(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロボを発光させた状態における露出条件を決定する手段と、前記露出条件においてストロボを発光させずに得られた画像データを格納する第１のメモリと、前記露出条件においてストロボを発光させて得られた画像データを格納する第２のメモリと、前記第１および第２のメモリに格納された各画像データを読み出し、同一画素の輝度を比較した結果に応じて、前記第２のメモリから読み出された画像データにホワイトバランス調整を施すホワイトバランス調整手段とを備えたことを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項２】
前記ホワイトバランス調整手段は、第１のメモリから読み出された輝度と第２のメモリから読み出された輝度との差が、基準レベルよりも大きい時、ストロボ光に基づいてホワイトバランス調整し、前記輝度の差が、基準レベルよりも小さい時、外光に基づいてホワイトバランス調整することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項３】
前記基準レベルは、所定の範囲の値を有し、前記ホワイトバランス調整手段は、前記輝度の差が前記所定の範囲にある時、ストロボ光と外光の中間の光に基づいてホワイトバランス調整することを特徴とする請求項２の記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項４】
前記ホワイトバランス調整手段は、前記第１および第２のメモリに格納された各画像データを、所定の画素数からなる単位ブロック毎に読み出し、各ブロックについて、対応する位置の画素の輝度を比較した結果に応じて、前記第２のメモリから読み出された画像データにホワイトバランス調整を施すことを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項５】
画像圧縮処理回路を備え、前記単位ブロックの画素数が前記画像圧縮処理回路により実行される画像圧縮処理の単位ブロックの画素数と一致することを特徴とする請求項４に記載のホワイトバランス調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子スチルカメラに関し、特にホワイトバランス調整を行う装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来電子スチルカメラでは、照明光の色温度にかかわらず、白い被写体が白く撮影されるようにするため、ホワイトバランス調整が行われている。例えば照明光の色温度が高い場合には、Ｂ信号を含んだ色差信号Ｃｂに乗じられる係数が、Ｒ信号を含んだ色差信号Ｃｒに乗じられる係数よりも小さく定められ、これによりブルーの光に対する感度が抑えられて、被写体像が青みがかることが防止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ストロボ撮影を行う場合、ストロボ光がとどく距離には限界があるため、カメラ本体に比較的近い被写体の色温度はストロボ光のそれに近く、またカメラ本体から比較的遠い被写体の色温度は外光のそれに近い。したがってストロボ光の色温度に基づいてホワイトバランス調整を行うと、遠距離の被写体についてホワイトバランス調整がとれなくなり、逆に外光の色温度に基づいてホワイトバランス調整を行うと、近距離の被写体についてホワイトバランス調整がとれなくなるという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、以上のような問題点に鑑み、ストロボ撮影において、被写体距離に関係なく高精度にホワイトバランス調整を行うことができ、しかもその調整処理を短時間の間に行うことができる装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るホワイトバランス調整装置は、ストロボを発光させた状態における露出条件を決定する手段と、その露出条件においてストロボを発光させずに得られた画像データを格納する第１のメモリと、その露出条件においてストロボを発光させて得られた画像データを格納する第２のメモリと、第１および第２のメモリに格納された各画像データを読み出し、同一画素の輝度を比較した結果に応じて、第２のメモリから読み出された画像データにホワイトバランス調整を施すホワイトバランス調整手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例に基づいて本発明を説明する。
図１は本発明の一実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子スチルカメラのブロック図である。
【０００７】
レンズ１１と絞り１２を通った光線はＣＣＤ（固体撮像素子）１３の受光面上に照射され、ＣＣＤ１３に被写体像が結像する。ＣＣＤ１２の受光面には多数の光電変換素子が配設され、また光電変換素子の上面には、例えばＲ、Ｇ、Ｂの各色フィルタ要素から成るカラーフィルタが設けられている。各光電変換素子はひとつの画素データに対応している。被写体像は、各光電変換素子によって所定の色に対応した電気信号に変換され、信号処理回路１４において所定の処理を施され、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒから成る画像データが生成される。
【０００８】
また信号処理回路１４では、撮影動作に先立ち、ＣＣＤ１３から出力された画素データに基づいて測光値が計算され、露出ストロボ制御回路１５に入力される。露出ストロボ制御回路１５では、測光値に基づいて絞り１２の開度（絞り値）とシャッタースピード、すなわち露出条件が決定されるとともに、露出制御（電荷蓄積制御）やストロボ１６の発光動作の制御が行われる。本実施例では、この露出条件下で、ストロボの発光動作を伴わない第１の露出動作と、ストロボの発光動作を伴う第２の露出動作とが行われる。
【０００９】
信号処理回路１４から出力された画像データは、Ａ／Ｄ変換器１７においてデジタル信号に変換され、第１の画像メモリ２１または第２の画像メモリ２２に入力される。第１の画像メモリ２１には、ストロボ１６を発光させない第１の露出動作で得られた画像データ（第１の輝度信号Ｙ１  ）が格納され、第２の画像メモリ２２には、ストロボ１６を発光させた第２の露出動作で得られた画像データ（第２の輝度信号Ｙ２  、色差信号Ｃｂ２、Ｃｒ２）が格納される。第２の画像メモリ２２は輝度信号Ｙ２  および色差信号Ｃｂ２  、Ｃｒ２  をそれぞれ格納するために、相互に独立したメモリ領域に分割されており、各メモリ領域は１画像分の記憶容量を有している。
【００１０】
第１の画像メモリ２１から読み出された第１の輝度信号Ｙ１  は、ラスタ／ブロック変換回路２３においてラスタ／ブロック変換され、１画像分の画素データがＮ個の８×８画素のブロックに分割される。すなわち、１画像の画素数が約４０万である場合、Ｎは約６２００である。ブロックに分割された第１の輝度信号ＢＹ１  は、輝度比較回路２４に入力される。
【００１１】
第２の画像メモリ２２から読み出された第２の輝度信号Ｙ２  と色差信号Ｃｂ２、Ｃｒ２は、ラスタ／ブロック変換回路２５においてそれぞれラスタ／ブロック変換される。ブロックに分割された第２の輝度信号ＢＹ２  は輝度比較回路２４に入力され、ブロックに分割された色差信号ＢＣｂ２、ＢＣｒ２はそれぞれホワイトバランス調整回路２６に入力される。なお、図中、ラスタ／ブロック変換回路２５は１つだけ示されているが、実際には各信号毎に設けられる。
【００１２】
図２は８×８画素のブロックを示す。パラメータｘは画素の水平方向の位置を示し、パラメータｙは画素の垂直方向の位置を示す。各パラメータｘ，ｙは０から７の範囲の値をとり、例えば左端から４番目で、上端から５番目の位置の画素の輝度信号はＢＹｎ（３，４）  により表される。なお、この座標（ｘ，ｙ）  は各ブロック毎に定義される相対的な座標である。
【００１３】
輝度比較回路２４では、第１および第２の輝度信号ＢＹ１  、ＢＹ２  が比較され、下式（１）に従って輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が求められる。
Ｌ（ｘ，ｙ）  ＝ＢＹ２（ｘ，ｙ）−ＢＹ１（ｘ，ｙ）                              （１）
すなわち輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  は同一画素の輝度信号ＢＹ１  、ＢＹ２  の差であり、各ブロック毎に代表画素（例えば（３，４）  の画素）に関して求められる。なお、この代表画素はそのブロックの平均的な輝度値を示す画素であると仮定しているが、そのブロックの中央付近に位置している必要はない。
【００１４】
ＣＣＤの受光画素において、被写体によるストロボ光の反射光を受けた画素においては、第２の輝度信号ＢＹ２  の方が第１の輝度信号ＢＹ１  よりも実質的に大きな値を有し、ストロボ光が照射されない被写体の画素では、第２の輝度信号ＢＹ２  は第１の輝度信号ＢＹ１  とほぼ同じ値を有する。したがって本実施例では、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  の値が所定の基準レベルよりも大きい時、ストロボ光に基づいてホワイトバランス調整し、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  の値が基準レベルよりも小さい時、外光に基づいてホワイトバランス調整している。この基準レベルは所定の範囲の値を有しており、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  の値がその範囲内にある時、ストロボ光と外光の中間の光に基づいてホワイトバランス調整が行われる。
【００１５】
輝度比較回路２４では、全てのブロックにおいて代表画素の輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  の値が求められ、ホワイトバランス調整回路２６では、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  に基づいて、各ブロック毎にホワイトバランス調整が行われる。すなわち、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  に応じた係数Ａｂ、Ａｒが色差信号ＢＣｂ２、ＢＣｒ２にそれぞれ乗じられ、これによりホワイトバランス調整された色差信号ＢＣｂ３、ＢＣｒ３が求められる。
【００１６】
ストロボ光の色温度は一定であるため、ストロボ光に基づいたホワイトバランス調整の係数は定数であり、予めホワイトバランス調整回路２６に記憶されている。これに対し、外光の色温度は撮影の条件に応じて変化するため、外光に基づいたホワイトバランス調整の係数は、カメラ本体の外面に設けられたホワイトバランスセンサ２７から得られる信号に基づいて、ホワイトバランス調整回路２６において生成される。
【００１７】
ホワイトバランス調整回路２６から出力された色差信号ＢＣｂ３、ＢＣｒ３と、輝度比較回路２４から出力された第２の輝度信号ＢＹ２  は、データ圧縮処理回路２８において、例えばＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して、離散コサイン変換、量子化およびハフマン符号化等の処理が施され、圧縮処理される。圧縮された画像信号（ＤＹ  ，  ＤＣｂ，ＤＣｒ）は、ＩＣメモリカード（記録媒体）Ｍに記録される。
【００１８】
図３は本実施例におけるホワイトバランス調整の処理ルーチンを示すフローチャートである。
ステップ１０１では、ホワイトバランスセンサ２７による得られる信号に基づいて、外光のホワイトバランス情報が求められる。ステップ１０２では、露出ストロボ制御回路１５において、信号処理回路１４から入力される測光値に基づいて、ストロボ１６を使用した場合の適正絞り値とシャッタースピード、すなわち露出条件が決定される。次いで、ステップ１０３において図示しないレリーズスイッチがオン状態に定められていないと判断された場合、ステップ１０１へ戻るが、レリーズスイッチがオン状態に切り換えられている時、ステップ１０４以下において撮影動作が行われ、画像の圧縮データが記録媒体Ｍに記録される。
【００１９】
ステップ１０４では、前述の露出条件による、ストロボ１６を発光させない状態で撮影（第１露出動作）が行われる。この撮影によりＣＣＤ１３において発生した電気信号は、信号処理回路１４において第１の輝度信号Ｙ１  （画像データ）に変換され、第１の輝度信号Ｙ１  はステップ１０５において第１の画像メモリ２１に格納される。ステップ１０６では、ストロボ１６を発光させた状態で撮影（第１露出動作）が行われ、第２の輝度信号Ｙ２  、色差信号Ｃｂ２、Ｃｒ２（画像データ）が得られる。これらの画像データはステップ１０７において第２の画像メモリ２２に格納される。
【００２０】
ステップ１０８では、第１の輝度信号Ｙ１  が第１の画像メモリ２１から読み出され、ラスタ／ブロック変換回路２３においてラスタ／ブロック変換される。同様に、第２の輝度信号Ｙ２  と色差信号Ｃｂ２、Ｃｒ２が第２の画像メモリ２２から読み出され、ラスタ／ブロック変換回路２５においてラスタ／ブロック変換される。ステップ１０９では、ブロック番号Ｎが１にセットされる。ステップ１１０では、第１および第２の画像メモリ２１、２２からブロック番号Ｎのブロックの代表画素（ｘ，ｙ）  の輝度信号ＢＹ１（ｘ，ｙ）、ＢＹ２（ｘ，ｙ）が読み出される。ステップ１１１では、輝度比較回路２４において、第１および第２の輝度信号ＢＹ１（ｘ，ｙ） 、ＢＹ２（ｘ，ｙ）の差すなわち輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が上記（１）式に従って計算される。
【００２１】
ステップ１１２〜１１７では、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  の値に応じてホワイトバランス調整の係数が設定される。図４は、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  の値とホワイトバランス調整において基準にされる光との関係を示している。この図から理解されるようにホワイトバランス調整の係数は、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第１の基準値Ｓ１よりも大きい時、ストロボ光に基づいて設定される。またホワイトバランス調整の係数は、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第１の基準値Ｓ１と第２の基準値Ｓ２の間にある時、ストロボ光と外光の中間の光に基づいて設定され、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第２の基準値Ｓ２よりも小さい時、外光に基づいて設定される。
【００２２】
図５において実線Ｃで示されるように、被写体に照射されるストロボ光量（ストロボ反射光量）は、被写体距離が短くなるほど大きくなり、また第１の基準値Ｓ１は第２の基準値よりも所定値だけ大きい値を有する。すなわち、例えば距離ｈにある被写体を考えると、この被写体に照射されるストロボ光量Ｃｈは第１の基準値Ｓ１よりも大きいので、この被写体に対応する画素におけるホワイトバランス調整はストロボ光に基づいて行われる。一方、背景部分（∞）に対応する画素は、ストロボ光量が０に等しく、Ｓ２よりも小さくなるので、ホワイトバランス調整は外光に基づいて行われる。
【００２３】
さてステップ１１２では、輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第１の基準値Ｓ１よりも大きいか否かが判定される。輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第１の基準値Ｓ１よりも大きい時、ステップ１１３において、ストロボ光に基づいてホワイトバランス調整の係数が設定される。ステップ１１２において輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第１の基準値Ｓ１よりも小さいと判定された時、ステップ１１４において輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第２の基準値Ｓ２よりも小さいか否かが判定される。輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第２の基準値Ｓ２よりも小さい時、ステップ１１５において、外光に基づいてホワイトバランス調整の係数が設定される。輝度比較関数Ｌ（ｘ，ｙ）  が第１の基準値Ｓ１と第２の基準値Ｓ２の間にある時、ステップ１１６において、ストロボ光と外光の中間の光に基づいてホワイトバランス調整の係数が設定される。
【００２４】
ステップ１１７では、ステップ１１３、１１５または１１６において求められたホワイトバランス調整係数を用いて、ブロック番号Ｎのブロックについてホワイトバランス調整が行われ、色差信号ＢＣｂ３、ＢＣｒ３が生成される。ステップ１１８では、第２の輝度信号ＢＹ２  と色差信号ＢＣｂ３、ＢＣｒ３がデータ圧縮処理回路２８に出力される。ステップ１１９では、各信号ＢＹ２  、ＢＣｂ３、ＢＣｒ３が圧縮処理され、記録媒体Ｍに記録される。
【００２５】
ステップ１２０では、ブロック番号Ｎが１画像のブロック数ｎ（例えば６２００）に達したか否かが判定される。ブロック番号がブロック数ｎに達していない場合、ステップ１２１においてブロック番号Ｎが１だけインクリメントされ、ステップ１１０へ戻って上述した動作が繰り返される。これに対し、ステップ１２０においてブロック番号Ｎがブロック数ｎに達していると判定された場合、ステップ１２２において記録媒体Ｍへの書き込み禁止処理等の記録動作完了処理が行われ、この処理ルーチンは終了する。
【００２６】
以上のように本実施例は、各ブロック毎に、ストロボ光が照射された場合と照射されない場合との比較を行い、ストロボ光の影響が大きいブロックについてはストロボ光に基づいてホワイトバランス調整を行い、ストロボ光の影響が小さいブロックについては外光に基づいてホワイトバランス調整を行うように構成されている。したがって、遠距離の被写体と近距離の被写体が混在した１つの画像に対してストロボ撮影を行う場合であっても、各ブロック毎に、しかも簡単な処理により短時間でホワイトバランス調整を行うことができる。
【００２７】
また本実施例では、ホワイトバランス調整における単位ブロックの画素数はデータ圧縮処理回路２８における画像圧縮の単位ブロックの画素数に一致しているので、データ処理の効率が高い。
【００２８】
なお上記実施例では、各ブロック毎にホワイトバランス調整を行っていたが、いくつかのブロックに対して１つのホワイトバランス調整を行うようにしてもよい。
【００２９】
また上記実施例では、ホワイトバランス調整を３段階に分けて行っていたが、基準値を１つとして２段階としたり、あるいは３段階以上に分けてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ストロボ撮影において、被写体距離に関係なく高精度にホワイトバランス調整を行うことができ、しかもその調整処理を短時間の間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子スチルカメラのブロック図である。
【図２】８×８画素のブロックを示すである。
【図３】ホワイトバランス調整を示すフローチャートである。
【図４】輝度比較関数の値とホワイトバランス調整において基準にされる光との関係を示す図である。
【図５】被写体に照射されるストロボ光量と被写体距離の関係を示す図である。
【符号の説明】
１３  ＣＣＤ
１６  ストロボ
２１  第１の画像メモリ
２２  第２の画像メモリ
２６  ホワイトバランス調整回路
２７  ホワイトバランスセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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