JPH10276446A - ビデオ信号を白バランス調整する方法 - Google Patents

ビデオ信号を白バランス調整する方法

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JPH10276446A JP10062672A JP6267298A JPH10276446A JP H10276446 A JPH10276446 A JP H10276446A JP 10062672 A JP10062672 A JP 10062672A JP 6267298 A JP6267298 A JP 6267298A JP H10276446 A JPH10276446 A JP H10276446A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 医療の分野において特に有利に適用できるビ
デオ信号をバランス調整する方法及びその方法を実施す
るための装置を提供すること。 【解決手段】 これまで知られていた方法を医療の分野
で特に有利に適用できるようにするために、モニタによ
り表示される任意の照明光源で照明される白色面の画像
の色の印象が撮影される白色面の、照明によって人間の
目の直接の観察により得られる色の印象と十分に一致す
るようにビデオ信号をバランス調整することを提案す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号をバラ
ンス調整する方法並びにその方法を実施するのに適する
画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】冒頭に挙げた種類の方法は従来の技術に
より多くのバリエーションで、たとえば、白バランス調
整という概念の下で知られている。この白バランス調整
方式は、通常、白色の対象物がその白色の対象物を照明
する照明手段とは全く無関係に、それぞれのビデオ規格
の規定白色信号に対応するビデオ信号を常に発生するよ
うにビデオ信号をバランス調整するために利用される。
そのようなビデオ規格は、たとえば、白という色を詳細
に定義したＰＡＬ又はＮＴＳＣである。白バランス調整
を実行するために、従来の技術からは、白バランス調整
を全自動又は半自動で実行する多数の異なる回路が知ら
れている。
【０００３】１例として挙げられる半自動白バランス調
整方法においては、たとえば、白色のシート紙のような
白色面をビデオカメラの前に位置決めし、押しボタンの
操作により、赤，緑及び青の３つの色チャネルの各々に
ついて、増幅後の３つの信号が同じ大きさになり且つそ
れによりバランス調整されたビデオ信号がモニタ上に白
い色を発生させるように増幅係数を確定する。その後、
確定された増幅係数をビデオカメラのその後の利用に備
えて対応するメモリに記憶させるが、それらの増幅係数
は次回のビデオカメラの白バランス調整のときまで一定
のままである。全自動白バランス調整の場合には、半自
動白バランス調整とは異なり、前述の増幅係数は白バラ
ンス調整によって一度に確定されるのではなく、ビデオ
カメラによる撮影の間を通して連続して適応調整され
る。ここで単なる例として説明される方法においては、
この目的のために、ビデオカメラは対物レンズの付近に
センサを有する。このセンサは照明光源のスペクトル分
布を絶えず測定し、照明光源のこのスペクトル分布に基
づいて、ビデオ信号の個々の色成分を増幅する増幅係数
を取り出し続ける。従来の白バランス調整手段の特殊性
は、照明光源の種類とは全く無関係に白色の対象物が使
用されるビデオ規格の規定の白色信号に対応するビデオ
信号を発生させるところにある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、医療
の分野において特に有利に適用できるビデオ信号をバラ
ンス調整する方法及びその方法を実施するための装置を
提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、請求項１
及び請求項６の特徴に従って解決される。本発明の基本
思想は、モニタにより表示される白色又はカラーの面の
画像の色の印象が照明のために使用される色温度を考慮
して撮影される面の色の印象と十分に一致するようにビ
デオ信号をバランス調整することにある。
【０００６】これにより、ビデオカメラで撮影される対
象物の画像は、実際に、対象物をその時点で使用されて
いる照明光源の下で直接に観察したかのようにモニタ上
に表示されるという特別の利点が得られる。この利点が
あるため、観察者が対応するビデオ画像を見たときに、
著しく実物に近い画像であるという印象が得られるよう
になるので、医療技術の数多くの適用分野において特に
有利である。これは、たとえば、ビデオカメラによって
手術の詳細を撮影し、観察者が撮影画像をすばやく確認
しなければならない場合に特に有利であるといえる。
【０００７】ここで、ビデオ信号のバランス調整は、第
１のステップでビデオ信号をそれ自体周知の方式により
白バランス調整し、加えて、白色面を照明する照明光源
の種類に応じて補正信号を発生し、その補正信号に基づ
いて白バランス調整ビデオ信号を補正することにより実
行されるのが好ましい。
【０００８】これは、本発明による方法を実施するため
に、標準形装置として入手でき、白バランス調整装置が
組込まれているビデオカメラを使用することが可能であ
り、その際に、前述の補正信号を発生する補正装置を使
用するだけで良いという点で特に有利である。この白バ
ランス調整を実行する態様や方式は、従来の技術から十
分に知られているように様々ある。
【０００９】また、照明光源の種類も、様々な方法によ
り確定できる。たとえば、複数の異なる照明光源を導線
を介してビデオカメラと直接に接続し、照明光源をオン
したときに、対応する信号をビデオカメラへ発信し、そ
の信号に基づいてビデオカメラが補正信号を確定すると
いうことも考えられるであろう。もう１つの方法は、た
とえば、照明光源のスペクトル分布を検出できるセンサ
をビデオカメラに設けるというものであろう。その場
合、センサの検出結果に基づいて厳密に照明光源を確定
し、対応する補正信号を発生することができる。
【００１０】特に単純な実施態様においては、白バラン
ス調整されていないビデオ信号から照明光源の種類を確
定する。この実施態様は、先に述べた照明光源に至る接
続導線又は照明光源のスペクトル分布を測定するための
センサを設ける必要がないという利点を有する。この場
合、白バランス調整されていないビデオ信号の異なる色
成分の差の量から照明光源の種類を確定することができ
る。照明光源の種類を確定した後、確定された照明光源
に応じてメモリから補正信号の値を読出すことができ
る。本発明のその他の利点及び発展形態は図面から明白
である。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
る画像処理装置を例示するごく概略的な図である。画像
処理装置は、撮影される対象物のビデオ信号を発生する
ためのＣＣＤアレイの形態をとる撮像装置１が設けられ
ているビデオカメラ１９を有する。画像処理装置は白バ
ランス装置１７と、補正装置１８とから構成されるバラ
ンシング装置をさらに有し、このバランシング装置は撮
像装置１から発生されたビデオ信号を本発明に従ってバ
ランス調整する。バランス調整信号は導線を介してビデ
オカメラ１９からモニタ２２へ伝送され、モニタ２２に
より表示される。
【００１２】この場合、バランス調整装置１７，１８は
撮像装置１から供給されるビデオ信号を、モニタ２２に
表示される光源２１により照明される白色又はカラーの
面２０の画像の色の印象が人間の目２５で直接に認知す
る実際の面２０の色の印象と十分に一致するようにバラ
ンス調整する。
【００１３】次ぎに、バランス調整装置１７，１８の厳
密な機能を図２を参照しながらさらに詳細に説明する。
図２は、図１に示す画像処理装置の各素子のごく概略的
な回路図である。ここで、まず、バランス調整装置１
７，１８はビデオカメラにあるスイッチ（詳細には図示
せず）を押すことによってバランス調整が機能する半自
動バランス調整装置であるということを指摘しておく。
このバランス調整を行うためには、最初に、たとえば、
白いシート紙の形態をとる白色の面２０をビデオカメラ
１９の前方に配置しなければならず、ここに示す実施形
態の場合には、白色の面２０は光源２１により照明され
る。
【００１４】図２を参照して、第１に、バランス調整装
置１７，１８の白バランス調整装置１７の動作をさらに
詳細に説明する。図２から明らかであるように、撮像装
置１は、ビデオ信号を赤色信号（Ｒ）と緑色信号（Ｇ）
と青色信号（Ｂ）とに分割するデコーダ２と接続してい
る。赤色信号（Ｒ），緑色信号（Ｇ）及び青色信号
（Ｗ）は信号増幅器３，４，５を介して所定の増幅係数
に対応して増幅される。この実施形態の場合、緑色信号
（Ｇ）に対する増幅係数は一定であるが、赤色信号
（Ｒ）及び青色信号（Ｂ）に対する増幅係数は、モニタ
に表示される赤色信号（Ｒ），緑色信号（Ｇ）及び青色
信号（Ｂ）から成るビデオ信号が白色画像となるよう
に、白バランス調整装置１７によって始めて確定され
る。これは、赤色信号（Ｒ）が緑色信号（Ｇ）と等しく
且つ青色信号（Ｂ）と等しいという場合である。
【００１５】これを実現するために、増幅後の色信号
は、それぞれ対応する色信号に対してピーク値を確定す
るピーク検出器６，７，８にそれぞれ結合される。ここ
で確定されるピーク値は差動増幅器９及び１０に供給さ
れる。このとき、差動増幅器９の出力端子には緑色信号
（Ｇ）と赤色信号（Ｒ）の差に比例する信号が現れ、一
方、差動増幅器１０では緑色信号（Ｇ）と青色信号
（Ｂ）の差に比例する信号が取り出される。対応する差
信号は、規定された期間にわたり信号を積分する積分器
１１，１２にそれぞれ供給される。この積分期間の開始
はバランス調整を開始するためのスイッチ押し下げ時で
ある。積分後、積分値に比例して、新たな白バランス調
整の開始時まで、同様に積分器１１，１２に含まれてい
るメモリに対応する増幅係数が記憶される。これによ
り、白バランス調整の後には、赤色信号（Ｒ）の増幅器
３に対する積分器１１の中に一定の増幅係数があり、青
色信号（Ｂ）の増幅器５に対する積分器１２の中にも同
様に一定の増幅係数がある。増幅係数を維持するために
積分値とそれぞれ乗算される比例係数は、撮像装置１に
よる白色面の撮影時に信号増幅器３，４，５の後に、標
準光源で撮影される白色面に対応する白バランス調整ビ
デオ信号が発生するように決められている。
【００１６】ここで、白バランス調整装置１７は、単に
１つの実施形態として挙げられたものにすぎず、言うま
でもなく、従来の技術で知られている白バランス調整装
置のうち、他の装置を使用しても良いことを明示して指
摘しておくべきである。
【００１７】本実施形態によれば、画像処理装置のバラ
ンス調整装置１７，１８は、同様に以下に図２を参照し
て説明する補正装置１８をさらに含む。補正装置１８の
機能も、先に、白バランス調整装置１７と関連して説明
した押しボタンスイッチによって開始される。補正装置
１８は２つの差動増幅器１３，１４を有し、それらの差
動増幅器１３，１４は、差動増幅器１３が緑色信号
（Ｇ）と赤色信号（Ｒ）の差に比例する信号を供給し、
差動増幅器１４は緑色信号（Ｇ）と青色信号（Ｂ）の差
に比例する信号を供給するように、信号増幅器３，４，
５の前で、デコーダ２により発生される色信号と結合さ
れている。
【００１８】処理装置１５は、差信号に基づいて、規定
されている複数の照明光源２１，２３，２４のうちどれ
が問題になるかを確定する。このために、不揮発性書込
み／読取りメモリの形態でルックアップテーブルとして
実現されているメモリ１６から差信号に対応して、点２
６における赤色信号（Ｒ）及び点２７における青色信号
（Ｂ）にオフセットの形態で加算される対応する補正信
号（Ｒkoor，Ｂkorr）を確定する。
【００１９】そこで、メモリ１６は、異なる照明光源２
１，２３，２４ごとに下記の４つのパラメータを１組と
して記憶するように構成されている。 １．照明が原因となって差動増幅器１３に現れる赤色信
号（Ｒ）と緑色信号（Ｇ）との差の量。 ２．照明が原因となって差動増幅器１４に現れる青色信
号（Ｂ）と緑色信号（Ｇ）の差の量。 ３．点２６において増幅後の赤色信号（Ｒ）に加算され
る赤色信号（Ｒ）の補正信号（Ｒkoor）。 ４．点２７において増幅後の青色信号（Ｂ）に加算され
る青色信号（Ｂ）の補正信号（Ｂkorr）。
【００２０】ここで、メモリ１６からの補正信号（Ｒ
koor，Ｂkorr）の取り出しは、差動増幅器１３及び１４
から供給される差の量をメモリ１６に記憶されている差
の量と比較し、最も良く差の量と一致するパラメータの
組の補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）を選択するという方法
により行われる。
【００２１】そこで、バランス調整装置１７，１８は、
白バランス調整装置１７が第１のステップでビデオ信号
を周知の方式により白バランス調整し、さらに、補正装
置１８が照明光源２１の種類に応じて白バランス調整ビ
デオ信号を補正するための補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）
を発生するように動作する。
【００２２】補正装置１８はデコーダ２により復号され
た撮像装置１のビデオ信号と直接に接続しているので、
照明光源２１の種類は撮像装置１から供給されたビデオ
信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）から確定され、照明光源２１の種類
は特に差動増幅器１３，１４を介してビデオ信号の異な
る色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の差の量から確定される。
【００２３】図示されている装置のバランス調整は次の
ように実行される。第１のステップでは、照明光源２
１，２３，２４の１つをオンする。この場合、たとえ
ば、キセノンランプ又はハロゲンランプなどの様々な照
明光源を使用できる。次のステップでは、白色面２０を
ビデオカメラの前方に位置決めし、ビデオカメラの押し
ボタンスイッチによって半自動白バランス調整を実行す
る。このとき、先に説明したように、白バランス調整装
置１７において赤色（Ｒ）成分の増幅器と、青色（Ｂ）
成分の増幅器５とについて前記増幅器パラメータを確定
する。
【００２４】さらに、押しボタンスイッチの操作によっ
て、補正装置１８で照明光源２１の種類を確定し、オン
されている照明光源に応じて、メモリ１６から赤色信号
（Ｒ）及び青色信号（Ｂ）の適切な補正信号（Ｒkoor，
Ｂkorr）を読出す。次に、そのようにしてバランス調整
された信号をさらにモニタ２２へ伝送し、バランス調整
ビデオ信号をモニタ２２に表示させる。
【００２５】適切な補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）の値並
びにそれに対応し、前記補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）を
いつ読出すべきであるかを厳密に定義する差動増幅器１
３，１４の値は、適切なキーボードを介して設定可能で
ある校正モードではメモリ１６に書込むことができる。
この目的のために、白色面２０をビデオカメラの前方に
位置決めし、照明光源２１，２３，２４の１つをオン
し、適切なスイッチの操作によって校正モードを開始さ
せる。
【００２６】画像処理装置では、校正は次のようにして
実行される。校正モードの開始直後、ビデオ信号は前述
のように白バランス調整装置１７により白バランス調整
される。同時に、処理装置１５を介して補正信号が発生
される。適切なキーボードを介して、この補正信号を変
化させることができる。補正信号は、モニタ２２に表示
されている白色面２０の画像の色の印象が白色面２０の
本来の色の印象と一致するまで変更される。この一致は
人間の目によるか、又は分光計により検証できる。一致
が検証されたならば、今一度、押しボタンスイッチを操
作することにより、差動増幅器１３，１４の差信号と、
設定された補正信号とから成る上記のパラメータの組を
メモリ１６に記憶させる。
【００２７】以上のプロセスを他の全ての照明光源２
１，２３，２４に対しても同様にして実行すると、各々
の照明光源２１，２３，２４に対してメモリ１６にパラ
メータが書込まれる。補正装置１８を実際に利用する場
合には、差動増幅器１３，１４に現れている信号をメモ
リ１６に記憶されているパラメータと比較し、信号が対
応して一致するパラメータの組を読出すだけである。そ
こで、この組のパラメータに記憶されている補正信号
（Ｒkoor，Ｂkorr）を前述のように点２６の赤色信号
（Ｒ）の信号線路と、点２７の青色信号（Ｂ）の信号線
路とにオフセットとして印加する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるビデオ信号のバランス調整方法
を実施することができる画像処理装置の概略図。
【図２】 図１に示す画像処理装置の各素子の概略回路
図。
【符号の説明】
１…撮像装置、１６…メモリ、１７…白バランス調整装
置、１８…補正装置、２０…白色面、２１，２３，２４
…照明光源、２２…モニタ。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モニタ（２２）に表示される任意の光源
    により照明される白色面（２０）の画像の色の印象が、
    撮影される面（２０）を人間の目で直接に観察したとき
    の色の印象と十分に一致するようにビデオ信号をバラン
    ス調整することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 ビデオ信号をそれ自体周知の方式により
    白バランス調整し、加えて、白色面（２０）を照明する
    照明光源（２１，２３，２４）の種類に応じて補正信号
    （Ｒkoor，Ｂkorr）を確定し、それに基づいて白バラン
    ス調整ビデオ信号を補正することを特徴とするビデオ信
    号をバランス調整する方法。
  3. 【請求項３】 ビデオ信号をそれ自体周知の方式により
    白バランス調整し、加えて、白色面（２０）を照明する
    照明光源（２１，２３，２４）の種類に応じて補正信号
    （Ｒkoor，Ｂkorr）を確定し、それに基づいて白バラン
    ス調整ビデオ信号を補正し、且つバランス調整されてい
    ないビデオ信号から照明光源（２１，２３，２４）の種
    類を確定することを特徴とするビデオ信号をバランス調
    整する方法。
  4. 【請求項４】 ビデオ信号をそれ自体周知の方式により
    白バランス調整し、加えて、白色面（２０）を照明する
    照明光源（２１，２３，２４）の種類に応じて補正信号
    （Ｒkoor，Ｂkorr）を確定し、それに基づいて白バラン
    ス調整ビデオ信号を補正し、バランス調整されていない
    ビデオ信号から照明光源（２１，２３，２４）の種類を
    確定し、且つバランス調整されていないビデオ信号の異
    なる色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の差の量から照明光源（２
    １，２３，２４）の種類を確定することを特徴とするビ
    デオ信号をバランス調整する方法。
  5. 【請求項５】 ビデオ信号をそれ自体周知の方式により
    白バランス調整し、加えて、白色面（２０）を照明する
    照明光源（２１，２３，２４）の種類に応じて補正信号
    （Ｒkoor，Ｂkorr）を確定し、それに基づいて白バラン
    ス調整ビデオ信号を補正し、且つ確定された照明光源
    （２１，２３，２４）に応じて補正信号（Ｒkoor，Ｂ
    korr）の値をメモリ（１６）から読出すことを特徴とす
    るビデオ信号をバランス調整する方法。
  6. 【請求項６】 撮影される対象物のビデオ信号を発生す
    る撮像装置（１）と、 任意の照明光源（２１）により照明され、モニタ（２
    ２）により表示される撮像装置（１）により撮影される
    白色面（２０）の画像の色の印象が白色面（２０）を人
    間の目で直接に観察したときに照明光源（２１）のため
    に生じる実際の色の印象と十分に一致するようにビデオ
    信号をバランス調整するバランス調整装置（１７，１
    ８）とを具備する画像処理装置。
  7. 【請求項７】 撮影される対象物のビデオ信号を発生す
    る撮像装置（１）と、 任意の照明光源（２１）により照明され、モニタ（２
    ２）により表示される撮像装置（１）により撮影される
    白色面（２０）の画像の色の印象が白色面（２０）を人
    間の目で直接に観察したときに照明光源（２１）のため
    に生じる実際の色の印象と十分に一致するようにビデオ
    信号をバランス調整するバランス調整装置（１７，１
    ８）であって、 第１のステップでビデオ信号をそれ自体周知の方式で白
    バランス調整する白バランス調整装置（１７）と、 加えて、白色面（２０）を照明する照明光源（２１，２
    ３，２４）の種類に応じて、白バランス調整ビデオ信号
    を補正するための補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）を発生す
    る補正装置（１８）とを有するバランス調整装置とを具
    備する画像装置。
  8. 【請求項８】 撮影される対象物のビデオ信号を発生す
    る撮像装置（１）と、 任意の照明光源（２１）により照明され、モニタ（２
    ２）により表示される撮像装置（１）により撮影される
    白色面（２０）の画像の色の印象が白色面（２０）を人
    間の目で直接に観察したときに照明光源（２１）のため
    に生じる実際の色の印象と十分に一致するようにビデオ
    信号をバランス調整するバランス調整装置（１７，１
    ８）であって、 ビデオ信号をそれ自体周知の方式で白バランス調整する
    白バランス調整装置（１７）と、 加えて、白色面（２０）を照明する照明光源（２１，２
    ３，２４）の種類に応じて、白バランス調整ビデオ信号
    を補正するための補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）を発生
    し、且つ撮像装置から供給されるビデオ信号から照明光
    源（２１，２３，２４）の種類を確定するように構成さ
    れている補正装置（１８）とを有するバランス調整装置
    とを具備する画像処理装置。
  9. 【請求項９】 撮影される対象物のビデオ信号を発生す
    る撮像装置（１）と、 任意の照明光源（２１）により照明され、モニタ（２
    ２）により表示される撮像装置（１）により撮影される
    白色面（２０）の画像の色の印象が白色面（２０）を人
    間の目で直接に観察したときに照明光源（２１）のため
    に生じる実際の色の印象と十分に一致するようにビデオ
    信号をバランス調整するバランス調整装置（１７，１
    ８）であって、 ビデオ信号をそれ自体周知の方式で白バランス調整する
    白バランス調整装置（１７）と、 加えて、白色面（２０）を照明する照明光源（２１，２
    ３，２４）の種類に応じて、白バランス調整ビデオ信号
    を補正するための補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）を発生
    し、撮像装置から供給されるビデオ信号から照明光源
    （２１，２３，２４）の種類を確定するように構成され
    ており、且つビデオ信号の異なる色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
    の差の量から照明光源（２１，２３，２４）の種類を確
    定するように構成されている補正装置（１８）を有する
    バランス調整装置とを具備する画像処理装置。
  10. 【請求項１０】 撮影される対象物のビデオ信号を発生
    する撮像装置（１）と、 任意の照明光源（２１）により照明され、モニタ（２
    ２）により表示される撮像装置（１）により撮影される
    白色面（２０）の画像の色の印象が白色面（２０）を人
    間の目で直接に観察したときに照明光源（２１）のため
    に生じる実際の色の印象と十分に一致するようにビデオ
    信号をバランス調整するバランス調整装置（１７，１
    ８）であって、 ビデオ信号をそれ自体周知の方式で白バランス調整する
    白バランス調整装置（１７）と、 加えて、白色面（２０）を照明する照明光源（２１，２
    ３，２４）の種類に応じて、白バランス調整ビデオ信号
    を補正するための補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）を発生
    し、且つ確定された照明光源（２１，２３，２４）に応
    じて補正信号（Ｒkoor，Ｂkorr）の値を読出すことがで
    きるメモリ（１６）を有する補正装置（１８）を有する
    バランス調整装置とを具備する画像処理装置。
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