JP3642127B2 - Video camera - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラービデオカメラ、特に、撮像信号中の特定の色を検出する色検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラービデオカメラには、被写体の映像情報を反映する撮像信号を生成する機能を有するＣＣＤ等のイメージセンサが設けられている。イメージセンサによって生成された撮像信号から、画素ごとに３原色の比率を反映する色差信号等の信号が生成される。この色差信号等の信号に基づいてカラーエンコーダ等の所定の手段によって例えばＮＴＳＣ方式等の所定の形式の映像信号を生成する。上述の撮像信号を得る方法として、光学的な手段によって撮像光を３原色に分解し、各原色に対応する３つのイメージセンサを用いて３原色毎の色信号を得るもの（三板式）および単一のイメージセンサを用い、その撮像面に３原色もしくはその補色のフィルタを撮像面に配置して、フィルタ透過後の被写体からの光から上述の単一のイメージセンサが生成した撮像信号を得るもの（単板式）とが従来よく用いられてきた。
【０００３】
三板式においては、撮像信号として３原色毎の色信号がイメージセンサから直接出力されるが、単板式の場合には、単一のイメージセンサが出力した撮像信号から色分離回路等の手段によって３原色毎の色信号を生成する回路構成が必要となる。この発明は、三板式および単板式、さらには二板式の何れにも適用することができる。
【０００４】
従来のカラービデオカメラの信号処理系では、ホワイトバランス調整部が設けられている。ホワイトバランス調整部には、色信号Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）にそれぞれ対応して３つのゲイン可変アンプが設けられており、被写体を照明している光源下での白に相当する色による撮像信号に基づいて生成された色信号Ｒ、Ｇ、Ｂのレベルが１：１：１となるようにこれら３つのゲイン可変アンプのゲインが設定される。
【０００５】
上述したホワイトバランス制御すなわち、ホワイトバランス調整部のアンプのゲイン設定の方法として、フィードバック方式およびフィードフォワード方式がある。フィードバック方式においては、まずホワイトバランス調整部のアンプに適当なゲイン初期値を設定する。そして、被写体を照明している光源下での白に相当する色を撮像することにより得られる撮像信号に対して、上述のゲイン初期値を用いたホワイトバランス調整および後段の処理を施し、色差信号等を生成する。
【０００６】
この色差信号等に関連して色検出パルスを発生し、この色検出パルスを参照してホワイトバランス制御用のデータ検波がなされることによってホワイトバランス制御が行われる。色差信号に関連して色検出パルスを発生する具体的な方法としては、上述のホワイトバランス調整後の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに基づいて、信号処理系の外部からの基準信号例えばビデオカメラが内蔵しているＲＯＭ等に予め記録された基準信号を参照して色検出パルスを発生する方法等が用いられる。
【０００７】
一方、フィードフォワード方式は、ホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに関連してホワイトバランス制御を行う。具体的な方法としては、例えばホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを各々１フィールド積算して検出値を得て、これらの検出値の比を計算し、この比に基づいてホワイトバランス制御を行う方法等が用いられている。
【０００８】
上述したようなホワイトバランス制御が正しく行われた場合には、ホワイトバランス調整部から出力される色信号Ｒ、Ｇ、Ｂのレベル比が被写体の色彩を正しく反映するものとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ホワイトバランス制御を良好に行うためには、上述の撮像信号に基づいて生成された色信号Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、被写体を照明する光源下での白に相当する色に近いデータがホワイトバランス制御に用いられることが望ましい。このために、フィードバック方式のものにおいては、ホワイトバランス調整部の後段で生成された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ平面の原点等の被写体を照明している光源下での白に相当する色が位置する点から所定の範囲内に存在する時にのみ、色検出パルスを発生させる手段によって被写体を照明する光源下での白に相当する色に近いデータを検波対象とする方法が従来用いられてきた。しかしながら、このような方法は、ホワイトバランス制御がフィードバック方式のものにのみ適用可能であり、フィードフォワード方式のものには適用することができない。
【００１０】
また上述した従来のビデオカメラ装置では、ホワイトバランス調整部およびその後段の信号処理手段によって生成された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙから、所定の方法で設定された抜き取り枠を用いて所望の色が抜き取られる。このため抜き取り枠の設定位置を所望の色によって変えなければならず、そのような抜き取り枠の制御が難しい。また色を抜き取る動作の前段で行われるホワイトバランス調整が何らかの原因でずれた場合には、所望の色を抜き取れなくなる可能性がある。
【００１１】
従ってこの発明の目的は、ホワイトバランス制御がフィードバック方式およびフィードフォワード方式の何れのものについても、良好なホワイトバランス制御を行うことができ、また所望の色によって抜き取り枠の設定位置を制御することが容易で、且つホワイトバランス調整の影響を受けずに常に所望の色を抜き取ることを可能とするビデオカメラを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、供給された色信号に、ホワイトバランス調整のためのゲインとは別のゲイン調整を行うゲイン可変手段と、
ゲイン可変手段の出力に、所定の演算を行うことによって得られる出力が所定の範囲内となる時にのみ、色平面において色信号が白に相当する位置から所定の範囲にあることを示す信号を発生する手段とからなる第１および第２の色検出手段を有し、
第１の色検出手段にホワイトバランス調整前またはホワイトバランス調整後の色信号を供給し、且つ第１の色検出手段に含まれるゲイン可変手段を、被写体を照明する光源下での白に相当する色に関連して制御することにより、第１の色検出手段が発生する信号を参照して、ホワイトバランス調整前またはホワイトバランス調整後の色信号をホワイトバランス用のデータ検波の検波対象とするデータ検波手段と、
データ検波手段の出力を参照してホワイトバランス調整のためのゲインを制御する手段とを有し、
第２の色検出手段にホワイトバランス調整前の色信号を供給し、且つ第２の色検出手段に含まれるゲイン可変手段を、所望の色に関連して制御することにより、第２の色検出手段が発生する信号によって、供給された色信号に基づいて生成される色差信号等が所定の範囲内にあるときにのみ、色差信号等を出力するように制御する選択手段を有することを特徴とするビデオカメラである。
【００１４】
以上のような手段を用いれば、色検出手段に設けられたホワイトバランス調整のためのゲインとは別のゲイン制御がなされるゲイン可変手段の出力に関連してホワイトバランス制御がなされる。色検出手段にホワイトバランス調整前の色信号を供給する構成によって、ホワイトバランス制御をフィードフォワード方式で行うことができる。また色検出手段にホワイトバランス調整後の色信号を供給する構成によって、ホワイトバランス制御をフィードバック方式で行うことができる。
【００１５】
さらに色検出手段において、色検出パルスを発生させるための条件を、供給された色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが被写体を照明する光源下での白に相当する色に関連して設定することによって、被写体を照明する光源下での白に相当する色から所定の範囲の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂのみを選択的にホワイトバランス制御に用いることができるので、良好なホワイトバランス制御を行うことができる。
【００１６】
またホワイトバランス調整前の色信号に基づいて色検出手段が生成するパルスを参照して、上述の色差信号を選択的に出力色信号として後段に供給するようにしたので、所望の色に関係なく抜き取り枠を固定することができる。従って、従来課題とされてきた、所望の色にして対応して抜き取り枠の制御を行うことにおける困難さが解消されると共に、ホワイトバランス調整の影響を受けずに常に所望の色を抜き取ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図１を参照して説明する。図示しないＣＣＤが撮像信号を生成してＡ／Ｄ変換器に供給し、Ａ／Ｄ変換器の出力が図示しない色分離回路に供給される。色分離回路は、供給されたＡ／Ｄ変換後の撮像信号に基づいて輝度信号Ｙ、色合成信号Ｃｒ、Ｃｂを生成し、入力端子１Ｙ、２ｒ、２ｂを介してＲ、Ｇ、Ｂマトリクス部４に供給する。輝度信号Ｙは、さらに、図示しない輝度信号処理回路に供給される。
【００１８】
Ｒ、Ｇ、Ｂマトリクス部４は、供給された輝度信号Ｙ、色合成信号Ｃｒ、Ｃｂに基づいて色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを生成する。色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、ホワイトバランス調整部５、ホワイトバランス制御用色検出回路１２、ホワイトバランス制御用データ検波回路１３および出力色信号制御用色検出回路１４に供給される。一方、輝度信号処理回路は、供給された輝度信号Ｙに対して所定の処理を施し、ノイズ、歪み等を除去して補正された輝度信号Ｙを生成し、後述するように図示しないカラーエンコーダに供給する。
【００１９】
ホワイトバランス調整部５は、上述したように色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する３つのゲイン可変アンプから構成されている。この発明の一実施例においては、ホワイトバランス調整部５の３つのゲイン可変アンプのゲインは、ゲインを制御する信号Ｔによって制御される。このゲインを制御する信号Ｔは、後述するようにホワイトバランス調整および出力色信号を総合的に制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）７によって生成される。ホワイトバランス調整部５がこのように制御されることにより、ホワイトバランス調整部５の出力は、被写体の色彩を正しく反映するレベル比の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂとなる。このホワイトバランス調整部５の出力がガンマ補正回路８に供給される。
【００２０】
ホワイトバランス調整部から出力される色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対してガンマ補正回路８によってガンマ補正が行われる。ガンマ補正は、被写体の色の階調を正しく表現するため、イメージセンサおよび映像再生手段等を含むシステム全体の光電変換特性を１とするように、ホワイトバランス調整部から出力される色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの各々に対して所定のゲインをかけることによって行われる。ガンマ補正回路８の出力がＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙマトリクス部９に供給される。
【００２１】
Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙマトリクス部９は、供給されたガンマ補正後の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいて色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成し、出力色信号伝達部１５に供給する。出力色信号伝達部１５は、後述するように出力色信号制御用色検出回路１４が発生する色検出パルスｐ２を参照して、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを端子１６、１７を介して図示しないカラーエンコーダに選択的に供給する。一般に、パルスの発生方法には、ハイレベルが所定時間持続することによってなされるもの（正論理のディジタル回路において用いられる）と、ローレベルが所定時間持続することによってなされるもの（負論理のディジタル回路において用いられる）とがある。本発明において用いられるパルスすなわち、上述の色検出パルスｐ２および後述する色検出パルスｐ１並びに色検出パルスｐとしては、このうちの何れを用いることも可能である。
【００２２】
カラーエンコーダは、出力色信号伝達部１５から選択的に供給される上述の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙおよび上述の輝度信号処理回路から供給される輝度信号に基づいて、図示しない所定の手段から供給された同期信号、副搬送波等を参照して、例えばＮＴＳＣ方式等の所定の形式の映像信号を生成する。
【００２３】
ホワイトバランス制御すなわちホワイトバランス調整部５の３つのゲイン可変アンプのゲインを設定するための動作について詳述する。この一実施例は、ホワイトバランス制御をフィードフォワード方式で行うものである。上述したようにホワイトバランス制御用色検出回路１２およびホワイトバランス制御用データ検波回路１３にＲ、Ｇ、Ｂマトリクス部４からホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが供給される。ホワイトバランス制御用色検出回路１２には、さらにマイコン７から被写体を照明している光源下での白に相当する色に関連してゲイン制御を行う信号Ｓ１が供給される。
【００２４】
ホワイトバランス制御用色検出回路１２は、供給されたホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂおよび被写体を照明している光源下での白に相当する色に関連してゲイン制御を行う信号Ｓ１に基づいて、後述するように色検出パルスｐ１を発生する。色検出パルスｐ１は、ホワイトバランス制御用データ検波回路１３に供給される。
【００２５】
ホワイトバランス制御用データ検波回路１３は、色検出パルスｐ１を参照してホワイトバランス制御用のデータ検波を行う。すなわち、例えば色検出パルスｐ１が発生している時の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂをホワイトバランス用データ検波の検波対象とする。ホワイトバランス制御用データ検波回路１３の出力がマイコン７に供給される。マイコン７は、供給された検波後のデータに基づいて、ホワイトバランス調整部５のアンプのゲインを制御する信号Ｔを生成し、ホワイトバランス調整部５に供給する。
【００２６】
ホワイトバランス制御用色検出回路１２の構成および動作について図２を用いて詳述する。ホワイトバランス制御用色検出回路１２は、供給される色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する３つのゲイン可変アンプからなるゲイン可変アンプ群３０、ゲイン可変アンプ群３０の出力に基づいて差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを生成する差信号生成回路３１、および、後述するように差信号生成回路３１が生成する差信号に基づいて、色検出パルスｐ１を発生するパルス発生回路３２により構成されている。
【００２７】
ゲイン可変アンプ群３０のゲインは、上述のマイコン７からホワイトバランス制御用色検出回路１２に供給される、被写体を照明している光源下での白に相当する色に関連してゲイン制御を行う信号Ｓ１により制御される。すなわち、ゲイン可変アンプ群３０に供給される色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが被写体を照明している光源下での白に相当する色である時に、ゲイン可変アンプ群３０の出力が所定の比率例えばＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１となるように、ゲイン可変アンプ群３０のゲインが制御される。
【００２８】
ホワイトバランス制御用色検出回路１２のゲイン可変アンプ群３０の出力に基づいて、差信号生成回路３１により差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇが生成される。この一実施例においては、この差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを上述の判定用信号として用いている。上述のようなゲイン設定、すなわちゲイン可変アンプ群３０に供給される、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが被写体を照明している光源下での白に相当する色である時に、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１となるようなゲイン設定がなされる場合には、差信号は、Ｒ−Ｇ＝０、Ｂ−Ｇ＝０となり、Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ平面の原点に位置することになる。
【００２９】
実際の使用条件においては、被写体を照明している光源下での白に相当する色からある程度ずれた色しか得られないことが多い。このため、Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ平面の原点等の、被写体を照明している光源下での白に相当する色が位置する点から所定の範囲が予め設定される。そして、差信号生成回路３１によって生成された差信号Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂに基づき、上述の所定の範囲を参照して、色検出パルスｐ１の発生がなされる。色検出パルスｐ１の発生のために参照される所定の範囲は、ホワイトバランス制御を行う際のビデオカメラの使用条件等を考慮して設定される。
【００３０】
上述の所定の範囲を参照して色検出パルスｐ１を発生する具体的な方法として、上述の差信号Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂが上述の所定の範囲の例えば内側にあると判定された時のみに、パルス発生回路３２が例えばハイレベルを所定時間持続させることによって、色検出パルスｐ１を発生する方法を用いることができる。この色検出パルスｐ１がホワイトバランス制御用データ検波回路１３に供給される。
【００３１】
次に出力色信号の制御、すなわち色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが出力色信号として後段に選択的に供給されるための動作について詳述する。上述したようにＲ、Ｇ、Ｂマトリクス部４からホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが出力色信号制御用色検出回路１４に供給される。出力色信号制御用色検出回路１４には、さらにマイコン７から所望の色に関連して制御を行う信号Ｓ２が供給される。一方、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙマトリクス９から供給される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが出力色信号伝達部１５に供給される。
【００３２】
出力色信号制御用色検出回路１４は、供給されたホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂおよび所望の色に関連して制御を行う信号Ｓ２に基づいて、後述するように色検出パルスｐ２を発生する。色検出パルスｐ２は、出力色信号伝達部１５に供給される。
【００３３】
出力色信号伝達部１５は、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙにそれぞれ対応する２つのスイッチから構成されている。これらのスイッチは、色検出パルスｐ２を参照して上述したＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙマトリクス９から供給される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを出力色信号として選択的に供給する。すなわち、例えば色検出パルスｐ２が発生している時に色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを端子１６、１７を介して上述のカラーエンコーダに供給する。このような出力色信号伝達部１５の動作により、所望の色から所定の範囲内の色に対応する色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを選択的に抜き取ることを可能とする。
【００３４】
出力色信号制御用色検出回路１４の構成および動作について詳述する。出力色信号制御用色検出回路１４は、ホワイトバランス制御用色検出回路１２と同様に構成されている。すなわち、供給されるホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する３つのゲイン可変アンプからなるゲイン可変アンプ群、このゲイン可変アンプ群の出力に基づいて差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを生成する差信号生成回路、および、後述するように差信号生成回路が生成する差信号に基づいて色検出パルスｐ２を発生するパルス発生回路により構成されている。
【００３５】
出力色信号制御用色検出回路１４のゲイン可変アンプ群のゲインは、上述のマイコン７から出力色信号制御用色検出回路１４に供給される所望の色に関連して制御を行う信号Ｓ２によって制御される。この所望の色に関連して制御を行う信号Ｓ２により、ゲイン可変アンプ群３０のゲインとして、例えば所望の色に対応する色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの逆比を設定する。このようなゲイン設定がなされた場合には、可変アンプ群に供給されるホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが所望の色である時には、ゲイン可変アンプ群３０の出力がＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１となる。
【００３６】
上述のゲイン可変アンプ群の出力に基づいて、差信号生成回路により差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇが生成される。この一実施例においては、上述のホワイトバランス制御用色検出回路１２と同様に、出力色信号制御用色検出回路１４においてもこの差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを上述の判定用信号として用いている。
【００３７】
ゲイン可変アンプ群のゲインが上述したように所望の色に対応する色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの逆比として設定された場合においては、このゲイン可変アンプ群に供給されるホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが所望の色である時に、ゲイン可変アンプ群の出力がＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１となるので、差信号は、Ｒ−Ｇ＝０、Ｂ−Ｇ＝０となり、Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ平面の原点に位置することになる。
【００３８】
実際の使用条件においては、所望の色からある程度ずれた色しか得られないことが多い。このため、Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ平面の原点等の所望の色が位置する点から所定の範囲が予め設定される。そして、出力色信号制御用色検出回路１４中の差信号生成回路によって生成された差信号Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂに基づき、上述の所定の範囲を参照して、色検出パルスｐ２の発生がなされる。色検出パルスｐ２の発生のために参照される所定の範囲は、撮像を行う際のビデオカメラの使用条件等を考慮して設定される。
【００３９】
上述の所定の範囲を参照して色検出パルスｐ２を発生する具体的な方法として、上述の差信号Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂが上述したような所定の範囲の例えば内側にあると判定された時のみに、パルス発生回路が例えばハイレベルを所定時間持続させることによって、色検出パルスｐ２を発生する方法等を用いることができる。この色検出パルスｐ２が出力色信号伝達部１５に供給される。
【００４０】
上述したこの発明の一実施例においては、色検出回路において生成される判定用信号として、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂにホワイトバランス調整のためのゲインとは別のゲインをかけるゲイン可変手段の出力の差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを用いている。これに対して図３に示すように、色検出回路において生成される判定用信号として、上述のゲイン可変手段の出力の比信号Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを用いるものも可能である。
【００４１】
図３において、ゲイン可変アンプ群４０は、上述した図２に示すホワイトバランス制御用色検出回路１２におけるゲイン可変アンプ群３０と同様なものである。ゲイン可変アンプ群４０には、所定の手段から検出したい色に関連してゲインを制御する信号Ｓが供給される。この検出したい色は、図３に示す色検出回路の使用方法によって決まる。すなわち、図３に示す色検出回路がホワイトバランス制御用色検出回路として用いられる場合には、被写体を照明している光源下での白に相当する色である。また、図３に示す色検出回路が出力色信号制御用色検出回路として用いられる場合には、所望の色である。ゲイン可変アンプ群４０の出力が比信号Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを生成する比信号生成回路４１に供給される。
【００４２】
上述の検出したい色に関連してゲインを制御する信号Ｓによってなされるゲイン可変アンプ群４０のゲイン制御について以下に説明する。供給される色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが検出したい色であるときに、ゲイン可変アンプ群４０の出力が所定の比率例えばＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１となるようにゲイン可変アンプ群４０のゲインが制御される。このようなゲイン制御が行われる時には、Ｒ／Ｇ＝１、Ｂ／Ｇ＝１となる。これはＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇ平面上の点（1.0 ，1.0 ）に位置する。
【００４３】
比信号生成回路４１によって生成された比信号Ｒ／Ｇ、Ｂ／ＧがＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇ平面上の点（1.0 ，1.0 ）等の検出したい色が位置する点から、ビデオカメラの使用条件を考慮して予め設定された範囲の例えば内側にある時のみに、パルス発生手段４２が、例えばハイレベルを所定時間持続させることによって、色検出パルスｐを発生する。
【００４４】
判定用信号として差信号を用いる上述したような色検出回路では、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂにホワイトバランス調整のためのゲインとは別のゲインをかけるゲイン可変手段（上述した一実施例においては、ゲイン可変アンプ群３０）の出力が小さな値となる程、差信号が予め設定された範囲内であってもＲ、Ｇ、Ｂの比率としての色ずれが拡大してしまうという問題が生じる。しかしながら、図３に示す構成のように、判定用信号として比信号を用いる場合には、そのような問題は生じない。但し、比信号を生成するために必要となる割り算を行う回路は、差信号を生成するために必要な引き算を行う回路と比較して規模が大きくなるので、判定用信号として差信号、比信号の何れを用いた構成とするかは、ビデオカメラに要求される性能、使用目的等を考慮して決定すればよい。
【００４５】
またこの発明の一実施例においては、上述したようにホワイトバランス制御をフィードフォワード方式で行うように構成している。これに対して色検出回路１２およびホワイトバランス用データ検波回路１３にホワイトバランス調整後の色信号すなわちホワイトバランス調整部５の出力を供給し、その他の構成は、この一実施例と同様とすることにより、ホワイトバランス制御をフィードバック方式で行うようにしたものも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
上述したように、この発明は、ホワイトバランス調整前またはホワイトバランス調整後の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに、被写体を照明している光源下での白に相当する色に関連したゲインをかけるゲイン可変手段を用いて、そのゲイン可変手段の出力が予め設定された所定の条件を満足する時にのみ、該ホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂをホワイトバランス制御用のデータ検波の検波対象とするものである。
【００４７】
従って、上述の所定の条件を、被写体を照明している光源下での白に相当する色に関連して適切に設定することにより、フィードフォワード方式またはフィードバック方式のいずれの制御を行う場合にも、白に近いデータをホワイトバランス制御用データ検波の検波対象とすることができ、良好なホワイトバランス調整を行うことを可能とする。
【００４８】
またこの発明は、ホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに、ホワイトバランス調整に係るゲインとは別に所望の色に関連したゲインをかけて、そのゲインによって得られる出力が予め設定された所定の条件を満足する時にのみ、該ホワイトバランス調整前の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいてホワイトバランス調整部およびその後段の信号処理によって生成された色差信号等を、選択的に後段の映像信号生成手段に供給するものである。
【００４９】
従って、上述の所定の条件を、所望の色に関連して適切に設定することにより、所望の色を抜き取ることが可能となる。このため、所望の色によって抜き取り枠の設定位置を変える必要がなくなり、抜き取り枠の設定位置を固定することができるので抜き取り枠の設定位置を制御することが容易となる。またホワイトバランス調整がずれた時にもその影響を受けることなく所望の色を抜き取ることが可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用したビデオカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例における色検出回路の一例の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の一実施例における色検出回路の他の例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４・・・Ｒ、Ｇ、Ｂマトリクス部、５・・・ホワイトバランス調整部、１２・・・ホワイトバランス制御用色検出回路、１３・・・ホワイトバランス制御用データ検波回路、１４・・・出力色信号制御用色検出回路、１５・・・出力色信号伝達部、３０・・・ゲイン可変アンプ群、３１・・・差信号生成回路、３２・・・パルス発生回路、４１・・・比信号生成回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color video camera, and more particularly, to a color detection circuit that detects a specific color in an imaging signal.
[0002]
[Prior art]
A color video camera is provided with an image sensor such as a CCD having a function of generating an imaging signal reflecting video information of a subject. From the imaging signal generated by the image sensor, a signal such as a color difference signal reflecting the ratio of the three primary colors is generated for each pixel. Based on the signal such as the color difference signal, a predetermined format video signal such as the NTSC system is generated by predetermined means such as a color encoder. As a method for obtaining the above-described imaging signal, the imaging light is separated into three primary colors by optical means, and color signals for each of the three primary colors are obtained using three image sensors corresponding to the respective primary colors (three-plate type) and single A single image sensor is used, and a filter of the three primary colors or its complementary color is arranged on the imaging surface on the imaging surface, and an imaging signal generated by the single image sensor described above is obtained from the light from the subject that has passed through the filter (Single plate type) has been often used.
[0003]
In the three-plate type, a color signal for each of the three primary colors is directly output from the image sensor as an image pickup signal. However, in the case of a single-plate type, the image signal output from the single image sensor is output by a means such as a color separation circuit. A circuit configuration for generating a color signal for each primary color is required. The present invention can be applied to any of a three-plate type, a single-plate type, and a two-plate type.
[0004]
In a signal processing system of a conventional color video camera, a white balance adjustment unit is provided. The white balance adjustment unit is provided with three variable gain amplifiers corresponding to the color signals R (red), G (green), and B (blue), respectively. The gains of these three variable gain amplifiers are set so that the level of the color signals R, G, and B generated based on the image pickup signal with the color corresponding to is 1: 1: 1.
[0005]
As the above-described white balance control, that is, the gain setting method of the amplifier of the white balance adjustment unit, there are a feedback method and a feed forward method. In the feedback method, first, an appropriate gain initial value is set for the amplifier of the white balance adjustment unit. Then, the image signal obtained by imaging the color corresponding to white under the light source illuminating the subject is subjected to white balance adjustment using the above-described initial gain value and subsequent processing to obtain a color difference signal. And so on.
[0006]
A color detection pulse is generated in association with the color difference signal and the like, and white balance control is performed by performing data detection for white balance control with reference to the color detection pulse. As a specific method for generating a color detection pulse in relation to the color difference signal, a reference signal from the outside of the signal processing system, for example, video, based on the color difference signals RY and BY after white balance adjustment described above. A method for generating a color detection pulse by referring to a reference signal recorded in advance in a ROM or the like built in the camera is used.
[0007]
On the other hand, in the feedforward method, white balance control is performed in relation to the color signals R, G, and B before white balance adjustment. As a specific method, for example, the color signals R, G, and B before white balance adjustment are integrated by one field to obtain detection values, the ratio of these detection values is calculated, and the white balance is calculated based on this ratio. A method for performing control is used.
[0008]
When the white balance control as described above is correctly performed, the level ratio of the color signals R, G, and B output from the white balance adjustment unit correctly reflects the color of the subject.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In order to perform white balance control satisfactorily, among the color signals R, G, and B generated based on the above-described imaging signals, data close to the color corresponding to white under the light source that illuminates the subject is white balance. It is desirable to be used for control. For this reason, in the feedback system, the color difference signals RY and BY generated after the white balance adjustment unit illuminate a subject such as the origin of the RY and BY planes. Only when the color corresponding to white under the light source is within a predetermined range from the point where the color is located, data close to the color corresponding to white under the light source that illuminates the subject is detected by means of generating a color detection pulse. Target methods have been used in the past. However, such a method is applicable only to the white balance control using the feedback method, and cannot be applied to the feed forward method.
[0010]
In the conventional video camera apparatus described above, a desired frame can be obtained from the color difference signals RY and BY generated by the white balance adjustment unit and the subsequent signal processing means by using a sampling frame set by a predetermined method. The color is extracted. For this reason, the setting position of the extraction frame must be changed depending on the desired color, and it is difficult to control such an extraction frame. Further, if the white balance adjustment performed before the color extracting operation is shifted for some reason, there is a possibility that a desired color cannot be extracted.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to perform good white balance control for both the feedback method and the feed forward method, and to control the setting position of the extraction frame according to a desired color. It is an object of the present invention to provide a video camera that is easy and can always extract a desired color without being affected by white balance adjustment.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a gain variable means for performing gain adjustment different from the gain for white balance adjustment on the supplied color signal,
Only when the output obtained by performing a predetermined calculation on the output of the gain variable means is within a predetermined range,A signal indicating that the color signal is within a predetermined range from the position corresponding to white on the color planeA means to generateFirst and secondHaving color detection means;
FirstSupply color signals before or after white balance adjustment to the color detection means; andFirstBy controlling the gain variable means included in the color detection means in relation to the color corresponding to white under the light source that illuminates the subject,FirstGenerate color detection meanssignalThe data detection means for detecting the color signal before white balance adjustment or after white balance adjustment as the detection target of data detection for white balance,
Means for controlling the gain for white balance adjustment with reference to the output of the data detection means.And
SecondSupply the color signal before white balance adjustment to the color detection means, andSecondBy controlling the gain variable means included in the color detection means in relation to the desired color,SecondGenerate color detection meanssignalByControl to output a color difference signal etc. only when the color difference signal etc. generated based on the supplied color signal is within a predetermined rangeIt is a video camera characterized by having a selection means.
[0014]
By using the means as described above, white balance control is performed in relation to the output of the gain variable means that performs gain control different from the gain for white balance adjustment provided in the color detection means. The white balance control can be performed by the feed forward method by supplying the color signal before white balance adjustment to the color detecting means. Also, white balance control can be performed in a feedback manner by supplying a color signal after white balance adjustment to the color detection means.
[0015]
Further, in the color detection means, the condition for generating the color detection pulse is set in relation to the color corresponding to white under the light source in which the supplied color signals R, G, B illuminate the subject, Since only the color signals R, G, and B within a predetermined range from the color corresponding to white under the light source that illuminates the subject can be selectively used for white balance control, good white balance control can be performed. .
[0016]
In addition, the above-described color difference signal is selectively supplied to the subsequent stage as an output color signal by referring to the pulse generated by the color detection means based on the color signal before white balance adjustment, so that it is not related to the desired color. The extraction frame can be fixed. Therefore, the difficulty in controlling the extraction frame corresponding to the desired color, which has been considered as a conventional problem, is solved, and the desired color can always be extracted without being affected by the white balance adjustment. It becomes possible.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. A CCD (not shown) generates an imaging signal and supplies it to an A / D converter, and an output of the A / D converter is supplied to a color separation circuit (not shown). The color separation circuit generates a luminance signal Y and color synthesis signals Cr and Cb based on the supplied A / D-converted imaging signal, and R, G, and B matrix units via the
[0018]
The R, G, B matrix unit 4 generates color signals R, G, B based on the supplied luminance signal Y and color composite signals Cr, Cb. The color signals R, G, and B are supplied to the white balance adjustment unit 5, the white balance control
[0019]
As described above, the white balance adjustment unit 5 includes three gain variable amplifiers corresponding to the color signals R, G, and B. In one embodiment of the present invention, the gains of the three variable gain amplifiers of the white balance adjusting unit 5 are controlled by a signal T for controlling the gain. The signal T for controlling the gain is generated by a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) 7 that comprehensively controls the white balance adjustment and the output color signal, as will be described later. By controlling the white balance adjusting unit 5 in this way, the output of the white balance adjusting unit 5 becomes color signals R, G, and B having a level ratio that correctly reflects the color of the subject. The output of the white balance adjustment unit 5 is supplied to the gamma correction circuit 8.
[0020]
Gamma correction is performed by the gamma correction circuit 8 on the color signals R, G, and B output from the white balance adjustment unit. In the gamma correction, the color signal R output from the white balance adjustment unit is set so that the photoelectric conversion characteristic of the entire system including the image sensor and the video reproduction unit is set to 1 in order to correctly express the color gradation of the subject. This is performed by applying a predetermined gain to each of G and B. The output of the gamma correction circuit 8 is supplied to the RY and BY matrix unit 9.
[0021]
The RY and BY matrix unit 9 generates color difference signals RY and BY based on the supplied gamma-corrected color signals R, G, and B, and supplies them to the output color
[0022]
The color encoder is a predetermined unit (not shown) based on the color difference signals RY and BY supplied selectively from the output color
[0023]
An operation for setting the gains of the three gain variable amplifiers of the white balance control, that is, the white balance adjustment unit 5, will be described in detail. In this embodiment, white balance control is performed by a feed forward method. As described above, the color signals R, G, B before white balance adjustment are supplied from the R, G, B matrix unit 4 to the white balance control
[0024]
The white balance control
[0025]
The
[0026]
The configuration and operation of the white balance control
[0027]
The gain of the variable
[0028]
Based on the output of the variable
[0029]
Under actual use conditions, it is often possible to obtain only a color that deviates to some extent from the color corresponding to white under the light source that illuminates the subject. For this reason, a predetermined range is set in advance from the point where a color corresponding to white under the light source illuminating the subject, such as the origin of the RG and RB planes, is located. Then, based on the difference signals RG and RB generated by the difference
[0030]
As a specific method of generating the color detection pulse p1 with reference to the predetermined range, only when the difference signals RG and RB are determined to be inside the predetermined range, for example, only. In addition, a method can be used in which the
[0031]
Next, control of the output color signal, that is, an operation for selectively supplying the color difference signals RY and BY as output color signals to the subsequent stage will be described in detail. As described above, the color signals R, G, B before white balance adjustment are supplied from the R, G, B matrix unit 4 to the output color signal control
[0032]
Based on the supplied color signals R, G, B before white balance adjustment and a signal S2 that performs control related to a desired color, the output color signal control
[0033]
The output color
[0034]
The configuration and operation of the output color signal control
[0035]
The gain of the variable gain amplifier group of the output color signal control
[0036]
Based on the output of the above-described variable gain amplifier group, the difference signal generation circuit generates difference signals RG and BG. In this embodiment, similarly to the above-described white balance control
[0037]
When the gain of the variable gain amplifier group is set as the inverse ratio of the color signals R, G, and B corresponding to the desired color as described above, the color before white balance adjustment supplied to the variable gain amplifier group When the signals R, G, and B are in the desired colors, the output of the variable gain amplifier group is R: G: B = 1: 1: 1, so that the difference signals are RG = 0, BG = 0, and is located at the origin of the RG and RB planes.
[0038]
In actual use conditions, it is often possible to obtain only a color that deviates from a desired color to some extent. For this reason, a predetermined range is preset from the point where a desired color such as the origin of the RG and RB planes is located. Then, based on the difference signals RG and RB generated by the difference signal generation circuit in the output color signal control
[0039]
As a specific method for generating the color detection pulse p2 with reference to the above-mentioned predetermined range, it is determined that the above-described difference signals RG and RB are, for example, inside the predetermined range as described above. Only when the pulse generation circuit maintains the high level for a predetermined time, for example, a method of generating the color detection pulse p2 can be used. The color detection pulse p2 is supplied to the output color
[0040]
In the embodiment of the present invention described above, the output of the gain variable means for applying a gain different from the gain for white balance adjustment to the color signals R, G, B as the determination signal generated in the color detection circuit. Difference signals RG and BG are used. On the other hand, as shown in FIG. 3, it is possible to use the output ratio signals R / G and B / G of the above-described gain variable means as the determination signal generated in the color detection circuit.
[0041]
In FIG. 3, the gain
[0042]
The gain control of the variable
[0043]
Use of the video camera from the point where the color to be detected such as the point (1.0, 1.0) on the plane of the ratio signal R / G, B / G generated by the ratio
[0044]
In the above-described color detection circuit using the difference signal as the determination signal, the gain variable means for applying a gain different from the gain for white balance adjustment to the color signals R, G, and B (in the above-described embodiment, As the output of the variable gain amplifier group 30) becomes smaller, there arises a problem that the color misregistration as the ratio of R, G, and B increases even if the difference signal is within a preset range. However, such a problem does not occur when a ratio signal is used as the determination signal as in the configuration shown in FIG. However, since the circuit that performs the division necessary to generate the ratio signal is larger in scale than the circuit that performs the subtraction necessary to generate the difference signal, the difference signal and the ratio signal are used as determination signals. Which of these is used may be determined in consideration of performance required for the video camera, purpose of use, and the like.
[0045]
In the embodiment of the present invention, as described above, the white balance control is performed by the feed forward method. On the other hand, the color signal after white balance adjustment, that is, the output of the white balance adjustment unit 5 is supplied to the
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a gain for applying a gain related to a color corresponding to white under a light source illuminating a subject to the color signals R, G, and B before white balance adjustment or after white balance adjustment. Only when the output of the gain variable means satisfies a predetermined condition using the variable means, the color signals R, G, B before the white balance adjustment are detected by the data detection for white balance control. It is what.
[0047]
Therefore, when the above-mentioned predetermined condition is appropriately set in relation to the color corresponding to white under the light source illuminating the subject, the feedforward method or the feedback method can be controlled. Thus, data close to white can be set as a detection target of data detection for white balance control, and favorable white balance adjustment can be performed.
[0048]
Further, according to the present invention, a color signal R, G, B before white balance adjustment is multiplied by a gain related to a desired color separately from a gain related to white balance adjustment, and an output obtained by the gain is preset. Only when the predetermined condition is satisfied, the color difference signal generated by the white balance adjustment unit and the subsequent signal processing based on the color signals R, G, and B before the white balance adjustment is selectively transferred to the subsequent image. The signal is supplied to the signal generating means.
[0049]
Accordingly, it is possible to extract a desired color by appropriately setting the above-described predetermined condition in relation to the desired color. For this reason, it is not necessary to change the setting position of the extraction frame depending on the desired color, and the setting position of the extraction frame can be fixed, so that the setting position of the extraction frame can be easily controlled. In addition, it is possible to extract a desired color without being affected by white balance adjustment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a video camera to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an example of a color detection circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of another example of the color detection circuit in one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
4 ... R, G, B matrix part, 5 ... White balance adjustment part, 12 ... White balance control color detection circuit, 13 ... White balance control data detection circuit, 14 ... Output Color signal control color detection circuit, 15 ... output color signal transmission unit, 30 ... gain variable amplifier group, 31 ... difference signal generation circuit, 32 ... pulse generation circuit, 41 ... ratio signal Generator circuit
Claims (7)
上記ゲイン可変手段の出力に、所定の演算を行うことによって得られる出力が所定の範囲内となる時にのみ、色平面において色信号が白に相当する位置から所定の範囲にあることを示す信号を発生する手段とからなる第１および第２の色検出手段を有し、
上記第１の色検出手段にホワイトバランス調整前またはホワイトバランス調整後の色信号を供給し、且つ上記第１の色検出手段に含まれる上記ゲイン可変手段を、被写体を照明する光源下での白に相当する色に関連して制御することにより、上記第１の色検出手段が発生する上記信号を参照して、上記ホワイトバランス調整前またはホワイトバランス調整後の色信号をホワイトバランス用のデータ検波の検波対象とするデータ検波手段と、
上記データ検波手段の出力を参照してホワイトバランス調整のためのゲインを制御する手段とを有し、
上記第２の色検出手段にホワイトバランス調整前の色信号を供給し、且つ上記第２の色検出手段に含まれる上記ゲイン可変手段を、所望の色に関連して制御することにより、上記第２の色検出手段が発生する上記信号によって、上記供給された色信号に基づいて生成される色差信号等が上記所定の範囲内にあるときにのみ、上記色差信号等を出力するように制御する選択手段を有することを特徴とするビデオカメラ。Gain variable means for performing gain adjustment different from the gain for white balance adjustment on the supplied color signal;
A signal indicating that the color signal is within the predetermined range from the position corresponding to white on the color plane only when the output obtained by performing the predetermined calculation is within the predetermined range as the output of the gain varying means. First and second color detection means comprising means for generating,
White above first color detecting means supplies the color signals of the white balance adjustment before or after the white balance adjustment, and the gain varying means contained in the first color detection means, under a light source illuminating the object By referring to the signal generated by the first color detection means, the color signal before white balance adjustment or after white balance adjustment is used for data detection for white balance. Data detection means to be detected by
Referring to the output of the data detecting means have a means for controlling the gain for white balance adjustment,
It said supplying a color signal before white balance adjustment in a second color detection means, and said gain varying means contained in the second color detection means, by controlling connection with the desired color, the first Control is performed so that the color difference signal or the like is output only when the color difference signal or the like generated based on the supplied color signal is within the predetermined range by the signal generated by the second color detection means. A video camera comprising selection means.
上記第１および第２の色検出手段中のゲイン可変手段のゲイン制御信号が、ホワイトバランスおよび出力色信号を総合的に制御するマイコンにより生成されることを特徴とするビデオカメラ。In claim 1 ,
A video camera characterized in that the gain control signal of the gain varying means in the first and second color detecting means is generated by a microcomputer that comprehensively controls white balance and output color signals.
上記第１および第２の色検出手段中の上記ゲイン可変手段の出力に、上記所定の演算を行うことによって得られる出力が所定の範囲内となる時にのみ、上記色平面において色信号が白に相当する位置から所定の範囲にあることを示す信号を発生する手段は、
上記ゲイン可変手段の出力に上記所定の演算を行うことによって所定の判定用信号を生成する手段と、
上記判定用信号が予め設定された範囲内にある時にのみ、上記信号を発生する手段からなることを特徴とするビデオカメラ。In claim 1 ,
Only when the output obtained by performing the predetermined calculation on the output of the gain varying means in the first and second color detecting means is within a predetermined range , the color signal is white on the color plane. Means for generating a signal indicating that the signal is within a predetermined range from the corresponding position ,
Means for generating a predetermined determination signal by performing the predetermined calculation on the output of the gain variable means;
A video camera comprising means for generating the signal only when the determination signal is within a preset range.
上記判定用信号を生成する手段は、
上記ゲイン可変手段の出力に基づいて、差信号を生成する手段からなることを特徴とするビデオカメラ。In claim 3 ,
The means for generating the determination signal is:
A video camera comprising means for generating a difference signal based on an output of the gain varying means.
上記判定用信号を生成する手段は、
上記ゲイン可変手段の出力に基づいて、比信号を生成する手段をからなることを特徴とするビデオカメラ。In claim 3 ,
The means for generating the determination signal is:
A video camera comprising means for generating a ratio signal based on the output of the gain varying means.
上記データ検波手段の出力を参照してホワイトバランス調整のためのゲインを制御する手段は、
ホワイトバランスおよび出力色信号を総合的に制御するマイコンであることを特徴とするビデオカメラ。In claim 1,
Means for controlling the gain for white balance adjustment with reference to the output of the data detection means,
A video camera characterized by a microcomputer that comprehensively controls white balance and output color signals.
上記選択手段は、
上記第２の色検出手段によって発生される上記色平面において色信号が白に相当する位置から所定の範囲にあることを示す信号を参照して制御されるスイッチであることを特徴とするビデオカメラ。In claim 1 ,
The selection means is:
A video camera comprising a switch controlled by referring to a signal indicating that a color signal is within a predetermined range from a position corresponding to white in the color plane generated by the second color detecting means. .
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