JP2006108970A - Tint correcting device for image taken by camera, and portable terminal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラー画像を撮影するデジタルカメラによる撮影の際にホワイトバランス調整を行うカメラ撮影画像色調補正装置およびこれを備えた携帯端末装置に関するものである。 The present invention relates to a camera-photographed image color tone correction apparatus that performs white balance adjustment when photographing with a digital camera that photographs a color image, and a portable terminal device including the same.
一般に、屋内や暗所等でカメラ撮影を行う際には、カメラから被写体に対して発光するフラッシュ撮影が行われる。デジタルカメラに搭載されるキセノンフラッシュの場合、その瞬間的な光量は非常に大きくまた発光スペクトラムは太陽光のスペクトラムに近いので、暗所での撮影時でもカメラの色調パラメータは太陽光に合わせれば色的にはほぼ問題無く撮影を行うことができる。 Generally, when shooting with a camera indoors or in a dark place, flash shooting is performed in which light is emitted from a camera to a subject. In the case of a xenon flash mounted on a digital camera, the instantaneous light intensity is very large, and the emission spectrum is close to that of sunlight. In particular, it is possible to shoot with almost no problems.
ところが近年、カメラ内蔵型携帯電話端末で光源に採用されているような白色発光ダイオード(LED)では、種類にもよるが発光スペクトラムは青、黄成分がメインであり、このような光源で人の顔のカメラ撮影を行うと青白い顔色で撮れてしまう。LEDの発光スペクトラムにカメラパラメータを合わせればある程度の色調補正は可能であるが、LEDの光量はキセノンフラッシュに比べて非常に小さく撮影時の環境光によって色調が変わってしまうことがあった。 However, in recent years, white light emitting diodes (LEDs) that are used as light sources in camera-equipped mobile phone terminals mainly have blue and yellow light emission spectra, depending on the type. If you take a camera shot of your face, you will get a pale complexion. If the camera parameters are matched to the LED emission spectrum, it is possible to correct the color tone to some extent, but the light amount of the LED is much smaller than that of the xenon flash, and the color tone may change depending on the ambient light at the time of shooting.
LEDの発光時にホワイトバランスをとり色調補正することも可能であるが、パワーLEDと呼ばれる超高輝度白色LEDを使用して撮影する場合には高電流、高発熱の問題があり、長時間の連続発光が携帯機器では困難である。この問題に対してパルス発光で対処する方法も考えられるが、パルス発光では十分にホワイトバランスを取れない場合がある。 Although it is possible to correct the color tone by adjusting the white balance when the LED emits light, there is a problem of high current and high heat generation when using an ultra-bright white LED called a power LED. Light emission is difficult with portable devices. Although a method of dealing with this problem by pulsed light emission is also conceivable, there are cases where sufficient white balance cannot be achieved by pulsed light emission.
なお、特許文献1には、被写体を照らす光源の色温度を、撮像されたカラー画像データから測定して、その光源の色が無彩色となるホワイトバランス調整値を自動検出するオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス調整装置において、ホワイトバランスを好みに応じて調整する方式が開示されている。 Patent Document 1 discloses an auto white balance function that measures the color temperature of a light source that illuminates a subject from captured color image data and automatically detects a white balance adjustment value at which the color of the light source becomes an achromatic color. In the white balance adjusting device, a method for adjusting the white balance according to preference is disclosed.
また、特許文献2には、白色LEDを用いて露光量を調整するカメラ付き携帯電話装置が開示されている。
カメラ内蔵型携帯電話端末を使用して暗所で写真を撮るような状況は特に屋内での撮影では良くあると思われる。例えばカラオケや居酒屋等では、場所にもよるが、室内光は数lux(ルックス)〜数十luxの比較的低照度であることが多く、カメラ撮影に十分な露光量は得られない。デジタルカメラで用いられるようなキセノンフラッシュライトを使えば、そのような暗い場所でも明るく撮ることが可能でありその発光スペクトラムも自然光のスペクトラムに近く色再現性も良い。 The situation where a camera-equipped mobile phone terminal is used to take a picture in the dark seems to be particularly common when shooting indoors. For example, in karaoke or a pub, depending on the location, the room light often has a relatively low illuminance of several lux to several tens of lux, and an exposure amount sufficient for camera photography cannot be obtained. If you use a xenon flashlight like that used in digital cameras, you can shoot brightly in such a dark place, and its emission spectrum is close to that of natural light and has good color reproducibility.
しかし、キセノンフラッシュの場合、回路的に大型のコンデンサが必要であり、また内部回路電圧に1000V以上の高圧が要求される部分もあり取り扱いも容易ではない。その為、カメラ付き携帯電話端末にキセノンフラッシュを搭載するのは難しく、搭載可能であってもカメラ撮影には不十分な機能しか搭載できないこともある。従って、現状のカメラ付き携帯電話端末ではキセノンフラッシュの代わりにピクチャーライトと呼ばれるLEDを使用した照明機能が搭載されることが多い。 However, in the case of xenon flash, a large capacitor is required in terms of circuit, and there is a part that requires a high voltage of 1000 V or more as an internal circuit voltage, so handling is not easy. For this reason, it is difficult to install a xenon flash on a camera-equipped mobile phone terminal, and even if it can be installed, it may have only insufficient functions for camera shooting. Therefore, current mobile phone terminals with cameras often have an illumination function using an LED called a picture light instead of a xenon flash.
しかし、LEDを使用したピクチャーライトでは現状では撮影に十分な光量は得ることが難しく、また色の再現性も悪い。例えばキセノンフラッシュの照度は1m離れた場所でも瞬間的ではあるが数万lux以上あるが、LEDの場合は1m離れた場所で通常数lux、パワーLEDと呼ばれるものでも10lux台であることが多い。従ってLEDをカメラ撮影の照明に使用する場合には露光時間を長くし露光量を多くせざるを得ない。この場合、カメラのシャッタスピードが低下する為、手ブレなどを起こし画像劣化の原因になり易く、また露光時間を長くしても十分な露光量が取れず暗くノイズの多い画質になる。 However, with a picture light using an LED, it is difficult to obtain a sufficient amount of light for photographing at present, and color reproducibility is poor. For example, the illuminance of a xenon flash is instantaneously even at a location 1 m away, but is tens of thousands of lux or more. In the case of an LED, it is usually a few lux at a location 1 m away, and even a power LED is often 10 lux. Therefore, when the LED is used for camera photographing illumination, the exposure time must be lengthened to increase the exposure amount. In this case, since the shutter speed of the camera is lowered, camera shake is likely to cause image deterioration, and even if the exposure time is extended, a sufficient exposure amount cannot be obtained, resulting in dark and noisy image quality.
さらに上記のような白色LEDと呼ばれる白色に見える光を発するLEDの場合でも実際にはそのスペクトラムは青、黄色成分から成り立つことが多く、この場合自然光のスペクトラムとは大きく異なるので、この光でカメラ撮影をしても肌色等は青白くなってしまうことがあった。白色LEDの種類に拠っては、赤、青、緑色の3色のLEDを組み合わせ合成光で白色光を得るものもある。この合成光で肌色を撮影した場合には前述の青、黄色合成光の場合に比べれば発色は良く撮影することが可能であるが、3種類のLEDが必要な上に経年変化によりそれぞれのLEDの発光の割合が徐々に変化する為、それに従い色調がだんだんと変化してしまい、時間が経つにつれ色の撮影画質が悪くなることがある。例えば1000時間発光時に赤の輝度劣化が10%、青の輝度劣化が30%だと赤の劣化割合が少ない為、発光色調が徐々に赤くなってしまう。 Furthermore, even in the case of an LED that emits light that appears to be white, such as the above-described white LED, the spectrum often consists of blue and yellow components, and in this case, the spectrum of natural light is greatly different. Even after shooting, the skin color, etc., sometimes turned pale. Depending on the type of white LED, there is one that obtains white light by combining three red, blue, and green LEDs. When skin color is photographed with this synthetic light, it is possible to photograph with better color development than the above-mentioned case of blue and yellow synthetic light, but three types of LEDs are required and each LED changes over time. Since the rate of light emission gradually changes, the color tone gradually changes accordingly, and as time goes by, the color image quality may deteriorate. For example, when the luminance deterioration of red is 10% and the luminance deterioration of blue is 30% when emitting light for 1000 hours, the emission color tone gradually becomes red because the red deterioration ratio is small.
携帯電話端末のカメラ装置では、通常、前述したようなオートホワイトバランス(AWB)と呼ばれる機能がついており、光源の色調に合わせ自動的に白い物は白く撮影できるように調整できるようになっている。従って、力メラAWBの機能が正しく働けば、上記のように色スペクトラムが通常とは異なるような場合でも撮影画像はAWBにより色調補正され、画質改善されるはずである。但し、AWBにより色調整を行うにはカメラ素子にもよるが多少時間が必要であり、瞬時に補正できるわけではない。 A camera device of a mobile phone terminal usually has a function called auto white balance (AWB) as described above, and can automatically adjust a white object so that it can be photographed white according to the color tone of the light source. . Therefore, if the function of the power mela AWB works correctly, even if the color spectrum is different from the normal one as described above, the photographed image should be color-tone corrected by AWB to improve the image quality. However, although color adjustment by AWB takes some time depending on the camera element, it cannot be corrected instantaneously.
カメラ撮影時に常時白色LEDを点灯させておけるような状況であれば撮影前にAWBによる色調整は上述の方法で有効である。しかし近年改善が著しい超高輝度LEDの場合、輝度が大きいので暗所でのカメラ撮影時の画質改善効果は大きいが、それを携帯電話端末に搭載する場合には放熱及び消費電力の問題から輝度が大きい状態で点灯したままにするのは難しい。現行の超高輝度LEDは消費電力1W以上であり、電池電圧が3.6Vでも300mA以上の電流が必要とされ電池の消耗が大きく、また発熱も大きいので携帯電話端末のように小さな筐体では十分な放熱ができず数秒の点灯でも発光素子自体の温度が定格よりも高くなってしまう。その為、超高輝度LEDでは撮影時にパルス状に発光させるような使い方が望まれ、その場合には常時発光時のように実際のカメラ撮影以前にAWBで色調整を行い実際の撮影に備えるようなことはできなくなる。 If the white LED can always be lit during camera shooting, color adjustment by AWB is effective by the above method before shooting. However, in the case of an ultra-high brightness LED that has been improved significantly in recent years, the brightness is large, so the effect of improving the image quality when shooting with a camera in the dark is great. It is difficult to keep the lights on in a large state. The current ultra-bright LED consumes more than 1W, consumes 300mA or more even when the battery voltage is 3.6V, consumes a lot of battery, and generates a lot of heat. Sufficient heat dissipation is not possible, and the temperature of the light emitting element itself becomes higher than the rating even after lighting for several seconds. For this reason, it is desirable to use a super-bright LED that emits light in pulses at the time of shooting. In such a case, as in the case of constant light emission, color adjustment is performed with AWB before actual camera shooting to prepare for actual shooting. You can't do anything.
図2にカメラ露光とLED発光タイミングの考えられる例を示す。この例では、携帯カメラを起動した時点で低い駆動電流でLEDを点灯するが、カメラ露光時にLEDを高電流駆動し明るく点灯(強発光)させている。 FIG. 2 shows possible examples of camera exposure and LED light emission timing. In this example, the LED is turned on with a low drive current when the portable camera is activated, but the LED is driven with a high current and lighted brightly (strong light emission) during camera exposure.
図3(a)に示すように、太陽光等自然光下では適切な色調に取れても、白色LEDの白熱電灯が照明に使用されている屋内で撮影を行った場合、ホワイトバランスが取れないと全体が黄もしくは赤みがかった色調になる。撮影時にAWBが適正に働けば色調は補正され元の色調に近い撮影が可能である。 As shown in FIG. 3 (a), even if the color tone is appropriate under natural light such as sunlight, white balance cannot be obtained when shooting is performed indoors where the white LED incandescent lamp is used for illumination. The whole color becomes yellow or reddish. If AWB works properly at the time of shooting, the color tone is corrected and shooting close to the original color tone is possible.
図3(b)に示すように、白熱灯の点灯下では白色LEDが弱く発光していても、白熱灯の方が光は強い為全体の色調はLED光の影響は余り受けず、赤みが強調された色調となる。 As shown in FIG. 3 (b), even when the white LED emits weak light when the incandescent lamp is lit, the incandescent lamp is stronger in light, so the overall color tone is not affected by the LED light and the redness is not so much. Emphasize color tone.
これに対して、図3(c)に示すように、図2に示したような発光タイミングで力メラ撮影時にのみ白熱灯の照度以上に白色LEDの照度が強く発光すると、この瞬間青味の強い光が優勢となり、さらにAWBは白熱灯の色に合った状態であるため、カメラ撮影画像は青味がかった絵になってしまう。 On the other hand, as shown in FIG. 3 (c), when the illuminance of the white LED emits light more strongly than the illuminance of the incandescent lamp only at the time of illuminating at the light emission timing as shown in FIG. Since strong light is dominant and AWB is in a state that matches the color of the incandescent lamp, the image taken by the camera becomes a bluish picture.
本発明は上述のようにカメラ撮影時にLEDのような発光手段をパルス発光させ照明として使う場合に、色調整がうまく行くようにするものである。 In the present invention, as described above, when a light emitting means such as an LED is used for illumination by pulsing light during camera photographing, color adjustment is performed well.
前述の様に図2のタイミングでLED弱発光時にAWBを行うと問題はあるが、もしAWBの合致する収束が早ければ露光直前にもLEDを強発光してAWBを行い色調を合わせることは可能である。例えば、図4に示すように実際にカメラ露光する期間以前にLEDを強発光しその間に自動ホワイトバランスを収束しホワイトバランス補正値を設定する。このようにするためには非常に素早いホワイトバランスの収束が必要であり、図4ではカメラ露光期間の1フレーム前にAWBを実行したがAWBの収束に時間が掛かる場合には数フレームに渡りホワイトバランス調整を行う方法もある。場合によってはLEDの強発光でのパルス発光を何回か繰り返しそれにより徐々にAWBを収束させることもできるであろう。 As mentioned above, there is a problem if AWB is performed when the LED is weakly lit at the timing shown in FIG. 2, but if the convergence of matching AWB is early, it is possible to adjust the color by performing AWB with strong light emission just before exposure. It is. For example, as shown in FIG. 4, the LED emits strong light before the actual camera exposure period, during which automatic white balance converges and a white balance correction value is set. In order to achieve this, it is necessary to converge the white balance very quickly. In FIG. 4, when the AWB is executed one frame before the camera exposure period, it takes a long time to converge the AWB. There is also a method of adjusting the balance. In some cases, the pulse emission with the strong light emission of the LED may be repeated several times, thereby gradually converging the AWB.
しかし、これらの方法でもLEDを露光時間以外に強発光させる必要があるため、消費電力が増えまたその発熱が問題となる場合がある。 However, even in these methods, it is necessary to cause the LED to emit light strongly in addition to the exposure time, so that power consumption increases and heat generation may be a problem.
また、LEDの発光色調が予め分かっていれば、ホワイトバランスの最適値を、既に測定して分かっているLEDの発光色調に合わせて設定してから撮影を行うような方法も考えられる。しかし、この方法では図3で示したように環境光の影響によってもホワイトバランスの値が異なる為、撮影画像の色調が狂ってしまう。さらに、図5に示すようにLEDと被写体との距離によってもホワイトバランスの値は調整し直す必要がある。例えば白熱電球光の下でLED光を用いた場合、被写体が遠い場合(a)と近い場合(b)とで、色調が異なってしまう。そのため、カメラ撮影時にホワイトバランス補正値をLED用に固定して運用するのは無理がある。 In addition, if the light emission color tone of the LED is known in advance, a method may be considered in which the optimum value of white balance is set in accordance with the light emission color tone of the LED that has already been measured and known before shooting. However, in this method, as shown in FIG. 3, since the value of white balance varies depending on the influence of ambient light, the color tone of the photographed image is distorted. Furthermore, as shown in FIG. 5, it is necessary to readjust the white balance value depending on the distance between the LED and the subject. For example, when LED light is used under incandescent bulb light, the color tone differs depending on whether the subject is far (a) or close (b). Therefore, it is impossible to operate with the white balance correction value fixed for the LED during camera shooting.
撮影画像の色調整を行う方法としては、カメラ撮影後に自動もしくは手動で色補正を行なう方法もある。手動で色補正を行う場合には、ユーザが思ったように色補正することが難しい。自動で色補正を行うには撮影画像全体の色調から補正をしたり、また場合によってはLED発光以前にも撮影画像を自動的に保存しLED強発光後の撮影画像と比較しその色調変化を比較し補正値を計算して画像処理を行う方法も考えられるが、携帯電話端末にとってはこのような画像処理を行うのはメモリや処理時間の点で問題がある。 As a method for adjusting the color of a photographed image, there is a method for performing color correction automatically or manually after camera photographing. When performing color correction manually, it is difficult to perform color correction as the user thinks. In order to perform color correction automatically, correction is performed from the color tone of the entire captured image, or in some cases, the captured image is automatically saved even before the LED flashes, and the change in color tone is compared with the captured image after strong LED lighting. A method of comparing and calculating a correction value and performing image processing is also conceivable, but for a mobile phone terminal, such image processing is problematic in terms of memory and processing time.
本発明は以上のような背景においてなされたものであり、その目的は、比較的光量の小さい発光手段を用いて比較的低い消費電力および発熱で発光撮影を行うことができるとともに、環境光の影響を考慮して適正な色調補正を行えるカメラ画像色調補正装置およびこれを用いた携帯端末装置を提供することにある。 The present invention has been made in the background as described above, and an object of the present invention is to perform flash photography with relatively low power consumption and heat generation by using a light emitting means having a relatively small amount of light, and also to the influence of ambient light. It is an object to provide a camera image color correction device capable of performing appropriate color correction in consideration of the above and a portable terminal device using the same.
本発明によるカメラ撮影画像色調補正装置は、カラー画像のカメラ撮影の際にホワイトバランス調整を行うカメラ撮影画像色調補正装置であって、被写体に対して弱発光および強発光を行うことができる発光手段と、それぞれ無発光時および弱発光時の第1および第2のホワイトバランス補正値を求める手段と、前記第1および第2のホワイトバランス補正値に基づいて、強発光時の第3のホワイトバランス補正値を推定する手段と、強発光による撮像を行ったとき、前記第3のホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス調整を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。 A camera-photographed image color tone correction apparatus according to the present invention is a camera-photographed image color tone correction apparatus that performs white balance adjustment when a color image is photographed. And means for obtaining first and second white balance correction values for no light emission and weak light emission, respectively, and a third white balance for strong light emission based on the first and second white balance correction values. It is characterized by comprising means for estimating a correction value and control means for performing white balance adjustment based on the third white balance correction value when imaging is performed with strong light emission.
前記第1および第2のホワイトバランス補正値により環境光および発光手段のホワイトバランスへの影響を考慮して強発光時(露光時)に適するホワイトバランス補正値を推定することができる。前記第1および第2のホワイトバランス補正値を求める際に強発光は必要なく、強発光は露光期間のみあれば足りるので、発光手段の消費電力および発熱量が低減される。 With the first and second white balance correction values, white balance correction values suitable for strong light emission (exposure) can be estimated in consideration of the influence on the white balance of the ambient light and the light emitting means. When obtaining the first and second white balance correction values, strong light emission is not necessary, and strong light emission is sufficient only for the exposure period, so that the power consumption and heat generation amount of the light emitting means are reduced.
本発明による他のカメラ撮影画像色調補正装置は、カラー画像のカメラ撮影の際にホワイトバランス調整を行うカメラ撮影画像色調補正装置であって、被写体に対して発光を行うことができる発光手段と、所定の環境条件下でのホワイトバランス補正値を求める手段と、被写体までの距離を測定する測定手段と、前記所定の環境条件下で求められたホワイトバランス補正値と前記測定手段により測定された距離情報とに基づいて、前記発光手段による所定の発光時のためのホワイトバランス補正値を推定する手段と、前記発光手段の発光を伴う撮像を行ったとき、前記推定されたホワイトバランス補正値を用いてホワイトバランス調整を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。 Another camera-photographed image color tone correction device according to the present invention is a camera-photographed image color tone correction device that performs white balance adjustment when a color image is captured by a camera. Means for determining a white balance correction value under a predetermined environmental condition; measuring means for measuring a distance to the subject; white balance correction value determined under the predetermined environmental condition; and a distance measured by the measuring means Based on the information, a means for estimating a white balance correction value for a predetermined light emission by the light emitting means, and when the imaging with light emission of the light emitting means is performed, the estimated white balance correction value is used. And a control means for performing white balance adjustment.
この発明では、カメラと被写体との距離情報を用いることにより、露光時のホワイトバランス補正値を推定するために用いるホワイトバランス補正値の検出は1つで足りる。 In the present invention, by using the distance information between the camera and the subject, only one detection of the white balance correction value used for estimating the white balance correction value at the time of exposure is sufficient.
前記所定の環境条件は前記発光手段の無発光時であり、前記推定手段は求められたホワイトバランス補正値を基準距離のホワイトバランス補正値に換算し、この換算後のホワイトバランス補正値、および、前記基準距離と前記測定された距離との差に基づいて目的のホワイトバランス補正値を推定する。あるいは、前記所定の環境条件は前記発光手段の前記所定の発光時の発光より弱い発光量の発光時であり、前記推定手段は求められたホワイトバランス補正値を基準距離のホワイトバランス補正値に換算し、この換算後のホワイトバランス補正値、および、前記基準距離と前記測定された距離との差に基づいて目的のホワイトバランス補正値を推定する。 The predetermined environmental condition is when the light emitting means is not emitting light, and the estimating means converts the obtained white balance correction value into a white balance correction value of a reference distance, and a white balance correction value after conversion, and A target white balance correction value is estimated based on a difference between the reference distance and the measured distance. Alternatively, the predetermined environmental condition is a light emission amount that is weaker than the light emission during the predetermined light emission of the light emission means, and the estimation means converts the obtained white balance correction value into a white balance correction value of a reference distance. The target white balance correction value is estimated based on the converted white balance correction value and the difference between the reference distance and the measured distance.
前記発光手段は例えば白色LEDである。 The light emitting means is, for example, a white LED.
本発明は、さらに、カラー画像を撮影するデジタルカメラと、上記いずれかのカメラ撮影画像色調補正装置とを備えた携帯端末装置を提供する。 The present invention further provides a portable terminal device including a digital camera that captures a color image and any one of the camera-captured image tone correction devices described above.
本発明によれば、露光期間のみに発光手段の強発光を行えば足りるので、発光手段の動作に伴う消費電力および発熱量の低減を図ることができ、かつ、それによって適正なホワイトバランス調整を損なうこともない。その結果、発光手段の寿命も延ばせる。 According to the present invention, since it is sufficient to perform strong light emission of the light emitting means only during the exposure period, it is possible to reduce the power consumption and the amount of heat generated by the operation of the light emitting means, and thereby to perform appropriate white balance adjustment. There is no loss. As a result, the lifetime of the light emitting means can be extended.
また、被写体までの距離情報を用いる場合には、強発光時のホワイトバランス補正値を推定するために利用するホワイトバランス補正値は1つ求めれば足りる。 When distance information to the subject is used, it is sufficient to obtain one white balance correction value used for estimating a white balance correction value during strong light emission.
極力短くした強発光状態の期間内に強発光状態でのホワイトバランス補正値を求める必要がなくなるので、本発明はAWB(オートホワイトバランス)の収束が遅い装置にも適応可能となる。 Since it is not necessary to obtain the white balance correction value in the strong light emission state within the period of the strong light emission state shortened as much as possible, the present invention can be applied to a device in which convergence of AWB (auto white balance) is slow.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は、本発明が適用されるカメラ及びLED照明付き携帯電話端末装置の要部構成を示すブロック図である。この携帯電話端末は、アンテナ11を介して基地局との無線通信を行う無線処理部12、この無線処理部12により受信されたデータおよび送信するデータの処理および端末の各部の制御等の処理を行うアプリケーション処理部13、主として通話のための音声処理を行う音声処理部14、この音声処理部14に接続されたマイク15およびスピーカ16、カメラ撮影のための撮像素子等を含むカメラモジュール19、発光手段としての白色LED18、この白色LED18を駆動制御するLEDドライバ17、アプリケーション処理部13に接続され、文字や画像等の表示データを表示する表示部20、およびユーザの入力操作を受け付ける操作部21を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a camera and an LED-illuminated mobile phone terminal device to which the present invention is applied. This mobile phone terminal performs processing such as a
白色LED18は、RGB3色の発光を行う3個のLEDを組み合わせたものや、青色LEDに黄色蛍光体を組み合わせたもの、等を利用することができる。
As the
この例では力メラモジュール19とLED18の制御はアプリケーション処理部13で行われるが、AWB自体はカメラモジュール内部で行われる。また以下に述べるようにLED18の発光は必要であれば、カメラの露光タイミングに合わせる為にカメラモジュール19から発光タイミング信号として出力される。
In this example, the
本実施の形態では、LED無発光時およびLED弱発光時のカメラ撮影画像に基づいて強発光時の最適ホワイトバランス補正値を推定することにより少ない手順及び最小のLED強発光時間で、適正な色調の撮影を行う方法を創案した。基本的なアイデアは、図6に示すように、カメラ起動後、LED無発光時(環境光のみ)にその時点でのホワイトバランス補正値(WB値)を求めておき、続くLED弱発光時に再度ホワイトバランス補正値を求め、LED無発光時と弱発光時のホワイトバランス補正値の差からLED強発光時のホワイトバランス補正値を推定し、LED強発光での撮影に対してその値を用いてホワイトバランスの調整を行うものである。図6の例では、カメラ起動後の少なくとも1フレームでLED無発光時のホワイトバランス補正値を求め、カメラシャッタスイッチ(操作部21に含まれる)の押下後の少なくとも1フレームでLED弱発光時のホワイトバランス補正値を求める。このようにすることで、図4に示したように強発光時のホワイトバランス補正値を求めるためにカメラ露光期間に先だって強発光を行う必要がなくなる。その結果、強発光はカメラ露光期間に相当する最小限の時間で足りる。これにより、消費電力の低減および発熱の低減が図れる。 In the present embodiment, an appropriate color tone can be obtained with a small number of steps and a minimum LED strong light emission time by estimating an optimum white balance correction value during strong light emission based on camera-captured images at the time of no LED light emission and low LED light emission. I devised a way to shoot. As shown in FIG. 6, the basic idea is that after the camera is started, the white balance correction value (WB value) at that time is obtained when the LED is not emitting light (only ambient light), and again when the LED is weakly emitted again. Obtain the white balance correction value, estimate the white balance correction value for strong LED lighting from the difference between the white balance correction value for when no LED emits light and weak light, and use that value for shooting with strong LED lighting The white balance is adjusted. In the example of FIG. 6, the white balance correction value at the time of no LED light emission is obtained in at least one frame after the camera is activated, and at the time of weak LED light emission in at least one frame after the camera shutter switch (included in the operation unit 21) is pressed. Obtain the white balance correction value. By doing so, it is not necessary to perform strong light emission prior to the camera exposure period in order to obtain the white balance correction value at the time of strong light emission as shown in FIG. As a result, strong light emission requires a minimum time corresponding to the camera exposure period. Thereby, power consumption and heat generation can be reduced.
第1の実施の形態によれば、無発光時とLED弱発光時のホワイトバランス補正値を求めることにより、環境光およびLED光の色調の影響を考慮し、強発光時の適切なホワイトバランス補正値を推定することができる。また被写体とLEDとの距離を気にすることなく撮影を行うことができる。 According to the first embodiment, by obtaining the white balance correction value at the time of no light emission and at the time of weak LED light emission, an appropriate white balance correction at the time of strong light emission is considered in consideration of the influence of the color tone of ambient light and LED light. The value can be estimated. Further, it is possible to perform shooting without worrying about the distance between the subject and the LED.
具体的なホワイトバランスの補正値推定方法を次に述べる。 A specific white balance correction value estimation method will be described below.
ホワイトバランスそのものの設定アルゴリズムは様々なものがあり、またカメラシステムによっても異なるので、ここではホワイトバランス補正値の推定方法だけを模式的に述べることにする。 There are various algorithms for setting the white balance itself, and the algorithm varies depending on the camera system. Therefore, only the method for estimating the white balance correction value will be schematically described here.
カメラでの映像信号は良く知られているように、RGBの3原色により成り立つので、RGBそれぞれの入力感度又は信号増幅率を可変にできるようにしておけば、RGBそれぞれの感度を制御することで画像のホワイトバランスを変えることができる。例えば青味の強い画像信号が入力された場合、カメラのオートホワイトバランスでそれが検知されると、カメラ撮影時には青の感度を下げるかもしくは緑、赤の感度を上げるようにする。そのようにすれば画像全体の色調が青っぽいものから白いものに補正することが可能である。これがホワイトバランス調整の原理となる。 As is well known, the video signal from the camera is composed of the three primary colors of RGB. Therefore, if the input sensitivity or signal amplification factor of each RGB can be made variable, the sensitivity of each RGB can be controlled. You can change the white balance of the image. For example, when an image signal with strong blueness is input, if it is detected by the auto white balance of the camera, the sensitivity of blue is lowered or the sensitivity of green and red is raised during camera shooting. By doing so, it is possible to correct the color tone of the entire image from a bluish color to a white color. This is the principle of white balance adjustment.
従って前述のようにLED無発光とLED弱発光時のホワイトバランス補正値を比べ、さらにLED弱発光時に比べLED強発光時にホワイトバランスの補正値が何倍になるか求めておけば、それらの値によりLED強発光時のホワイトバランス補正値を求めることができるようになる。 Therefore, as described above, compare the white balance correction values for when no LED emits light and when the LED emits weak light. This makes it possible to obtain the white balance correction value when the LED emits strong light.
例えば、
LED無発光時のホワイトバランス補正値(第1のホワイトバランス補正値)が
R:0.8,G:1.0,B:1.2
LED弱発光時のホワイトバランス補正値(第2のホワイトバランス補正値)が
R:1.0,G:1.1,B:1.0
とすると、補正値の差は、
R:+0.2,G:+0.1,B:−0.2
となる。このときLED強発光時のホワイトバランス補正値がLED弱発光時のホワイトバランス補正値のほば2倍になることが分かっていれば、両補正値の差をRGBでそれぞれ2倍し、LED無発光時のホワイトバランス補正値に対して、R:+0.4,G:+0.2,B:−0.4の加算を行うことにより
LED強発光時のホワイトバランス推定補正値(第3のホワイトバランス補正値) R:1.2,G:1.2,B0.8
が得られる。この得られたホワイトバランス推定補正値を用いて、カメラ撮影を行うようにすれば良い。
For example,
The white balance correction value (first white balance correction value) when the LED is not emitting is R: 0.8, G: 1.0, B: 1.2
The white balance correction value (second white balance correction value) when the LED is weakly emitting is R: 1.0, G: 1.1, B: 1.0
Then, the difference in correction value is
R: +0.2, G: +0.1, B: -0.2
It becomes. At this time, if it is known that the white balance correction value at the time of strong LED light emission is almost double the white balance correction value at the time of weak LED light emission, the difference between the two correction values is doubled by RGB respectively. By adding R: +0.4, G: +0.2, and B: -0.4 to the white balance correction value at the time of light emission, the white balance estimation correction value at the time of strong LED light emission (third white) Balance correction value) R: 1.2, G: 1.2, B0.8
Is obtained. Camera photographing may be performed using the obtained white balance estimation correction value.
カメラ撮影時には被写体の明るさも色調に影響することも考えられるので、色調の影響の推定時には明るさの影響も考慮するようにしてもよい。 Since it is conceivable that the brightness of the subject also affects the color tone at the time of camera shooting, the influence of the brightness may be taken into account when estimating the effect of the color tone.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。そのハードウェア構成は第1の実施の形態と同様であり、重複した説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The hardware configuration is the same as that of the first embodiment, and redundant description is omitted.
もし被写体とLEDの距離が既知で、環境光についてのホワイトバランス補正値とLEDの色調特性とが分かれば、上記のようにLED弱発光時のホワイトバランス補正値と環境光だけのホワイトバランス補正値を比べること無しに、距離と環境光下でのホワイトバランス補正値(もしくはLED弱発光時のホワイトバランス補正値)からLED強発光時のホワイトバランス補正値を推定し撮影することも考えられる。最近では携帯電話機のカメラにもオートフォーカス機能がついた力メラが用いられるようになってきている。このようなカメラではカメラと被写体の距離も求めているので、この距離の情報を使うことができる。本実施の形態では、図1の構成においてカメラモジュール19に距離センサを含むものとする。
If the distance between the subject and the LED is known, and the white balance correction value for the ambient light and the color tone characteristics of the LED are known, the white balance correction value for the weak LED emission and the white balance correction value for only the ambient light as described above. It is also conceivable to take a picture by estimating the white balance correction value at the time of strong LED light emission from the distance and the white balance correction value under ambient light (or the white balance correction value at the time of weak LED light emission). Recently, power cameras with an autofocus function have been used for mobile phone cameras. In such a camera, since the distance between the camera and the subject is also obtained, information on this distance can be used. In the present embodiment, it is assumed that the
カメラと被写体の距離が分かる場合には、距離と環境光の照度により、環境光/LED光の照度比、ホワイトバランス補正比が変わるので予めその比を求めておけば、LED発光時(上記強発光時に相当)のホワイトバランス補正値を推定することが可能である。例えば、環境光がほとんど無い場所では被写体が近くても遠くても補正値はほとんど変わらないと考えられるが、環境光が適当にある室内等では、距離が近い場合にはLED光の色調の影響が強く、距離が遠い場合には環境光の影響が強くなると一般的には考えられる。 When the distance between the camera and the subject is known, the ambient light / LED light illuminance ratio and white balance correction ratio vary depending on the distance and the ambient light illuminance. White balance correction value can be estimated. For example, in a place where there is almost no ambient light, the correction value is considered to be almost the same regardless of whether the subject is near or far away, but in a room where the ambient light is adequate, etc., if the distance is close, the influence of the color tone of the LED light In general, it is considered that the influence of ambient light becomes strong when the distance is long.
従って、環境光がある一定の条件で距離が基準距離(ここでは1m)の時のLED無発光/発光時ホワイトバランス補正値変化がR:+0.2,G:0.0,B:−0.4としさらに、2mの距離での補正値が1mの距離での補正値の半分になるとすると、 Accordingly, when the distance is a reference distance (1 m in this case) under a certain condition of ambient light, the white balance correction value change during LED no light emission / light emission is R: +0.2, G: 0.0, B: −0. .4, and the correction value at a distance of 2 m is half of the correction value at a distance of 1 m,
LED無発光時のホワイトバランス補正値(1m) R:0.8,G:1.0,B:1.2
となった場合には、
LED発光時のホワイトバランス推定補正値(lm) R:1.0,G:1.0,B:0.8
LED発光時のホワイトバランス推定補正値(2m) R:0.9,G:1.0,B:1.0(補正値半分の為)
としてカメラ撮影を行うようにすれば良い。
White balance correction value when LED does not emit light (1m) R: 0.8, G: 1.0, B: 1.2
If it becomes,
White balance estimation correction value (lm) during LED emission R: 1.0, G: 1.0, B: 0.8
White balance estimation correction value during LED emission (2m) R: 0.9, G: 1.0, B: 1.0 (because the correction value is half)
As long as camera shooting is performed.
基準距離(1m)ではない距離において求めたLED無発光時のホワイトバランス補正値は、基準距離でのLED無発光時のホワイトバランス補正値に換算することができる。環境光がある一定の条件にあることは例えばLED無発光時のカメラモジュール19の撮像素子の出力に基づいて判定することができる。
The white balance correction value obtained when the LED does not emit light at a distance other than the reference distance (1 m) can be converted into the white balance correction value obtained when the LED does not emit light at the reference distance. Whether the ambient light is in a certain condition can be determined, for example, based on the output of the image sensor of the
このようにすることで、LED光で撮影するとき、より正しい色調で撮影画像を得ることが可能となる。 By doing in this way, when image | photographing with LED light, it becomes possible to obtain a picked-up image with a more correct color tone.
図7は、第2の実施の形態における動作を説明するためのタイミング図である。この例では、カメラ起動後、カメラシャッタスイッチのオン後の次のフレームでLED弱発光を行い、その際のホワイトバランス補正値を設定する。カメラシャッタスイッチのオンに応じて被写体までの距離を測定する。距離の測定(測距)はカメラシャッタスイッチの半押しを契機として実行してもよい。さらに次のフレームでLED強発光を行い、カメラ露光を行う。このLED強発光時のホワイトバランス補正値は上述したように、被写体までの距離と、求められたLED弱発光時のホワイトバランス補正値とに基づいて推定したものである。 FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation in the second embodiment. In this example, after the camera is activated, LED weak light emission is performed in the next frame after the camera shutter switch is turned on, and the white balance correction value at that time is set. The distance to the subject is measured in response to the camera shutter switch being turned on. The distance measurement (ranging) may be executed in response to a half-press of the camera shutter switch. Further, strong LED light emission is performed in the next frame, and camera exposure is performed. As described above, the white balance correction value during strong LED light emission is estimated based on the distance to the subject and the obtained white balance correction value during weak LED light emission.
図8は、第2の実施の形態における他の動作を説明するためのタイミング図である。図7の例と異なる点は、LED弱発光時ホワイトバランス補正値の代わりにLED無発光時のホワイトバランス補正値を求めて利用する点である。そのために、カメラ起動後にLED無発光時のホワイトバランス補正値を求めて設定し、カメラシャッタスイッチのオン時に被写体までの距離を測定し、続くフレームにLED強発光を行ってカメラ露光を行う。この際のホワイトバランス補正値は上述したように、被写体までの距離と、求められたLED無発光時のホワイトバランス補正値とに基づいて推定したものである。この動作例では、LED弱発光時のホワイトバランス補正値を求める必要がなく、LEDは強発光のみを行えば足りる。 FIG. 8 is a timing chart for explaining another operation in the second embodiment. The difference from the example of FIG. 7 is that a white balance correction value when no LED emits light is obtained and used instead of the white balance correction value when LED is weakly emitting light. For this purpose, a white balance correction value when the LED is not lit after the camera is activated is obtained and set, the distance to the subject is measured when the camera shutter switch is turned on, and the camera is exposed by performing strong LED luminescence on the following frame. As described above, the white balance correction value at this time is estimated based on the distance to the subject and the obtained white balance correction value when no LED emits light. In this operation example, it is not necessary to obtain a white balance correction value at the time of weak LED light emission, and the LED only needs to emit strong light.
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、上記実施の形態では、カメラ撮影に発光を伴う場合のみを説明したが、カメラ撮影に発光を伴うか否かは、従来と同様、ユーザによるモード切替に応じて、強制発光、停止、自動モード等を選択することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but various modifications and changes other than those mentioned above can be made. For example, in the above embodiment, only the case where the camera shooting is accompanied by light emission has been described. However, whether or not the camera shooting is accompanied by light emission is determined by the forced light emission, stop, automatic depending on the mode switching by the user as in the past. A mode or the like can be selected.
11…アンテナ、12…無線処理部、13…アプリケーション処理部、14…音声処理部、15…マイク、16…スピーカ、17…LEDドライバ、18…白色LED、19…カメラモジュール、20…表示部、21…操作部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
被写体に対して弱発光および強発光を行うことができる発光手段と、
それぞれ無発光時および弱発光時の第1および第2のホワイトバランス補正値を求める手段と、
前記第1および第2のホワイトバランス補正値に基づいて、強発光時の第3のホワイトバランス補正値を推定する手段と、
強発光による撮像を行ったとき、前記第3のホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス調整を行う制御手段と
を備えたことを特徴とするカメラ撮影画像色調補正装置。 A camera-captured image tone correction device that performs white balance adjustment when shooting a color image,
A light emitting means capable of performing weak light emission and strong light emission on a subject;
Means for obtaining first and second white balance correction values for no light emission and weak light emission, respectively;
Means for estimating a third white balance correction value in strong light emission based on the first and second white balance correction values;
And a control means for performing white balance adjustment based on the third white balance correction value when imaging is performed with strong light emission.
被写体に対して発光を行うことができる発光手段と、
所定の環境条件下でのホワイトバランス補正値を求める手段と、
被写体までの距離を測定する測定手段と、
前記所定の環境条件下で求められたホワイトバランス補正値と前記測定手段により測定された距離情報とに基づいて、前記発光手段による所定の発光時のためのホワイトバランス補正値を推定する手段と、
前記発光手段の発光を伴う撮像を行ったとき、前記推定されたホワイトバランス補正値を用いてホワイトバランス調整を行う制御手段と
を備えたことを特徴とするカメラ撮影画像色調補正装置。 A camera-captured image tone correction device that performs white balance adjustment when shooting a color image,
A light emitting means capable of emitting light to a subject;
Means for obtaining a white balance correction value under predetermined environmental conditions;
Measuring means for measuring the distance to the subject;
Means for estimating a white balance correction value for a predetermined light emission time by the light emitting means based on the white balance correction value obtained under the predetermined environmental condition and the distance information measured by the measuring means;
And a control unit configured to perform white balance adjustment using the estimated white balance correction value when imaging with light emission of the light emitting unit is performed.
前記カメラ撮影画像色調補正装置は、
被写体に対して弱発光および強発光を行うことができる発光手段と、
それぞれ無発光時および弱発光時の第1および第2のホワイトバランス補正値を求める手段と、
前記第1および第2のホワイトバランス補正値に基づいて、強発光時の第3のホワイトバランス補正値を推定する手段と、
強発光による撮像を行ったとき、前記第3のホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス調整を行う制御手段と
を有することを特徴とする携帯端末装置。 A portable terminal device comprising a digital camera that captures a color image and a camera-captured image color tone correction device that performs white balance adjustment at the time of shooting with the digital camera,
The camera photographed image color correction device
A light emitting means capable of performing weak light emission and strong light emission on a subject;
Means for obtaining first and second white balance correction values for no light emission and weak light emission, respectively;
Means for estimating a third white balance correction value in strong light emission based on the first and second white balance correction values;
And a control unit that performs white balance adjustment based on the third white balance correction value when imaging is performed with strong light emission.
前記カメラ撮影画像色調補正装置は、
被写体に対して発光を行うことができる発光手段と、
所定の環境条件下でのホワイトバランス補正値を求める手段と、
被写体までの距離を測定する測定手段と、
前記所定の環境条件下で求められたホワイトバランス補正値と前記測定手段により測定された距離情報とに基づいて、前記発光手段による所定の発光時のためのホワイトバランス補正値を推定する手段と、
前記発光手段の発光を伴う撮像を行ったとき、前記推定されたホワイトバランス補正値を用いてホワイトバランス調整を行う制御手段と
を有することを特徴とする携帯端末装置。 A portable terminal device comprising a digital camera that captures a color image and a camera-captured image color tone correction device that performs white balance adjustment at the time of shooting with the digital camera,
The camera photographed image color correction device
A light emitting means capable of emitting light to a subject;
Means for obtaining a white balance correction value under predetermined environmental conditions;
Measuring means for measuring the distance to the subject;
Means for estimating a white balance correction value for a predetermined light emission time by the light emitting means, based on the white balance correction value obtained under the predetermined environmental condition and the distance information measured by the measuring means;
And a control unit configured to perform white balance adjustment using the estimated white balance correction value when imaging with light emission of the light emitting unit is performed.
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