JPH03160891A - 白バランス調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、撮ｆｉ素子から得られる撮像映像信号を基に
、白バランスの制御を行うカラービデオカメラの自動白
バランス調整装置に関する。

（ロ）従来の技術 カラービデオカメラに於いては、光源による光の波長分
布の違いを補正するために、臼バランスの制御を行う必
要がある。

この制御は、赤（以下Ｒ）、青（以下Ｂ）、緑（以下Ｇ
）の三原色信号の比が１：１：１となるように、各色信
号の利得を調節することで行われる。一般には例えば特
開昭６２　　３５７９２号公報（ＨＯ４Ｎ９／７３）に
示される様に、画面の色差信号Ｒ−Ｙ．Ｂ−Ｙの積分値
が零になるように利得を調節する方式が用いられている
。

第３図は、この方式を用いた白バランス回路のブロック
図である。

レンズ（１）を通過した光は、撮像素子（ＣＣＤ）（２
）で光電変換された後、色分離回路（３）で、Ｒ，Ｇ，
Ｈの３原色信号として取り出される。Ｒ増幅回路（４）
、Ｂ増幅回路（５）を経て、カメラプロセス及びマトリ
ックス回路（６）に入力され、輝度信号Ｙ、赤及び青そ
れぞれの色差信号Ｒ−Ｙ．Ｂ−Ｙが作られて、ビデオ回
路へ送られる，同特に、二つの色差信号は、それぞｉｔ
積分回路（１７）（１８）で、Ｆ分に長い時間、積分さ
れ、その拮東が雰になるように利得制商］回路（１３）
、（１４）がＲ．Ｉ３谷々の利得可襄な増幅団路（１）
、（５）の利ｉ５ｔをＡ節する。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 前辻のノｊ式はビデオカメラにより撮影さ！しる画面の
様々な色分布に対して、積分同路（１７）（１８）の時
定数を長くする等の］ニ夫を施して、これらの色分布を
゛Ｖ均化すれば、色分布を構戊する各色戊分が打ち消し
あい、格白い画面状態に近似できることを前提としてい
る。

ところが、この方式では、画面全体として位に偏りがあ
る、例えば、赤の有彩色を右する被写体が長時間にわた
って撮像画面の大部分を占めている場合には、自動臼バ
ランス調整の結果、偏りがある色、例えば赤色を打ち消
す方向、即ちＲ増幅回路（４）の利得が小さくなり、被
写体の実際の色の再現が行えなくなるという欠点を有し
ている。

換言すると、画面の色に偏りがある状態が続いた場合、
臼バランスがその偏った色の補色側にずれることになる
。

（二）課題を解決するための手段 本発明は、撮像画面を複数の領域に分割して各領域毎の
各色戊分の色信号の量を色評価値として得る色評価値検
出手段と、各領域の輝度レベルに比例した領域毎の重み
付け量で各色評価値に重み｛、Ｉけを行い、この％４Ａ
付け後の色評価値を画面全体にわたって積算し、この各
色の積算値を基に各色信号の増幅利得を制御することを
特徴とする。

（ホ）　作　　用 本発明は−４−述の如く購戊したので、高輝度ほど彩度
が低く、白である確率が高いことに着目し、高輝度領域
での色信号の臼バランス調整への影響力そ大きくして、
画面全体の色の偏りが存在する状況下でも臼バランスの
補色側へのずれを最小限に抑えられる。

（へ）実施例 図面に従い本発明の一実施例について説明する。

第１図は本実施例による自動白バランス回路の回路ブロ
ック図である。

レンズ（１）を通過した光は、ＣＣＤ（２）上に結像さ
れて光電変換された後、色分離回路（３）にて、Ｒ．Ｇ
，Ｂの３原色信号として取り出される。これらの３原色
信号の中のＲ及びＢ信号は、夫々Ｒ及びＢ増幅回路（４
）（５）を経て、Ｇ信号と共にカメラプロセス及びマト
リックス（６）に入力され、これらを基に輝度信号（Ｙ
）及び赤、青夫々の色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）が
作戊されて、ビデオ回路（７）が供給されて周知の処理
が施さｔしる。また、（Ｙ）（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の各
信号は、同特に選択回路（２１）にも供給される。

選択回路（２１）はタイミング回路（２５）からの選択
信号（Ｓ１）により輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｒ−
Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の３信号の中を１つを１フィールド毎
に順次選択するもので、（Ｙ）−（Ｒ−Ｙ）→（Ｂ−Ｙ
）→（Ｙ）→（Ｒ−Ｙ）→・・・と１フィールド毎に後
段のＡ／Ｄ変換！（２２）に出力される。

尚、選択信号（Ｓ１）は後述の如く同期分離回路（２４
）から得られる垂直同期信号に基づいて作威される。Ａ
／Ｄ変換！（２２）は、所定のサンプリング周期で選択
回路（２１）出力にて選択された信号（Ｙ）（　Ｒ　−
　Ｙ　）　　（　Ｂ　−　Ｙ　）の１つをサンプリング
してディジタル値Ｃこ変換し、この値を積分器（２３）
に出力する。

ところで、タイミング回路（２５）はカメラプロセス及
びマトリックス回路（６）からの垂直、水平同期信号及
びＣＣＤ（２）を駆動する固定の発振器出力に基づいて
、撮像画面を第２図に示す８×８の６４個の長方形の領
域（Ａｌｌ）、（ＡＩ２）、（Ａ１３）・・・に分割し
て各領域毎にこれらの領域内の選択回路（２１）出力を
時分割で取り出すための切換信号（Ｓ２）を積分器（２
３）に出力する。

積分器（２３）は切換信号（Ｓ２）を受けて、選択回路
（２１）出力のＡ／Ｄ変換値を領域毎に１フィールド期
間にわたって加算し、即ち６４個の領域毎にディジタル
積分し、この１フィールド分の積分が完了するとこの積
分値を輝度評価値あるいは色評価値としてメモリ（２６
）に保持する。この結果、ある任意のフィールドで６４
個の領域内に対応する輝度信号（Ｙ）のディジタル積分
値が６４個の輝度評価値（ｙｉＪ）（ｉ，　ｊ：１〜８
）として得られることになる。また、次のフィールドで
は選択回路（２１）にて色差信号（Ｒ−Ｙ）が選択され
ているので、加算器（２３）の各領域における積分の結
果、色差信号（Ｒ−Ｙ）の領域毎のディジタル積分値が
６４ｇの色評価値（ｒｉｊ）として得られる。更に次の
フィールドでは選択回路（２１）にて色差信号（Ｂ−Ｙ
）が選択されているので、加算！（２３）の積分の結果
、色差信号（Ｂ−Ｙ）の領域毎のディジタル積分値が６
４個の色評価値（ｂｉｊ）として得られる。こうして、
輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の３フ
ィールドの積算が終了した時点で、輝度評価値（ｙｉｊ
）及び色評価値（ｒｉｊ）（Ｂｉｊ）の６４×３個の値
がメモリ（２６）に保持されることになる。これ以降、
上述と同様の動作が繰り返され、次のフィールドでは輝
度評価値（ｙｉｊ）が、更に次のフィールドでは色評価
値（ｒｉｊ）と順次更新されることになる。

画面評価回路（２７）は、メモリ（２６）からの最新の
評価値（ｙｉｊ　）、（ｒｉｉ）、（ｂｉｊ）（ｉ．ｊ
：１−８）を取り込み、次式（Ｍ）（Ｎ）に基いて色差
信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）の夫々の画面全体についての
色評価値を画面色評価値（Ｖｒ）．　（Ｖｂ）として算
出する。

＋＝Ｉ　　Ｊ＝１　　　　　　　　　　　１＝Ｉ　　Ｊ
＝１ｉ＝１　　３＝１　　　　　　　　　　ｉ＝１　　
３＝１ここで上式について簡単に説明する。式（Ｍ）（
Ｎ）は共に輝度レベルの高い部分ほど彩度が低く、白で
ある確率が高い点に着目し、輝度評価値（ｙｉＤにて各
色差信号の色評価値（ｒｉｊ）（ｂｉ』）を加重ｆａ算
する演算式であり、例えば式（Ｍ）では１＝１　　］＝
１ いて色差信号（Ｒ−Ｙ）レベルに輝度信号（Ｙ）レベル
を掛算して、輝度レベルに比例して色差信号（Ｒ−Ｙ）
の色評価値（ｒｉｊ）にて重み付けを行った後に、６４
個の領域分全てを加算して画面全体の重み付けをした色
評価値を得ようとするもので＋＝１　　３４ 付け量での正規化が為されていない、即ち画面に高輝度
レベルの領域を占める面積が大きいという要因だけで画
面全体の色評価値が大きくなってしｉ＝１　　ｊ＝１ ｉ＝Ｉ　　Ｊ＝１ 正規化して面積的な要因を排除する必要がある。

例えば、ある撮像画面の半分の領域で、即ち６４個の領
域の中の３２領域に色差信号（Ｒ−Ｙ）の色評価値ｒｉ
ｊ＝　１　０で輝度評価値ｙｉｊ＝　１　０の被写体が
存在し、残りの領域は完全に黒色の状態（ｙｉＪ＝ｏ）
を恕定すると、 １＝Ｉ　　Ｊ＝１ となり、重み付け量で正規化しなければ画面全体の色評
価値は３２００として扱われ、これに基いて白バランス
調整が為される。

一方、全く同一の被写体、即ちｒｉｊ＝１０、ｙｉｊ＝
１０の被写体が撮像画面の１八の領域、即ち１６領域に
存在し、残りの領域は完全に黒色の状態を想定すると、 ｉ＝１　　ｊ＝１ となる。ここで、被写体は全く同一であり、臼バランス
調整は共に同一被写体（被写体が存在しない領域は完全
な黒レベルであるため）に着目して為されるのであるか
ら、単に被写体の撮像画面に占める割合が異なっても白
バランス調整は全く調整量でなければならず、上述の３
２００と１６００の様に画面全体の色評価値に画面全体
の高輝度レベルの面積比に応じた差が生じてはならず、
そこで全重み付け量で正規化して ＋＝１　　３＝１　　　　　　　　　　　　　　　ｉ＝
Ｉ　　Ｊ＝１で３２００及び１６００を割算すれば画面
色評価値（Ｖｒ）は共に Ｖ　　ｒ　　＝　３２００／３２０＝１６００／１６０
＝１０となり、Ｒ戊分については同一調整量の白バラン
ス調整がへされることになる。

式（Ｎ）についても同様に各領域の色差信号（Ｂ−　’
１’　）の色評価値（ｂｉｊ）を輝度評価値（ｙｉＪ）
にて画面全体にわたって加重積算することにより、正規
化された画面全体についての色評価値を画面色評価値（
Ｖｂ）として導出することができる。

利得制御回路（２８）（２９）は画面色評価値（Ｖｒ）
（Ｖｂ）が共に零となる様にＲ及びＢ増幅回路（４）（
５）の夫々の利得舎制御している。こうして画面色評価
値（Ｖｒ）（Ｖｂ）が零になれば、画面全体についての
各色差信号の色評価値が零となり、白バランス調整が完
了したことになる。

尚、本実施例では、Ａ／Ｄ変換器（２２）及び積分器（
２３）を、輝度信号（Ｙ）、色差信号（　Ｒ　−　Ｙ　
）（Ｂ−Ｙ）の３信号のレベルを領域毎にデｆジタル積
分して取り出すために共用しており、各信号の積分値は
３フィールド周期での更新しかできなかったが、Ａ　／
’　Ｄ変換器及び加算器を夫々の信号用に専用に設けれ
ば、各信号レベルはいずれも１フィールド毎に更新可能
となることは言うまでもない。更に画面評価値回路（２
７）における画面評価動作はあいまいさを含んでいるこ
とを考慮してファジィ推論を用いた制御も可能である。

（ト）発明の効果 上述の如く本発明によれば、撮像画面の色に偏りがある
時にも、白色である確率の高い高輝度領域での色信号の
臼バランス調整への影響力を大きくして白バランスの補
色側へのずれを最小限に抑えることが可能となり、被写
体の実際の色の再現性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路ブロック図、第２図は
同実施例の画面分割の説明図、第３図は従来例の回路ブ
ロック図である。 （２３）・・・加算器、（２７）・・・画面評価回路、
（２８）（２９）・・・利得制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像画面を分割して設定された複数の領域毎の色
   信号の量を各色の色評価値として得る色評価値検出手段
   と、 前記各領域毎の輝度レベルに応じて決定される各領域の
   重み付け量にて前記各領域の色評価値に重み付けを行い
   、この重み付け後の色評価値より画面全体についての色
   評価値を画面色評価値として算出する画面色評価値算出
   部と、 該画面色評価値を基に各色信号の増幅利得を制御する利
   得制御手段を備える白バランス調整装置。