JP2532965B2 - カラ―ビデオカメラ - Google Patents

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影映像信号を基
に、白バランスの制御を行うカラービデオカメラの自動
白バランス調整装置に関する。

（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
の利得を調節することで行われる。一般には例えば特開
昭62−35792号公報（H04N9/73）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12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、Ｂ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の各信号は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（７）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）
（18）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
増幅回路（４）、（５）の利得を調節する。

しかしながら上記の様な構成では、常時帰還が働いて
いるため、被写体によっては増幅利得の補正量がふらつ
きやすく、不安定な白バランス補正を行なうという問題
点が存在する。そこでこの様な問題点を解決する方法と
して、補正量の変化が比較的小さくなった場合等には、
新たな白バランス調整動作を停止させる停止モードを設
けることが考えられる。

以下に、この停止モードを付加した白バランス調整装
置について第２図〜第11図、第13図〜第16図を用いて説
明する。第16図は全体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、Ｂ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）を経て、Ｇ信号と共にカメラプロセス及び
マトリクス回路（６）に入力され、これらを基に輝度信
号（Ｙ）及び赤、青夫々の色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−
Ｙ）が作成されて、ビデオ回路（７）に供給され周知の
処理が施される。また、（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（Ｓ−１）により、色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）
の２つの信号のいづれか１つを１フィールド毎に順次選
択するもので、（Ｒ−Ｙ）→（Ｂ−Ｙ）→（Ｒ−Ｙ）→
・・・と１フィールド毎に後段のA/D変換器（22）に出
力される。尚、選択信号（S1）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）にて選択された色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−
Ｙ）の１つをサンプリングして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クス回路
（６）から垂直、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13図に示
す８×８の64個の長方形の領域（A11）、（A12）、（A1
3）・・・・（A88）、即ち（Aij）（ｉ、ｊ＝１〜８の
整数）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）
を積分器（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）出力のA/D変換値を領域毎に１フィールド期間に
わたって加算し、即ち64個の領域毎にディジタル積分
し、この１フィールド分の積分が完了すると、この積分
値を色評価値としてメモリ（26）に保持する。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色
差信号（Ｒ−Ｙ）のディジタル積分値が、64個の色評価
値（rij）（i,j: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（Ｂ
−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（Ｂ−Ｙ）の領域毎のディ
ジタル積分値が64個の色評価値（bij）として得られ
る。こうして、色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の２フィ
ールドの積算が終了した時点で、色評価値（rij）（bi
j）の64×２の値がメモリ（26）に保持されることにな
る。これ以降、上述と同様の動作が繰り返され、次のフ
ィールドでは色評価値（rij）が、更に次のフィールド
では色評価値（bij）と順次更新されることになる。

第14図は、この積分器（23）の内部構造を更に詳細に
示す。各A/D変換データは、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器（F11）（F12）
・・・・（F88）の中で該当データのサンプリング点が
存在する領域用の加算器に供給する役割を有する。即
ち、ある任意のデータのサンプリング点が領域（A11）
内に含まれているならば、このデータを領域（A11）用
の加算器（F11）に供給する。尚、以下、同様に加算器
（Fij）（ij＝１〜８）は領域（Aij）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（Qij）がそれぞれ配設され、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、次に入力されるデータと
加算される。また各保持回路は、垂直同期信号に基ずい
て１フィールド毎にリセットされ、このリセット直前の
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（23）を構
成することになり、１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（26）に入力さ
れる。この１フィールド分の積分が完了すると、この積
分値は輝度評価値または色評価値としてメモリ（26）に
保持される。

上述の様にして得られる最新の色評価値（rij）（bi
j）（i,j:1〜８）は、画面評価回路（27）に送られ、次
式（１）（２）に基づいて各色差信号の画面全体の色評
価値（Vr）（Vb）として算出される。

この式（１）（２）は64個の各領域の色評価値（ri
j）（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。こ
の画面色評価値（Vr）（Vb）は利得制御回路（28）、第
１評価値比較回路（30）及び第２評価値比較回路（31）
に送られる。

利得制御回路（28）では、Ｒ及びＢ増幅回路（４）
（５）の現在の利得に補正を加えて、画面全体の色評価
値である画面色評価値（Vr）（Vb）を零にするために、
現在の利得に対する補正値（Gpr）（Gpb）に相当する補
正値信号を作成し、補正値比較回路（29）に出力する。

次に、補正値比較回路（29）、第１及び第２評価値比
較回路（30）（31）の動作について説明する。

補正値比較回路（29）は第２図の様に構成される。即
ち、Ｒ及びＢ補正値メモリ（33）（34）に保持され、現
在のＲ及びＢ増幅回路（４）（５）の利得を調整してい
る現在の利得補正値（Gmr）（Gmb）と、利得制御回路
（28）から得られる補正値（Gpr）（Gpb）とが夫々Ｒ補
正値比較器（29a）及びＢ補正値比較器（29b）で比較さ
れる。その結果、Ｒ補正値比較器（29a）において、（G
mr）＝（Gpr）と判断された場合には、制御信号（Pr1）
としてＨレベルの信号が、また（Gmr）≠（Gpr）と判断
された場合には、制御信号（Pr1）としてＬレベルの信
号が補正値増減回路（35）へ出力される。またこの時
（Gmr）＜（Gpr）であれば、制御信号（Pr2）としてＨ
レベルの信号が、また（Gmr）＞（Gpr）であれば、制御
信号（Pr2）としてＬレベルの信号が補正値増減回路（3
5）へ出力される。またＢ補正値比較器（29b）において
も同様の判断がなされ、（Gmb）＝（Gpb）と判断された
場合には、制御信号（Pb1）としてＨレベルの信号が、
また（Gmb）≠（Gpb）と判断された場合には、制御信号
（Pb1）としてＬレベルの信号が補正値増減回路（35）
へ出力され、この時（Gmb）＜（Gpb）であれば、制御信
号（Pb2）としてＨレベルの信号が、また（Gmb）＞（Gp
b）であれば、制御信号（Pb2）としてＬレベルの信号が
補正値増減回路（35）へ出力される。同時にＲ補正値比
較器（29a）では、入力された各補正値（Gmr）（Gpr）
の差、|Gmr−Gpr|が、またＢ補正値比較器（29b）で
は、（Gmb）（Gpb）の差、|Gmb−Gpb|が算出され、共に
補正値加算器（29c）へ送られる。補正値加算器（29c）
ではそれらの和 |Gmr−Gpr|＋|Gmb−Gpb| が算出され、補正値比較器（29e）において、予め補正
値閾値メモリ（29d）に格納されている閾値（TG）との
大小関係が比較される。その結果 |Gmr−Gpr|＋|Gmb−Gpb|≦TG （３） の時には、制御信号（P1）としてＨレベルの信号が、ま
た |Gmr−Gpr|＋|Gmb−Gpb|＞TG （４） の時には、制御信号（P1）としてＬレベルの信号が出力
される。

第１評価値比較回路（30）は第３図の様に構成され
る。まず第1R評価値減算器（30a）では、画面評価回路
（27）から出力される画面色評価値（Vr）と予めＲ基準
値メモリ（30c）に格納されているＲ基準値（V1r）との
差、|Vr−V1r|が、また第1B評価値減算器（30b）では、
画面色評価値（Vb）と予めＢ基準値メモリ（30d）に格
納されているＢ基準値（V1b）との差、|Vb−V1b|が算出
され、共に第１評価値加算器（30e）へ送られる。第１
評価値加算器（30e）ではこれらの和 |Vr−V1r|＋|Vb−V1b| が算出され、第１評価値比較器（30g）において、予め
第１評価値閾値メモリ（30f）に格納されている閾値（T
v1）との大小関係が比較される。その結果 |Vr−V1r|＋|Vb−V1b|≦Tv1 （５） の時には、制御信号（P2）としてＨレベルの信号が、ま
た |Vr−V1r|＋|Vb−V1b|＞Tv1 （６） の時には、制御信号（P2）としてＬレベルの信号が出力
される。

第２評価値比較回路（31）は第４図の様に構成され
る。まず第2R評価値減算器（31a）では、画面評価回路
（27）から出力される画面色評価値（Vr）と予めＲ評価
値メモリ（31c）に格納されているＲ評価値（V2r）との
差、|Vr−V2r|が、また第2B評価値減算器（31b）では、
画面色評価値（Vb）と予めＢ評価値メモリ（31d）に格
納されているＢ評価値（V2b）との差、|Vb−V2b|が算出
され、共に第２評価値加算器（31e）へ送られる。第２
評価値加算器（31e）ではそれらの和 |Vr−V2r|＋|Vb−V2b| が算出され、第２評価値比較器（31g）において、予め
第２評価値閾値メモリ（31f）に格納されている閾値（T
v2）との大小関係が比較される。その結果 |Vr−V2r|＋|Vb−V2b|≦Tv2 （７） の時には、制御信号（P3）としてＨレベルの信号が、ま
た |Vr−V2r|＋|Vb−V2b|＞Tv2 （８） の時には、制御信号（P3）としてＬレベルの信号が出力
される。

以上の様に補正値比較器（29）、第１評価値比較回路
（30）、及び第２評価値比較回路（31）から出力される
各制御信号（P1）（P2）（P3）は、共に安定判別回路
（32）へ入力される。

安定判別回路（32）は第５図の様に構成され、制御信
号（P1）（P2）（P3）がORゲート（51）へ入力される。
スイッチ（52）は、制御信号（P1）が印加される固定接
点（52a）あるいはORゲート（51）に結合された固定接
点（52b）と、出力端子に結合された固定接点（52c）を
選択的に接続させる機能を有し、出力端子に生じる出力
制御信号（P4）によってその切り換えが制御され、信号
（P4）がＨレベルの時に固定接点（52b）側に、Ｌレベ
ルの時に固定接点（52a）側に接続されるものとする。

次に安定判別回路（32）の動作について説明する。ま
ず、Ｈレベルの制御信号（P1）が安定判別回路（32）に
入力されたとすると、ORゲート（51）の出力は必ずＨレ
ベルになるから、最初にスイッチ（52）がどちらの固定
接点にあっても出力制御信号（P4）はＨレベルになり、
やがてスイッチ（52）は固定接点（52b）側に接続され
ることになる。この状態では制御信号（P1）（P2）（P
3）のうち少なくとも１つがＨレベルである限り、出力
制御信号（P4）はＨレベルになる。次に、共にＬレベル
の制御信号（P1）（P2）（P3）が安定判別回路（32）に
入力されたとすると、ORゲート（51）の出力はＬレベル
になるから、出力制御信号（P4）はＬレベルになり、ス
イッチ（52）は固定接点（52a）側に接続されることに
なる。この状態では制御信号（P1）がＬレベルである限
り、出力制御信号（P4）はＬレベルになる。

即ち、補正値比較回路（29）において第（３）式が成
立した時には、安定判別回路（32）がＨレベルの出力制
御信号（P4）を発し、このＨレベルの制御信号（P4）が
後述の如く白バランス停止信号として働く。

一方、補正値比較回路（29）において第（４）式が、
第１評価値比較回路（30）において第（６）式が、更に
第２評価値比較回路（31）において第（８）式が共に成
立した時には、安定判別回路（32）はＬレベルの制御信
号（P4）を発し、このＬレベルの制御信号（P4）が白バ
ランス動作信号として働く。

この制御信号（P4）は、第２評価値比較回路（31）、
及び補正値増減回路（35）へ入力される。

第２評価値比較回路（31）では、エッジ検出器（31
h）がこの制御信号（P4）を受ける。エッジ検出器（31
h）は制御信号（P4）がＬレベルからＨレベルへ変化し
た時にのみパルスを発する。スイッチ（31i）はこのパ
ルスを受けた時にスイッチを閉じて、Ｒ評価値メモリ
（31c）及びＢ評価値メモリ（31d）へ画面色評価値（V
r）（Vb）の通過を許容すると共にメモリ（31c）（31
d）にてこの通過直後の画面色評価値を記憶する。

従って、白バランス補正が動作モードから停止モード
へ移行した時、即ち動作モードが終了した時点での画面
色評価値（Vr）（Vb）が、各々Ｒ評価値メモリ（31c）
及びＢ評価値メモリ（31d）に格納される事になる。

現在の利得補正値（Gmr）（Gmb）及び制御信号（Pr
1）（Pr2）（Pb1）（Pb2）（P4）を入力とする補正値増
減回路（35）の構成は第６図の様になる。即ち、補正値
増減回路（35）は、６個のスイッチとＲ及びＢ増加回路
（46）（48）、Ｒ及びＢ減少回路（47）（49）にて構成
されている。スイッチ（40）（41）は制御信号（P4）に
より切り換え制御が為され、接点（40c）には利得補正
値（Gmr）を示す信号が印加され、固定接点（40a）は出
力端子（35a）に、また固定接点（40b）はスイッチ（4
2）の接点（42c）に接続されている。スイッチ（42）は
制御信号（Pr1）により切り換え制御され、固定接点（4
2a）は出力端子（35a）に、また固定接点（42b）はスイ
ッチ（44）の接点（44c）に接続されている。スイッチ
（44）は制御信号（Pr2）により切り換え制御され、固
定接点（44a）（44b）は夫々Ｒ増加及びＲ減少回路（4
6）（47）に接続されている。ここで、Ｒ増加及び減少
回路（46）（47）出力は、出力端子（35a）に導出され
る。

同様に、スイッチ（41）の接点（41c）には、利得補
正値（Gmb）を示す信号が印加され、固定接点（41a）は
出力端子（35b）に、また固定接点（41b）はスイッチ
（43）の接点（43c）に接続されている。スイッチ（4
3）は制御信号（Pb1）により切り換え制御され、固定接
点（43a）は出力端子（35b）に、また固定接点（43b）
はスイッチ（45）の接点（45c）に接続されている。ス
イッチ（45）は制御信号（Pb2）により切り換え制御さ
れ、固定接点（45a）（45b）は夫々Ｒ増加及びＲ減少回
路（48）（49）に接続されている。ここで、Ｒ増加及び
減少回路（48）（49）出力は、出力端子（35b）に導出
される。

次に補正値増減回路（35）の動作について説明する。

まずスイッチ（40）及びスイッチ（41）へＨレベルの
制御信号（P4）が入力されている時、即ち白バランス補
正が停止モードにある時は、スイッチ（40）は固定接点
（40a）側に、またスイッチ（41）は固定接点（41a）側
にあり、Ｒ補正値メモリ（33）及びＢ補正値メモリ（3
4）に格納されている値（Gmr）（Gmb）がそのまま利得
補正値（Gr）（Gb）として出力端子（35a）（35b）に出
力され、Ｒ、Ｂ各々の増幅回路（４）（５）の利得を調
節する。次に制御信号（P4）がＬレベルになった時、即
ち白バランスが動作モードにある時は、スイッチ（40）
は固定接点（40b）側に、またスイッチ（41）は固定接
点（41b）側にあり、Ｒ補正値メモリ（33）及びＲ補正
値メモリ（34）に格納されている補正値（Gmr）（Gmb）
は、各々スイッチ（42）（43）へ入力される。

スイッチ（42）は制御信号（Pr1）がＨレベルの時、
即ち補正値比較回路（29）において（Gmr）＝（Gpr）と
判断された時に、固定接点（42a）側にあり、Ｒ補正値
メモリ（33）に格納されている値が、そのまま利得補正
値（Gr）として出力され、Ｒ増幅回路（４）の利得を調
節する。次に制御信号（Pr1）がＬレベルになった時、
即ち補正値比較回路（29）において（Gmr）≠（Gpr）と
判断された時には、スイッチ（42）は固定接点（42b）
側にあり、Ｒ補正値メモリ（33）に格納されている補正
値（Gmr）は、スイッチ（44）へ入力される。一方、ス
イッチ（43）についてもスイッチ（42）と同様の動作を
行ない、制御信号（Pb1）がＨレベルの時、Ｂ補正値メ
モリ（34）に格納されている値がそのまま利得補正値
（Gb）として出力され、制御信号（Pb1）がＬレベルに
なった時、Ｂ補正値メモリ（34）に格納されている補正
値（Gmb）は、スイッチ（45）へ入力される。

スイッチ（44）は制御信号（Pr2）がＨレベルの時、
即ち補正値比較回路（29）において（Gmr）＜（Gpr）と
判断された時には、固定接点（44a）側にあり、Ｒ補正
値メモリ（33）に格納されている補正値（Gmr）はＲ増
加回路（46）に入力され、予め設定された一定量値（r
0）が加算されて利得補正値（Gr）として出力される。
即ち、Gr＝Gmr＋r0となる。また制御信号（Pr2）がＬレ
ベルになった時、即ち補正値比較回路（29）において
（Gmr）＞（Gpr）と判断された時には、スイッチ（44）
は固定接点（44b）側にあり、補正値（Gmr）は、Ｒ減少
回路（47）に入力され、一定量値（r0）が減算されて利
得補正値（Gr）として出力され、即ち、Gr＝Gmr−r0と
して、Ｒ増幅回路（４）の利得を調節する。一方、スイ
ッチ（45）についてもスイッチ（44）と同様の動作を行
い、制御信号（Pb2）がＨレベルの時には、Ｂ補正値メ
モリ（34）に格納されている補正値（Gmb）値は、Ｂ増
加回路（48）で一定量値（b0）が加算され、また制御信
号（Pb2）がＬレベルになった時には、補正値（Gmb）
は、Ｂ減少回路（49）で、一定量値（b0）が減算されて
利得補正値（Gb）として出力され、Ｂ増幅回路（５）の
利得を調節する。

尚、補正値増減回路（35）から出力されるＲ、Ｂ各々
の利得補正値（Gr）（Gb）は、Ｒ補正値メモリ（33）及
びＢ補正値メモリ（34）に再び格納され、次のフィール
ドでは、現在の補正値（Gmr）（Gmb）として白バランス
調整に用いられる。従って、Ｒ及びＢ補正値メモリ（3
3）（34）の内容は、フィールド毎に出力端子（35a）
（35b）からの補正値にて更新されることになる。

Ｂ増幅回路（４）では、利得補正値（Gr）に応じてＲ
信号を増幅する際の利得が変化し、補正値（Gr）が零の
時に利得が１に固定され、補正値（Gr）が正方向に変化
すれば利得は大きくなり、負方向に変化すれば利得は小
さくなる。同様に、Ｂ増幅回路（５）では利得補正値
（Gb）に応じてＢ信号の増幅利得が変化し、Gb＝０のと
きに利得が１に固定される。

これまで説明した各回路の動作を、実際の白バランス
補正を例にとって説明する。

まず白バランス補正が、動作モードから停止モードへ
移行する際の動作について説明する。

今、Ｒ補正値メモリ（33）及びＢ補正値メモリ（34）
各々に格納されている利得補正値（Gmr）（Gmb）で、Ｒ
増幅回路（４）及びＢ増幅回路（５）の増幅利得が制御
され、適正な白バランスがとれた状態にあるとする。こ
こで画面色評価値が変化すると、利得制御回路（28）で
算出された利得補正量（Gpr）（Gpb）が第７図の様に変
化し、補正値比較回路（29）での比較結果に基づき、補
正値増減回路（35）でＲ、Ｂ各々の補正値メモリに格納
されている利得補正量が増減され、（Gmr）（Gmb）から
（Gmr′）（Gmb′）に変化したところで第（３）式の関
係が成立し、Ｈレベルの制御信号（P1）が出力される。
尚、第７図において第（３）式の関係が成立する範囲
は、（Gpr）（Gpb）を中心とした正方形（鎖線）の領域
である。また、この正方形の大きさは、閾値（TG）自体
に依存し、この閾値（TG）は、実際の撮影による実測値
に基ずいて白バランスの利得を固定してもよいと判断で
きる値に設定されている。安定判別回路（32）がこれを
受けてＨレベルの制御信号（P4）を出力した時点で、補
正値増減回路（35）は利得補正量の増減を停止し、白バ
ランス補正は停止モードへ入る。こうして利得補正値が
増加回路（46）（48）または減少回路（47）（49）にて
徐々にＲまたはＢ増幅回路（４）（５）が利得を変化さ
せて白バランス調整が実行され、１フィールド毎の利得
補正値変化が閾値（TG）以内に収まれば、白バランス調
整のふらつきを抑えるために利得補正値の増減は停止し
て、この停止直前の利得補正値が維持されて、Ｒ及びＢ
増幅回路（４）（５）の利得はこの補正値により決定さ
れる一定利得に固定される。尚、この時の補正値は停止
モードが継続される間、Ｒ及びＢ補正値メモリ（33）
（34）に保持され続けることになる。換言すれば、この
メモリに保持される停止モード直前の補正値にて停止モ
ード継続中のＲ及びＢ増幅回路（４）（５）の利得が固
定されることになる。次に白バランス補正が、停止モー
ドから動作モードへ移行する際の動作について説明す
る。

今、Ｒ補正値メモリ（33）及びＢ補正値メモリ（34）
各々に格納されている利得補正値（Gmr）（Gmb）で、Ｒ
増幅回路（４）及びＢ増幅回路（５）の増幅利得が制御
され、適正な白バランスがとれた状態にあるとする。こ
こでは画面色評価値を基に得られる利得補正値が、第９
図の（Gpr″）、（Gpb″）の様に（Gmr）、（Gmb）から
一定の範囲内、即ち第（３）式が成立する範囲内で変化
している限り、利得補正量を変化させる必要はないと判
断される。ところが利得補正量（Gpr）（Gpb）が、（Gp
r′）（Gpb′）の様に変化し、第（４）式が成立する様
になると、もはや利得補正値（Gr）（Gb）をメモリ（3
3）（34）に保持されている補正値（Gmr）（Gmb）に固
定していては適正な白バランスが得られないと判断され
て、補正値比較回路（29）からは、Ｌレベルの制御信号
（P1）が出力される。

次に同様の画面色評価値の変化に対して、第１評価値
比較回路（30）が行なう動作について説明する。まず適
正な白バランスがとれた状態では、画面色評価値（Vr）
（Vb）が第10図の（Vr″）（Vb″）の様に（V1r）（V1
b）から一定の範囲（閾値（TV1）に依存する鎖線の範
囲）内、即ち第（５）式が成立する範囲内で変化してい
る限り、画面色評価値が変化したとは判断されない。と
ころが画面色評価値が、（Vr′）（Vb′）の様に変化
し、第（６）式が成立する様になると、第１評価値比較
回路（30）からは、Ｌレベルの制御信号（P2）が出力さ
れる。

ここで、基準値（V1r）（V1b）は、画面全体が白色と
なる完全無彩色の被写体を撮影したときの各色差信号の
画面色評価値に予め設定されており、本実施例ではカメ
ラプロセス＆マトリクス回路（６）から出力される色差
信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）は、完全無彩色の被写体を撮
影した時には、基準値（V1r）（V1b）は共に零に設定さ
れていることになる。従って、第（５）式に於て|Vr−V
1r|は色差信号（Ｒ−Ｙ）の零レベルからの離れ度合、
換言すると、どれだけ無彩色から遠いかを示す値であ
り、同様に|Vb−V1b|は色差信号（Ｂ−Ｙ）の零レベル
からの離れ度合を示す値であり、両者の和が画面全体に
ついての白色からの離れ具合を示すことになる。そこで
閾値（Tv1）を適正な白バランスの許容幅として設定す
ることにより、第（５）式が成立すれば撮像画面には適
正な白バランスが実現されていると判断できる許容の範
囲にあり、白バランス調整は動作させる必要はなく、第
（６）式が成立すれば、撮像画面はもはや適正な白バラ
ンスが実現されていると判断できる許容の範囲を越え
て、直ちに利得補正値の増減に伴う白バランス調整を動
作モードとする必要があることになる。

更に同様の画面色評価値の変化に対して、第２評価値
比較回路（31）が行なう動作について説明する。Ｒ補正
値メモリ（31c）、Ｂ補正値メモリ（31d）には、白バラ
ンス補正が停止モードに入った時の画面色評価値が（V2
r）（V2b）として格納されており、画面評価により新た
に算出された画面色評価値（Vr）（Vb）が、第11図の
（Vr″）（Vb″）の様に（V2r）（V2b）から一定の範囲
（閾値（TV2）に依存する鎖線の範囲）内、即ち第
（７）式が成立する範囲内で変化している限り、画面色
評価値が変化したとは判断されない。ところが画面色評
価値が、（Vr′）（Vb′）の様に変化し、第（８）式が
成立する様になると、第２評価値比較回路（31）から
は、Ｌレベルの制御信号（P3）が出力される。

ここで、閾値（TV2）は、停止モードに入った時の画
面色評価値（V2r）（V2b）に対する現在の画面色評価値
（Vr）（Vb）の変化が、利得増減による白バランス調整
を行う必要がないと判断できる許容範囲を設定するため
の値であり、予め実験による実測値に基ずいて設定され
ている。

こうして補正値比較回路（29）において第（４）式
が、第１評価値比較回路（30）にて第（６）式が、更に
第２評価値比較回路（31）にて第（８）式が成立する事
が確認されて、共にＬレベルの制御信号（P1）（P2）
（P3）が出力され、安定判別回路（32）がこれを受けて
Ｌレベルの制御信号（P4）を出力した時点で、補正値増
減回路（35）は利得補正量の増減を開始し、白バランス
補正は動作モードへ入る。換言すると、白バランス補正
が停止モードから動作モードに入る条件は、画面の評価
から算出される利得補正値（Gpr）（Gpb）が停止モード
継続中に実際の補正値（Gr）（Gb）として維持される補
正値（Gmr）（Gmb）に対して閾値（TG）以上に変化し、
且つ画面色評価値（Vr）（Vb）の無彩色から離れている
度合いが閾値（TV1）以上に大きくなり、且つ画面色評
価値（Vr）（Vb）が停止モードに入る時点での値に対し
て閾値（TV2）以上に変化するという３条件が同時に全
て満足されたときに、もはや停止モードでは適正な白バ
ランスを得ることは困難として動作モードとなるのであ
る。また、前述の３条件のいずれか１つが満足されれ
ば、動作モードに移行されるようにすることも可能であ
る。

尚、第16図では、A/D変換器（22）及び積分器（23）
を、色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の２信号のレベルを
領域毎にディジタル積分して取り出すために共用してお
り、各信号の積分値は２フィールド周期での更新しかで
きなかったが、A/D変換器及び積分器を夫々の信号用に
専用に設ければ各信号レベルはいずれも１フィールド毎
に更新可能となることは言うまでもない。

ところで、前述の方法では、白バランス補正が停止モ
ードに移行する際の条件として、画面評価の結果により
算出された補正値（Gpr）（Gpb）の離れ具合が許容範囲
内にあるという１条件のみにより決定したが、これに加
えて、制御信号（P2）がＨレベルとなる場合、即ち画面
色評価値（Vr）（Vb）の基準値（V1r）（V1b）からの離
れ具合が、許容範囲にあるという条件を付加することに
より、停止モードに入るべきか否かの判断をより確実な
ものにできる。この条件によると、第８図の様に、適正
な白バランスが取れた状態での画面色評価値が（Vr）
（Vb）であり、ここで画面が変化したことにより画面色
評価値は（Vr）（Vb）に変化し、次にＲ、Ｂ各々の増幅
利得が制御されることにより、画面色評価値が（Vr″）
（Vb″）となったところで、第（５）式が成立し、閾値
（TV1）に依存する鎖線の範囲に入ると、Ｈレベルの制
御信号（P2）が発せられる。

この場合、第15図に示す様に、安定判別回路（30）に
おいて、制御信号（P1）（P2）を２入力とするANDゲー
ト（50）出力を固定接点（52a）に導出させることによ
り、前記２条件が共に満足されたときに初めて停止モー
ドに移行させることが可能になる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述の方法を用いても、撮像画面中で
有彩色の被写体が大面積を占め、且つビデオカメラのパ
ンニング等によって被写体の色が刻々変化する場合など
には、白バランス補正が動作、停止モードを繰り返し、
不安定な補正が行なわれることになる。

これを防ぐ方法としては、増幅利得の単位時間あたり
の変化量、即ち前述の方法においては、補正値増減回路
（35）中のＲ増加及び減少回路（46）（47）、Ｂ増加及
び減少回路（48）（49）での増減量（r0）（b0）を極力
小さく設定し、変化を目立たなくさせることが考えられ
る。しかし実際に光源の色温度が変化し、迅速に補正を
完了する必要がある場合においては、補正速度が遅いた
め、迅速に画面が適正な色にならないことになる。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、撮影映像信号中の色信号の増幅利得を調整
する白バランス調整装置であり、色信号より得られる色
差信号から色信号の利得補正量の目標値を算出する手段
と、現在の色信号の利得補正量を前記目標値に近づける
様に変化させる手段を有し、現在の利得補正量と前記目
標値の差に応じて現在の利得補正量の変化速度を変更す
ることを特徴とし、さらに具体的には、現在の利得補正
量が目標値から一定の範囲内にある時に、色信号の利得
の変化を停止させる手段を備え、この停止状態の終了後
に一定時間が経過するまでは利得補正量の変化速度を遅
く、一定時間が経過した後は現在の利得補正量と前記目
標値の差に応じて現在の利得補正量の変化速度を変更さ
せて速くす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、より安定で且つ
迅速な白バランス補正を行なうことができる。

（ヘ）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。尚、従来技術と共通の部分につい
ては同一の符号を付し、説明を割愛する。

利得制御回路（28）で画面評価による利得補正量（Gp
r）（Gpb）が算出されるまでの動作は前記従来技術と同
様であるが、補正値比較回路（29）は第17図の様に構成
される。Ｒ、Ｂ各々の増幅回路（４）（５）の利得を調
節しＲ補正値メモリ（33）及びＢ補正値メモリ（34）に
保持されている補正値（Gmr）（Gmb）と、利得制御回路
（28）からの補正値（Gpr）（Gpb）とが、Ｒ補正値比較
器（29a）及びＢ補正値比較器（29b）で比較され、その
結果が制御信号（Pr1）（Pr2）（Pb1）（Pb2）として補
正値増減回路（35）へ出力されるが、この時入力された
各補正値の差、|Gmr−Gpr|が（dr）として、また|Gmb−
Gpb|が（db）として速度判定回路（36）ヘ出力される。

速度判定回路（36）は第18図の様に構成され、まず差
（dr）がＲ変化量算出器（50）へ、また差（db）がＢ変
化量算出器（51）へ入力される。各変化量算出器では、
第20図の様に差（dr）（db）の大きさに比例した変化量
（Scr） （Scb）、即ち （Scr）＝ａ×（dr） （Scb）＝ａ×（db） を算出する。ここで係数ａは、光源の色温度が変化した
時に、画面の色補正が自然に行なわれる様に、予め実験
により求められたものである。

一方、Ｒ変化量メモリ（52）、及びＢ変化量メモリ
（53）には、基準変化量（Smr）及び（Smb）が格納され
ている。ここで（Smr）（Smb）は、第20図の鎖線に示す
様な一定値であり、画面の色補正が極めて緩やかに変化
する様な値に設定されている。

以上の様な、Ｒ、Ｂ各々に於ける２種類の変化量（Sc
r）（Smr）及び（Scb）（Smb）は、それぞれスイッチ
（58）の固定接点（58b）（58a）（58d）（58c）に入力
され、何れか一方が選択されてＲ及びＢ変化量（Sr）
（Sb）として補正値増減回路（35）に出力される。

次にスイッチ（58）の動作について説明する。前記従
来技術と同様の判断の基に、安定判別回路（32）から
は、白バランス補正の動作及び停止モードを指示する制
御信号（P4）が出力される。これは速度判定回路（36）
中のエッジ検出器（54）へ入力され、制御信号（P4）が
ＨレベルからＬレベルへ変化した時、即ち白バランス補
正が停止モードから動作モードに移行した時にのみ、エ
ッジ検出器（54）からＬレベルのパルスが出力される。

クロック発生器（55a）から発せられる所定の周期の
クロックパルスをカウントするカウンタ（55）は、エッ
ジ検出器（54）からのパルスを受けると、現在のカウン
ト値をリセットし、新たに零からカウントを開始する。
カウント値（CN）はカウント比較回路（57）に入力さ
れ、予めカウンタ閾値メモリ（56）に格納されている一
定値（Tc）と比較され、（CN）が（Tc）未満の時には、
Ｌレベルの制御信号（Psm）が出力される。

スイッチ（58）はＬレベルの制御信号（Psm）が入力
されている時は、各々（58a）（58d）側の接点にあり、
Ｒ変化量メモリ（52）、及びＢ変化量メモリ（53）に格
納されている基準変化量（Smr）及び（Smb）の通過を許
容する。やがて（CN）が（Tc）以上になると、Ｈレベル
の制御信号（Psm）が出力され、スイッチ（58）は各々
（58b）（58e）側の接点に切り換わり、Ｒ変化量算出器
（50）、及びＢ変化量算出器（51）で算出された変化量
（Scr）及び（Scb）の通過を許容する。尚、カウント比
較回路（57）は、（CN）が（Tc）以上になると、カウン
ト停止信号（ST）を出力し、カウンタ（55）はこれを受
けて、カウントアップを停止する。

従って、白バランス補正が停止モードから動作モード
に移行した後に、速度判定回路（36）から出力される
Ｒ、Ｂ各々の変化量（Sr）（Sb）は第21図の様になる。
ここで（t1）はカウンタ（CN）が（Tc）に達するに要す
る時間であり、実際には１〜２秒程度が適当であると考
えられる。

速度判定回路（36）から出力されたＲ変化量（Sr）
は、第19図に示すように補正値増減回路（135）中のＲ
増加及び減少回路（146）（147）に、またＢ変化量（S
b）は、Ｂ増加及び減少回路（148）（149）に入力され
る。各増加、減少回路では、Ｒ、Ｂ各々の補正値メモリ
に格納されている補正値（Gmr）（Gmb）に変化量（Sr）
（Sb）を加算あるいは減算したものをＲ及びＢ増幅回路
（４）（５）の利得を実際に制御する利得補正値（Gr）
（Gb）として出力する。即ち、Gr＝Gmr−Sr、Gb＝Gmb−
Sbとなる。

従って、白バランス補正が停止モードから動作モード
に移行した後の、差（dr）（db）、即ち現在の利得補正
値（Gmr）（Gmb）と、利得制御回路（28）にて画面を評
価することにより得られた補正の目標となる補正値（Gp
r）（Gpb）との差、|Gmr−Gpr|及び|Gmb−Gpb|は第22図
の様に変化する。

これにより、例えばビデオカメラのパンニング等によ
って被写体の色が刻々変化し白バランス補正が動作モー
ドに入っても、利得補正量の変化速度を可変させること
により、最初の一定時間は増幅利得の単位時間あたりの
増減量を極力小さく設定しているので、変化を目立たな
くさせることができる。また実際に光源の色温度が変化
した場合には、一定時間を経過した後は、白バランスの
ずれ量に応じた速度で増幅利得を変化させるので、スム
ーズな白バランス補正が行える。

（ト）発明の効果 上述の如く本発明によれば、パンニング等により被写
体の色が刻々と変化して白バランス補正が動作モードと
停止モードを繰り返し、不安定な補正が行われる惧れの
ある状況において、動作モードへの移行直後の一定時間
は色信号の増幅利得の単位時間当りの増減量を極力小さ
く設定して白バランスの変化を目立たなくさせ、この一
定時間経過後も動作モードが必要な状況、即ち実際に光
源の色温度が変化した場合には、高速な補正が実行さ
れ、安定且つ迅速な白バランス調整が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の回路ブロック図、第
17図、第18図、第19図は同要部回路ブロック図、第20図
は画面色評価値と補正値の変化量の関係図、第21図は補
正値の変化量の時間的な変化を示す図、第22図は画面色
評価値の変化量の時間的な変化を示す図である。 また、第16図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６
図、第12図、第14図は従来例の回路ブロック図、第７
図、第８図、第９図、第10図、第11図はモード移行時の
説明図、第15図は他の従来例の要部ブロック図、第13図
はエリア分割の説明図である。 （27）……画面評価回路、（28）……利得制御回路、
（29）……補正値比較回路、（30）……第１評価値比較
回路、（31）……第２評価値比較回路、（32）……安定
判別回路、（135）……補正値増減回路、（４）……Ｒ
増幅回路、（５）……Ｂ増幅回路、（36）……速度判定
回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像映像信号中の色信号の増幅利得を補正
   して白バランス調整動作を実行するカラービデオカメラ
   において、 色差信号を基に各色信号の利得補正量の目標値を算出す
   る手段と、 現在の色信号の利得補正量を前記目標値に近づける様に
   変化させる手段と、 現在の利得補正量と前記目標値の差に応じて現在の利得
   補正量の変化速度を変更する手段と、 現在の利得補正量が前記目標値から一定の範囲内にある
   時に、色信号の利得の変化を停止状態とする手段と、 該停止状態の終了後に一定時間が経過するまでは利得補
   正量の変化速度を遅く、一定時間が経過した後は前記変
   化速度を速くすることを特徴とするカラービデオカメ
   ラ。
2. 【請求項２】撮像映像信号中の色信号の増幅利得を補正
   して白バランス調整動作を実行するカラービデオカメラ
   において、 色差信号を基に各色信号の利得補正量の目標値を算出す
   る手段と、 現在の色信号の利得補正量を前記目標値に近づける様に
   変化させる手段と、 現在の利得補正量と前記目標値の差に応じて現在の利得
   補正量の変化速度を変更する手段と、 現在の利得補正量が目標値から一定の範囲内にある時
   に、色信号の利得の変化を停止状態とする手段と、 該停止状態の終了後に一定時間が経過するまでは利得補
   正量の変化速度を遅く、一定時間が経過した後は現在の
   利得補正量と前記目標値の差に応じて現在の利得補正量
   の変化速度を変更させることを特徴とするカラービデオ
   カメラ。