JP5123010B2 - 撮像装置、撮像方法及び撮像装置が備えるコンピュータに撮像方法を実行させるためのプログラム - Google Patents

Description

本発明はホワイトバランス制御を行う技術を備えた撮像装置、撮像方法及び撮像装置が備えるコンピュータに撮像方法を実行させるためのプログラムに関するものである。

従来、デジタルカメラ等において、様々な光源下で発色を正確に行うためにホワイトバランスの調整が行われている。ホワイトバランスの調整方法には、画像を幾つかのブロックに分割し、各ブロックに含まれる複数画素の情報（ホワイトバランス評価値）に基づいて行う方法がある。
例えば特許文献１では、被写体が撮像された画面を複数のエリアに分割し、各エリアの色情報を取得し、色情報の分布から光源種を判別して、光源種に適したホワイトバランス制御を行っている。
また、特許文献２では、撮像素子からの信号を複数のブロックに分割し、ブロック毎に色評価値群を算出し、予め設定された白抽出範囲から算出した第１の色温度情報と、色評価値群と予め設定された肌検出範囲から算出した第２の色温度情報と距離情報を基に、第３の色温度情報を算出してホワイトバランスを調整している。
特許第３８４９８３４号 特開２００４−１８７１４７公報

しかし、特許文献１、２に記載の発明のように、各ブロックに含まれる複数画素の平均値をホワイトバランス調整の基準とする場合、平均値はそのブロックに含まれる画素の状況に左右される。同一の被写体をとらえた画像であっても、被写体の位置や大きさ等が変わり、画角が変化することで評価値の分布も変化してしまう。
その結果、ブロック毎に得られた評価値が、予め設定された白抽出枠内に収まらず、白抽出ブロックを光源色として、当該白抽出ブロックの評価値が白になるようなゲインを画面全体に掛けるホワイトバランス補正処理において、実際の光源に最適なホワイトバランスが掛からないといった問題がある。この問題はホワイトバランス評価値の分布の変化によって起こるものであり、画角の変化の大小の問題ではない。従って、画角の変化が小さくても、ホワイトバランスの調整が不安定となってしまい、正確な色の再現ができない場合が生ずる。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、静止画撮影で多少の画角の違いにより白抽出できる場合とできない場合とでホワイトバランスが不安定となるシーンにおいても安定したホワイトバランスを得ることが可能な撮像装置を提供することを目的としたものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、撮像光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子と、前記撮像素子から出力された撮像信号に対して検波範囲を設定する検波範囲設定手段と、前記検波範囲設定手段によって設定された検波範囲を格子状のブロックに分割するブロック分割手段と、前記ブロック分割手段によって得られた各ブロックの撮像信号から第一のホワイトバランス用の評価値を取得する第一ホワイトバランス評価値取得手段と、前記第一ホワイトバランス評価値取得手段によって取得された評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各ブロックの白抽出を行う第一白抽出手段と、前記第一白抽出手段により抽出されたブロックが一定数に満たない場合に検波範囲を変更する検波範囲変更手段と、前記検波範囲変更手段による検波範囲の変更により得られた各変更ブロックの撮像信号から第二のホワイトバランス用の評価値を取得する第二ホワイトバランス評価値取得手段と、前記第二ホワイトバランス評価値取得手段によって取得された評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各変更ブロックの白抽出を行う第二白抽出手段と、を備えた撮像装置を特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、撮像素子が撮像光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像工程と、検波範囲設定手段が撮像信号に対して検波範囲を設定する検波範囲設定工程と、ブロック分割手段が検波範囲を格子状のブロックに分割するブロック分割工程と、第一ホワイトバランス評価値取得手段が各ブロックの撮像信号から第一のホワイトバランス用の評価値を抽出する第一ホワイトバランス評価値取得工程と、第一白抽出手段が第一のホワイトバランス用の評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各ブロックの白抽出を行う第一白抽出工程と、白抽出されたブロックが一定数に満たない場合に検波範囲変更手段が検波範囲を変更する検波範囲変更工程と、検波範囲が変更された各変更ブロックの撮像信号から第二ホワイトバランス評価値取得手段が第二のホワイトバランス用の評価値を取得する第二ホワイトバランス評価値取得工程と、第二白抽出手段が第二のホワイトバランス用の評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各変更ブロックの白抽出を行う第二白抽出工程と、を有する撮像方法を特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、撮像装置が備えるコンピュータに、請求項２に記載の方法を実行させるためのプログラムを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子から出力された撮像信号に対して設定された検波範囲を格子状のブロックに分割して、該ブロックのうちから白抽出されたブロックのホワイトバランス評価値を使用してホワイトバランス調整を行う画像処理装置において、白抽出されたブロックが一定数に満たない場合にブロックの分割数を変更し、又は検波範囲を変更して再度白抽出した結果に基づいてホワイトバランスの調整を行うので、精度の高いホワイトバランス調整が可能となる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係わる撮像装置（以下、デジタルカメラと呼ぶ）の外観構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラの上面側には、レリーズボタン（シャッタボタン）１、電源ボタン２、撮影・再生切替ダイアル３が設けられており、デジタルカメラの正面（前面）側には、撮影レンズ系（撮像光学系）を有する鏡胴ユニット４、ストロボ発光部５、光学ファインダ６が設けられている。
デジタルカメラの背面側には、液晶モニタ（ＬＣＤディスプレイ）７、前記光学ファインダ６の接眼レンズ部８、広角側ズーム（Ｗ）スイッチ９、望遠側ズーム（Ｔ）スイッチ１０、メニュー（ＭＥＮＵ）ボタン１１、確定ボタン（ＯＫボタン）１２等が設けられている。また、デジタルカメラの側面内部には、撮影した画像データを保存するためのメモリカード１３を収納するメモリカード収納部（図示せず）が設けられている。

図２は、本実施形態に係わる撮像装置のシステム構成を示す図である。
図２に示すように、このデジタルカメラ内には、鏡胴ユニット４に設置した撮影レンズ系を通して入射される被写体画像が受光面上に結像する固体撮像素子としてのＣＣＤ２１、ＣＣＤ２１から出力される電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）をデジタル信号に処理するアナログフロントエンド部（ＡＦＥ部）２２、ＡＦＥ部２２から出力されるデジタル信号を処理する信号処理部２３、データを一時的に格納するＳＤＲＡＭ２４、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ２５、モータドライバ２６等が設けられている。
鏡胴ユニット４は、ズームレンズやフォーカスレンズ等を有する撮影レンズ系、絞りユニット、メカシャッタユニットを備えており、撮影レンズ系、絞りユニット、メカシャッタユニットの各駆動ユニット（不図示）は、モータドライバ２６によって駆動される。モータドライバ２６は、信号処理部２３の制御部（ＣＰＵ）２３１からの駆動信号により駆動制御される。
ＣＣＤ２１は、ＣＣＤ２１を構成する複数の画素上に色分解フィルタとしてのＲＧＢ原色フィルタが配置されており、ＲＧＢ３原色に対応した電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）が出力される。

ＡＦＥ部２２は、ＣＣＤ２１を駆動するＴＧ（タイミング信号発生部）２２１、ＣＣＤ２１から出力される電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）をサンプリングするＣＤＳ（相関２重サンプリング部）２２２、ＣＤＳ２２２にてサンプリングされた画像信号のゲインを調整するＡＧＣ（アナログ利得制御部）２２３、ＡＧＣ２２３でゲイン調整された画像信号をデジタル信号（ＲＡＷ−ＲＧＢデータ）に変換するＡ／Ｄ２２４を備えている。
信号処理部２３は、ＡＦＥ部２２のＴＧ２２１へ画面水平同期信号（ＨＤ）と画面垂直同期信号（ＶＤ）の出力を行い、これらの同期信号に合わせて、ＡＦＥ部２２のＡ／Ｄ２２４から出力されるＲＡＷ−ＲＧＢデータを取り込むＣＣＤインターフェース（ＣＣＤＩ／Ｆ）２３２と、ＳＤＲＡＭ２４を制御するメモリコントローラ２３３と、取り込んだＲＡＷ−ＲＧＢデータを表示や記録が可能なＹＵＶ形式の画像データに変換するＹＵＶ変換部２３４と、表示や記録される画像データのサイズに合わせて画像サイズを変更するリサイズ処理部２３５と、画像データの表示出力を制御する表示出力制御部２３６と、画像データをＪＰＥＧ形成などで記録するためのデータ圧縮部２３７と、画像データをメモリカード１３へ書き込み、又はメモリカード１３に書き込まれた画像データを読み出すメディアインターフェース（メディアＩ／Ｆ）２３８と、操作部からの操作入力情報に基づき、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいてデジタルカメラ全体のシステム制御等を行う制御部２３１を備えている。

操作部ＳＷは、デジタルカメラ（図１参照）の外観表面に設けられているレリーズボタン１、電源ボタン２、撮影・再生切替ダイアル３、広角側ズームスイッチ９、望遠側ズームスイッチ１０、メニューボタン１１、確定ボタン１２等であり、撮影者の操作によって所定の動作指示信号が制御部２３１に入力される。
ＳＤＲＡＭ２４には、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２に取り込まれたＲＡＷ−ＲＧＢデータが保存されると共に、ＹＵＶ変換部２３４で変換処理されたＹＵＶデータ（ＹＵＶ形式の画像データ）が保存され、更に、データ圧縮部２３７で圧縮処理されたＪＰＥＧ形成などの画像データが保存される。
なお、ＹＵＶデータのＹＵＶは、輝度データ（Ｙ）と、色差（輝度データと青色（Ｂ）成分データの差分（Ｕ）と、輝度データと赤色（Ｒ）成分データの差分（Ｖ））の情報で色を表現する形式である。

次に、前述したデジタルカメラのモニタリング動作と静止画撮影動作について説明する。このデジタルカメラは、静止画撮影モード時には、以下に説明するようなモニタリング動作を実行しながら静止画撮影動作が行われる。
先ず、撮影者が電源ボタン２をＯＮし、撮影・再生切替ダイアル３を撮影モード（静止画撮影モード）に設定することで、デジタルカメラが記録モードで起動する。電源ボタン２がＯＮされて、撮影・再生切替ダイアル３が撮影モードに設定されたことを制御部２３１が検知すると、制御部２３１はモータドライバ２６に制御信号を出力して、鏡胴ユニット４を撮影可能位置に移動させ、かつ、ＣＣＤ２１、ＡＦＥ部２２、信号処理部２３、ＳＤＲＡＭ２４、ＲＯＭ２５、液晶モニタ７等を起動させる。
そして、鏡胴ユニット４の撮影レンズ系を被写体に向けることにより、撮影レンズ系を通して入射される被写体画像がＣＣＤ２１の各画素の受光面上に結像する。そして、ＣＣＤ２１から出力される被写体画像に応じた電気信号（アナログＲＧＢ画像信号）は、ＣＤＳ２２２、ＡＧＣ２２３を介してＡ／Ｄ２２４に入力され、Ａ／Ｄ２２４により１２ビット（ｂｉｔ）のＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換する。

このＲＡＷ−ＲＧＢデータは、信号処理部２３のＣＣＤＩ／Ｆ２３２に取り込まれてメモリコントローラ２３３を介してＳＤＲＡＭ２４に保存される。そして、ＳＤＲＡＭ２４から読み出されたＲＡＷ−ＲＧＢデータは、ＹＵＶ変換部２３４に入力されて表示可能な形式であるＹＵＶデータ（ＹＵＶ信号）に変換された後に、メモリコントローラ２３３を介してＳＤＲＡＭ２４にＹＵＶデータが保存される。
そして、ＳＤＲＡＭ２４からメモリコントローラ２３３を介して読み出したＹＵＶデータは、表示出力制御部２３６を介して液晶モニタ７へ送られ、撮影画像（又は動画）が表示される。液晶モニタ７に撮影画像を表示しているモニタリング時においては、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２による画素数の間引き処理により１／３０秒の時間で１フレームを読み出している。
なお、このモニタリング動作時は、電子ファインダとして機能する液晶モニタ７に撮影画像（又は動画）が表示されているだけで、まだレリーズボタン１が押圧（半押も含む）操作されていない状態である。

この撮影画像の液晶モニタ７への表示によって、静止画を撮影するための構図の確認等をすることができる。なお、表示出力制御部２３６からＴＶビデオ信号として出力して、ビデオケーブルを介して外部のＴＶ（テレビ）に撮影画像（又は動画）を表示することもできる。
そして、信号処理部２３のＣＣＤＩ／Ｆ２３２は、取り込まれたＲＡＷ−ＲＧＢデータより、ＡＦ（自動合焦）評価値、ＡＥ（自動露出）評価値、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）評価値を算出する。

ＡＦ評価値は、例えば高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって算出される。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が一番高くなる。これを利用して、ＡＦ動作時（合焦検出動作時）には、撮影レンズ系内の各フォーカスレンズ位置におけるＡＦ評価値を取得して、その極大になる点を合焦検出位置としてＡＦ動作が実行される。
ＡＥ評価値とＡＷＢ評価値は、ＲＡＷ−ＲＧＢデータにおけるＲＧＢ値のそれぞれの積分値から算出される。例えば、ＣＣＤ２１の全画素の受光面に対応した画面を２５６エリア（ブロック）に等分割（水平１６分割、垂直１６分割）し、それぞれのエリア（ブロック）のＲＧＢ積算値を算出する。
そして、制御部２３１は、算出されたＲＧＢ積算値を読み出し、ＡＥ処理では、画面のそれぞれのエリア（ブロック）の輝度を算出して、輝度分布から適正な露光量を決定する。決定した露光量に基づいて、露光条件（ＣＣＤの電子シャッタ回数、絞りユニットの絞り値、ＮＤフィルタの出し入れ等）を設定する。また、ＡＷＢ処理では、ＲＧＢの分布から被写体の光源の色に合わせたＡＷＢの制御値を決定する。このＡＷＢ処理により、ＹＵＶ変換部でＹＵＶデータに変換処理するときのホワイトバランスを合わせる。なお、前述したＡＥ処理とＡＷＢ処理は、モニタリング時には連続的に行われている。

そして、前述したモニタリング動作時に、レリーズボタン１が押圧（半押しから全押し）操作される静止画撮影動作が開始されると、合焦位置検出動作であるＡＦ動作と静止画記録処理が行われる。
即ち、レリーズボタン１が押圧（半押しから全押し）操作されると、制御部２３１からモータドライバ２６への駆動指令により撮影レンズ系のフォーカスレンズが移動し、例えば、いわゆる山登りＡＦと称されるコントラスト評価方式のＡＦ動作が実行される。
ＡＦ（合焦）対象範囲が無限から至近までの全領域であった場合、撮影レンズ系のフォーカスレンズは、至近から無限、又は無限から至近までの間の各フォーカス位置に移動し、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２で算出されている各フォーカス位置におけるＡＦ評価値を制御部２３１が読み出す。そして、各フォーカス位置のＡＦ評価値が極大になる点を合焦位置としてフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、合焦させる。

そして、前述したＡＥ処理が行われ、露光完了時点で、制御部２３１からモータドライバ２６への駆動指令によりメカシャッタユニットが閉じられ、ＣＣＤ２１から静止画用のアナログＲＧＢ画像信号が出力される。そして、モニタリング時と同様に、ＡＦＥ部２２のＡ／Ｄ変換部２２４によりＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換される。
そして、このＲＡＷ−ＲＧＢデータは、信号処理部２３のＣＣＤＩ／Ｆ２３２に取り込まれ、ＹＵＶ変換部２３４でＹＵＶデータに変換されて、メモリコントローラ２３３を介してＳＤＲＡＭ２４に保存される。そして、このＹＵＶデータはＳＤＲＡＭ２４から読み出されて、リサイズ処理部２３５で記録画素数に対応するサイズに変換され、データ圧縮部２３７でＪＰＥＧ形式等の画像データへと圧縮される。圧縮されたＪＰＥＧ形式等の画像データは、ＳＤＲＡＭ２４に書き戻された後にメモリコントローラ２３３を介してＳＤＲＡＭ２４から読み出され、メディアＩ／Ｆ２３８を介してメモリカード１３に保存される。

このように構成されたデジタルカメラにおいて、本発明では、撮像光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子としてのＣＣＤ２１から出力された撮像信号に対して制御部２３１が検波範囲を設定し、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２が設定された検波範囲を格子状のブロックに分割し、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２によって得られた各ブロックの撮像信号から制御部２３１が第一のホワイトバランス用の評価値を抽出して、第一のホワイトバランス評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて各ブロックの第一の白抽出を行い、白抽出されたブロックが一定数に満たない場合にブロックの分割数あるいは検波範囲を変更し、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２は制御部２３１によって設定された新たな検波範囲に基づいて格子状のブロックに分割し、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２によって得られた各ブロックの撮像信号から制御部２３１が第二のホワイトバランス用の評価値を取得して、取得された評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて各変更ブロックの白抽出を行う。

上述のデジタルカメラを用いて実施される本発明第一の実施形態について、図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態におけるホワイトバランス補正の一連の処理を表したフローチャートである。
ステップＳ１では、撮影画像に対し検波処理を行う。ここで検波とは、撮影画像からＲＧＢ積算値を算出することである。
前述のように、最初に撮影画像はＲＡＷ−ＲＧＢとして、信号処理前のデータがＳＤＲＡＭ２４に格納される。このデータは制御部２３１からの制御により、ＳＤＲＡＭ２４から読み出され、ＣＣＤＩ／Ｆ２３２に入力される。ＣＣＤＩ／Ｆ２３２は検波回路を備えており、予めＲＯＭ２５に設定された所定の検波枠のサイズ及び分割数を基に、画面全体を格子状のブロックに分割する。例えば、ＣＣＤ２１の全画素の受光面に対応した画面を２５６エリア（ブロック）に等分割（水平１６分割、垂直１６分割）する。そして、それぞれのエリア（ブロック）のＲＧＢ積算値を算出する。ＲＧＢ積算値は、ＳＤＲＡＭ２４若しくは制御部２３１より読み出し可能なレジスタに出力される（ステップＳ１）。

ステップＳ２では、制御部２３１が算出されたＲＧＢ積算値を読み出し、特徴検出処理（第一白抽出処理）を行う。
ここで白抽出処理とは、撮影画像データ中から白い画素（白画素）であると思われる位置のデータを取り出すことであり、上述の分割ブロック毎にこの処理を行う。まず、ブロック単位で取得されたＲＧＢ積算値から、ＡＷＢ評価値であるＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂをブロック毎に算出する。そして、Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂの組合せが予め設定された範囲内に収まるか否かを判断する。各ブロックが白抽出ブロックであると判断される範囲は、図４のように示される。

図４は、Ｇ／Ｒをｘ軸、Ｇ／Ｂをｙ軸とする２次元の色座標であり、枠４１で示される範囲が白抽出範囲である。枠４１は、黒体輻射カーブに沿った複数の楕円若しくは円形の枠にて設定される。Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂが枠４１内におさまれば、そのブロックを白画素が存在するブロック、つまり白抽出ブロックと判断し、ＳＤＲＡＭ２４に記憶する（Ｓ２）。
このようにして検波範囲内から検出された白抽出ブロックについて、本発明ではブロックの数を計数し、白抽出ブロックの数が所定の基準以上か否かを判断する（ステップＳ３）。白抽出ブロック数が所定の基準以上である場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、ステップＳ４に移行し、各白抽出ブロックのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂに対して、それに対応するＡＥ評価値の重み付けによって１ブロックあたりのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂを算出する（ステップＳ４）。計算式は式１である。

（式１）

但し、WhtAWBRは、白抽出ブロックのＡＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ）であり、WhtAWBBは白抽出ブロックのＡＷＢ評価値（Ｇ／Ｂ）であり、WhtAEvalは白抽出ブロックのＡＥ評価値であり、WhtCntは白抽出ブロック数であり、ｎは白抽出ブロック数である。
しかし、検出された白抽出ブロックの数が所定数に満たない場合は（ステップＳ３でＮｏ）、ステップＳ５に移行し、本発明の特徴的構成である検波枠変更処理を行う。検波枠変更処理は、検波枠のサイズ及び分割数を変更する処理である。

図５は、検波枠の変更前後の様子を示す図であり、（ａ）は検波枠を水平方向にずらして変更する例を示す図、（ｂ）は検波枠を垂直方向にずらして変更する例を示す図である。図５において、細い点線で示された符号５１ａ、５２ａが変更前検波枠である。また、太い実線で示された符号５１ｂ、５２ｂが変更後検波枠である。
例えば、ステップＳ５では（ａ）に示すように、変更前検波枠５１ａに対して変更後検波枠５１ｂを水平方向に半ブロック分ずらして設定する。このとき、斜線で示した左端部５１Ｌと右端部５１Ｒは、ブロックをずらしたことによって１ブロック分の大きさを確保できなくなるので、変更後検波枠５１ｂには含めないで検波枠を設定する。つまり、変更前の検波サイズに比し変更後の検波サイズは小さくなっている。
あるいは（ｂ）に示すように、変更前検波枠５２ａに対して変更後検波枠５２ｂを、垂直方向に半ブロック分ずらして設定してもよい。このとき、（ａ）の例と同様に、斜線で示した最上部５２Ｕと最下部５２Ｂは、変更後検波枠５２ｂには含めないで検波枠を設定する。このように、分割ブロックの変更形態は、特に限定されるものではない。

検波枠変更処理後はステップＳ６に移行し、再度の検波処理を行う。
制御部２３１は、再度ＳＤＲＡＭ２４よりＲＡＷ−ＲＧＢを読み出して、ＣＣＤ−Ｉ／Ｆ２３２に入力する。そして変更後検波枠の分割ブロックに基づいて再度、画面全体の左右端部又は上下端部を除く部分を格子状のブロックに分割し、それぞれのエリア（ブロック）のＲＧＢ積算値を算出する。算出されたＲＧＢ積算値は、ＳＤＲＡＭ２４若しくは制御部２３１より読み出し可能なレジスタに出力される（ステップＳ６）。
ステップＳ７では、制御部２３１が算出されたＲＧＢ積算値を読み出し、再度の特徴検出処理（第二白抽出処理）を行う。具体的な白抽出処理の方法は、ステップＳ２と同様なので、説明を省略する。

このようにして変更後検波枠内から検出された白抽出ブロックの数を計数し、白抽出ブロックの数が所定の基準以上か否かを判断する（ステップＳ８）。白抽出ブロック数が所定の基準以上である場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ４に移行し、各白抽出ブロックのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂに対して、それに対応するＡＥ評価値の重み付けによって１ブロックあたりのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂを式１に従って算出する（ステップＳ４）。
一方、白抽出ブロックの数が所定の基準を満たさなかった場合は（ステップＳ８でＮｏ）、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、全ブロックのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂに対して、それに対応するＡＥ評価値の重み付けによって１ブロックあたりのＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂを算出する（ステップＳ９）。計算式は式２である。

（式２）

但し、AllAWBRは全ブロックのＡＷＢ評価値（Ｇ／Ｒ）、AllAWBBは全ブロックのＡＷＢ評価値（Ｇ／Ｂ）、AllAEvalは全ブロックのＡＥ評価値、AllCntは全ブロックのブロック数、ｎは全ブロック数である。
このようにステップＳ４、ステップＳ９にて算出した１ブロックあたりのＧ／Ｒ、Ｇ／ＢからＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂの色座標上のエリア別に補正を加えた後、Ｇ／ＲをＲｇａｉｎ、Ｇ／ＢをＢｇａｉｎとするホワイトバランス補正係数とする（ステップＳ１０）。

ここで、エリア別に補正とは、例えばＧ／Ｒの値が小さく、Ｇ／Ｂが大きい低色温度側のシーンでは、光源色を残すようにＧ／Ｒを大きくしてＧ／Ｂを小さくする処理を行う、あるいはＧ／Ｒの値が大きく、Ｇ／Ｂが小さい高色温度側のシーンでＧ／Ｒが一定以上であれば、Ｇ／Ｒの所定値以上をカットするリミット処理を行うといったものである。この処理により、色温度まで考慮されたホワイトバランスゲインを得ることができる。
その後、画面全体のＲ、Ｂデータそれぞれに対して、ホワイトバランス補正係数Ｒgain、Ｂgainを掛けて（ステップＳ１１）、一連のホワイトバランス補正を終了する。
このように、本発明では、白抽出ブロックが所定量検出されなかった場合に検波枠を変更して再度白抽出処理を行っているので、変更前の検波枠では白抽出ができなくても、変更後の検波枠で白抽出できる可能性が高まる。従って、従来であれば微妙な画角の変化でブロック内の無彩色と有彩色の割合が変化することが原因で、白抽出できたりできなかったりするような場合においても、白抽出精度を高くすることができ、ホワイトバランスの調整精度を高めることができる。

本発明第二の実施形態について説明する。本実施形態では、図３に示された第一の実施形態のステップＳ５の検波枠変更処理の内容が異なるものである。以下では、第一の実施形態と異なるステップＳ５の処理工程を中心として説明を行う。
まず、第一の実施形態と同様にステップＳ１、Ｓ２の処理を行い、ステップＳ３にて白抽出ブロックの数が所定の基準以上か否かを判断する。予め設定された検波枠で検出された白抽出ブロックが所定量に満たなかった場合には（ステップＳ３でＮｏ）、ステップＳ５に移行し、検波枠変更処理を行う。第二の実施形態では、検波枠のブロックサイズを変更する処理を行う。

図６は、変更された検波枠のブロックを示す一つの例であり、図７は変更された検波枠のブロックを示す他の例である。例えば、変更前のブロック数が水平１６×垂直１６分割である場合、図６のように水平２ブロックと垂直２ブロックとを統合して水平８×垂直８分割に変更する。また、図７（ａ）のように水平２ブロックを統合して水平８×垂直１６分割にする、又は図７（ｂ）のように垂直２ブロックを統合して水平１６×垂直８分割にしても良い。このように、分割ブロックの変更形態は、特に限定されるものではない。
そして変更した検波枠の分割ブロックに基づいて再度検波を行う（ステップＳ６）。以降の処理は第一の実施形態と同様なので、説明を省略する。

このように、２次元の色座標上で拡散されたＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂの分布で白抽出できなかった場合に、画面分割に用いられるブロックサイズを大きくすることで、多くの画素で平均化され、拡散されたＧ／Ｒ、Ｇ／Ｂの分布の拡散を抑えることができるので、Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂが図４に示す白抽出枠に入る可能性が高まる。従って、全ブロックの積算値からホワイトバランスゲインを算出するよりも精度の高いホワイトバランス調整を行うことができる。また、通常はブロック分割数を多くすることで平均化される画素が少なくなり白抽出精度を高めることができるので、本発明によれば、白抽出ブロックの多少に関わらず精度の高いホワイトバランス調整を行うことができる。

撮像装置の外観構成を示す図である。 撮像装置のシステム構成を示す図である。 ホワイトバランス補正の一連の処理を表したフローチャートである。 白抽出範囲について説明する図である。 検波枠の変更前後の様子を示す図であり、（ａ）は検波枠を水平方向にずらして変更する例を示す図、（ｂ）は検波枠を垂直方向にずらして変更する例を示す図である。 変更された検波枠のブロックを示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、変更された検波枠のブロックを示す図である。

符号の説明

１…レリーズボタン、２…電源ボタン、３…撮影・再生切替ダイアル、４…鏡胴ユニット、５…ストロボ発光部、６…光学ファインダ、７…液晶モニタ、８…接眼レンズ部、９…広角側ズームスイッチ、１０…望遠側ズームスイッチ、１１…メニューボタン、１２…確定ボタン、１３…メモリカード、２１…ＣＣＤ、２２…ＡＦＥ部、２２１…ＴＧ、２２２…ＣＤＳ、２２３…ＡＧＣ、２２４…Ａ／Ｄ変換部、２３…信号処理部、２３１…制御部、２３２…ＣＣＤＩ／Ｆ、２３３…メモリコントローラ、２３４…ＹＵＶ変換部、２３５…リサイズ処理部、２３６…表示出力制御部、２３７…データ圧縮部、２３８…メディアＩ／Ｆ、２４…ＳＤＲＡＭ、２５…ＲＯＭ、２６…モータドライバ、ＳＷ…操作部、４１…枠、５１ａ…変更前検波枠、５１ｂ…変更後検波枠、５１Ｌ…左端部、５１Ｒ…右端部、５２ａ…変更前検波枠、５２ｂ…変更後検波枠、５２Ｕ…上端部、５２Ｂ…下端部

Claims (3)

1. 撮像光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像素子と、前記撮像素子から出力された撮像信号に対して検波範囲を設定する検波範囲設定手段と、前記検波範囲設定手段によって設定された検波範囲を格子状のブロックに分割するブロック分割手段と、前記ブロック分割手段によって得られた各ブロックの撮像信号から第一のホワイトバランス用の評価値を取得する第一ホワイトバランス評価値取得手段と、前記第一ホワイトバランス評価値取得手段によって取得された評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各ブロックの白抽出を行う第一白抽出手段と、前記第一白抽出手段により抽出されたブロックが一定数に満たない場合に検波範囲を変更する検波範囲変更手段と、前記検波範囲変更手段による検波範囲の変更により得られた各変更ブロックの撮像信号から第二のホワイトバランス用の評価値を取得する第二ホワイトバランス評価値取得手段と、前記第二ホワイトバランス評価値取得手段によって取得された評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各変更ブロックの白抽出を行う第二白抽出手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 撮像素子が撮像光学系から入射した光を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像工程と、検波範囲設定手段が撮像信号に対して検波範囲を設定する検波範囲設定工程と、ブロック分割手段が検波範囲を格子状のブロックに分割するブロック分割工程と、第一ホワイトバランス評価値取得手段が各ブロックの撮像信号から第一のホワイトバランス用の評価値を抽出する第一ホワイトバランス評価値取得工程と、第一白抽出手段が第一のホワイトバランス用の評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各ブロックの白抽出を行う第一白抽出工程と、白抽出されたブロックが一定数に満たない場合に検波範囲変更手段が検波範囲を変更する検波範囲変更工程と、検波範囲が変更された各変更ブロックの撮像信号から第二ホワイトバランス評価値取得手段が第二のホワイトバランス用の評価値を取得する第二ホワイトバランス評価値取得工程と、第二白抽出手段が第二のホワイトバランス用の評価値と予め設定された白抽出範囲とに基づいて前記各変更ブロックの白抽出を行う第二白抽出工程と、を有することを特徴とする撮像方法。
3. 撮像装置が備えるコンピュータに、請求項２に記載の方法を実行させるためのプログラム。

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