JP2566425B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2566425B2 JP62269330A JP26933087A JP2566425B2 JP 2566425 B2 JP2566425 B2 JP 2566425B2 JP 62269330 A JP62269330 A JP 62269330A JP 26933087 A JP26933087 A JP 26933087A JP 2566425 B2 JP2566425 B2 JP 2566425B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、カラー撮像装置におけるホワイト・バラン
スの調整を自動的に行う撮像装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、カラー撮像装置のホワイト・バランス調整を撮
像素子、または撮像管の信号のみを利用し自動的に行う
方法としては、例えば特開昭61−101188号等に記載され
るように、撮像管あるいは撮像素子からの出力のRGB信
号のピークレベルとRGB信号を1フィールド期間積分し
た値をもとにRGB信号のピークレベルが同じレベルにな
るようにRGB信号の各アンプゲインをコントロールし、R
GB信号を1フィールド期間積分した値の差が一定レベル
を越えた時、ピークレベルのみをもとにしたゲインコン
トロールに補正信号を加えるというように構成されてい
る。
第7図(a),(b)は従来の撮像素子あるいは撮像
管の信号に基づくホワイト・バランス調整装置が不得意
とするシーンを示した図で、同図(a)は画面の大部分
を高彩度な物体の色が占めた場合を示した図であり、同
図(b)はピーク部分に光源とはかけ離れた色がついた
場合を示した図である。
第7図(a)において、たとえばRGB信号のピークレ
ベルが白色であってもRGB信号を1フィールド期間積分
した値の彩度レベルが極端に高いため、高彩度な物体の
色のピークレベルのみをもとにしてゲインコントロール
補正信号を加えてしまう。
また、第7図(b)においては、RGBのピーク信号値
をもとにホワイト・バランス調整をすると、赤色を白色
に補正することになり、背景の白色が青色になる。ここ
で、かりにRGB信号の1フィールド期間積分した値が一
定レベルを越えて補正信号を出力しても自然なホワイト
・バランス調整はできない。
[発明が解決しようとする問題点] 上述の如く、従来のホワイト・バランス調整装置で
は、撮像管あるいは撮像素子からの出力のRGB信号のピ
ーク値が同じレベルになるようにRGBの各信号のアンプ
のゲインをコントロールし、そのことによってRGB信号
を1フィールド期間積分した値が一定レベルを越えない
ように作動するため、次のような問題点があった。
例えば、RGB信号を1フィールド期間積分した値の彩
度レベルが極端に高いときは、その彩度レベルの影響を
受けてしまうという問題があった。さらに、シーンのピ
ーク部分に光源とはほど遠い高彩度レベルの色がついて
いた場合、RGB信号のピーク値をもとにホワイト・バラ
ンス調整をすると、この場合、高彩度レベルの色を白色
に補正することになり、背景の白は青色になるという問
題があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたも
ので、画面高輝度部分の色あるいはRGB信号を1フィー
ルド期間積分した値の色の彩度が極端に高い場合、その
色は光源色とはかけはなれた物体色であると判断して、
この物体色の影響をなくした撮像装置を提供することを
目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明の撮像装置
は、画面中の高輝度部分を検出する高輝度検出手段
(7)と、 高輝度部分の色差信号に基づき第1のホワイトバラン
ス制御用信号を形成する第1の信号形成手段(5、6)
と、 画面全体の色差信号に基づき第2のホワイトバランス
制御用信号を形成する第2の信号形成手段(8、9)
と、 前期高輝度部分の彩度と前記画面全体の彩度を検出す
ると共に、第1のホワイトバランス制御用信号と第2の
ホワイトバランス制御信号の内、彩度の所定レベルより
低い制御用信号を選択してホワイトバランス制御を行う
ホワイトバランス制御手段と、 を有することを特徴とするものである。
[作用] 前記の構成を有することにより、例えば光源色とはか
けはなれた色を撮像した場合、その物体色の影響をなく
したホワイト・バランス調整をすることができる。
[実施例] 第1図はこの発明の撮像装置の一実施例を示すブロッ
ク図で、第2図,第3図,第4図,第5図,第6図は第
1図の実施例におけるマイコンのフローチャートであ
る。
第1図において、1は撮像素子、2はRGBの信号から
RのゲインをコントロールするためのR信号アンプ、3
は同じくB信号アンプ、4はRGBの信号から輝度信号Y
と色差信号R−Y,B−Yを作り出すマトリクス回路、7
は輝度信号Yのピーク時を検出するピーク検出回路、5,
6はそれぞれ色差信号R−Y,B−Yをピーク検出時と垂直
同期信号Vの同期信号VDXのタイミングでサンプルし、
次のサンプリングまでそのレベルを保持するサンプルホ
ールド(S/H)回路、は色差信号R−Yを1フィールド
期間積分する積分回路、9は色差信号B−Yを1フィー
ルド期間積分する積分回路、10は色差信号R−Y,B−Y
の積分回路8,9の出力である(R−Y)Iと(B−Y)
IとR−Y,B−YのS/H回路5,6の出力の(R−Y)BP,
(B−Y)BPをアナログ信号からディジタル信号に変換
するためのA/Dコンバータ、11はこのA/Dコンバータ10に
よってディジタル化された信号をもとにデータ読み込
み,判断データ選択ゲインコントロール等の処理を行う
マイコンコンピュータ(マイコン)、12,13はこのマイ
コン11の出力であるディジタルの信号をアナログの信号
に変換するA/Dコンバータである。
第1図の構成において、撮像素子1によって撮影され
た映像は、RGBの電気信号に変えられる。RGBの信号のう
ち、R信号とB信号はそれぞれR信号アンプ2,B信号ア
ンプ3によって増幅される。これらR信号アンプ2,B信
号アンプ3のゲインを変えることによってRGB信号のバ
ランスをコントロールする。次に、そのRGB信号をもと
にマトリクス回路4によって輝度信号Yと色差信号R−
Y,B−Yが作られ、さらにその出力側に信号処理回路が
設けられているが、本発明とはあまり関係がないので具
体的構成及びその説明は省略する。マトリクス回路4で
作成された色差信号R−Y,B−Yをもとに積分回路8,9に
よって1フィールド期間積分し(R−Y)I,(B−Y)
Iが作られる。また、S/H回路5,6において、ピーク検出
回路7における輝度信号Yのピーク検出と垂直同期信号
Vの同期信号VDXによって(R−Y)BP,(B−Y)BPが
作られ、(R−Y)I,(B−Y)I及び(R−Y)BP,
(B−Y)BPの各信号はA/Dコンバータ10によってディ
ジタル信号に変えられ、マイコン11がこれを読み込む。
輝度信号Yのピーク検出回路7がピーク値を検出する
と、S/H回路5,6がその時の色差信号R−Y,B−Yの値を
保持,出力する。同時にピーク検出信号はマイコン11に
も送られており、マイコン11はピーク検出回路のピーク
検出信号1になると同時にA/Dコンバータ10によって
(R−Y)BP,(B−Y)BPを読み込む。S/H回路5,6は
輝度信号Yのピーク検出後、マイコン11が色差信号R−
Y,B−Yを読み込むまでに少し時間がかかっても、正確
な値を読み込むためのものである。また、ピーク検出と
同じような手順により、垂直同期信号Vのブランキング
時の色差信号レベルも垂直同期信号Vの同期信号VDX
よって読み込む。
マイコン11はこれらのデータをもとに、それが光源色
かどうかの判断を行い、データを選択し、選択したデー
タをもとにR信号アンプ2,B信号アンプ3のゲインをコ
ントロールする。尚、マイコン11の出力であるアナログ
信号はD/Aコンバータ12,13でディジタル化されて、R信
号アンプ2,B信号アンプ3へ入力する。
第2図はマイコン11の処理についての全体を示したフ
ローチャートである。
ステップ(1)で電源がONされるとステップ(2)で
予め設定しておいたR信号アンプ,B信号アンプのゲイン
コントロール電圧初期値R,Bを出力する。ステップ
(3)でマイコン11内のカウンタCを0に設定し、ステ
ップ(4)でカウンタCに1をプラスする。ステップ
(5)でその時のカウンタCの数によって4つの動作に
分けられる。
まず、ステップ(6)は色差信号R−Y,B−Yのブラ
ンキングレベルと色差信号R−Y,B−Yの1フィールド
期間の積分値を入力する動作をし、ステップ(7)は1
フィールド中の輝度信号Yの高輝度部分の色差信号R−
Y,B−Yを入力する動作をし、ステップ(8)はデータ
を選択する動作をし、ステップ(9)はRゲイン,Bゲイ
ンを出力する動作をし、ステップ(37)はカウンタCを
0に設定する動作である。ステップ(6)からステップ
(9)までの動作が終ると再びこれを繰返す。
上述の説明から明らかな如く、電源ONの次にまずRゲ
イン,Bゲインの初期値R,Bを出力し、色差信号R−Y,B−
Yのブランキングレベル、色差信号R−Y,B−Yの1フ
ィールド期間の積分値入力、1フィールド中の輝度信号
Yの高輝度部分のR−Y,B−Y入力、データの選択、R
ゲイン,Bゲインの出力を繰返して、フィードバック制御
することによりホワイト・バランス調整を行っている。
第3図は第2図におけるステップ(6)の動作をさら
に詳細に示したフローチャートである。ステップ(10)
で色差信号R−Y,B−Yの積分値である(R−Y)I,
(B−Y)Iを入力し、ステップ(11)は垂直同期信号
Vの同期信号VDXのタイミングを持ち、この同期信号VDX
が入るとステップ(12)にうつる。そして、ステップ
(12)で色差信号R−Y,B−Yのブランキングレベルを
(R−Y)B,(B−Y)Bに入力する。ステップ(13)
はリターンでステップ(6)からステップ(12)までの
動作が終るとステップ(6)に戻る。
第4図は第2図におけるステップ(7)の動作を詳細
に示したフローチャートである。
ステップ(14)で同期信号VDXが1→0になるタイミ
ングを待ち、ステップ(15)でカウンタQ=0に設定
し、ステップ(16)でピーク検出回路7の出力であるP
が1か0かを判断し、1ならステップ(17)へ、0なら
ステップ(18)へ行く。ステップ(17)は(R−Y)P
へ(R−Y)BPの値をプラスし、また(B−Y)Pへ
(B−Y)BPの値をプラスし、また、(B−Y)Pへ
(B−Y)BPの値をカウンタQに1をプラスする。ステ
ップ(18)で同期信号VDXが再び1になるまで、ステッ
プ(16)〜(18)までの動作を繰返すようにしている。
ステップ(19)で入力した(R−Y)BP,(B−Y)BP
の平均を出し、(R−Y)P,(B−Y)Pへ入力する。
ステップ(20)はリターンでステップ(7)からステッ
プン(19)までの動作が終るとステップ(7)に戻る。
以上の動作により1フィールド中の輝度信号Yの高輝
度部分の色差信号の平均値(B−Y)P,(B−Y)Pを
メモリへ入力する。
第5図は第2図におけるステップ(8)の動作を詳細
に示したフローチャートである。
ステップ(21)は1フィールド期間にピーク検出回路
7でピーク検出が行われたかどうかを判断し、ピーク値
が無かったらステップ(23)へ、ピーク値が有ればステ
ップ(22)へ行く。ステップ(22)は輝度信号Yの高輝
度部分の色差信号における色の彩度が予め設定しておい
たスレッショルド値Pより大きいか小さいかを判断し、
大きければステップ(23)へ、小さければステップ(2
4)へ行く。また、ステップ(23),(24)は色差信号
を1フィールド積分した値における色の彩度が、予め設
定しておいたスレッショルド値Iより大きいか小さいか
を判断する。そして、大きければステップ(23)の場合
ステップ(26)へ、ステップ(24)の場合ステップ(2
7)へ行き、小さければステップ(23)の場合ステップ
(25)へ、ステップ(24)の場合ステップ(28)へ行
く。ステップ(25)は色着信号の積分値(R−Y)I,
(B−Y)Iをデータとして(R−Y)データ,(B−
Y)データへ入力する動作をする。ステップ(26)はカ
ウンタCを0に戻す動作である。ステップ(27)は輝度
信号Yの高輝度部分の色差信号(R−Y)P,(B−Y)
Pをデータとして(R−Y)データ,(b−Y)データ
へ入力する動作である。ステップ(28)は輝度信号Yの
高輝度部分の色差信号(R−Y)P,(B−Y)Pと色差
信号の積分値(R−Y)I,(B−Y)Iの2つの平均値
をデータとし、(R−Y)データ,(B−Y)データへ
入力する動作であり、ステップ(29)はリターンで、ス
テップ(8)からステップ(28)までの動作が終るとス
テップ(8)に戻る。
以上の動作をまとめると、1フィールド中にピーク検
出回路7がピーク値を検出せず、色差信号の積分値の彩
度が予め設定してあるスレッショルド値Iより小さいと
きは、色差信号の積分値をもとにホワイト・バランス調
整を行う。
1フィールド中にピーク検出回路7がピーク値を検出
せず、色差信号の積分値の彩度が予め設定してあるスレ
ッショルド値Iより大きいときは、出力Rゲイン,Bゲイ
ンは変化させない。
画面高輝度部分の色差信号の彩度が、予め設定してあ
るスレッショルド値Pより大きくて色差信号の積分値の
彩度がスレッショルド値Iより小さいときは、色差信号
の積分値をもとにホワイト・バランス調整を行う。
画面高輝度部分の色差信号の彩度がスレッショルド値
Pより大きくて色差信号の積分値の彩度がスレッショル
ド値Iより大きいときは、出力Rゲイン,Bゲインは変化
させない。
画面高輝度部分の色差信号の彩度がスレッショルド値
Pより小さく色差信号の積分値の彩度がスレッショルド
値Iより大きいときは、画像高輝度部分の色差信号をも
とにホワイト・バランス調整を行う。
さらに、画面高輝度部分の色差信号の彩度がスレッシ
ョルド値Pより小さく色差信号の積分値の彩度がスレッ
ショルド値Iより小さいときは、画面高輝度部分の色差
信号と、色差信号の積分値との平均値をもとに、ホワイ
ト・バランス調整を行う。
以上のように入力された信号が光源色として考えられ
る色か、明らかに物体色によるものかの判断を行いデー
タを選択している。
第6図は第2図のステップ(9)の動作を詳細に示し
たフローチャートである。ステップ(30)は(R−Y)
データが色差信号R−Yのブランキングレベル(R−
Y)Bより大きいか小さいかを判断し、小さければステ
ップ(31)でRゲインを1LSB上げる。また、大きければ
ステップ(32)でRゲインを1LSB下げる。ステップ(3
3)は(B−Y)データが色差信号B−Yのブランキン
グレベル(B−Y)Bより大きいか小さいかを判断し小
さければステップ(35)でBゲインを1LSB上げる。ま
た、大きければステップ(34)でBゲインを1LSB下げ
る。ステップ(36)はリターンでステップ(9)からス
テップ(35)までの動作が終るとステップ(9)へ戻
る。
尚、以上の実施例以外にも、複数の色差信号データ検
出装置を有するホワイト・バランス調整回路には、この
発明は有効である。
また、前記実施例では彩度に、あるスレッショルドレ
ベルを設定することで判断を行っていたが、さらにマイ
コンメモリ内のテーブルに光源色として考えられる色相
と彩度の組合わせを記憶させておく方法もあり、さらに
この場合、蛍光灯のフリッカー検出装置またはそれに類
する物を設け、蛍光灯であるか否かの判断を行い、この
テーブルをさらに限定するなどする方法もある。
[発明の効果] 以上詳細に説明したとおり、この発明は画面中の高輝
度部分を検出する高輝度検出手段(7)と、 高輝度部分の色差信号に基づき第1のホワイトバラン
ス制御用信号を形成する第1の信号形成手段(5、6)
と、 画面全体の色差信号に基づき第2のホワイトバランス
制御用信号を形成する第2の信号形成手段(8、9)
と、 前期高輝度部分の彩度と前記画面全体の彩度を検出す
ると共に、第1のホワイトバランス制御用信号と第2の
ホワイトバランス制御用信号の内、彩度が所定レベルよ
り低い制御用信号を選択してホワイトバランス制御を行
うホワイトバランス制御手段と、 を有することにより、従来の問題点であったホワイト・
バランス調整の物体色の影響をなくすことができるもの
である。
特に物体色の影響が大きかった撮像素子あるいは撮像
管からの信号に基づくホワイト・バランス自動調整装置
には有効であり、画面の大部分を高彩度な物体の色が占
めた場合や画像のピーク部分に、光源とはかけ離れた色
がついた場合、自然なホワイト・バランス調整ができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の撮像装置の一実施例を示すブロック
図、第2図はマイコンの処理についての全体を示したフ
ローチャート、第3図は第2図におけるステップ(6)
の動作をさらに詳細に示したフローチャート、第4図は
第2図におけるステップ(7)の動作を詳細に示したフ
ローチャート、第5図は第2図におけるステップ(8)
の動作を詳細に示したフローチャート、第6図は第2図
のステップ(9)の動作を詳細に示したフローチャー
ト、第7図(a),(b)は従来の撮像素子あるいは撮
像管の信号に基づくホワイト・バランス調整装置が不得
意とするシーンを示した図である。 図中. 1:撮像素子、2:R信号アンプ 3:B信号アンプ、4:マトリクス回路 5,6:S/H回路、7:ピーク検出回路 8,9:積分回路、10:A/Dコンバータ 11:マイコン 12,13:D/Aコンバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神内 茂 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭56−116391(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画面中の高輝度部分を検出する高輝度検出
    手段(7)と、 高輝度部分の色差信号に基づき第1のホワイトバランス
    制御用信号を形成する第1の信号形成手段(5、6)
    と、 画面全体の色差信号に基づき第2のホワイトバランス制
    御用信号を形成する第2の信号形成手段(8、9)と、 前期高輝度部分の彩度と前期画面全体の彩度を検出する
    と共に、第1のホワイトバランス制御用信号と第2のホ
    ワイトバランス制御用信号の内、彩度が所定レベルより
    低い制御用信号を選択してホワイトバランス制御を行う
    ホワイトバランス制御手段と、 を有する撮像装置。
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