JPH04160892A - オートホワイトバランス装置 - 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 この発明はビデオカメラにおけるオート・ホワイト・バ
ランス装置に関する。

従来の技術 カラービデオにおいて、正しい色温度補正を行うためオ
ート・ホワイト・バランス装置においては、蛍光灯の光
の下では緑色成分が、青色・赤色の各成分よりも増加す
るため、赤・青の各成分の利得を上げるような補正を行
っている。

このようなオート・ホワイト・バランス装置の一つとし
て、第４図のブロック図に示したような装置が知られて
いる。この装置においてはレンズ（１）を通った光はＣ
ＣＤ　（２）を介しＣＤＳ　（３）において赤・緑・青
の各色信号に変換される。

ＣＤＳ部（３）を出た信号は、信号処理部（４）マトリ
クス回路（５）を経て、テレビジョン信号として出力さ
れる一方、積分器（６−ｒ）、（６−ｇ）　、　　（６
−ｂ）において−時定数間積分された後、スイッチ（７
）によって選択的に、Ａ／Ｄ変換器（８）を経てＣＰＵ
　（９）に入力される。この積分データに基づきＣＰＵ
　（９）において利得制御出力ＲＷＢ、ＢＷＢが決定さ
れ、その値はＤ／Ａ変換器（１０−ｒ）、　　（１０−
ｂ）を経た後、信号処理部（４）に入力する赤・青信号
の利得を制御するための増幅器（１６−ｒ）　、　　（
１６−ｂ）な補正が働くが、屋外撮影において木や草の
多い風景を撮影する場合、濃緑色の被写体が画面内に入
るため、蛍光灯下での撮影と同じように緑色成分が増加
してしまい、誤って赤・青の利得を上げるように補正を
行うことがある。この場合、画面内の緑色が薄くなって
ホワイト・バランスが適正にならない。この点を詳しく
説明すると次にようｌこなる。

すなわち、一般に積分器に入力される赤・緑・青の３つ
の色信号から求めた比、ｇ／　ｒとｇ／ｂの間には第３
図にような関係が成立する。第３図において領域Ｉは入
力信号が濃い緑色である場合の色信号比ｇ／ｒとｇ／ｂ
が示す領域であり、領域１１は入力信号が蛍光灯下のも
のである場合の色信号比ｇ／ｒとｇ／ｂが示す領域であ
る。

前述の従来例では、この関係に基づいて一画面分の色信
号を積分した結果が領域Ｉ＋に位置すると蛍光灯時の補
正を行う構成である。ここで、蛍光灯補正が行われる場
合としては蛍光灯下である場合と、画面内に濃い緑色が
あっても画面全体に対シこ する面積比が小さい揚脅〒Φ寺時→画面全体の積分値の
平均が領域Ｉｔに位置してしまう場合がある。

前者の補正は正常であるが、後者における補正は正常で
はなく、このことにより画面内の緑色がうすくなってし
まう。

このように蛍光灯下でない時にも、蛍光灯下での補正が
行われるような誤作動を防ぐための装置も提案されてい
る。その一つが特開昭６４−５５９９２号公報に示され
たオート・ホワイト・バランス装置である。ここでは、
誤作動を防ぐために色信号から得た２つの色差信号の差
の平均出力によって、撮像素子から入力し前記色差信号
を生成する前の色信号の利得を色温度に合うように制御
している。また、色信号の和信号の平均出力によって蛍
光灯時であるように前記の色信号を制御し補正をかけて
いる。しかし、このオートホワイトバランス装置ではホ
ワイトバランス補正値の決定は、画面的全体の信号より
決定されるわけではないので常に正しいホワイトバラン
スが行われるとは限らなかった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記従来技術においても解決することができな
かった問題点を解決した装置すなわち簡潔な構成で、蛍
光灯下においては正常な補正が行われ、屋外の風景撮影
のときに濃い緑色の被写体が画面内に入っている場合に
は誤って補正が行われるのを防ぐようなオートホワイト
バランス装置を提供することを目的としている。

問題を解決するための手段 本発明では上記のような問題を解決するために、撮像素
子と、 撮像素子の出力信号から赤・緑・青の３つの色信号を生
成する色信号生成部と、 前述の３つの色信号を入力し色差信号・輝度信号を生成
する信号処理部と、 前述の３つの色信号を入力し、それぞれ一定の時定数の
間積分する積分器と、撮影レンズの焦点設定値を検出す
る焦点設定値検出部と、前述の３つの色信号を入力し、
その大きさの比率を検出する色彩検出部と、前記色彩検
出部の出力に基づき濃緑成分の 画面内における比率を検出する濃緑面積検出部と、 前述の積分器、焦点設定値検出部、濃緑面積検出部から
の出力より画面が全体的に濃緑であるかそうではないか
、また近距離か遠距離かを判別し、その判別より利得制
御出力を決定しそれを出力する制御部と、 前記制御部からの利得制御出力に基づいて色信号が前記
信号処理部に入力する前にその利得を調整する利得増幅
器と から成るように構成する。

色成分が赤色・青色成分より増加し画面が緑かがってし
まうのを防ぐため、赤色・青色成分の利得を上げるよう
に補正する。また、屋外撮影において濃い緑色の風景が
画面内に入った場合には、蛍光灯時の補正が誤って作動
するのを防ぐため、濃い緑色の被写体の存在する面積比
率から被写体が実際に緑色であるのか、あるいは蛍光灯
下であるかの判別をし、それに撮影距離のデータを組み
合ｊ わせることによって、より正確キオートホワイトバラン
スが行われるようにしている。

実施例 以下にこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明を用いたビデオカメラのブロック図で
あり、第２図はＣＰＵ９におけるフローチャートである
。このビデオカメラはＴＴＬ方式のオートホワイトバラ
ンス装置を有している。

まず、第３図を用いて本実施例の原理を説明する。第３
図は入力信号と光源の関係を示す図であり、濃緑の被写
体からの色信号が示す領域Ｉは、ｇ／ｂ≧β２ の両方を同時に満たす時であるから、これを変形して、 ｇ≧β２ｂ の両方を同時に満たす時である。

上式において、σは色信号比ｇ／ｒの領域間の境界値、
βは色信号比ｇ／ｂの領域間の境界値であり、詳しく言
えば、α１．β１はそれぞれ通常時と蛍光灯時の境界値
、ｌＩ２＋　β２はそれぞれ蛍光灯時と濃緑が存在する
時の境界値である。

従って、画面を走査しながら（２）式を満たすか否かを
検出しく２）式を満たす時、濃い緑色の被写体であると
判断し、その部分の走査期間を検出することにより画面
中の濃い緑色部分の面積比率を求め、その比率から一部
分が深緑であるか蛍光灯下か判断する。すなわち画面を
走査して濃緑部分かあ、る比率以上ある時は、その濃緑
部分の影響により画面が緑がかっているものと判断され
、一方、濃緑部分の比率がきわめて小さいか０のときに
は、光源自体が緑がかっている（つまり蛍光灯下である
）と判断されるのである。また、焦点距離情報によって
屋内か屋外かを判断することも上記の判断に加えている
。

次に、第１図で示されたブロック図全般について説明す
る。■はレンズ、２はＣＣＤであり３はＣＣＤ２からの
出力信号をサンプル・ホールドしてＲ−Ｇ−Ｂの各色信
号を成虫ずるＣＤＳ部（Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　Ｄｏ
ｕｂｌｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ）である。４はＲ−Ｇ−Ｂ
の各信号を入力し、受像機の特性に合わせてガンマ値を
補正するガンマ補正や、映像信号の黒レベルを一定基準
になるように調整するペデスタル調整、高いレベルの信
号を映像伝送系のダイナミックレンジから飛び出さない
ように調整するホワイトクリップ等を行う信号処理部、
５は信号処理部４で処理されたＲ−Ｇ−Ｂ信号より色差
信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、輝度信号Ｙを成虫ずるマトリクス
回路である。

６ｒ、　６ｇ、　６ｂはそれぞれＲ−Ｇ−Ｂの各色信号
を１垂直走査期間以上の時定数で積分する積分器であり
、７は後述するＣＰＵ９からの５ｅｌｅｃｔ信号によっ
て、積分器６の出力を後述するＡ／Ｄ変換器８へ選択的
に入力するスイッチである。Ａ／Ｄ変換器８はスイッチ
７より入力された色信号の積分電圧をＡ／Ｄ変換してＣ
ＰＵ９に色温度情報として出力する。

１１−１５は画面内における濃緑部分の比率を検出して
ＣＰＵ９に入力するための回路である。

１１ｒ、ｌｌｂはＣＤＳ　３からの赤・責信号をそれぞ
れ、α２倍、β２倍する増幅器であり、１２「はＣＤ５
３からのＧ信号出力を正入力としｌｌｒにより増幅され
たＲ信号を反転入力とする比較器、１２ｂはＣＤ５３か
らのＧ信号出力を正入力とし１１ｂにより増幅されたＢ
信号を反転入力とする比較器である。１３は比較器１１
ｒ、ｌｌｂの出力の論理積を出力するＡＮＤゲートであ
り、１４はＡＮＤゲート１３からの出力を積分する積分
器である。１５は積分器１４の出力が一定の面積比率以
上で反転するように比較基準電圧Ｖｒｅｆとの比較を行
う比較器である。

ＣＰＵ９はＡ／Ｄ変換器８より入力した色温度情報を処
理し、加えて比較器１５から得られる濃緑面積情報と、
焦点設定値検出部１７からの焦点距離情報から蛍光灯以
下であるかどうかの判断を行う。そして利得制御出力Ｒ
ＷＢおよびＢＷＢを決定し、後述するＤ／Ａ変換器ＩＯ
へそれぞれ出力する。Ｄ／Ａ変換器ｌＯはＲ，Ｈの利得
制御出力ＲＷＢ、ＢＷＢをＤ／Ａ変換する。

１６は１０−ｒ、ｂによりＤ／Ａ変換された色温度補正
信号に基づいて赤・青の利得を調節する増幇器である。

Ｉ７は、レンズの距離設定値をＣＰＵ８へＤＬ倍信号し
て出力する距離設定値検出器である。

次に、第１図のブロック図における信号の流れについて
述べる。レンズｌを通してＣＣＤ２に入った光は、その
光量に応じた信号電荷にＣＤＳ　３において変換される
。ＣＤ５３においてこの出力は、サンプルホールドされ
、Ｒ−Ｇ−Ｂの各色信号に変換して出力される。

ＣＤＳ　３からのＲ−Ｇ−Ｂの各出力は、増幅器１６を
通って信号処理部（４）へ流れる一方、積分器６へも送
られ、また濃緑部分の面積を検出す号が０２倍され、増
幅器１１ｂにおいてＢ信号がβ２倍される。統いてＣＤ
５３からのＧ信号出力を正入力とし、増幅器１１ｒによ
り増幅されたＲ信号を反転入力として比較器１２ｒ、Ｃ
Ｄ５３からのＧ信号出力を正入力とし、増幅器１１ｂに
より増幅されたＢ信号を反転入力とする比較器１２ｂに
入力する。比較！ｌ　２ｒにおいては、Ｒ信号とＧ信号
が比較され、Ｒ信号が大きければ、”Ｌ”。

Ｇ信号が大きければ“Ｈ”が出力され、比較器１２ｂに
おいては、Ｂ信号とＧ信号が比較され、Ｂ信号が大きけ
れば“Ｌ”、Ｇ信号が大きければ“Ｈ”を出力する。２
つの比較器からの出力はＡＮＤゲー１−１３に入力され
た後、積分器１４において定められた時定数で積分を行
い濃緑部分の面積を検出する。次に比較器１５において
、積分器１４の出力と比較基準電圧Ｖ　ｒｅｆとを比較
し、（積分電圧）≧Ｖ　ｒｅｆとなる時、すなわち濃緑
部分の面積が画面全体に存在すると判断された時に、Ｃ
ＰＵ９に、“Ｌ”を出力する。

一方、ＣＤ５３から出たＲ−Ｇ−Ｂの各出力は、らの５
ｅｌｅｃｔ信号によって導通接点が決まるスイッチ７へ
入力する。スイッチ７において選択的に入力された信号
は、Ａ／Ｄ変換器８を通ってＡ／Ｄ変換された後、ＣＰ
Ｕ９に入力する。ＣＰＵ９においては後述するシーケン
スによって利得制御出力ＲＷＢ、ＥＷＢが決定され、Ｄ
／Ａ変換器ＩＯに出力される一方、スイッチ７を選択的
に動作させるための５ｅｌｅｔ信号を出力する。Ｄ／Ａ
変換器１０においてＤ／Ａ変換された利得制御出力ＲＷ
Ｂ、ＢＷＢは、増幅器１６ｒ、１６ｂに入力され、この
増幅器１６ｒ、１６ｂはＣＤ５３からのＲ，Ｂの利得を
それぞれ調節する。ここで利得を調節されたＲ、Ｈの各
信号はＣＤ５３からのＧ信号と供に信号処理部４に入力
し、ガンマ補正、ペデスタル調整、ホワイトクリップ等
の処理が行われた後、マｌ−１）クス回路５に入力され
色差信号、輝度信号を成虫した後、テレビジョン信号と
して出力される。

次に、ＣＰＵ９におけるＲＷＢ、ＢＷＢ値決定のシーケ
ンスについて、第２図のフローチャートを用いて説明す
る。第１図において示したようにＣＤ５３からの色信号
は積分器６ｒ、６ｇ、６ｂで積分された後、スイッチ７
の切換−により、Ｒ・Ｇ−Ｂの各色成分ごとにＡ／Ｄ変
換されＣＰＵ９に入力してくる。＃０１で赤成分データ
ｒが入力され、続いて＃０２で緑成分データｇ、＃０３
で胃成分データｂが入力される。次に、これらｒ、　ｇ
。

ｂの色成分データより＃０４でｇ／ｒ、ｇ／ｂの値を計
算する。この値をもとに＃０５では色信号比ｇ（ｌ＋　
　　　　（）（ｔ ／ｒ　が；ｉ＜　ｇ　／　ｒ　＜　ａ＝ｅ−を満たすか
どうか、すなわち蛍光灯補正を行うべきかどうかの判断
を行う。上式を満たす時、＃０６で同様に色信号比ｇ／
ｂがβｚ＜ｇ／ｂ＜βｉを満たすかどうか判断し、満た
す時は＃０７において比較器１５の出力ＳＧがＩＨ１１
で濃緑部分の面積が小さいことを示しているか判断し、
これも満たす時は、＃０８において距離設定値検出器１
７により検出された距離設定値ＤＬが別に定めた判断基
準値ｄｌより小さく、屋外撮影でないと判断された場合
には、＃０９において、蛍光灯下であると判断され、蛍
光灯時利得赤の各色信号利得が上がるようにされる。

一方、＃０５．＃０６．＃０７．＃０８に示された条件
を一つでも満足しない場合は、＃ｌｌにおいて黒体光源
であると判断され黒体光源時利得制御出力ＲＷＥ、ＢＷ
Ｂを決定する。決定された利得制御出力は＃ｌＯにおい
てＤ／Ａ変換器１０ｒ、ｌＯｂに出力され、その後シー
ケンスは＃０１に戻り、以上の動作を繰り返す。

効　　　果 被写界中に濃い緑色の部分が存在するとき、その濃い緑
色の部分の面積比率から、深緑であるか蛍光灯下である
かの判別をし、あわせて撮影距離情報により屋外か室内
かを場合分けすることにより、誤った蛍光灯補正が起こ
るのを防ぐことができ、常に正しいホワイトバランスを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成をもつビデオカメラのブロック
図、第２図は第１図に示したビデオカメラのブロック図
中のＣＰＵ９のＲＷＢ、ＢＷＢ決定のための７０−チャ
ートの説明図、第３図はビデオカメラにおける入力信号
と光源の関係を示す説明図、第４図は勢中今従来例のブ
ロック図である。 ２、撮影素子 ３、色信号生成部 ４．５．信号処理部 ６、積分器 １７、焦点設定値検出部 １１．１２．１３．色彩検出部 １４．１５．濃緑面検出部 ９、制御部 １６、利得増幅器 出願人　ミノルタカメラ株式会社 〆１〆２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮像素子と、 撮像素子の出力信号から赤・緑・青の３つの色信号を生
   成する色信号生成部と、 前述の３つの色信号を入力し色差信号・輝度信号を生成
   する信号処理部と、 前述の３つの色信号を入力しそれぞれ一定の時定数の間
   積分する積分器と、 撮影レンズの焦点設定値を検出する焦点設定値検出部と
   、 前述の３つの色信号を入力しその大きさの比率を検出す
   る色彩検出部と、 前記色彩検出部の出力に基づき濃緑成分の画面内におけ
   る比率を検出する濃緑面積検出部と、前述の積分器・焦
   点設定値検出部・濃緑面積検出部からの出力より画面が
   全体的に濃緑であるかそうでないか、また近距離か遠距
   離かを判別し、その判別より利得制御出力を決定し、そ
   れを出力する制御部と、 前記制御部からの利得制御出力に基づいて色信号が前記
   信号処理部に入力する前にその利得を調整する利得増幅
   器と、 から成ることを特徴とするオート・ホワイト・バランス
   装置。