(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り込んだ画像におけるＲ，Ｇ，Ｂ三色の色情報の各平均値を算出する第１の演算手段と、
この第１の演算手段で算出した各平均値が等しくなるよう、Ｇの色情報に対するＲの色情報のゲインとＢの色情報のゲインとを算出する第２の演算手段と、
この第２の演算手段で算出した各現ゲインとそれらに対応し先行して算出されている各先行ゲインとを比較する比較手段と、
この比較手段で比較した結果ほぼ同一であった場合、前記第１の演算手段で算出した各平均値および前記第２の演算手段で算出した各現ゲインに基づき前記画像のホワイトバランスを変更する変更手段と、
を具備したことを特徴とするホワイトバランス制御装置。
【請求項２】
前記比較手段で比較した結果異なる場合、前記第２の演算手段で算出した各現ゲインを記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス制御装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記第２の演算手段で経時的に算出された複数組の各先行ゲインを記憶し、前記比較手段により前記各現ゲインとそれらに対応する前記複数組の各先行ゲインとを比較し全てほぼ同一であった場合、前記変更手段でホワイトバランスを変更することを特徴とする請求項２に記載のホワイトバランス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所謂画像装置では、適正な色再現を行なうために、取り込んだＲ，Ｇ，Ｂ（赤，緑，青）三色の色情報のゲインを調節し、ホワイトバランスを保たなければならない。ホワイトバランスが保たれている状態では、三色の色情報Ｒ，Ｇ，Ｂの間には次式（１）
Ｒ＝Ｇ＝Ｂ      …（１）
の関係が成り立っている。
【０００３】
一般的に、ホワイトバランスは撮像素子から取り込んだ画面全体の色情報の平均値、例えばＲ，Ｇ，Ｂ三色の色情報の各平均値を算出する。そして、それらが次式（２）（３）
Ｇ＝Ｋ1 ・Ｒ    …（２）
Ｇ＝Ｋ2 ・Ｂ    …（３）
の関係になるよう、係数（ゲイン）Ｋ1 、Ｋ2 を算出し、それぞれＲ色情報、Ｂ色情報に掛けることで、ホワイトバランスを保つ。なお色情報の平均値は、撮像素子から取り込んだ任意の時間の画像データから算出しており、式（２）（３）に示すように、Ｒ色情報とＢ色情報をＧ色情報の情報に合わせるような係数Ｋ1 ，Ｋ2 を算出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような場合、撮像中例えば撮像素子の前を何かが横切るなどして、撮像素子の取り込む画像データがそれまでのものと異なるものになるとき、その画像データを取り込んだ瞬間のホワイトバランスが変化してしまう。このため、従来のホワイトバランス制御によると、例えばＴＶ電話のように連続静止画を用いるものの場合、一画面毎にホワイトバランスが変化し、一画面毎に画像全体の色調が変化してしまうという問題が生じている。
本発明の目的は、画像の不適切な色変化を防止し、常時最適な色再現を可能にするホワイトバランス制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のホワイトバランス制御装置は以下の如く構成されている。
（１）本発明のホワイトバランス制御装置は、取り込んだ画像におけるＲ，Ｇ，Ｂ三色の色情報の各平均値を算出する第１の演算手段と、この第１の演算手段で算出した各平均値が等しくなるよう、Ｇの色情報に対するＲの色情報のゲインとＢの色情報のゲインとを算出する第２の演算手段と、この第２の演算手段で算出した各現ゲインとそれらに対応し先行して算出されている各先行ゲインとを比較する比較手段と、この比較手段で比較した結果ほぼ同一であった場合、前記第１の演算手段で算出した各平均値および前記第２の演算手段で算出した各現ゲインに基づき前記画像のホワイトバランスを変更する変更手段と、から構成されている。
（２）本発明のホワイトバランス制御装置は上記（１）に記載の装置であって、かつ前記比較手段で比較した結果異なる場合、前記第２の演算手段で算出した各現ゲインを記憶する記憶手段を備える。
（３）本発明のホワイトバランス制御装置は上記（２）に記載の装置であって、かつ前記記憶手段は、前記第２の演算手段で経時的に算出された複数組の各先行ゲインを記憶し、前記比較手段により前記各現ゲインとそれらに対応する前記複数組の各先行ゲインとを比較し全てほぼ同一であった場合、前記変更手段でホワイトバランスを変更するよう構成されている。
【０００６】
上記手段を講じた結果、それぞれ次のような作用が生じる。
（１）本発明のホワイトバランス制御装置によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ三色の色情報の各平均値が等しくなるよう、Ｇの色情報に対するＲの色情報のゲインとＢの色情報のゲインとを算出し、それら各現ゲインと各先行ゲインとを比較した結果ほぼ同一であった場合ホワイトバランスを変更するので、前記各現ゲインと前記各先行ゲインとが異なる場合ホワイトバランスを変更しないことで、取り込んだ色情報が一時的に変化した場合その色情報に基づきホワイトバランスを変更することがなくなり、先行する色情報に基づきホワイトバランスを調節することになる。よって、撮像素子の取り込む画像データがそれまでのものと大きく異なるものであっても、その画像データを取り込んだ瞬間のホワイトバランスに変化が生じることがなく、常時安定したホワイトバランスを保持することができる。
（２）本発明のホワイトバランス制御装置によれば、前述した比較の結果異なる場合、算出した各現ゲインを記憶するので、記憶した各現ゲインと次に取り込む画像データの色情報の各ゲインとを比較することが可能になり、前記各現ゲインへの変化が一時的なものでなく前記各現ゲインの状態が継続する場合に、前記各現ゲインに対応した適切なホワイトバランスの変更を行なうことが可能になる。
（３）本発明のホワイトバランス制御装置によれば、経時的に算出された複数組の各先行ゲインを記憶し、各現ゲインとそれらに対応する前記複数組の各先行ゲインとを比較し全てほぼ同一であった場合ホワイトバランスを変更するので、前記各現ゲインへの変化が一時的なものでなく前記各現ゲインの状態が継続している場合にのみ、前記各現ゲインに対応した適切なホワイトバランスの変更を行なうことが可能になる。よって、先行して取り込んだ画像と異なる画像を継続して取り込んでいる場合、すなわち画像の変化が一時的なものでないことが明らかな場合、適切なホワイトバランスの変更を行なうことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係るホワイトバランス制御装置を画像入力装置に適用した構成を示すブロック図である。図１において、１は光学ブロック（撮像素子）であり、この光学ブロック１は撮像部２に接続されている。撮像部２はＡ／Ｄ変換部３を介して輝度信号処理部４と色信号処理部５に接続されている。
【０００８】
光学ブロック１を介して撮像部２に取り込まれた画像信号は、Ａ／Ｄ変換部３にてＡ／Ｄ変換された後、輝度信号処理部４と色信号処理部５に入力される。そして輝度信号処理部４にて輝度信号が生成され出力されるとともに、色信号処理部５にて色信号が生成され出力される。
【０００９】
図２は、上記色信号処理部５の構成を示すブロック図である。図２において、５１はＲ，Ｇ，Ｂ色分離部５１であり、このＲ，Ｇ，Ｂ色分離部５１は平均画素検出部５２に接続されている。平均画素検出部５２は、ホワイトバランス計算部５３を介してホワイトバランス演算部５４に接続されている。また、ホワイトバランス演算部５４とゲインデータ保存部５５とは互いに接続されている。
【００１０】
Ｒ，Ｇ，Ｂ色分離部５１はＡ／Ｄ変換部３から入力したデジタル画像信号についてＲ，Ｇ，Ｂ三色の色情報の分離を行ない、各々Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号として平均画素検出部５２に出力する。平均画素検出部５２は、入力したＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号について各々平均画素すなわちＲ，Ｇ，Ｂ三色の各色情報の平均値を検出し、Ｇ平均値をホワイトバランス計算部５３と図示しない次段処理部へ出力するとともに、Ｒ平均値とＢ平均値をホワイトバランスゲイン計算部５３へ出力する。
【００１１】
ホワイトバランスゲイン計算部５３は、入力したＧ平均値、Ｒ平均値およびＢ平均値を基に、上述したような係数（ゲイン）Ｋ1 、Ｋ2 を算出し、その係数Ｋ1 、Ｋ2 とＲ平均値およびＢ平均値をホワイトバランス演算部５４へ出力する。ゲインデータ保存部５５には、ゲインデータとしてホワイトバランスゲイン計算部５３にて算出された過去２回分の先行係数Ｋ1 、Ｋ2 がホワイトバランス演算部５４を介して記憶されている。ホワイトバランス演算部５４は、後述するように入力した現係数Ｋ1 、Ｋ2 とゲインデータ保存部５５に保存されている先行係数との比較を行なう。
【００１２】
図３は、当該ホワイトバランス制御装置の動作手順を示すフローチャートである。以下、図３を基に当該ホワイトバランス制御装置の動作手順を説明する。まずステップＳ１で、光学ブロック１を介して撮像部２にて画像信号を取り込む。この画像信号がＡ／Ｄ変換部３にてデジタル画像信号に変換された後、輝度信号処理部４と色信号処理部５に入力される。色信号処理部５のＲ，Ｇ，Ｂ色分離部５１では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色情報が検出され、その各色情報が平均画素検出部５２を介して各色平均値としてホワイトバランスゲイン計算部５３に入力される。
【００１３】
次にステップＳ２で、ホワイトバランスゲイン計算部５３は入力したＲ，Ｇ，Ｂの各色平均値を基に、Ｇ＝Ｋ1 ・Ｒ、Ｇ＝Ｋ2 ・Ｂを満たす現係数Ｋ1 ，Ｋ2 を算出し、Ｒ平均値およびＢ平均値とともにホワイトバランス計算部５４へ出力する。そしてステップＳ３で、ホワイトバランス計算部５４は、入力した現係数Ｋ1 ，Ｋ2 と今回の画像信号取り込みより１回前にゲインデータ保存部５５に記憶されている先行係数Ｋ1 ，Ｋ2 とを比較する。
【００１４】
ここでこれらが大きく異なる場合、ステップＳ４で、いま計算した現係数Ｋ1 ，Ｋ2 をゲインデータ保存部５５に保存しておき、前記先行係数Ｋ1 ，Ｋ2 に基づく計算結果Ｋ1 ・ＲとＫ2 ・Ｂを上記次段処理部へ出力する。この場合、Ｋ1 ・ＲおよびＫ2 ・Ｂに変更がないので、前記次段処理部ではホワイトバランスの変更は成されない。
【００１５】
上記ステップＳ３でほぼ一致した場合、ステップＳ５で、ホワイトバランス計算部５４は入力した現係数Ｋ1 ，Ｋ2 とこれより２回前にゲインデータ保存部５５に記憶されている先々行係数Ｋ1 ，Ｋ2 とを比較する。ここでこれらが大きく異なる場合は、ステップＳ６で、いま計算した現係数Ｋ1 ，Ｋ2 をゲインデータ保存部５５に保存しておき、前記先々行係数Ｋ1 ，Ｋ2 に基づく計算結果Ｋ1 ・ＲとＫ2 ・Ｂを前記次段処理部へ出力する。この場合も、Ｋ1 ・ＲおよびＫ2 ・Ｂに変更がないので、前記次段処理部ではホワイトバランスの変更は成されない。
【００１６】
上記ステップＳ５でほぼ一致した場合、いま計算した現係数Ｋ1 ，Ｋ2 によるＫ1 ・ＲおよびＫ2 ・Ｂを前記次段処理部へ出力する。前記次段処理部では平均画素検出部５２から入力したＧの色平均値とホワイトバランス計算部５４から入力したＫ1 ・ＲおよびＫ2 ・Ｂに基づき、ホワイトバランスを変更する。このときホワイトバランスは、係数Ｋ1 ，Ｋ2 の微小な変化量に基づいて変更される。このように本実施の形態では、取り込んだ画像データの現係数と過去２回分の先行係数とがほぼ同一であった場合、ホワイトバランスが変更されることになる。
【００１７】
なお、ゲインデータ保存部５５にゲインデータとして、ホワイトバランスゲイン計算部５３にて算出された過去１回あるいは３回以上分の係数Ｋ1 、Ｋ2 を記憶することで、現係数と過去１回あるいは３回以上分の先行係数とがほぼ同一であった場合、ホワイトバランスを変更することもできる。
【００１８】
このように本実施の形態によるホワイトバランス制御装置によれば、取り込んだ画像データの現係数Ｋ1 ，Ｋ2 とｎ回（ｎ＝１、２…）前に取り込んだ画像データから計算した先行係数Ｋ1 ，Ｋ2 とを比較し、ホワイトバランスを変更するか否かを決定するので、例えばＴＶ電話のように本来画像が頻繁に変化することが無い場合に、従来一瞬画面の前を何かが横切っただけで生じていたホワイトバランスのずれを防ぐことができる。すなわち、使用する場所が室内と限定される場合（色、温度が頻繁に変わることのない場合）や、蛍光灯下でのちらつきによる色温度の変化によって起こる連続静止画面における色の変化等を防ぐことができる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
（実施の形態のまとめ）
実施の形態に示された構成および作用効果をまとめると次の通りである。
［１］実施の形態に示されたホワイトバランス制御装置は、取り込んだ画像におけるＲ，Ｇ，Ｂ三色の色情報の各平均値を算出する第１の演算手段（５２）と、この第１の演算手段（５２）で算出した各平均値が等しくなるよう、Ｇの色情報に対するＲの色情報のゲインとＢの色情報のゲインとを算出する第２の演算手段（５３）と、この第２の演算手段（５３）で算出した各現ゲインとそれらに対応し先行して算出されている各先行ゲインとを比較する比較手段（５４）と、この比較手段（５４）で比較した結果ほぼ同一であった場合、前記第１の演算手段（５２）で算出した各平均値および前記第２の演算手段（５３）で算出した各現ゲインに基づき前記画像のホワイトバランスを変更する変更手段と、から構成されている。
【００２０】
このように上記ホワイトバランス制御装置においては、Ｒ，Ｇ，Ｂ三色の色情報の各平均値が等しくなるよう、Ｇの色情報に対するＲの色情報のゲインとＢの色情報のゲインとを算出し、それら各現ゲインと各先行ゲインとを比較した結果ほぼ同一であった場合ホワイトバランスを変更するので、前記各現ゲインと前記各先行ゲインとが異なる場合ホワイトバランスを変更しないことで、取り込んだ色情報が一時的に変化した場合その色情報に基づきホワイトバランスを変更することがなくなり、先行する色情報に基づきホワイトバランスを調節することになる。よって、撮像素子の取り込む画像データがそれまでのものと大きく異なるものであっても、その画像データを取り込んだ瞬間のホワイトバランスに変化が生じることがなく、常時安定したホワイトバランスを保持することができる。
［２］実施の形態に示されたホワイトバランス制御装置は上記［１］に記載の装置であって、かつ前記比較手段（５４）で比較した結果異なる場合、前記第２の演算手段（５３）で算出した各現ゲインを記憶する記憶手段（５５）を備える。
【００２１】
このように上記ホワイトバランス制御装置においては、前述した比較の結果異なる場合、算出した各現ゲインを記憶するので、記憶した各現ゲインと次に取り込む画像データの色情報の各ゲインとを比較することが可能になり、前記各現ゲインへの変化が一時的なものでなく前記各現ゲインの状態が継続する場合に、前記各現ゲインに対応した適切なホワイトバランスの変更を行なうことが可能になる。
［３］実施の形態に示されたホワイトバランス制御装置は上記［２］に記載の装置であって、かつ前記記憶手段（５５）は、前記第２の演算手段（５３）で経時的に算出された複数組の各先行ゲインを記憶し、前記比較手段（５４）により前記各現ゲインとそれらに対応する前記複数組の各先行ゲインとを比較し全てほぼ同一であった場合、前記変更手段でホワイトバランスを変更するよう構成されている。
【００２２】
このように上記ホワイトバランス制御装置においては、経時的に算出された複数組の各先行ゲインを記憶し、各現ゲインとそれらに対応する前記複数組の各先行ゲインとを比較し全てほぼ同一であった場合ホワイトバランスを変更するので、前記各現ゲインへの変化が一時的なものでなく前記各現ゲインの状態が継続している場合にのみ、前記各現ゲインに対応した適切なホワイトバランスの変更を行なうことが可能になる。よって、先行して取り込んだ画像と異なる画像を継続して取り込んでいる場合、すなわち画像の変化が一時的なものでないことが明らかな場合、適切なホワイトバランスの変更を行なうことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、画像の不適切な色変化を防止し、常時最適な色再現を可能にするホワイトバランス制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るホワイトバランス制御装置を画像入力装置に適用した構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る色信号処理部の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係るホワイトバランス制御装置の動作手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…光学ブロック
２…撮像部
３…Ａ／Ｄ変換部
４…輝度信号処理部
５…色信号処理部
５１…Ｒ，Ｇ，Ｂ色分離部
５２…平均画素検出部
５３…ホワイトバランス計算部
５４…ホワイトバランス演算部
５５…ゲインデータ保存部
【図１】
0003543129.tif 000002
【図２】
0003543129.tif 000003
【図３】
0003543129.tif 000004