JP4636743B2 - 撮像装置およびホワイトバランス調整方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画と静止画の撮像が可能な撮像装置に関するホワイトバランス調整動作を有するものである。
【0002】
【従来の技術】
動画を撮影するためのビデオカメラや静止画を撮像するためのデジタルカメラ等の撮像装置は、光源の色温度が変わった場合でも安定した良好な色再現が得られるように、RGB信号の出力比を自動的に調整する機能いわゆるオ−トホワイトバランス機能を備えている。このオ−トホワイトバランス機能は、一般的に撮像素子からの電気信号に信号処理を施して映像信号を生成する過程において、撮像する画像の色情報を逐次読み出して撮像画像の中から白い被写体を検出し、撮像画像のホワイトバランスを調整する。
【0003】
通常、ホワイトバランスの調整は白いものが白く見えるように調整するが、ホワイトバランスの調整を少しずらした方が良い場合もある。例えば、屋外の太陽光下の日向では白は忠実に白く見せた方が自然であるが、日陰では少しホワイトバランス調整を青方向にずらした方が日陰らしさが出る。また、屋内の白熱灯下では少しホワイトバランス調整を赤/黄方向にずらした方が白熱灯の暖か味が出る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年のビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置では、動画及び静止画の両方を撮像できる製品もある。例えばビデオカメラでいえば、動画は8mmやDV(Digital Video)テ−プなどの磁気テ−プに記録し、静止画はマルチ・メディア・カ−ド(MMC)のような半導体メモリに記録される。記録媒体が異なると、当然ながら記録した映像を再生するメディアが異なる。テ−プに記録された動画であるならTVモニタで再生され、メモリに記録された静止画であるならパソコン用のモニタに表示されたりプリンタによって紙に印刷されたりする。
【0005】
これらのメディアでは映像の記録及び再生方法(または出力方法)も様々であるために、同じレンズ,撮像素子より撮像し、同じ信号処理を施している同じ映像であるにも係わらず、結果として色の再現性が異なってしまう。例えば、上述したように動画の撮影用にホワイトバランスを日陰や屋内などの場合に適正と思われる値から多少ずらして調整してしまうと、例えば静止画を印刷した際に色の再現が向上しないこととなる。
【0006】
本願発明は、上述した課題を解決し、動画および静止画を問わず最適なホワイトバランスの調整を行うことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明によれば、基準となるテレビ再生のための動画用のホワイトバランス制御値およびその制御値に対応した基準となるプリンタ印刷のための静止画用のホワイトバランス制御値に関する情報を保持する保持手段と、動画撮影から静止画撮影に切り換えられる場合、動画撮影に用いられたホワイトバランス制御値に関する情報、および、前記保持手段によって保持される基準となる動画用のホワイトバランス制御値およびその制御値に対応する基準となる静止画用のホワイトバランス制御値に関する情報に基づいて、静止画用のホワイトバランス制御値を演算する演算手段と、前記演算手段によって演算された静止画用のホワイトバランス制御値に基づいてホワイトバランスを調整する調整手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に沿って本発明の実施の形態を説明する。
【0014】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の撮像装置のブロック図である。
【0015】
本実施の形態における撮像装置は、被写体光を入射させるレンズ11,光量を調節する絞り12,入射した光を電気信号に変換するCCDなどの撮像素子13,撮像素子13から出力された画像信号に対してサンプルホ−ルド及びゲイン調整を行うサンプルホ−ルド・AGC回路14,サンプルホ−ルド・AGC回路14から出力された画像信号に対してアナログ−デジタル変換(以降、A/D変換と称する。)を実行するA/D変換回路15,A/D変換回路15から出力された画像信号に対してホワイトバランス調整,ガンマ補正、輪郭強調などの処理を行う信号処理回路16,信号処理回路16から出力された画像信号に対して所定の処理を用いて圧縮伸張する圧縮/伸張回路17,画像圧縮/伸張回路17において圧縮された画像信号を記録するための半導体メモリなどで構成されたメモリカード18,画像信号を実際に表示するための液晶モニタなどによって構成される画像表示部19,信号処理回路16から得られる画像信号に基づいて、ホワイトバランス制御値を算出するホワイトバランス制御回路20,ホワイトバランス制御回路20を有し撮像装置全体を統括制御するシステム制御回路21,静止画像の記録を指示する静止画スイッチ24によって構成される。
【0016】
レンズ11より受光した被写体からの光は、絞り12によりその光量が調整され撮像素子13の撮像素子面上に結像される。ここで、電気信号に変換された後、サンプルホ−ルド・AGC部14を介し、A/D変換部15でA/D変換され信号処理回路16に入力される。信号処理回路16において、入力信号は輝度及び色成分ごとに、アパ−チャ補正、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの処理を施されて映像信号が生成され、液晶モニタ19には動画で出力される。また、静止画スイッチが押下されたら、静止画として画像圧縮/伸張回路17にてJPEGファイルなどのファイル形式に加工され、メモリカード18に静止画が記録される。
【0017】
ホワイトバランス制御回路20は、映像信号処理部16よりホワイトバランス調整に必要となる映像信号に関する色情報をフィ−ルドごとに読み出す。前記読み出した色情報より撮像画像の中から白い被写体であると認識される画像信号の抽出を行い、ホワイトバランス調整を行うための制御値の演算を行う。制御値とは、信号処理回路16においてA/D変換部15から出力された画像信号(RGB信号)のゲインを可変させるためのデ−タである。ホワイトバランス制御回路20は、ホワイトバランスの調整に用いられる後述のテーブルなどの情報を記憶保持する。本実施の形態においては、Gのゲインは固定とし、制御値を用いてR信号とB信号のゲインを可変させることでホワイトバランスの調整を行う。
【0018】
図6は、本実施の形態におけるシステム制御回路21によるホワイトバランス調整の動作処理フローチャートである。図6に沿って本実施の形態のホワイトバランス調整動作を説明する。
【0019】
なお、本実施の形態では、電子スチルカメラの起動直後においては、システム制御部21は動画像を生成するように各部を制御する。そして、静止画スイッチ24がユーザの操作によってONされた場合、システム制御回路21は所定の期間のみ静止画を生成するように各部を制御するものとする。
【0020】
はじめに、ステップS101において、電子スチルカメラの本体が起動すると、画像表示部19に表示させる動画像の撮像動作を開始させる。その撮像動作に対応して、撮像された動画像撮影用のホワイトバランス調整を行う。ホワイトバランスの調整はホワイトバランス制御回路20によって行われるが、ホワイトバランス制御回路20は、映像信号処理部16より前記撮影画像の色情報、加えて読み出した被写体の明るさ情報、あるいは現在の前記ホワイトバランス制御値の値などから、被写体がどのような光源下にあるかを判別し、光源によってホワイトバランスを調整する。具体的には、屋外の日向であると判断した場合はニュ−トラルな発色に調整する。また、屋外の日陰であると判断した場合にはB信号のゲインをニュートラルの状態より上げて寒色傾向の発色に調整する。また、屋内の白熱灯下であると判断した場合にはR信号のゲインをニュートラルの状態より上げて暖色傾向の発色とする。ここで、ニュ−トラルな発色とは、最終的に生成された映像信号において白が忠実に白く見えること、つまり白い被写体部分の色信号R,B成分の信号レベルがゼロである状態を言う。
【0021】
ステップS102において、静止画スイッチ24がONされたかどうかを判断する。ONされた場合ステップS103に進み、ONされていない場合、ステップS101の処理を継続する。
【0022】
ステップS103において、静止画スイッチ24がONされると、後述する静止画撮影用のホワイトバランス調整動作が行われる。
【0023】
ステップS104において所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過した場合にはステップS101に戻り、再び動画撮影用のホワイトバランスの調整動作が行われる。所定時間が経過していない場合には静止画の撮像動作が終了していないと判断してステップS103の処理を継続する。
【0024】
ここで、R信号およびB信号に対するゲイン(ホワイトバランス制御値)の相関を示す図2〜5を用いてステップS103における静止画撮影用のホワイトバランス調整動作を説明する。
【0025】
図2〜5において、W1,W2は、基準となるホワイトバランス制御値を示し、Wnは静止画撮影用のホワイトバランス調整動作が行われる直前の動画用のホワイトバランス制御値Wnを示している。
【0026】
また、W1sは、図3にしめすように、W1に対し、R信号のゲインに対してオフセットOr1,B信号のゲインに対してオフセットOb1だけシフトしたホワイトバランス制御値である。また、W2sは、図4にしめすように、W2に対し、R信号のゲインに対してオフセットOr2,B信号のゲインに対してオフセットOb2だけシフトしたホワイトバランス制御値である。
【0027】
ここで、Or1,Ob1,Or2,Ob2は、あらかじめ設定された任意の値である。これらの値は、動画撮影に用いられるホワイトバランス制御値がWn=W1またはWn=W2であるとき、W1,W2に対して静止画時のホワイトバランス調整の状態をどれだけずらすかを予め工場などで実験的に行い、決定される。
【0028】
Wnsは、最終的に静止画撮影用のホワイトバランス制御値をして求められるものであり、図5にしめすように、Wnに対し、R信号のゲインに対してオフセットOrn,B信号のゲインに対してオフセットObnだけシフトしたホワイトバランス制御値である。
【0029】
Orn,Obnは、制御値WnのW1とW2に対する相対位置の比率に基づいて求められる。すなわち、R信号成分のW1とW2との制御値の差分をDr12,W1とWnとの制御値の差分をDr1nとし、さらにB信号成分のW1とW2との制御値の差分をDb12,W1とWnとの制御値の差分をDb1nとすると、Or1,Ob1,Or2,Ob2,Orn,Obnに対するDr12,Dr1n,Db12,Db1nは
(Orn−Or1)/(Or2−Or1)=Dr1n/Dr12・・・(式1)
(Obn−Ob1)/(Ob2−Ob1)=Db1n/Db12・・・(式2)
の関係がある。この(式1),(式2)を用いた演算の結果、Orn,Obnが算出される。したがって、静止画撮影前に予め保持されたホワイトバランス制御値Wnに対して(式1),(式2)を用いて算出されたOrn,Obnだけシフトすることにより静止画撮影用のホワイトバランス制御値Wnsが求められる。
【0030】
以上説明したように、動画撮影用のホワイトバランス制御値に対して補正を行うことにより、静止画に対しても適切なホワイトバランス制御を行うことができる。
【0031】
(第2の実施の形態)
以下、本願発明における第2の実施の形態について説明する。
【0032】
図7は、第2の実施の形態における撮像装置のブロック図である。
【0033】
本実施の形態の撮像装置は、記憶媒体として、磁気テープ23および半導体メモリで構成されるメモリカード18を有し、テープ/メモリカード切り換えスイッチ25の操作に応じて記録すべき記録媒体を内部スイッチ26で切り換える。また、本実施の形態の撮像装置は、メモリカード23に対しては静止画記録のみを可能とし、磁気テープ18に対しては静止画記録だけでなく、動画スイッチ26の操作により動画記録を可能とする。圧縮/伸張回路22は、磁気テープ23に記録する対象の画像を例えばNTSCなどのTV信号形式を圧縮伸張し、所定のフォーマットにデジタル化する回路である。すなわち、メモリカード18にファイル形式で記録される静止画像と磁気テープ23に記録される静止画像は記録形式が異なるものである。また、その他図1と同一の符号は図7と同様の構成を示すものとしてその説明を省略する。
【0034】
本実施の形態の処理では、静止画の撮影が行われる場合であってかつテープ/メモリカード切り換えスイッチ25の切り換え操作によって記録媒体としてメモリカード18が選択されている場合に限り、図6のステップS103における静止画撮影用のホワイトバランス調整を行うものとする。すなわち、第2実施の形態のホワイトバランス調整処理では、図6のステップS102の処理において、静止画スイッチ24がONされたときに記録媒体としてメモリカード18が選択されている場合に限りステップS103のホワイトバランスの調整処理に進む。磁気テープ23が記録媒体として選択されていれば、動画記録/静止画記録にかかわらずステップS101のホワイトバランスの調整処理を継続する。
【0035】
このような処理は、メモリカード18に記録される静止画像がプリンタなどで印刷出力される可能性が最も高いことを考慮しており、ホワイトバランスの調整処理をさらに向上させることができる。
【0036】
なお、各実施の形態において、基準となるホワイトバランス制御値W1,W2は限定されるものではなく、また、基準とするホワイトバランス制御値の数も限定されるものではない。
【0037】
本発明は、一例として、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、インターネットなどのネットワークを介して撮像装置に供給し、撮像装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによって達成できる。
【0038】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態のホワイトバランス制御回路20の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0039】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。
【0040】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【0041】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示にもとづき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【0042】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、本発明の撮像装置に不可欠なモジュールを、記憶媒体に格納することになる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、撮像した画像の用途や観賞手段の違う動画と静止画あるいは画像を記録する記録媒体に応じて適切なホワイトバランスの調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態における電子スチルカメラのブロック図。
【図2】R信号およびB信号に対するゲイン(ホワイトバランス制御値)の相関を示す図。
【図3】R信号およびB信号に対するゲイン(ホワイトバランス制御値)の相関を示す図。
【図4】R信号およびB信号に対するゲイン(ホワイトバランス制御値)の相関を示す図。
【図5】R信号およびB信号に対するゲイン(ホワイトバランス制御値)の相関を示す図。
【図6】本願発明におけるホワイトバランス調整の動作処理フローチャート。
【図7】第2の実施の形態におけるビデオカメラのブロック図。
【符号の説明】
13 撮像素子
16 信号処理回路
18 メモリカード
19 画像表示部
20 ホワイトバランス制御回路
21 システム制御回路
24 静止画スイッチ
25 磁気テープ
Claims (7)
- 基準となるテレビ再生のための動画用のホワイトバランス制御値およびその制御値に対応した基準となるプリンタ印刷のための静止画用のホワイトバランス制御値に関する情報を保持する保持手段と、動画撮影から静止画撮影に切り換えられる場合、動画撮影に用いられたホワイトバランス制御値に関する情報、および、前記保持手段によって保持される基準となる動画用のホワイトバランス制御値およびその制御値に対応する基準となる静止画用のホワイトバランス制御値に関する情報に基づいて、静止画用のホワイトバランス制御値を演算する演算手段と、
前記演算手段によって演算された静止画用のホワイトバランス制御値に基づいてホワイトバランスを調整する調整手段とを有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1において、さらに、静止画像を記録するための第1,第2の記録手段を有し、前記第1の記録手段に静止画像を記録する場合に限り、前記演算手段による演算を行うことを特徴とする撮像装置。
- 請求項2において、前記第1の記録手段は半導体メモリに記録し、前記第2の記録手段は磁気テープに記録することを特徴とする撮像装置。
- 請求項1において、前記演算手段は、動画撮影から静止画撮影に切り換えられる場合、直前の動画撮影に用いられたホワイトバランス制御データに関する情報に基づいて静止画用のホワイトバランス制御値を演算することを特徴とする撮像装置。
- 請求項1において、前記保持手段は、前記基準となる動画用のホワイトバランス制御値を少なくとも2つ保持し、これらの2つの制御値に対する前記動画撮影に用いられたホワイトバランス制御値の相対位置に基づいて静止画用のホワイトバランス制御値を演算することを特徴とする撮像装置。
- 請求項1において、前記保持手段によって保持される基準となる静止画用のホワイトバランス制御値は、動画撮影が前記基準となる動画用のホワイトバランス制御値を用いられるような光源の色温度状態のときに設定されることを特徴とする撮像装置。
- テレビ再生のための動画撮影からプリンタ印刷のための静止画撮影に切り換えられる場合、動画撮影に用いられたホワイトバランス制御値に関する情報、および、予め保持されている基準となる動画用のホワイトバランス制御値およびその制御値に対応する基準となる静止画用のホワイトバランス制御値に関する情報に基づいて、静止画用のホワイトバランス制御値を演算し、前記演算手段によって演算された静止画用のホワイトバランス制御値に基づいてホワイトバランスを調整することを特徴とするホワイトバランス調整方法。
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