(57)【要約】【課題】オートホワイトバランス処理のための調整作業を容易に行う。【解決手段】予めオートホワイトバランス処理用の自動調整作業を行うためのプリホワイトバランス調整プログラムを、ＤＳＰ内のＲＯＭなどの領域に格納しておく。このプリホワイトバランス調整プログラムは、どんな色でも白色に合わせる動作モードに切り替わり、自動的にホワイトバランスを合わせるように制御するものであり、ユーザは、カメラ装置をプリホワイトバランスモードに切り替えて、色温度を指示する数字を入力し、光源の色温度を変えるだけで、各色温度に対するプリホワイトバランス調整作業を自動的に実行できる。この作業を必要とする色温度で行い、それぞれのホワイトバランスゲインとＯＰＤデータを取得し、各パラメータに格納することにより、オートホワイトバランスの特性を調整できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理装置において、
前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、
前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出して前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
デジタルシグナルプロセッサよりなることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記オートホワイトバランス処理の調整作業の実行を指示する指示データを外部より入力する指示入力手段を有し、前記制御手段は、指示入力手段から入力された指示データの基づいて前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出してオートホワイトバランス処理の調整作業を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記指示入力手段は、外部機器からの通信によって指示データを入力する手段であることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記指示入力手段は、操作ボタンの特定操作によって指示データを入力する手段であることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記指示データは数字データであることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記前記オートホワイトバランス処理の調整作業は、光源の色温度を変えて、その色温度に対応する指示データを入力することにより、その色温度に対応するオートホワイトバランス処理を実行し、その際のホワイトバランスゲイン及び色信号の検出値を該当するパラメータに設定する動作を複数の色温度に対して行う作業であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項８】
画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理装置のオートホワイトバランス調整方法において、
前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムをプログラム記憶手段から読み出して実行することにより、前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御ステップを有する、
ことを特徴とするオートホワイトバランス調整方法。
【請求項９】
前記オートホワイトバランス処理の調整作業の実行を指示する指示データを外部より入力し、この入力された指示データの基づいて前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出してオートホワイトバランス処理の調整作業を行うことを特徴とする請求項８記載のオートホワイトバランス調整方法。
【請求項１０】
前記前記オートホワイトバランス処理の調整作業では、光源の色温度を変えて、その色温度に対応する指示データを入力することにより、その色温度に対応するオートホワイトバランス処理を実行し、その際のホワイトバランスゲイン及び色信号の検出値を該当するパラメータに設定する動作を複数の色温度に対して行うことを特徴とする請求項８記載のオートホワイトバランス調整方法。
【請求項１１】
被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理回路とを有するカメラ装置において、
前記画像処理回路は、
前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、
前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出して前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御手段とを有する、
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項１２】
前記画像処理回路がデジタルシグナルプロセッサよりなることを特徴とする請求項１１記載のカメラ装置。
【請求項１３】
前記オートホワイトバランス処理の調整作業の実行を指示する指示データを外部より入力する指示入力手段を有し、前記制御手段は、指示入力手段から入力された指示データの基づいて前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出してオートホワイトバランス処理の調整作業を行うことを特徴とする請求項１１記載のカメラ装置。
【請求項１４】
前記指示入力手段は、外部機器からの通信によって指示データを入力する手段であることを特徴とする請求項１３記載のカメラ装置。
【請求項１５】
前記指示入力手段は、操作ボタンの特定操作によって指示データを入力する手段であることを特徴とする請求項１３記載のカメラ装置。
【請求項１６】
前記指示データは数字データであることを特徴とする請求項１３記載のカメラ装置。
【請求項１７】
前記前記オートホワイトバランス処理の調整作業は、光源の色温度を変えて、その色温度に対応する指示データを入力することにより、その色温度に対応するオートホワイトバランス処理を実行し、その際のホワイトバランスゲイン及び色信号の検出値を該当するパラメータに設定する動作を複数の色温度に対して行う作業であることを特徴とする請求項１１記載のカメラ装置。
【請求項１８】
被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理回路とを有するカメラ装置のオートホワイトバランス調整方法において、
前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムをプログラム記憶手段から読み出して実行することにより、前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御ステップを有する、
ことを特徴とするカメラ装置のオートホワイトバランス調整方法。
【請求項１９】
前記オートホワイトバランス処理の調整作業の実行を指示する指示データを外部より入力し、この入力された指示データの基づいて前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出してオートホワイトバランス処理の調整作業を行うことを特徴とする請求項１８記載のオートホワイトバランス調整方法。
【請求項２０】
前記前記オートホワイトバランス処理の調整作業では、光源の色温度を変えて、その色温度に対応する指示データを入力することにより、その色温度に対応するオートホワイトバランス処理を実行し、その際のホワイトバランスゲイン及び色信号の検出値を該当するパラメータに設定する動作を複数の色温度に対して行うことを特徴とする請求項１８記載のオートホワイトバランス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像信号のオートホワイトバランス調整を行う画像処理装置、カメラ装置、及びそのオートホワイトバランス調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、オートホワイトバランス（ＡＷＢ）機能を有するカメラ装置としては、固体撮像素子によって撮像した画像信号の色分離によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の原色信号と輝度信号とを取得し、これらの信号をオプティカルディテクタ（ＯＰＤ）部で判定し、その判定結果によって各色信号のホワイトバランスアンプを制御するものが提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなオートホワイトバランスは、撮像素子の特性にバラツキがある場合、それを除去しなければ、安定した性能、同一のスペック（動作色温度範囲など）を得ることができないという課題がある。
例えば、オートホワイトバランスの動作色温度範囲についてみると、ある撮像素子では２５００Ｋから９５００Ｋまでの範囲、別の撮像素子では３０００Ｋから８０００Ｋまでの範囲といった具合に差が生じる。
そうした場合、カメラ装置毎に動作が異なることになり、例えば監視カメラなどで４つのカメラの映像を１つのモニタで見たときに、見た目に差が生じてしまうが、従来のカメラ装置では、撮像素子毎の特性のバラツキに対応するオートホワイトバランスの調整について、特に対策がとられておらず、製品の品位を低下させるという問題があった。
【０００４】
例えば特開平９−３３１４７７号公報に開示されるように、色再現性を良好にするために、カメラ部が未調整か否かを自動判定するものが提案されているが、オートホワイトバランス用の調整を行なうことはしていない。
したがって、色再現が良好となっても、オートホワイトバランスの性能にバラツキが生じ、上述のような不具合が発生することになる。
【０００５】
また、オートホワイトバランス用の調整を行うには、カメラ装置とは別にパソコン（ＰＣ）などで別途ソフトウェアを組み、カメラ装置を接続して調整作業を行うことが必要になる。
このため調整方法をユーザ側で理解し、調整用のソフトウェアを作成する必要があったので、手間と工数がかかることになる。また、調整用のソフトウェアを使用したとしても、調整時に、いくつものキー操作等が必要となり、調整自体にも工数がかかってしまう。
【０００６】
図３は、調整用のソフトウェアを用いてオートホワイトバランスの調整を行う場合の調整作業を示すフローチャートである。
まず、カメラ装置をユーザモードとし（ステップＳ１）、動作色温度を３２００Ｋに設定してホワイトバランスをマニュアル操作で合わせた後（ステップＳ２）、そのホワイトバランスゲイン（具体的にはＲとＢのゲイン）を該当するパラメータに移す（ステップＳ３）。
同様に、動作色温度を２５００Ｋに設定してホワイトバランスをマニュアル操作で合わせた後（ステップＳ４）、そのホワイトバランスゲインを該当するパラメータに移す（ステップＳ５）。
【０００７】
次に、動作色温度を９５００Ｋに変えて、オプティカルディテクタ部の出力（ＯＰＤデータ）を測定し（ステップＳ６）、そのデータを該当するパラメータに移す（ステップＳ７）。
最後にマニュアルで最終的なホワイトバランスを合わせ（ステップＳ８）、そのホワイトバランスゲインを該当するパラメータに移す（ステップＳ９）。
このような作業において、特にステップＳ２、Ｓ４、Ｓ８等でマニュアル操作が必要となり、作業時間が長くなり、作業が煩雑になるという問題がある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、適正なオートホワイトバランス処理のための調整作業を容易に行うことができる画像処理装置、カメラ装置、及びそのオートホワイトバランス調整方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理装置において、前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出して前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御手段とを有することを特徴とする。
また本発明は、画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理装置のオートホワイトバランス調整方法において、前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムをプログラム記憶手段から読み出して実行することにより、前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御ステップを有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理回路とを有するカメラ装置において、前記画像処理回路は、前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、前記プログラム記憶手段から調整用プログラムを読み出して前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御手段とを有することを特徴とする。
また本発明は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像信号を入力してオートホワイトバランス処理を行う画像処理回路とを有するカメラ装置のオートホワイトバランス調整方法において、前記オートホワイトバランス処理の調整用プログラムをプログラム記憶手段から読み出して実行することにより、前記オートホワイトバランス処理の調整作業を行う制御ステップを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の画像処理装置、カメラ装置、及びそのオートホワイトバランス調整方法では、オートホワイトバランス処理の調整用プログラムをプログラム記憶手段から読み出して実行することにより、前記オートホワイトバランス処理の調整作業を自動的に行えるようにしたので、ユーザが新たに調整用のプログラムを作成したり、煩雑な入力を行うことなく、適正なオートホワイトバランス処理のための調整作業を容易に行うことができ、利便性を向上できるとともに、出力画像の画質向上に寄与することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による画像処理装置、カメラ装置、及びそのオートホワイトバランス調整方法の実施の形態例について説明する。
図１は、本発明の実施の形態例によるカメラ装置の構成例を示すブロック図である。
本例のカメラ装置は、レンズ１０１と、ＣＣＤ撮像素子１０２と、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０３と、デジタル信号処理回路１０４と、タイミングジェネレータ１０５とを有する。
【００１３】
ＣＣＤ撮像素子１０２は、レンズ１０１を通して結像した光信号を電気信号に変換し、画像信号として出力するものである。
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０３は、ＣＣＤ撮像素子１０２から出力された画像信号に対してＣＤＳ（相関二重サンプリング）による画素ノイズ除去と、ＡＧＣによるゲイン調整を行い、その信号をデジタル信号処理回路１０４に出力する。
デジタル信号処理回路１０４は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）より構成されており、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０３から入力された画像信号に各種の処理を行うものである。
また、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０５は、本例のカメラ装置の各部が動作するための各種タイミング信号を出力するものである。
【００１４】
次に、本例のカメラ装置の特徴となるデジタル信号処理回路１０４の構成について説明する。
図１に示すように、デジタル信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換部２０１と、信号処理部２０２（色信号処理部２０３、輝度信号処理部２０４）と、Ｄ／Ａ変換部２０５と、オプティカルディテクタ（ＯＰＤ）部２０６と、演算処理部（マイクロコンピュータ）２０７とを有する。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換部２０１は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０３から入力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するものであり、このデジタル化された画像信号を信号処理部２０２に出力する。
信号処理部（信号処理手段）２０２は、図１では省略しているが、入力画像信号をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色信号（Ｃ）と輝度信号（Ｙ）とに分離する色分離部が設けられており、その分離した色信号と輝度信号を色信号処理部（色信号検出手段）２０３と輝度信号処理部２０４に入力し、それぞれの信号処理を行ってＤ／Ａ変換部２０５に出力する。
Ｄ／Ａ変換部２０５では、この信号処理されたデジタル画像信号をアナログ画像信号に戻し、後段の画像出力回路（図示せず）に出力する。
【００１６】
オプティカルディテクタ部（色変化検出手段）２０６は、色信号処理部２０３におけるホワイトバランス処理のために、信号処理部２０２から取得した画像信号の各色信号を検出し、その積分値（ＯＰＤデータ）を出力するものである。
演算処理部（マイクロコンピュータ）２０７は、オプティカルディテクタ部２０６によって出力された積分値（ＯＰＤデータ）に基づいてオートホワイトバランス処理を行う。このオートホワイトバランス処理は、色信号処理回路２０３からオプティカルディテクタ部２０６によって積分した色信号を元に、演算処理部２０７内のソフトウェアで行なう。
【００１７】
この場合、撮像素子毎に特性（分光感度特性）が異なるため、そのままではオートホワイトバランスの動作色温度範囲が撮像素子ごとに異なるなどのホワイトバランス処理特性にバラツキが生じる。
そこで、本例では、このようなホワイトバランス処理で生じる特性のバラツキを防ぐために、予め初期調整としてオートホワイトバランス処理用の自動調整作業（以下、プリホワイトバランス調整という）を行う。
このプリホワイトバランス調整プログラムは、他のプログラム（ＡＥ（自動露出）、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）などのカメラ制御プログラムやそれらをまとめるメインのプログラムなど）　とともに、ＤＳＰ内のＲＯＭなどの領域に格納する。
【００１８】
このプリホワイトバランス調整で行なう作業は、必要とする色温度でのホワイトバランスゲインとＯＰＤデータを取得し、各パラメータに格納するような処理であり、オートホワイトバランスのルーチンの一部を使用しているので、プログラムサイズはオートホワイトバランスのような制御ソフトウェアに比べてはるかに小さいものとなる。
また、このプリホワイトバランス調整を行なうのは、例えばカメラ装置の製造、組み立て工程において、一通り組み上がったカメラ装置に電源を投入し、様々な調整を行なうようにする。また、ユーザによる実使用時に実行できるようにしてもよい。
例えば最初に電源を入れたときには、カメラ装置はＤＳＰが有する初期値で立ち上がる。そして、定常状態はＡＥ、オートホワイトバランスなどの制御系がビデオ周期で動作する。ここで、外部機器からのシリアル通信等により、プリホワイトバランス調整モードに切り替える。
【００１９】
そして従来は、光源に色温度変換フィルタをかけて３種類の色温度とし、それぞれのホワイトバランスゲインをマニュアルで測定し、またＯＰＤデータを測定していた。
例えば、約２５００Ｋ、約３２００Ｋ、約９５００Ｋの各色温度に対するホワイトバランスゲインをＲゲインとＢゲインを操作して求める。また、約３２００Ｋを基準として、そのときの約３２００ＫのＯＰＤデータを測定していた。このときは、ＤＳＰをＯＰＤデータ測定モードに切り替える。
そして、この求めたゲインとＯＰＤデータは手入力で該当パラメータに入力する必要があった。または、手入力を省くための自動調整ソフトを作成して、外部のパソコンに設定する必要があった。
【００２０】
これに対し、本実施の形態例では、このようなオートホワイトバランス調整の操作を簡単にするために、予めプリホワイトバランス調整プログラムをＤＳＰ内に格納させておき、カメラ装置をプリホワイトバランスモードに切り替えて、プリホワイトバランス調整プログラムを起動させることにより、簡単な数字を入力するだけで、自動的にプリホワイトバランス調整を実行できるようにした。
なお、この数値入力は、カメラ装置に設けた操作ボタンの特定操作によって行ったり、あるいは、外部機器から通信で与えることができる。
【００２１】
例えば、１を入力したときは、約２５００Ｋのホワイトバランスゲイン調整を行なう機能を割り当て実行する。
ここで、プリホワイトバランス調整プログラムは、どんな色でも白色に合わせる動作モードに切り替わり、自動的にホワイトバランスを合わせるため、ユーザは数字を入力して、光源の色温度を変えるだけで良い。
実際のホワイトバランス処理は、数フィールド分の画像データで完了するので、人間にとっては一瞬で終了する。
また、プリホワイトバランス調整プログラムは、取得できたホワイトバランスゲインを自動的に該当パラメータへ転送する。
また、ＯＰＤデータを取得する場合には、そのときに撮像している光源の色温度のＯＰＤデータを測定し、該当パラメータへ転送する。この測定では、特別な処理が必要なく、ＯＰＤデータを変換するだけである。
【００２２】
図２は、以上のような本例におけるプリホワイトバランス調整プログラムによる動作手順を示すフローチャートであり、図２（Ａ）は処理モード選択動作、図２（Ｂ）はプリホワイトバランス調整を示している。
まず、図２（Ａ）において、カメラ装置のメイン処理からオートホワイトバランス（ＡＷＢ）に関する処理がコールされ、プリホワイトバランス調整モードか通常のオートホワイトバランス処理モードかを判定する（ステップＳ１０）。
通常のオートホワイトバランス処理モードが選択された場合には（ステップＳ１１）、ユーザの指定したモードを実行し、信号処理回路にホワイトバランスゲインを反映させて処理を抜ける。
また、プリホワイトバランス調整モードが選択された場合には、オートホワイトバランス処理を行なわずに、オートホワイトバランス動作に必要なパラメータを調整するモードに入る（ステップＳ１２）。
【００２３】
すなわち、図２（Ｂ）において、プリホワイトバランス調整モードでは、入力された数字に応じて、例えば３点の色温度に対するホワイトバランスゲイン、ＯＰＤデータをそれぞれ自動測定する。
例えば、入力数字が１なら（ステップＳ１３）、１点目のホワイトバランスゲイン、ＯＰＤデータを自動測定し、各パラメータを調整し（ステップＳ１４）、入力数字が２なら（ステップＳ１５）、２点目のホワイトバランスゲイン、ＯＰＤデータを自動測定し、各パラメータを調整し（ステップＳ１６）。
また、入力数字が２なら（ステップＳ１７）、２点目のホワイトバランスゲイン、ＯＰＤデータを自動測定し、各パラメータを調整し（ステップＳ１８）。
そして、このような自動測定とパラメータへの設定を順次行なった後、測定データを各パラメータに格納し、処理を抜ける。
【００２４】
以上のような本例のプリホワイトバランス調整によって、撮像素子のバラツキを吸収することができ、オートホワイトバランスの性能を良好なものとすることができる。
すなわち、撮像素子のバラツキによって影響されるオートホワイトバランスの動作範囲などの性能のバラツキを抑えることができる。
また、プリホワイトバランス調整用プログラムをオートホワイトバランス処理を行うＤＳＰ部に内蔵することにより、ユーザは外部のパソコン上で複雑な調整プログラムを作成することなく、調整を行なうことができる。これにより、プログラムの作成コストの削減を図ることができる。
さらに、簡単な操作でホワイトバランス用の調整を行なえるので、調整の工数が削減でき、作業効率を改善してコストダウンに寄与できる。
【００２５】
なお、以上は本発明をカメラ装置として構成した例を説明したが、本発明はオートホワイトバランス処理機能を有する画像処理装置単体及び画像処理装置のオートホワイトバランス調整方法として構成することも可能である。
また、上述の例では、カメラ装置の撮像手段として固体撮像素子を用いた例を説明したが、本発明は他の撮像手段を有するカメラ装置や撮像部をカメラ本体から分離可能な装置についても同様に適用できるものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像処理装置、カメラ装置、及びそのオートホワイトバランス調整方法によれば、オートホワイトバランス処理の調整用プログラムをプログラム記憶手段から読み出して実行することにより、前記オートホワイトバランス処理の調整作業を自動的に行えるようにしたので、ユーザが新たに調整用のプログラムを作成したり、煩雑な入力を行うことなく、適正なオートホワイトバランス処理のための調整作業を容易に行うことができ、利便性を向上できるとともに、出力画像の画質向上に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例によるカメラ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すカメラ装置におけるプリホワイトバランス調整プログラムによる動作手順を示すフローチャートである。
【図３】従来のプリホワイトバランス調整作業の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１……レンズ、１０２……ＣＣＤ撮像素子、１０３……ＣＤＳ／ＡＧＣ回路、１０４……デジタル信号処理回路、１０５……タイミングジェネレータ、２０１……Ａ／Ｄ変換部、２０２……信号処理部、２０３……色信号処理部、２０４……輝度信号処理部、２０５……Ｄ／Ａ変換部、２０６……オプティカルディテクタ（ＯＰＤ）部、２０７……演算処理部。
【図１】
2004023123.tif 000003
【図２】
2004023123.tif 000004
【図３】
2004023123.tif 000005