択回
路（２１）にて選択された信号をディジタル積分する。

第３図に、この積分器（２３）の内部構造を更に詳細に
示す。各サンプリングデータのＡ／Ｄ変換値は、切換回
路（６１）に供給される。この切換回路（６１）は切換
信号（Ｓ２）を受けて、各Ａ／Ｄ変換値を領域毎に用意
された加算！　（ｐＨ）（ＰＩ３）・・・（Ｐ８８）の
中で該当サンプリング点が存在する領域用の加算器に供
給する役割を有する。即ち、ある任意のサンプリングデ
ータのサンプリング点が、領域（Ａｌｌ）内に含まれて
いるならば、このデータを領域（、’ｌ　１１）用の加
算器（ｐＨ）に供給する。尚、以下、同様に加算器（八
ｉｉ　）（ｉ、　ｊ＝１−８）は領域（Ｐｉｊ　）（ｉ
、コ＝１〜８）用に設定され、全部で６４個の加算器が
用意されている。各加算器の後段には、保持回路（Ｑｉ
］）（ｉ、コ＝１−８）が夫々配設され、各加算値は各
保持回路に一旦保持される。各保持回路の保持データは
、再び加算器に入力されて、次のサンプリングデータと
加算される。また、各保持回路は、垂直同期信号に同期
して１フイールド毎にリセットされ、このノセット直前
の保持データのみがメモリ（２６）に供給される。従っ
て、１組の加算器及び保持回路にて１個のディジタル積
分回路が構成され、合計６４個の積分回路が積分器（２
３）を構成することになり、ｌフィールド毎に各保持回
路から６４個の領域毎にディジタル積分値がメモリ（２
６）に入力される。

この１フイ一ルド分の積分が完了すると、この各領域毎
の積分値は輝度評価値あるいは色評価値としてメモリ（
２６）に保持される。この結果、ある任意のフィールド
で６４個の領域内に対応する輝度信号（Ｙ）のディジタ
ル積分値が６４個の輝度評価値（ｙｉｊ）（ｉ、］’１
〜８）として得られることになる。

また、次のフィールドでは選択回路（２１）にて色差信
号（Ｒ−Ｙ）が選択されているので、積分器（２３）の
各領域における積分の結果、色差信号（Ｒ−Ｙ）の領域
毎のディジタル積分値が６４個の色評価値（ｒｉｊ）と
して得られる。更に次のフィールドでは選択回路（２１
）にて色差信号（Ｂ−Ｙ）が選択されているので、積分
！（２３）の積分の結果、色差信号（Ｂ−Ｙ）の領域毎
のディジタル積分値が６４個の色評価値（ｂｉｉ）とし
て得られる。こうして、輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｒ
−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の３フイールドの積算が終了した時点
で、輝度評価値（ｙｉｊ）及び色評価値（ｒｉｊ）（ｂ
ｉＪ　）の６４個×３個の値がメモリ（２６）に保持さ
れることになる。これ以降、上述と同様の動イヤが繰り
返され、次のフィールドでは輝度評価値（ｙｉｊ）が、
更に次のフィールドでは色評価値（ｒｉｊ）と順次更新
されることになる。

この様にして得られた最新の輝度評価値（ｙｉｊ）及び
色評価値（ｒｉＪ）（ｂｉＪ）は、後段の色評価値調整
回路（２７）に供給される。色評価値調整回路（２７）
は、６４個の領域中の予め選択された特定領域にある程
度の輝度レベルを有し、且つある特定の色の被写体が存
在するか否かを判別して、存在する場合に該当領域の色
評価値レベルを所定量（Ｐ）だけ減するもので、具体的
には第４図の様に構成される。

ところで、一般に屋外撮影では、撮像画面の上側には青
空が存在する確率が極めて高く、画面全体を考慮すると
青成分に偏った画面となる危険性が高い。そこで、色評
価値調整回路（２７）では、特定領域とじて画面上側の
１６個の領域を選択し、特定の色として青色を選択して
第４図を説明する。

尚、青空は、輝度レベルが比較的高く、且つ色差信号（
Ｂ−Ｙ）が非常に高い被写体であることを考慮して説明
する。

この第４図において、各領域の輝度評価値（ｙｉｊ）は
、領域類、即ち０・１１）→（ｙｌ、）→・・・（ｙ’
ｓ）→（ｙ＋）→・・・→（ｙｌ、）の順にて輝度比較
器（６２）に入力されて、予め輝度閾値メモリ（６３）
に格納されている輝度閾値（Ｎｙ）と比較される。ここ
で、輝度比較器（６２）による比較動作は、領域選択回
路（６４）により選択された領域の輝度評価値が入力さ
れた時にのみ実行される。本実施例では、同一色の被写
体として青空に着目しており、領域選択回路（６４）に
て選択される領域は、撮像画面の上部にある１６個の領
域（Ａｌｌ）（Ａ１２）・・・（Ａ２８）に設定されて
いるため、実際に輝度比較器（６２）による比較動作は
、−Ｌ述の１６個の領域の輝度評価値についてのみ実行
される。前述の比較動作の結果、輝度評価値が輝度閾値
（Ｎｙ）より大きいと判断される場合には、該当する領
域について、Ｈレベルの比較信号（Ｓ３）が発せられる
。

色比較！　（６５）は、比較信号（Ｓ３）がＨｌ／ベル
の期間でのみ、色評価値（ｂｉＪ）と色閾値メモリ（６
６）に格納されているＢ１１１ｔｌ値（＼ｂ）とのレベ
ル比較を６すものである。（足って、輝度比較器（６２
）での比較により、輝度評価値が輝度閾値（Ｎｙ）よＩ
）大きいと判断される領域の色評価値（ｂｉＪ）のみが
Ｂ閾値（＼ｂ）と比較されることになる。この比較動作
の結果、色評価値（ｂｉｉ）がＢ閾値いｂ）より大きい
場合にのみ、該当領域について、Ｈレベルの比較信号（
Ｓ４）が発せられる。

切換信号回路（６６）は２つのスイッチ（６７）（６８
）より構成され、スイフチ（６７）は色評価値（ｂｉｊ
）が入力される固定接点（６７ａ）と、Ｂ減衰器（６９
）に結合された固定接点（６７ｂ）あるいは出力端子（
７１）に結合された固定接点（６７ｃ）を選択的に接続
させる機能を有し、スイッチ（６８）は色評価値（ｒｉ
ｉ　）が入力される固定接点（６８ａ　）と、Ｒ減衰ｔ
Ｂ　（７０）に結合された固定接点（６８ｂ）あるいは
出力端子（７２）に結合された固定接点（６８ｃ）を選
択的に接続させる機能を有している。

両スイッチ（６７）（６８）はスイッチング信号として
の比較信号（Ｓ４）により連動して切換制御され、比較
信号（Ｓ４）がＬレベルの時に夫々固定接点（６７ｃ）
（６８ｃ）側にあって該当領域での色評価値（ｂｉＪ）
（ｒｉｊ）が何ら減衰されることなくそのまま出力端子
（７１）（７２）に出力され、Ｈレベルの時に夫々固定
接点（６７ｂ）（６８ｂ）側に切り換わり、該当領域の
色評価値（ｂｉｊ）（Ｔｉｊ）がＢ及びＲ減衰器（６９
）（７０）に入力される。

Ｂ及びＲ減衰器（６９）（７０）は、入力された色評価
値（ｂｉ　ｉ　）（ｒｉ　ｊ）から予め設定された所定
１ｔ（Ｚ）を減じて、（ｂｉｊ−Ｚ）、（Ｔｉｊ４）を
算出して出力端子（７１）（７２）に導出する。

従って、予め選択された領域（Ａｌｌ）（Ａ１２）・（
へ２８）の夫々について （ｉ）　　輝度評価値０・ｌコ）（］・１．２、り＝１
〜８）が輝度闇値（Ｎｙ）を上回る程に十分に輝度レベ
ルがある。

（ｉｉ）　　色評価値（ｂｉｊ）（ｉ＝Ｌ２、〕＝１〜
８）がＢ闇値（＼ｂ）を上回る程に青成分が著しく多い
。

の２つの条件を同時に満足するか否かを判断し、満足す
る領域についての色評価値（ｂｉｊ）（ｒｉｊ）を所定
量（Ｚ）だけ減衰させる働きが色評価値調整回路（２７
）による調整動作と言える。

尚、色評価値調整回路（２７）にメモリ（２６）から入
力される輝度及び色評価値（ｒｉｊ）（ｂｉｊ）（ｒｉ
Ｄはいずれも、同一領域毎に同期して入力され、従つて
、調整回路内での処理も６４個の全ての領域毎に逐次真
性される。

また、輝度閾値（Ｎｙ）及びＢ閾値（＼ｂ）はいずれも
青空と認識できる実測データにより設定され、同様に減
衰ｆｆ１（Ｚ）は、実際に領域（貝１）・・・（，４２
８）の選択領域に青空が存在する撮影状態にて、最適な
白バランスを実現できる時の実測値により設定されてい
る。

出力端子（５０）（５１）に導出される非減衰あるいは
減衰後の色評価値は、画面評価回路（２８）に送られ次
式（１）（２）に基いて各色差信号の画面全体の色評価
値が画面色評価値（Ｖｒ）（Ｖｂ）として算出されＶｌ
）＝Σ　　Σ　　ｂｉｊ／６４　−　　（２）＋＝１　
　　　コ；１ この式（１）（２）は色評価値調整回路（２７）を経た
６４個の各領域の色評価値（ｒｉｊ）（ｂｉＪ）の全て
の総和を領域数で割算して、１個の領域についての平均
値を画面色評価値として算出する。

利得制御回路（２９）（３０）は、画面全体の色評価値
である画面色評価値（Ｖｒ）（Ｖｂ）が共に零となる様
に、Ｒ及びＢ増幅回路（４）（５）の夫々の利得を制御
している。こうして画面色評価値（＼ｒ　ｒ　）　（Ｖ
　＋）　）が零になれば、臼バランス調整が完了したこ
とになる。

以上の様に本実施例では、特定領域を画面上側に、また
特定の色を青色に設定することにより、撮像画面に青空
が存在しても、この青空の青色の白バランス調整に対す
る影響を抑えて画面全体が青色の補色側に偏ることを防
止したが、特定の領域あるいは色は自由に選択すること
ができ、例えば特定領域を画面上側に保持し、特定の色
を赤色に選択して色比較器に色評価値（ｂｉｊ）に代え
て（ｒｉｊ）を入力すれば、青空に代えて夕焼けの赤色
の白バランス調整に対する影響を抑えて赤色の補色側へ
の偏りを防ぐことができる。本実施例では、色評価値調
整回路（２７）における色評価値の調整動作の具体例と
して、色評価値（ｒｉｊ）（ｂｉｉ）がら所定の減衰量
（Ｚ）を減じる方法を採用したが、他の方法として、第
５図に示す様に重み付け量を可変とする方法がある。即
ち、比較信号（Ｓ４）がＬレベルとなる領域については
重み付け回路（１０１）（１０３）にて各色評価値に所
定の重み付け量（Ｄｌ）にて重み付け即ち、ｒｉｊＸＤ
ｌあるいはｂｉｊＸＤｌの掛算を行い、比較信号（Ｓ４
）がＨレベルとなる領域については、重み付け回路（１
００）（１０２）にて重み付け量（Ｄｌ）よりも小さい
重み付け量（Ｄ２）にて重み付けを行い、この掛算値を
各領域の調整後の色評価値として出力することにより、
実質的にｙｉｊ＞Ｎｙ、　ｂｉｊ＞＼ｂの領域の画面全
体に対する寄与度を減じることができる。

また、この特定領域及び特定色の選択を、使用者が操作
釦にて自由に選択できる様に構成すれば、様々な撮影状
況下で適切な白バランス調整がが可能となることは言う
までもない。

また、本実施例ではＡ、／Ｄ変換器（２２）を共用する
ために、選択回路（２１）にて輝度あるいは色差信号（
Ｙ）、（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の１つを選択する様に構
成したので、各成分の評価値の更新の周期は３フイール
ドとなったが、（Ｙ）、（Ｒ−）′）、（Ｂ−Ｙ）用に
３個のＡ／’Ｄ変換器及び積分器を配すれば、各評価値
はｌフィールド毎に更新できることになり、−層高精度
な臼バランス調整が可能となる。

（ト）発明の効果 上述の如く本発明によれば、予め特定された領域に予め
特定された色の被写体が存在する状況下では、この被写
体は予め臼バランス調整に寄与させる必要のないものと
考慮されて、この特定色の補色側への臼バランスのずれ
を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例に係１）、第１図は
全体の回路ブロック図、第２図は領域分割の説明図、第
３図及び第４図は要部回路ブロック図、第５図は他の実
施例の要部回路ブロック図、第６図は従来例の説明図で
ある。 （２７）・・・色評価値調整回路、（２８）・・・画面
評価回路、（２３）・・・積分器、（２９）（３０）・
・・利得制御回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像映像信号中の色情報を基に白バランス調整を
   行う白バランス調整装置において、画面の所定の領域に
   おける特定の色情報信号レベル及び輝度レベルが所定レ
   ベル以上の時に、該領域での色情報信号の白バランス調
   整への寄与度を他の領域より軽減させることを特徴とす
   る白バランス調整装置。
2. （２）撮像画面を分割して設定された複数の領域毎に色
   情報信号レベルを各色の色評価値として得る色評価値検
   出手段と、 前記各領域の輝度レベルを輝度評価値として得る輝度評
   価値検出手段と、 前記領域より選択された選択領域での特定の色の色評価
   値及び輝度評価値が基準値より大きい時にのみ、該選択
   領域の色評価値を所定量だけ減じる色評価値調整を行う
   色評価値調整手段と、該色評価値調整後の全領域の色評
   価値より画面全体についての色評価値を画面色評価値と
   して算出する画面色評価値算出手段と、 該画面色評価値を基に各色信号の増幅利得を制御する利
   得制御手段を備える白バランス調整装置。
3. （３）撮像画面を分割して設定された複数の領域毎に色
   情報信号レベルを各色の色評価値として得る色評価値検
   出手段と、 前記各領域の輝度レベルを輝度評価値として得る輝度評
   価値検出手段と、 前記色評価値に所定の重み付け量にて重み付けを行った
   後の全領域の色評価値より画面全体についての色評価値
   を画面色評価値として算出する画面色評価値算出手段と
   、 該画面色評価値を基に各色信号の増幅利得を制御する利
   得制御手段を備え、 全領域より選択された選択領域の中で、特定の色の色評
   価値及び輝度評価値が基準値より大きい領域について前
   記重み付け量を軽減することを特徴とする白バランス調
   整装置。