JP5091550B2 - ホワイトバランス調整装置およびホワイトバランス調整方法 - Google Patents
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Description
時系列的に入力される入力画像のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置であって、
先の入力画像の所定の色空間における複数の色成分のうちの対象色成分を補正パラメータの第1の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記先の入力画像の少なくとも一部の積分対象領域について積分して第1の対象色成分積分値を算出する第1の対象色成分積分部と、
前記先の入力画像の対象色成分を前記補正パラメータの第1の値と異なる第2の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記積分対象領域について積分して第2の対象色成分積分値を算出する第2の対象色成分積分部と、
後の入力画像の対象色成分の補正に使用される前記第1と第2の値を決定する補正パラメータ決定部と、
前記補正パラメータ決定部により決定された第1の値と第2の値の間に設定された第3の値に基づいて、前記後の入力画像の対象色成分を補正することによりホワイトバランス調整が施された調整画像を生成する調整画像生成部と、
を備え、
前記補正パラメータ決定部は、前記第1と第2の対象色成分積分値と、対象色成分積分値の目標値との大小関係に応じて、前記第1と第2の値の変更の要否を判定する、
ホワイトバランス調整装置。
適用例1記載のホワイトバランス調整装置であって、前記補正パラメータ決定部は、前記目標値が前記第1の対象色成分積分値と前記第2の対象色成分積分値との間である場合には、前記第1と第2の値の変更を行わず、前記目標値が前記第1の対象色成分積分値と前記第2の対象色成分積分値との間でない場合には、前記第1と第2の対象色成分積分値と前記目標値との大小関係に応じて、前記先の入力画像の対象色成分の補正に使用された前記第1と第2の値のそれぞれに、前記第1と第2の値の差分よりも小さい第1のオフセット値を加減することにより、前記第1と第2の値を変更する、ホワイトバランス調整装置。
適用例2記載のホワイトバランス調整装置であって、さらに、前記先の入力画像の対象色成分を前記第3の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記積分対象領域について積分して第3の対象色成分積分値を算出する第3の対象色成分積分部を備えており、前記補正パラメータ決定部は、前記第3の対象色成分積分値と前記目標値との大小関係に基づいて、前記第1と第2の値のそれぞれに前記第1のオフセット値を加えるか、前記第1と第2の値のそれぞれから前記第1のオフセット値を減ずるか、を決定する、ホワイトバランス調整装置。
適用例2または3記載のホワイトバランス調整装置であって、前記対象色成分積分値は、前記補正パラメータの値の増大に応じて単調増加し、前記第2の値は、前記第1の値よりも大きく設定されており、前記補正パラメータ決定部は、前記第2の対象色成分積分値が前記目標値よりも小さい場合には、前記第1のオフセット値が加えられた前記第2の値に、さらに前記第1と第2の値の差分に基づいて設定される第2のオフセット値を加え、前記第1の対象色成分積分値が前記目標値よりも大きい場合には、前記第1のオフセット値が減じられた前記第1の値から、さらに前記第2のオフセット値を減じる、ホワイトバランス調整装置。
適用例1ないし4のいずれか記載のホワイトバランス調整装置であって、前記目標値は、前記先の入力画像の前記対象色成分とは異なる比較色成分を前記積分対象領域について積分した比較色成分積分値である、ホワイトバランス調整装置。
適用例1ないし5のいずれか記載のホワイトバランス調整装置であって、前記時系列的に入力される入力画像は、動画像であり、前記後の入力画像は、前記ホワイトバランス調整装置から出力される現フレームの画像であり、前記先の入力画像は、前記現フレームの直前のフレームの画像である、ホワイトバランス調整装置。
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.変形例:
A1.ビデオカメラの構成:
図1は、第1実施例としてのビデオカメラ10の機能的な構成を示す機能ブロック図である。ビデオカメラ10は、イメージセンサ100と、カメラ制御部200と、を備えている。カメラ制御部200は、イメージセンサ100を制御するとともに、イメージセンサ100から供給される画像データGD1に種々の処理を施し、ビデオカメラ10から出力される映像信号VSGを生成する。
図3は、オートホワイトバランス制御部350により実行される赤色ゲイン決定ルーチンを示すフローチャートである。赤色ゲイン決定ルーチンでは、緑成分積分値IG0と、3種の赤成分積分値IR0,IR+,IR-とに基づいて赤色ゲイン設定値gRが決定される。なお、図3は、赤色ゲイン設定値gRを決定する赤色ゲイン決定ルーチンを示しているが、青色ゲイン設定値gBも同様に、緑成分積分値IG0と、3種の青成分積分値IB0,IB+,IB-とに基づいて決定される。
図5は、比較例としての従来のビデオカメラ12の機能的な構成を示す機能ブロック図である。比較例のビデオカメラ12は、ホワイトバランス調整部302に供給される画像データが補間処理部230が出力する画像データGD4に変更されている点で、図1に示す第1実施例のビデオカメラ10と異なっている。他の点は、第1実施例と同様である。
図9は、第2実施例における赤色ゲイン決定ルーチンを示すフローチャートである。第2実施例の赤色ゲイン決定ルーチンは、ステップS310の後に2つのステップS330,S340が付加されている点と、ステップS320の後に2つのステップS350,S360が付加されている点とで、図4に示す第1実施例の赤色ゲイン決定ルーチンと異なっている。他の点は、第1実施例の赤色ゲイン決定ルーチンと同じである。
なお、この発明は上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記各実施例では、ホワイトバランス調整部300に簡易補間処理部310を設け、簡易補間処理部310で補間処理された画像データに対してゲイン調整が行われているが、簡易補間処理部310を省略することも可能である。例えば、カメラ制御部200(図1)の補間処理部230によって補間処理された画像データを用いることも可能である。この場合、ホワイトバランス調整部300の3つのゲイン調整部322〜326のうち、無偏差ゲイン調整部322を省略することが可能である。また、正偏差ゲイン調整部324および負偏差ゲイン調整部326では、偏差Aに相当するゲインの調整が行われる。
上記各実施例では、オートホワイトバランス制御部350は、赤色ゲイン設定値gRを3種の赤色成分積分値IR0,IR+,IR-に基づいて決定しているが、赤色ゲイン設定値gRは、これらの赤色成分積分値IR0,IR+,IR-のうちの少なくとも2つの積分値に基づいて決定することもできる。この場合、赤色ゲイン設定値gRに加減されるオフセット値は、使用される積分値に応じて適宜変更される。
上記各実施例では、色成分積分部342〜346(図2)は、白検出部330が白色の画素と判断した画素について、色成分値を積分しているが、1フレーム分の画像全体について色成分値を積分するものとしてもよく、また、画像の一部(例えば、周辺部)について色成分値を積分するものとしてもよい。但し、白色画素について色成分値を積分することにより、被写体の状態によらずホワイトバランスの調整をより好ましいものとすることができるので、白色画素について色成分値を積分するのが好ましい。
上記各実施例では、ホワイトバランスの調整を赤色成分Rと青色成分Bとのそれぞれのゲインを変更することにより行っているが、他の方法によりホワイトバランスの調整を行うことも可能である。例えば、RGB色空間の画像データをYCbCr色空間の画像データに変換し、色差成分Cb,Crを補正することによりホワイトバランスを調整するものとしてもよい。この場合においても、色差成分Cb,Crを異なる補正パラメータで補正し、補正後の色差成分積分値に基づいて、ホワイトバランスの調整の要否、および、補正パラメータの変更内容が決定される。なお、色差成分Cb,Crを補正する場合には、色差成分積分値の目標値はゼロに設定される。
上記各実施例では、ゲイン調整部220,322〜326は、AD変換された画像データの色成分値にゲインを乗ずることにより画像の色成分を補正しているが、画像の色成分をアナログ増幅器の増幅度を変更することにより補正することも可能である。この場合、イメージセンサとしては、アナログの映像信号を出力するイメージセンサが使用される。
上記各実施例では、本発明をビデオカメラに適用しているが、本発明はビデオカメラの他、モニタ機能を有するデジタルスチルカメラ等、種々の撮像装置に適用することができる。一般に、本発明は、時系列的に画像が生成される装置であれば、任意の装置に適用することができる。
100…イメージセンサ
200…カメラ制御部
210…クランプ処理部
220…RBゲイン調整部
230…補間処理部
240…映像信号生成部
250…タイミング信号生成部
300,302…ホワイトバランス調整部
310…簡易補間処理部
322…無偏差ゲイン調整部
324…正偏差ゲイン調整部
326…負偏差ゲイン調整部
330…白検出部
340…色成分積分部
342…無偏差色成分積分部
344…正偏差色成分積分部
346…負偏差色成分積分部
350,352…オートホワイトバランス制御部
Claims (7)
- 時系列的に入力される入力画像のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置であって、
先の入力画像の所定の色空間における複数の色成分のうちの対象色成分を補正パラメータの第1の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記先の入力画像の少なくとも一部の積分対象領域について積分して第1の対象色成分積分値を算出する第1の対象色成分積分部と、
前記先の入力画像の対象色成分を前記補正パラメータの第1の値と異なる第2の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記積分対象領域について積分して第2の対象色成分積分値を算出する第2の対象色成分積分部と、
後の入力画像の対象色成分の補正に使用される前記第1と第2の値を決定する補正パラメータ決定部と、
前記補正パラメータ決定部により決定された第1の値と第2の値の間に設定された第3の値に基づいて、前記後の入力画像の対象色成分を補正することによりホワイトバランス調整が施された調整画像を生成する調整画像生成部と、
を備え、
前記補正パラメータ決定部は、前記第1と第2の対象色成分積分値と、対象色成分積分値の目標値との大小関係に応じて、前記第1と第2の値の変更の要否を判定する、
ホワイトバランス調整装置。 - 請求項1記載のホワイトバランス調整装置であって、
前記補正パラメータ決定部は、
前記目標値が前記第1の対象色成分積分値と前記第2の対象色成分積分値との間である場合には、前記第1と第2の値の変更を行わず、
前記目標値が前記第1の対象色成分積分値と前記第2の対象色成分積分値との間でない場合には、前記第1と第2の対象色成分積分値と前記目標値との大小関係に応じて、前記先の入力画像の対象色成分の補正に使用された前記第1と第2の値のそれぞれに、前記第1と第2の値の差分よりも小さい第1のオフセット値を加減することにより、前記第1と第2の値を変更する、
ホワイトバランス調整装置。 - 請求項2記載のホワイトバランス調整装置であって、さらに、
前記先の入力画像の対象色成分を前記第3の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記積分対象領域について積分して第3の対象色成分積分値を算出する第3の対象色成分積分部を備えており、
前記補正パラメータ決定部は、前記第3の対象色成分積分値と前記目標値との大小関係に基づいて、前記第1と第2の値のそれぞれに前記第1のオフセット値を加えるか、前記第1と第2の値のそれぞれから前記第1のオフセット値を減ずるか、を決定する、
ホワイトバランス調整装置。 - 請求項2または3記載のホワイトバランス調整装置であって、
前記対象色成分積分値は、前記補正パラメータの値の増大に応じて単調増加し、
前記第2の値は、前記第1の値よりも大きく設定されており、
前記補正パラメータ決定部は、
前記第2の対象色成分積分値が前記目標値よりも小さい場合には、前記第1のオフセット値が加えられた前記第2の値に、さらに前記第1と第2の値の差分に基づいて設定される第2のオフセット値を加え、
前記第1の対象色成分積分値が前記目標値よりも大きい場合には、前記第1のオフセット値が減じられた前記第1の値から、さらに前記第2のオフセット値を減じる、
ホワイトバランス調整装置。 - 請求項1ないし4のいずれか記載のホワイトバランス調整装置であって、
前記目標値は、前記先の入力画像の前記対象色成分とは異なる比較色成分を前記積分対象領域について積分した比較色成分積分値である、
ホワイトバランス調整装置。 - 請求項1ないし5のいずれか記載のホワイトバランス調整装置であって、
前記時系列的に入力される入力画像は、動画像であり、
前記後の入力画像は、前記ホワイトバランス調整装置から出力される現フレームの画像であり、
前記先の入力画像は、前記現フレームの直前のフレームの画像である、
ホワイトバランス調整装置。 - 時系列的に入力される入力画像のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整方法であって、
(a)先の入力画像の所定の色空間における複数の色成分のうちの対象色成分を補正パラメータの第1の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記先の入力画像の少なくとも一部の積分対象領域について積分して第1の対象色成分積分値を算出する工程と、
(b)前記先の入力画像の対象色成分を前記補正パラメータの第1の値と異なる第2の値に基づいて補正し、補正された対象色成分を前記積分対象領域について積分して第2の対象色成分積分値を算出する工程と、
(c)後の入力画像の対象色成分の補正に使用される前記第1と第2の値を決定する工程と、
(d)前記工程(c)により決定された第1の値と第2の値の間に設定された第3の値に基づいて、前記後の入力画像の対象色成分を補正することによりホワイトバランス調整が施された調整画像を生成する工程と、
を備え、
前記工程(c)は、前記第1と第2の対象色成分積分値と、対象色成分積分値の目標値との大小関係に応じて、前記第1と第2の値の変更の要否を判定する工程を含む、
ホワイトバランス調整方法。
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