JP3583952B2

JP3583952B2 - Black and white / color switching camera

Info

Publication number: JP3583952B2
Application number: JP22060199A
Authority: JP
Inventors: 栄一郎東
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP2001045512A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、白黒／カラー切換カメラに関し、特にたとえば監視カメラに適用され、被写体の明るさに応じて撮影モードをカラーモードと白黒モードとの間で切り換える、白黒／カラー切換カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くのカラーカメラでは、撮像素子としてＣＣＤイメージャが用いられている。このＣＣＤイメージャの感光特性は４００ｎｍ〜９００ｎｍ程度の波長領域に及び、特に赤外領域（７００ｎｍ以上）の感度が高くなっている。このため、ＣＣＤイメージャに被写体の光像をそのまま照射すると、再現される画像が赤みを帯びてしまう。このような点を考慮して、通常は、ＣＣＤイメージャの受光面と光学レンズとの間に赤外線カットフィルタ（ＩＲカットフィルタ）が設られている。
【０００３】
ただし、夜間のような光量が十分に得られない状況での撮影時にもＩＲカットフィルタを用いると、ＣＣＤイメージャに照射される光量がより一層不足してしまい、撮影に支障をきたしてしまう。
【０００４】
このため、昼夜を問わず撮影が必要な監視カメラなどでは、従来、輝度成分を所定の閾値と比較し、輝度成分が少なければ、ＩＲカットフィルタをオフするとともに、白黒ビデオ信号を出力していた。つまり、赤外領域に含まれる輝度成分を利用して再現画像の明るさを確保すべくＩＲカットフィルタをオフし、ＩＲカットフィルタがオフされたときの色再現性の劣化を考慮して白黒ビデオ信号を出力していた。
【０００５】
つまり、従来技術では、十分な光量が確保できる昼間は、ＩＲカットフィルタを有効にしてカラービデオ信号を出力するカラーモードを選択し、光量不足が生じる夜間は、ＩＲカットフィルタを無効にして白黒ビデオ信号を出力する白黒モードを選択していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術では、輝度成分との比較に用いる閾値は固定値であったため、そのような閾値と輝度成分との比較結果による撮影モードの制御では、ハロゲンのような白熱電灯の下で撮影を行なったときに動作が不安定になる恐れがあった。つまり、白熱電灯に定格電圧よりも低い電圧を与えた場合、図７から分かるように、照明光のスペクトルが長波長側にシフトし、可視領域の光量が減少する代わりに近赤外領域の光量が増加してしまう。すると、ＩＲカットフィルタがオフ状態のときは多くの輝度成分が得られるのに対し、ＩＲカットフィルタがオン状態のときは輝度成分が不足するという現象が起きる。この結果、低電圧で駆動される白熱電灯下の撮影では、撮影モード切り換えが頻繁に繰り返され、動作が不安定になっていた。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、撮影条件に関係なくモード切換動作を安定させることができる、白黒／カラー切換カメラを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に従う白黒／カラー切換カメラは、被写体像を撮影するイメージセンサ、イメージセンサの出力から輝度成分を検出する第１検出手段、イメージセンサの出力からＲ成分およびＢ成分を検出する第２検出手段、輝度成分を所定閾値と比較する比較手段、比較手段の比較結果に応じて撮影モードをカラーモードおよび白黒モードの間で切り換える切換手段、撮影モードのカラーモードへの切換時に第１閾値を所定閾値に設定する第１設定手段、および撮影モードの白黒モードへの切換時に第２閾値および第３閾値の一方を所定閾値に設定する第２設定手段を備え、第２閾値および第３閾値はいずれも第１閾値よりも大きく、第３閾値は第２閾値よりも大きく、第２設定手段は、Ｒ成分およびＢ成分が所定条件を満たさないとき第２閾値を所定閾値に設定する第２閾値設定手段、およびＲ成分およびＢ成分が所定条件を満たすとき第３閾値を所定閾値に設定する第３閾値設定手段を含み、所定条件はＲ成分がＢ成分よりも大きいという条件を含む。
【０００９】
【作用】
イメージセンサによって被写体像が撮影されると、第１検出手段がイメージセンサの出力から輝度成分を検出し、第２検出手段が同じイメージセンサの出力からＲ成分およびＢ成分を検出する。一方、第１設定手段は、撮影モードをカラーモードに切り換えるときに第１閾値を所定閾値に設定する。また、第２設定手段は、撮影モードを白黒モードに切り換えるときに、Ｒ成分およびＢ成分に基づいて、第２閾値および第３閾値の一方を所定閾値に設定する。第２閾値および第３閾値は、第１閾値よりも大きくかつ互いに異なる値を有する。比較手段は、このような所定閾値を輝度成分と比較し、切換手段は、比較結果に応じて撮影モードをカラーモードおよび白黒モードの間で切り換える。
【００１０】
この発明のある局面では、第２設定手段は次のように動作する。まず、比較手段がＲ成分およびＢ成分を比較する。Ｒ成分とＢ成分とが所定の関係を有しなければ、第２閾値設定手段が第２閾値を所定閾値に設定し、Ｒ成分とＢ成分とが所定の関係を有せば、第３閾値設定手段が第３閾値を所定閾値に設定する。
【００１１】
ここで、第３閾値は第２閾値よりも大きく、所定の関係はＲ成分がＢ成分よりも大きいという条件を含む。
【００１２】
この発明の他の局面では、赤外線カットフィルタが、イメージセンサに照射される被写体像から赤外線を除去する。また、ビデオ信号生成手段が、イメージセンサの出力に基づいて白黒ビデオ信号およびカラービデオ信号を生成し、選択手段が、白黒ビデオ信号およびカラービデオ信号の一方を選択する。
【００１３】
切換手段は、カメラモードにおいて赤外線カットフィルタをオンするとともにカラービデオ信号を選択し、白黒モードにおいて赤外線カットフィルタをオフするとともに白黒ビデオ信号を選択する。
【００１４】
【発明の効果】
この発明によれば、撮影モードを白黒モードに切り換えるときに、Ｒ成分およびＢ成分に基づいて、第２閾値および第３閾値の一方が所定閾値に設定される。ここで、第２閾値および第３閾値は、第１閾値よりも大きくかつ互いに異なる値を持つ。したがって、どのような条件下の撮影でも撮影モードが適切に切り換えられ、動作を安定させることができる。
【００１５】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１６】
【実施例】
図１を参照して、この実施例のビデオカメラ１０は、光学レンズ１２を含む。光学レンズ１２とＣＣＤイメージャ２４との間には、長方形の板状に形成されたガラス部材１４が配置される。図２に示すように、ガラス部材１４の上半分はＩＲカットフィルタ１４ａによって形成され、下半分はダミーガラス１４ｂによって形成される。ガラス部材１４は、マイコン２０によって制御されるモータ２０によって、長さ方向に移動する。このため、光学レンズ１２およびＣＣＤイメージャ２４の間（光軸上）には、ＩＲカットフィルタ１４ａおよびダミーガラス１４ｂのいずれか一方が配置される。光軸上にＩＲカットフィルタ１４ａが配置されたときは、赤外線成分（７００ｎｍ以上の波長成分）が被写体の光像からカットされる。一方、光軸上にダミーガラス１４ｂが配置されているときは、赤外線成分を含む被写体の光像が、そのままガラス部材１４を透過する。
【００１７】
なお、ガラス部材１４の位置は状態センサ１６によって検知され、検知信号はマイコン１８に与えられる。
【００１８】
ＣＣＤイメージャ２４の受光面には、図３に示すようにＹｅ，Ｃｙ，ＭｇおよびＧの色要素がモザイク状に配置された色フィルタ２２が装着される。このうち、垂直方向における２つの色要素が１ラインを構成する。ガラス部材１４を透過した被写体像は、このような色フィルタ２２を通してＣＣＤイメージャ２４の受光面に照射される。なお、色フィルタ２２を構成するいずれの色要素も、自分の色成分だけでなく、赤外線成分も透過する。このため、ＩＲカットフィルタ１４ａによって赤外線成分をカットするようにしている。
【００１９】
ＣＣＤイメージャ１４からは、図示しないタイミングジェネレータによって、ラスタスキャン方式で画素信号が読み出される。上述のように、各ラインには垂直方向における２つの色要素が対応する。このため、奇数ラインでは、（Ｍｇ＋Ｙｅ），（Ｇ＋Ｃｙ），（Ｍｇ＋Ｙｅ），（Ｇ＋Ｃｙ）…の要領で画素信号がＣＣＤイメージャ１４から出力され、偶数ラインでは（Ｇ＋Ｙｅ），（Ｍｇ＋Ｃｙ），（Ｇ＋Ｙｅ），（Ｍｇ＋Ｃｙ）…の要領で画素信号がＣＣＤイメージャ１４から出力される。奇数ラインおよび偶数ラインのいずれにおいても、隣接する２画素にすべての色成分Ｙｅ，Ｃｙ，ＭｇおよびＧが含まれる。このようなすべての色成分の和（Ｙｅ＋Ｃｙ＋Ｍｇ＋Ｇ）は、輝度成分つまりＹ成分に近似できる。
【００２０】
ＣＣＤイメージャ１４から出力された画素信号は、ＣＤＳ回路２６で周知のノイズ除去を施された後、ＬＰＦ２８に入力される。ＬＰＦ２８は入力された画素信号を平滑し、平滑信号つまりＹ信号を積分回路３０に与える。積分回路３０は、入力されたＹ信号を積分し、積分値Ｙ_Ｓをマイコン１８に与える。
【００２１】
ＣＤＳ回路２６から出力された画素信号はまた、ＡＧＣ回路３２によって周知のゲイン調整を施され、その後、色分離回路３８に与えられる。色分離回路３８は、水平方向に連続する画素信号を１画素ずつ分離し、分離した各画素信号を引き算器４０に与える。奇数ラインでは、（Ｍｇ＋Ｙｅ）が引き算器４０のプラス側に与えられ、（Ｇ＋Ｃｙ）が引き算器４０のマイナス側に与えられる。また、偶数ラインでは、（Ｇ＋Ｙｅ）が引き算器４０のプラス側に与えられ、（Ｍｇ＋Ｃｙ）が引き算器４０のマイナス側に与えられる。このため、引き算器４０からは、奇数ラインにおいて２Ｒ−Ｇ（＝Ｍｇ＋Ｙｅ−（Ｇ＋Ｃｙ））の画素信号が出力され、偶数ラインにおいてＧ−２Ｂ（＝Ｇ＋Ｙｅ−（Ｍｇ＋Ｃｙ））の画素信号が出力される。なお、原色成分Ｒ，ＧおよびＢと補色成分Ｙｅ，ＣｙおよびＭｇの間には、数１が成立する。
【００２２】
【数１】
Ｙｅ＝Ｒ＋Ｇ
Ｃｙ＝Ｇ＋Ｂ
Ｍｇ＝Ｒ＋Ｂ
引き算器４０の出力は、そのまま加算器４４の一方入力端に与えられるとともに、ラインメモリ４２ａおよび４２ｂを介して加算器４４の他方入力端に与えられる。つまり、現ラインの画素信号および２ライン前の画素信号が、加算器４４に入力される。現ラインおよび２ライン前が奇数ラインであれば２Ｒ−Ｇの画素信号が、現ラインおよび２ライン前が偶数ラインであればＧ−２Ｂの画素信号が、加算器４４に入力される。加算器４４は、入力された画素信号を互いに加算し、かつ加算値を１／２にする。つまり、入力画素信号の平均をとる。そして、平均値をセレクタ４６の一方入力端に与える。
【００２３】
セレクタ４６の他方入力端には、ラインメモリ４２ａから出力された前ラインの画素信号が与えられる。このため、一方端に２Ｒ−Ｇの画素信号が与えられたときはＧ−２Ｂの画素信号が他方端に与えられ、一方端にＧ−２Ｂの画素信号が与えられたときは２Ｒ−Ｇの画素信号が他方端に与えられる。入力された画素信号はいずれも、セレクタ４６の一方出力端および他方出力端から出力されるが、出力端は１ライン毎に切り換えられる。この結果、２Ｒ−Ｇ（＝Ｃ_Ｒ）の画素信号は常に一方出力端から出力され、Ｇ−２Ｂ（＝Ｃ_Ｂ）の画素信号は常に他方出力端から出力される。
【００２４】
このようにしてセレクタ４６から出力されたＣ_Ｒ信号およびＣ_Ｂ信号は、マトリクス演算回路４８に入力される。マトリクス演算回路４８には、ＡＧＣ回路３２の出力つまりＹ信号も入力される。マトリクス演算回路４８は、このようなＣ_Ｒ信号，Ｃ_Ｂ信号およびＹ信号に所定のマトリクス演算を施し、Ｒ信号，Ｇ信号およびＢ信号を生成する。生成されたＲ信号，Ｇ信号およびＢ信号は、白バランス調整回路５０による白バランス調整ならびにガンマ補正回路５２によるガンマ補正を経て、マトリクス演算回路５４に与えられる。
【００２５】
マトリクス演算回路５４は、入力されたＲ信号，Ｇ信号およびＢ信号に基づいて色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを生成し、生成したＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号をエンコーダ３６に入力する。エンコーダ３６にはまた、ＡＧＣ回路３２から出力され、かつＬＰＦ３３による平滑化およびガンマ補正回路３４によるガンマ補正を施されたＹ信号が入力される。エンコーダ３６は、このようなＲ−Ｙ信号，Ｂ−Ｙ信号およびＹ信号に所定のエンコード処理を施し、輝度信号成分および同期信号成分を持つ白黒ビデオ信号（白黒テレビジョン信号）ならびに輝度信号成分および同期信号成分に加えてカラーバースト信号成分および色信号成分を持つカラービデオ信号（カラーテレビジョン信号）を生成する。そして、白黒ビデオ信号およびカラービデオ信号の一方が、スイッチＳＷ１を介して出力される。
【００２６】
ガンマ補正回路５２から出力されたＲ信号およびＢ信号はまた、積分回路５６および５８に入力される。積分回路５６および５８は、与えられたＲ信号およびＢ信号をそれぞれ積分し、積分値Ｒ_ＳおよびＢ_Ｓを求める。求められた積分値Ｒ_ＳおよびＢ_Ｓは、マイコン１８に入力される。
【００２７】
つまり、マイコン１８には、状態センサ１６から出力された検知信号ならびに積分回路３０，５６および５８から出力された積分値Ｙ_Ｓ，Ｒ_ＳおよびＢ_Ｓが与えられ、マイコン１８はこれらの信号に基づいてモータ２０およびスイッチＳＷ１を制御する。なお、マイコン１８はエンコーダ３６から出力された垂直同期信号に応じてタイミングをとり、積分回路３０，５６および５８は同じ垂直同期信号に応答してリセットされる。
【００２８】
図４を参照して、マイコン１８の動作を説明する。マイコン１８はまず、ステップＳ１でカラーモードを選択する。つまり、ＩＲカットフィルタ１４ａを光軸上に配置するとともに、スイッチＳＷ１を端子Ｓ２側に接続する。これによって、カラービデオ信号がスイッチＳＷ１から出力される。マイコン１８は次に、ステップＳ３で閾値Ｙ_ＴＨを第１閾値Ｙ_１に設定する。続いて、垂直同期信号が入力されたかどうかをステップＳ５で判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ７で積分値Ｙ_Ｓ，Ｒ_ＳおよびＢ_Ｓを積分回路３０，５６および５８から取り込む。
【００２９】
ステップＳ９では、積分値Ｙ_Ｓを閾値Ｙ_ＴＨと比較する。ここでＹ_Ｓ＞Ｙ_ＴＨであれば、ステップＳ１１で現撮影モードを判定する。そして、現撮影モードがカラーモードであればステップＳ５に戻り、現撮影モードが白黒モードであればステップＳ１に戻る。
【００３０】
一方、Ｙ_Ｓ≦Ｙ_ＴＨであれば、マイコン１８はステップＳ９からステップＳ１３に進み、ステップＳ１１と同様に現撮影モードを判定する。そして、現撮影モードが白黒モードであればステップＳ５に戻り、現撮影モードがカラーモードであればステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、Ｂ_Ｓ≪Ｒ_Ｓであるかどうか判断する。ここでＮＯであればステップＳ１７で閾値Ｙ_ＴＨを第２閾値Ｙ_２に設定するが、ＹＥＳであればステップＳ１９で閾値Ｙ_ＴＨを第３閾値Ｙ_３に設定する。具体的には、積分値Ｂ_Ｓがほとんどゼロで積分値Ｒ_Ｓが十分に大きいとき、ステップＳ１５でＹＥＳと判断される。閾値Ｙ_ＴＨの更新処理が完了すると、マイコン１８は、ステップＳ２１で白黒モードを選択してステップＳ５に戻る。つまり、ダミーガラス１４ｂを光軸上に配置するとともにスイッチＳＷ１を端子Ｓ１側に接続し、ステップＳ５に戻る。
【００３１】
第１閾値Ｙ_１，第２閾値Ｙ_２および第３閾値Ｙ_３の関係を、図５に示す。各閾値が示す値は、Ｙ_１，Ｙ_２，Ｙ_３の順で大きくなる。また、第１閾値Ｙ_１と第２閾値Ｙ_２との間の差分の方が、第２閾値Ｙ_２と第３閾値Ｙ_３との間の差分よりも大きい。閾値Ｙ_ＴＨは、カラーモードの選択とともに第１閾値Ｙ_１に設定される。カラーモードが選択されかつ積分値Ｙ_Ｓが第１閾値Ｙ_１を上回る間は、ステップＳ５〜Ｓ１１の処理が繰り返される。積分値Ｙ_Ｓが第１閾値Ｙ_１まで低下すると、ステップＳ１３〜Ｓ２１が処理され、閾値Ｙ_ＴＨが第２閾値Ｙ_２またはＹ_３に更新されるとともに、撮影モードが白黒モードに切り換えられる。
【００３２】
白黒モードが選択された状態では、積分値Ｙ_Ｓが閾値Ｙ_ＴＨ（＝Ｙ_２またはＹ_３）を上回らない限り、ステップＳ５〜Ｓ１３の処理が繰り返され、白黒モードが維持される。積分値Ｙ_Ｓが上昇して閾値Ｙ_ＴＨを上回ると、ステップＳ１１，Ｓ１およびＳ３の処理が実行される。この結果、撮影モードがカラーモードに切り換えられ、閾値Ｙ_ＴＨが第１閾値Ｙ_１に更新される。
【００３３】
定格電圧よりも低い電圧が印可された白熱電灯の波長特性は、図７に示すように、定格電圧を印加したときよりも長波長側にシフトする。このような状況で撮影を行なうと、ＩＲカットフィルタ１４ａがオフ状態のときは積分値Ｙ_Ｓが上昇し、ＩＲカットフィルタ１４ａがオン状態のときは積分値Ｙ_Ｓが低下するという現象が起きる。このため、撮影モードの切換の判断基準となる閾値Ｙ_ＴＨとして単一の値を用いると、モード切換が頻繁に繰り返され、動作が不安定になってしまう。
【００３４】
このような動作の不安定さを解消するには、カラーモードから白黒モードに切り換えるときの閾値と白黒モードからカラーモードに切り換えるときの閾値を異ならせるようにすればよい。つまり、図５に示す第１閾値Ｙ_１を白黒モードへの切換のための閾値とし、第３閾値Ｙ_３をカラーモードへの閾値とすればよい。しかし、この第１閾値Ｙ_１と第３閾値Ｙ_３との間の差が大きすぎると、低電圧駆動の白熱電灯下では動作が安定するものの、他の状況たとえば定格電圧駆動の白熱電灯，蛍光灯あるいは昼光の下での撮影時に、モード切換がうまくいかない。つまり、撮影モードが切り換わってほしい状況でも切換が行なわれない現象が生じる。
【００３５】
このため、この実施例では、カラーモードから白黒モードへの切換時に積分値Ｂ_Ｓを積分値Ｒ_Ｓと比較し、比較結果に応じて、第２閾値Ｙ_２および第３閾値Ｙ_３のいずれか一方を閾値Ｙ_ＴＨに設定するようにしている。これによって、低電圧駆動の白熱電灯下で撮影を行なったときに撮影モードが頻繁に切り換えられるという問題が解消される。また、他の状況で撮影を行なったときに撮影モードが適切なタイミングで切り換えられる。つまり、どのような条件下の撮影でも撮影モードの切り換え動作を安定させることができる。
【００３６】
なお、この実施例では、ＣＤＳ回路２６の出力をＬＰＦ２８を通して積分回路３０に与えるようにしているが、ＡＧＣ回路３２の出力を積分回路３０に与えるようにしてもよい。また、この実施例では、ガンマ補正回路５２から出力されたＲ信号およびＢ信号を積分回路５６および５８に与えるようにしているが、マトリクス演算回路４８または白バランス調整５０から出力されたＲ信号およびＢ信号を積分回路５６および５８に与えるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、この実施例では、色フィルタ２２として補色フィルタを用いているが、Ｒ，ＧおよびＢの色要素がモザイク上に配置された原色フィルタを用いてもよい。また、この実施例では、画素信号にアナログ処理を施しているが、この発明は画素信号にディジタル処理を施すカメラにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】ガラス部材の一例を示す図解図である。
【図３】補色フィルタの一例部を示す図解図である。
【図４】図１実施例の動作の一部を示すフロー図である。
【図５】図１実施例の動作の一部を示す図解図である。
【図６】ＩＲカットフィルタを用いたときと用いないときのＣＣＤイメージャの出力特性を示すグラフである。
【図７】昼光、白熱電灯、および蛍光灯の波長特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…白黒／カラー切換カメラ
１４ａ…ＩＲカットフィルタ
１４ｂ…ダミーガラス
１６…状態センサ
１８…マイコン
２０…モータ
３０，５６，５８…積分回路
３６…エンコーダ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a black-and-white / color switching camera, and more particularly to a black-and-white / color switching camera which is applied to, for example, a surveillance camera and switches a shooting mode between a color mode and a black-and-white mode in accordance with the brightness of a subject.
[0002]
[Prior art]
Many color cameras use a CCD imager as an image sensor. The photosensitive characteristics of the CCD imager are in a wavelength region of about 400 nm to 900 nm, and the sensitivity in the infrared region (700 nm or more) is particularly high. For this reason, if the light image of the subject is directly irradiated on the CCD imager, the reproduced image becomes reddish. In consideration of such points, usually, an infrared cut filter (IR cut filter) is provided between the light receiving surface of the CCD imager and the optical lens.
[0003]
However, if an IR cut filter is used even when shooting in a situation where a sufficient amount of light cannot be obtained, such as at night, the amount of light applied to the CCD imager will be further insufficient, which will hinder shooting.
[0004]
For this reason, in a surveillance camera or the like that requires shooting regardless of day and night, conventionally, the luminance component is compared with a predetermined threshold, and if the luminance component is small, the IR cut filter is turned off and a black-and-white video signal is output. . In other words, the IR cut filter is turned off in order to secure the brightness of the reproduced image using the luminance component included in the infrared region, and the black and white video is considered in consideration of the deterioration in color reproducibility when the IR cut filter is turned off. Signal was output.
[0005]
That is, in the prior art, in the daytime when a sufficient amount of light can be secured, a color mode in which the IR cut filter is enabled and a color video signal is output is selected. The black and white mode that outputs a signal was selected.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the related art, the threshold value used for comparison with the luminance component is a fixed value. Operation could result in unstable operation. That is, when a voltage lower than the rated voltage is applied to the incandescent lamp, as can be seen from FIG. 7, the spectrum of the illumination light shifts to the longer wavelength side, and the light amount in the near infrared region decreases instead of decreasing in the visible region. Will increase. Then, when the IR cut filter is in the off state, many luminance components are obtained, whereas when the IR cut filter is in the on state, a phenomenon occurs in which the luminance component is insufficient. As a result, in shooting under an incandescent lamp driven at a low voltage, the shooting mode switching is frequently repeated, and the operation has been unstable.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a black-and-white / color switching camera capable of stabilizing a mode switching operation regardless of shooting conditions.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A black-and-white / color switching camera according to the present invention includes an image sensor for photographing a subject image, first detection means for detecting a luminance component from an output of the image sensor, and second detection means for detecting an R component and a B component from an output of the image sensor. Comparing means for comparing a luminance component with a predetermined threshold value, switching means for switching a photographing mode between a color mode and a black-and-white mode according to a comparison result of the comparing means, and setting a first threshold value to a predetermined threshold value when switching the photographing mode to the color mode And a second setting means for setting one of the second threshold and the third threshold to a predetermined threshold when the shooting mode is switched to the monochrome mode , wherein both the second threshold and the third threshold are set. The third threshold value is greater than the first threshold value, and the third threshold value is greater than the second threshold value. When the R component and the B component do not satisfy the predetermined condition, the second threshold value is set. A second threshold setting means for setting a predetermined threshold; and a third threshold setting means for setting a third threshold to a predetermined threshold when the R component and the B component satisfy a predetermined condition, wherein the R component has a higher value than the B component. Including the condition of being large .
[0009]
[Action]
When a subject image is photographed by the image sensor, the first detecting means detects a luminance component from the output of the image sensor, and the second detecting means detects an R component and a B component from the output of the same image sensor. On the other hand, the first setting means sets the first threshold to a predetermined threshold when switching the shooting mode to the color mode. The second setting means sets one of the second threshold and the third threshold to a predetermined threshold based on the R component and the B component when switching the shooting mode to the monochrome mode. The second threshold value and the third threshold value are larger than the first threshold value and have different values from each other. The comparing means compares such a predetermined threshold value with the luminance component, and the switching means switches the photographing mode between the color mode and the monochrome mode according to the comparison result.
[0010]
In one aspect of the present invention, the second setting means operates as follows. First, the comparing means compares the R component and the B component. If the R component and the B component do not have a predetermined relationship, the second threshold setting means sets the second threshold to a predetermined threshold, and if the R component and the B component have a predetermined relationship, the third threshold is set. The setting means sets the third threshold to a predetermined threshold.
[0011]
Here, the third threshold is larger than the second threshold, and the predetermined relation includes a condition that the R component is larger than the B component.
[0012]
In another aspect of the present invention, the infrared cut filter removes infrared rays from the subject image irradiated on the image sensor. Further, the video signal generating means generates a black-and-white video signal and a color video signal based on the output of the image sensor, and the selecting means selects one of the black-and-white video signal and the color video signal.
[0013]
The switching means turns on the infrared cut filter and selects a color video signal in the camera mode, and turns off the infrared cut filter and selects a black and white video signal in the black and white mode.
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the shooting mode is switched to the monochrome mode, one of the second threshold and the third threshold is set to the predetermined threshold based on the R component and the B component. Here, the second threshold value and the third threshold value are larger than the first threshold value and have different values from each other. Therefore, the shooting mode can be appropriately switched even under shooting under any conditions, and the operation can be stabilized.
[0015]
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[0016]
【Example】
Referring to FIG. 1, a video camera 10 according to this embodiment includes an optical lens 12. A glass member 14 formed in a rectangular plate shape is arranged between the optical lens 12 and the CCD imager 24. As shown in FIG. 2, the upper half of the glass member 14 is formed by an IR cut filter 14a, and the lower half is formed by a dummy glass 14b. The glass member 14 is moved in the length direction by a motor 20 controlled by the microcomputer 20. Therefore, between the optical lens 12 and the CCD imager 24 (on the optical axis), one of the IR cut filter 14a and the dummy glass 14b is arranged. When the IR cut filter 14a is arranged on the optical axis, an infrared component (a wavelength component of 700 nm or more) is cut from the light image of the subject. On the other hand, when the dummy glass 14b is arranged on the optical axis, the light image of the subject including the infrared component passes through the glass member 14 as it is.
[0017]
The position of the glass member 14 is detected by the state sensor 16, and a detection signal is given to the microcomputer 18.
[0018]
As shown in FIG. 3, a color filter 22 in which Ye, Cy, Mg, and G color elements are arranged in a mosaic pattern is mounted on the light receiving surface of the CCD imager 24. Of these, two color elements in the vertical direction constitute one line. The subject image transmitted through the glass member 14 is irradiated on the light receiving surface of the CCD imager 24 through such a color filter 22. In addition, any of the color elements constituting the color filter 22 transmits not only its own color component but also an infrared component. For this reason, the infrared component is cut by the IR cut filter 14a.
[0019]
Pixel signals are read from the CCD imager 14 in a raster scan manner by a timing generator (not shown). As described above, two color elements in the vertical direction correspond to each line. For this reason, pixel signals are output from the CCD imager 14 in the manner of (Mg + Ye), (G + Cy), (Mg + Ye), (G + Cy)... , (Mg + Cy)... Are output from the CCD imager 14. In each of the odd-numbered line and the even-numbered line, adjacent two pixels include all color components Ye, Cy, Mg, and G. The sum (Ye + Cy + Mg + G) of all such color components can be approximated to a luminance component, that is, a Y component.
[0020]
The pixel signal output from the CCD imager 14 is input to the LPF 28 after being subjected to well-known noise removal by the CDS circuit 26. The LPF 28 smoothes the input pixel signal and supplies a smoothed signal, that is, a Y signal to the integration circuit 30. Integrating circuit 30 integrates the input Y signal, providing an integral value Y _S to the microcomputer 18.
[0021]
The pixel signal output from the CDS circuit 26 is also subjected to a well-known gain adjustment by the AGC circuit 32, and is thereafter provided to the color separation circuit 38. The color separation circuit 38 separates pixel signals that are continuous in the horizontal direction one pixel at a time, and supplies the separated pixel signals to a subtractor 40. In the odd lines, (Mg + Ye) is given to the plus side of the subtractor 40, and (G + Cy) is given to the minus side of the subtractor 40. On the even line, (G + Ye) is given to the plus side of the subtractor 40 and (Mg + Cy) is given to the minus side of the subtractor 40. For this reason, the subtractor 40 outputs a pixel signal of 2R-G (= Mg + Ye- (G + Cy)) on an odd line and a pixel signal of G-2B (= G + Ye- (Mg + Cy)) on an even line. You. Equation 1 holds between the primary color components R, G, and B and the complementary color components Ye, Cy, and Mg.
[0022]
(Equation 1)
Ye = R + G
Cy = G + B
Mg = R + B
The output of the subtracter 40 is supplied to one input terminal of the adder 44 as it is and to the other input terminal of the adder 44 via the line memories 42a and 42b. That is, the pixel signal of the current line and the pixel signal of two lines before are input to the adder 44. The pixel signal of 2R-G is input to the adder 44 if the current line and two lines before are odd lines, and the pixel signal of G-2B is input if the current line and two lines before are even lines. The adder 44 adds the input pixel signals to each other and halves the added value. That is, the average of the input pixel signals is obtained. Then, the average value is given to one input terminal of the selector 46.
[0023]
The other input terminal of the selector 46 is supplied with the pixel signal of the previous line output from the line memory 42a. For this reason, when a 2R-G pixel signal is applied to one end, a G-2B pixel signal is applied to the other end, and when a G-2B pixel signal is applied to one end, a 2R-G pixel signal is applied. A pixel signal is provided to the other end. Each of the input pixel signals is output from one output terminal and the other output terminal of the selector 46, and the output terminal is switched for each line. As a result, the pixel signals of 2R-G (= _{C R)} are output at all times from the other hand the output terminal, the pixel signals of the G-2B (= _{C B)} is always outputted from the other output terminal.
[0024]
Thus C _R signal and C _B signal outputted from the selector 46 in the is input to the matrix operation circuit 48. The output of the AGC circuit 32, that is, the Y signal is also input to the matrix operation circuit 48. Matrix operation circuit 48, such C _R signal, performs predetermined matrix computation on the C _B signal and Y signal to produce a R, G and B signals. The generated R signal, G signal, and B signal are provided to a matrix operation circuit 54 through white balance adjustment by a white balance adjustment circuit 50 and gamma correction by a gamma correction circuit 52.
[0025]
The matrix operation circuit 54 generates color difference signals RY and BY based on the input R signal, G signal and B signal, and inputs the generated RY signal and BY signal to the encoder 36. . The Y signal output from the AGC circuit 32 and subjected to smoothing by the LPF 33 and gamma correction by the gamma correction circuit 34 is also input to the encoder 36. The encoder 36 performs a predetermined encoding process on the RY signal, the BY signal, and the Y signal, and outputs a monochrome video signal (monochrome television signal) having a luminance signal component and a synchronization signal component, and a luminance signal component and A color video signal (color television signal) having a color burst signal component and a color signal component in addition to the synchronization signal component is generated. Then, one of the black and white video signal and the color video signal is output via the switch SW1.
[0026]
The R and B signals output from the gamma correction circuit 52 are also input to integration circuits 56 and 58. Integrating circuit 56 and 58 are given R signals and B signals each integrated to obtain the integrated value _{R S} and _{B S.} The obtained integral values R _S and B _S are input to the microcomputer 18.
[0027]
That is, the microcomputer 18, the integration value outputted from the detection signal and the integrator circuit 30,56 and 58 output from the state sensor 16 _Y S, given _{R S} and _{B S,} the microcomputer 18 based on these signals To control the motor 20 and the switch SW1. The microcomputer 18 takes a timing according to the vertical synchronization signal output from the encoder 36, and the integration circuits 30, 56 and 58 are reset in response to the same vertical synchronization signal.
[0028]
The operation of the microcomputer 18 will be described with reference to FIG. First, the microcomputer 18 selects the color mode in step S1. That is, the IR cut filter 14a is arranged on the optical axis, and the switch SW1 is connected to the terminal S2. As a result, a color video signal is output from the switch SW1. The microcomputer 18 then sets a threshold value _{Y TH} to the first threshold value _{Y 1} at step S3. Subsequently, whether the vertical synchronizing signal is input is determined at step S5, if YES, the capture integral value _Y S, the _{R S} and _{B S} from the integrator 30,56 and 58 in step S7.
[0029]
In step S9, it compares the integral value _{Y S} with the threshold _{Y TH.} Here, if a _{_Y S>} _Y _TH, determines the current shooting mode in step S11. If the current shooting mode is the color mode, the process returns to step S5. If the current shooting mode is the monochrome mode, the process returns to step S1.
[0030]
On the other hand, if Y _S ≦ Y _TH , the microcomputer 18 proceeds from step S9 to step S13, and determines the current shooting mode as in step S11. If the current shooting mode is the monochrome mode, the process returns to step S5, and if the current shooting mode is the color mode, the process proceeds to step S15. In step _S15, it is determined whether or not _B _S «R S. Here it is to set the threshold value _{Y TH} at step S17 if NO in the second threshold value _{Y 2,} set if YES in step S19 the threshold _{Y TH} to the third threshold value _{Y 3.} Specifically, when the integral value _BS is almost zero and the integral value _RS is sufficiently large, YES is determined in the step S15. When the update process of the threshold Y _TH is completed, the microcomputer 18 selects the monochrome mode in step S21 and returns to step S5. That is, the dummy glass 14b is arranged on the optical axis, the switch SW1 is connected to the terminal S1, and the process returns to step S5.
[0031]
The first threshold value _{Y 1,} the relationship between the second threshold value _{Y 2} and the third threshold value _{Y 3,} shown in FIG. The value indicated by each threshold increases in the order of Y ₁ , Y ₂ , and Y ₃ . Further, towards the difference between the first threshold value Y ₁ and the second threshold value Y ₂ is greater than the difference between the second threshold value Y ₂ and the third threshold value Y _3. The threshold Y _TH is set to the first threshold Y ₁ together with the selection of the color mode. Color mode is selected and the integral value _{Y S} is while above the first threshold value _{Y 1,} the process of step S5~S11 is repeated. When the integral value _{Y S} decreases to the first threshold value _{Y 1,} step S13~S21 are processed, together with the threshold value _{Y TH} is updated to the second threshold value _{Y 2} or _{Y 3,} shooting mode is switched to the monochrome mode.
[0032]
In a state where the monochrome mode is selected, as long as the integral value _{Y S} does not exceed the threshold value _{_Y} TH (= _Y ₂ or _{Y 3),} the processing in step S5~S13 are repeated, monochrome mode is maintained. When the integral value _{Y S} exceeds the threshold value _{Y TH} rises, the processing in step S11, S1 and S3 are performed. As a result, the shooting mode is switched to the color mode, and the threshold Y _TH is updated to the first threshold Y ₁ .
[0033]
As shown in FIG. 7, the wavelength characteristic of the incandescent lamp to which a voltage lower than the rated voltage is applied shifts to a longer wavelength side than when the rated voltage is applied. When performing imaging in this situation, IR cut filter 14a is integral value Y _S is increased when the OFF state, IR cut filter 14a is in the on state phenomenon occurs that the integral value Y _S decreases. For this reason, if a single value is used as the threshold value Y _{TH which} is a criterion for switching the shooting mode, the mode switching is frequently repeated, and the operation becomes unstable.
[0034]
In order to eliminate such instability of the operation, the threshold value when switching from the color mode to the monochrome mode and the threshold value when switching from the monochrome mode to the color mode may be made different. That is, the first threshold value Y ₁ shown in FIG. 5 as a threshold value for switching to the monochrome mode, the third threshold value Y ₃ may be the threshold of the color mode. However, this difference between the first threshold value Y ₁ and the third threshold value Y ₃ is too large, although the operation in an incandescent lamp of low voltage driving is stabilized, in other situations for example incandescent lamp rated voltage driving, fluorescent Mode switching does not work well when shooting under light or daylight. In other words, a phenomenon occurs in which switching is not performed even in a situation where the photographing mode is desired to be switched.
[0035]
Therefore, in this embodiment, the integrated value B _S when switching from the color mode to the monochrome mode as compared with the integrated value R _S, in accordance with the comparison result, either the second threshold value Y ₂ and the third threshold value Y ₃ One is set to the threshold Y _TH . This solves the problem that the photographing mode is frequently switched when photographing is performed under an incandescent lamp driven by a low voltage. Further, when shooting is performed in another situation, the shooting mode is switched at an appropriate timing. That is, it is possible to stabilize the operation of switching the shooting mode under any conditions.
[0036]
In this embodiment, the output of the CDS circuit 26 is supplied to the integration circuit 30 through the LPF 28, but the output of the AGC circuit 32 may be supplied to the integration circuit 30. In this embodiment, the R signal and the B signal output from the gamma correction circuit 52 are supplied to the integration circuits 56 and 58. However, the R signal and the B signal output from the matrix operation circuit 48 or the white balance adjustment 50 are provided. The B signal may be provided to the integration circuits 56 and 58.
[0037]
Further, in this embodiment, a complementary color filter is used as the color filter 22, but a primary color filter in which R, G, and B color elements are arranged on a mosaic may be used. In this embodiment, the pixel signal is subjected to analog processing. However, the present invention can be applied to a camera that performs digital processing on the pixel signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an illustrative view showing one example of a glass member;
FIG. 3 is an illustrative view showing one example of a complementary color filter;
FIG. 4 is a flowchart showing a part of the operation of the embodiment in FIG. 1;
FIG. 5 is an illustrative view showing one portion of an operation of the embodiment in FIG. 1;
FIG. 6 is a graph showing output characteristics of a CCD imager when an IR cut filter is used and when it is not used.
FIG. 7 is a graph showing wavelength characteristics of daylight, an incandescent lamp, and a fluorescent lamp.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 black-and-white / color switching camera 14a IR cut filter 14b dummy glass 16 state sensor 18 microcomputer 20 motor 30, 56, 58 integration circuit 36 encoder

Claims

被写体像を撮影するイメージセンサ、
前記イメージセンサの出力から輝度成分を検出する第１検出手段、
前記イメージセンサの出力からＲ成分およびＢ成分を検出する第２検出手段、
前記輝度成分を所定閾値と比較する比較手段、
前記比較手段の比較結果に応じて撮影モードをカラーモードおよび白黒モードの間で切り換える切換手段、
前記撮影モードの前記カラーモードへの切換時に第１閾値を前記所定閾値に設定する第１設定手段、および
前記撮影モードの前記白黒モードへの切換時に第２閾値および第３閾値の一方を前記所定閾値に設定する第２設定手段を備え、
前記第２閾値および前記第３閾値はいずれも前記第１閾値よりも大きく、
前記第３閾値は前記第２閾値よりも大きく、
前記第２設定手段は、前記Ｒ成分および前記Ｂ成分が所定条件を満たさないとき前記第２閾値を前記所定閾値に設定する第２閾値設定手段、および前記Ｒ成分および前記Ｂ成分が前記所定条件を満たすとき前記第３閾値を前記所定閾値に設定する第３閾値設定手段を含み、
前記所定条件は前記Ｒ成分が前記Ｂ成分よりも大きいという条件を含む、白黒／カラー切換カメラ。An image sensor that captures the image of the subject,
First detecting means for detecting a luminance component from the output of the image sensor,
Second detection means for detecting an R component and a B component from the output of the image sensor,
Comparing means for comparing the luminance component with a predetermined threshold,
Switching means for switching a shooting mode between a color mode and a black and white mode in accordance with a comparison result of the comparing means,
First setting means for setting a first threshold value to the predetermined threshold value when the shooting mode is switched to the color mode; and setting one of the second threshold value and the third threshold value when the shooting mode is switched to the monochrome mode to the predetermined value. A second setting means for setting a threshold value ;
Both the second threshold and the third threshold are larger than the first threshold,
The third threshold is greater than the second threshold,
A second threshold setting unit that sets the second threshold to the predetermined threshold when the R component and the B component do not satisfy a predetermined condition; and a second threshold setting unit that sets the R component and the B component to the predetermined condition. A third threshold setting unit that sets the third threshold to the predetermined threshold when
The monochrome / color switching camera, wherein the predetermined condition includes a condition that the R component is larger than the B component .

前記イメージセンサに照射される被写体像から赤外線を除去する赤外線カットフィルタ、
前記イメージセンサの出力に基づいて白黒ビデオ信号およびカラービデオ信号を生成するビデオ信号生成手段、および
前記白黒ビデオ信号および前記カラービデオ信号の一方を選択する選択手段をさらに備える、請求項１記載の白黒／カラー切換カメラ。An infrared cut filter that removes infrared rays from a subject image irradiated on the image sensor,
Video signal generating means for generating a black-and-white video signal and a color video signal based on an output of the image sensor, and further comprising a selection means for selecting one of the black and white video signal and the color video signal, No placement claim 1 Symbol Black and white / color switching camera.

前記切換手段は、前記カメラモードにおいて前記赤外線カットフィルタをオンするとともに前記カラービデオ信号を選択し、前記白黒モードにおいて前記赤外線カットフィルタをオフするとともに前記白黒ビデオ信号を選択する、請求項２記載の白黒／カラー切換カメラ。Said switching means selects said color video signal as well as on the infrared cut filter in the camera mode, selects the monochrome video signal turns off the infrared cut filter in the monochrome mode, according to claim 2, wherein Black and white / color switching camera.