(57)【要約】【課題】画像の色再現性及び階調再現性の悪化を抑制する。【解決手段】画像Ｇの無彩色点の色温度に基づいて、ゲイン設定テーブルＴ３からＲゲイン及びＢゲインを取得して設定するゲイン設定手段（例えば、ＣＰＵ８等）を備えるホワイトバランス制御装置（例えば、デジタルカメラ１００等）である。画像に含まれる所定範囲の色信号レベルにおけるＲゲイン及びＢゲインの最大値に基づいて、輝度情報に応じて設定された制限色温度範囲を変更する制限色温度範囲変更手段（例えば、ＣＰＵ８等）を備える。ゲイン設定手段は、無彩色点の色温度が、制限色温度範囲変更手段により変更された制限色温度範囲を超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、ゲイン設定テーブルから補正用ゲインを取得して設定する。【選択図】        図１
2005033330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像情報の色信号に基づいて被写界の色温度を算出する色温度算出手段と、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度に基づいて、画像のホワイトバランス補正に係る色の補正用ゲインを設定するゲイン設定手段と、を備えるホワイトバランス制御装置であって、
入力された画像情報の色信号に基づいて、所定の輝度情報を算出する輝度情報算出手段と、
前記輝度情報算出手段により算出された輝度情報に基づいて、前記補正用ゲインを設定するための色温度の制限に係る制限色温度範囲を設定する制限色温度範囲設定手段と、
前記画像に含まれる所定範囲の色信号レベルにおける前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記最大値検出手段により検出された前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値に基づいて、前記制限色温度範囲設定手段により設定された制限色温度範囲を変更する制限色温度範囲変更手段と、を備え、
前記ゲイン設定手段は、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度が、前記制限色温度範囲変更手段により変更された制限色温度範囲を超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、前記補正用ゲインを設定することを特徴とするホワイトバランス制御装置。
【請求項２】
被写界の色温度と、画像のホワイトバランス補正に係る色の補正用ゲインとが対応付けられたゲイン設定テーブルを記憶する設定テーブル記憶手段と、入力された画像情報の色信号に基づいて被写界の色温度を算出する色温度算出手段と、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度に基づいて、前記設定テーブル記憶手段に記憶されたゲイン設定テーブルから前記補正用ゲインを取得して設定するゲイン設定手段と、を備えるホワイトバランス制御装置であって、
前記ゲイン設定手段により前記補正用ゲインを設定するための色温度の制限に係る制限色温度と、輝度レベルとが対応付けられた制限色温度範囲テーブルを記憶する制限色温度範囲テーブル記憶手段と、
入力された画像情報の色信号に基づいて、所定の輝度情報を算出する輝度情報算出手段と、
前記輝度情報算出手段により算出された輝度情報に基づいて、前記制限色温度範囲テーブル記憶手段に記憶された前記制限色温度範囲テーブルから制限色温度範囲を設定する制限色温度範囲設定手段と、
前記画像に含まれる所定範囲の色信号レベルにおける前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記最大値検出手段により検出された前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値に基づいて、前記制限色温度範囲設定手段により設定された制限色温度範囲を変更する制限色温度範囲変更手段と、を備え、
前記ゲイン設定手段は、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度が、前記制限色温度範囲変更手段により変更された制限色温度範囲を超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、前記設定テーブル記憶手段に記憶されたゲイン設定テーブルから前記補正用ゲインを取得して設定することを特徴とするホワイトバランス制御装置。
【請求項３】
被写界の色温度と、前記補正用ゲインの色に対応する色信号の比較用最大値とが対応付けられた最大値判定テーブルを記憶する判定テーブル記憶手段と、
前記判定テーブル記憶手段に記憶された最大値判定テーブルの比較用最大値と、前記最大値検出手段により検出された前記色信号の最大値とを比較判定する最大値判定手段と、を備え、
前記制限色温度範囲変更手段は、前記最大値判定手段による判定結果に基づいて、前記制限色温度範囲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。
【請求項４】
前記画像を複数のブロックに分割する画像分割手段と、
前記画像情報のうち、前記画像分割手段により分割された複数のブロックの各々に対応する部分の色信号に基づいて設定された色度空間における各ブロックの色度座標を算出する色度座標算出手段と、
前記色度座標算出手段により算出された各ブロックの色度座標に基づいて、前記色度空間の無彩色点を算出する無彩色点算出手段と、を備え、
前記色温度算出手段は、前記無彩色点算出手段により算出された無彩色点に基づいて、被写界の色温度を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載のホワイトバランス制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のホワイトバランス制御装置を備える電子機器であって、
前記画像を撮像する撮像手段を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトバランス制御装置及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルカメラには、撮像した白い被写体をヒトの見た目に合わせるように、被写体の出力信号を自動的に調整するホワイトバランス補正を行うものがある。
ホワイトバランス補正の方式には、大別して、外部測定方式とＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ）方式とがあり、後者は、さらに、全画面平均方式と無彩色検出方式とに分けられる。
【０００３】
上記のうち、ＴＴＬの無彩色検出方式は、ホワイトバランス補正の主流となってきており、具体的には、画像中から白やグレー等の無彩色の領域を抽出して、その部分の色差が０「ゼロ」となるように補正する方式である。ここで、無彩色の領域を抽出（検出）する方法として、例えば、画像の色度情報を用いて色度平面Ｓ上で黒体輻射軌跡の近傍の画素を無彩色と判定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）
そして、無彩色検出方式は、無彩色と判定した画素の色度情報を積分して、積分値のＲＧＢがＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１となるように色調補正するのが一般的となっている。
【０００４】
ところで、無彩色検出方式の場合、光源に照らされた白やグレーの被写体と、黒体輻射軌跡の近傍に位置する有彩色の被写体が混在していると、無彩色の被写体だけでなく有彩色の被写体の画素の色度情報も積分され、有彩色の被写体の彩度を下げるように色調補正してしまう。また、全画面検出方式の場合、有彩色の被写体が画像の大部分を占めていると、有彩色の彩度を下げる方向に色調補正してしまう。このため、ＴＴＬ方式において画像のホワイトバランス補正を適正に行うことが困難となる。
【０００５】
そこで、画像のホワイトバランス補正を行う際に、ホワイトバランス補正用のＲゲイン及びＢゲインの設定の制限に係るゲイン設定制限範囲を被写体の輝度レベルに基づいて変化させる撮像装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１１２２８２号公報
【特許文献２】
特開平５−６４２１９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２等の場合、ゲイン設定制限範囲を被写体の輝度レベルに基づいて変化させただけでは、例えば、低輝度で高色温度シーンや高輝度で低色温度シーンにおいて、画像のホワイトバランス補正を適正に行うことが困難となっている。即ち、この場合には、ゲイン設定制限範囲を適正な範囲に設定することができないために、ＲゲインやＢゲイン等の補正用ゲインが不適切な値に設定されてしまい、画像全体が赤味を帯びたり青味を帯びたりして色再現性が悪くなるだけでなく、補正用ゲインが画像データに乗算されることによりデータが飽和して、階調再現性が悪化してしまうこととなる。
【０００８】
本発明の課題は、画像の色再現性及び階調再現性の悪化を抑制することができるホワイトバランス制御装置及び電子機器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、入力された画像情報の色信号に基づいて被写界の色温度を算出する色温度算出手段と、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度に基づいて、画像のホワイトバランス補正に係る色の補正用ゲインを設定するゲイン設定手段と、を備えるホワイトバランス制御装置であって、
入力された画像情報の色信号に基づいて、所定の輝度情報を算出する輝度情報算出手段と、
前記輝度情報算出手段により算出された輝度情報に基づいて、前記補正用ゲインを設定するための色温度の制限に係る制限色温度範囲を設定する制限色温度範囲設定手段と、
前記画像に含まれる所定範囲の色信号レベルにおける前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記最大値検出手段により検出された前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値に基づいて、前記制限色温度範囲設定手段により設定された制限色温度範囲を変更する制限色温度範囲変更手段と、を備え、
前記ゲイン設定手段は、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度が、前記制限色温度範囲変更手段により変更された制限色温度範囲を超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、前記補正用ゲインを設定することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、画像に含まれる所定範囲の色信号レベルにおける補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値に基づいて、予め設定された制限色温度範囲を変更するので、補正用ゲインの設定に係る制限色温度範囲を適正な範囲に変更設定することができる。また、変更された制限色温度範囲を被写界の色温度が超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、補正用ゲインを取得して設定する。
従って、補正用ゲインをホワイトバランス補正に適正な値に設定することができることとなって、例えばホワイトバランスの補正過多や補正不足等の誤補正に起因した画像の色再現性及び階調再現性の悪化を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、被写界の色温度と、画像のホワイトバランス補正に係る色の補正用ゲインとが対応付けられたゲイン設定テーブルを記憶する設定テーブル記憶手段と、入力された画像情報の色信号に基づいて被写界の色温度を算出する色温度算出手段と、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度に基づいて、前記設定テーブル記憶手段に記憶されたゲイン設定テーブルから前記補正用ゲインを取得して設定するゲイン設定手段と、を備えるホワイトバランス制御装置であって、
前記ゲイン設定手段により前記補正用ゲインを設定するための色温度の制限に係る制限色温度と、輝度レベルとが対応付けられた制限色温度範囲テーブルを記憶する制限色温度範囲テーブル記憶手段と、
入力された画像情報の色信号に基づいて、所定の輝度情報を算出する輝度情報算出手段と、
前記輝度情報算出手段により算出された輝度情報に基づいて、前記制限色温度範囲テーブル記憶手段に記憶された前記制限色温度範囲テーブルから制限色温度範囲を設定する制限色温度範囲設定手段と、
前記画像に含まれる所定範囲の色信号レベルにおける前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記最大値検出手段により検出された前記補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値に基づいて、前記制限色温度範囲設定手段により設定された制限色温度範囲を変更する制限色温度範囲変更手段と、を備え、
前記ゲイン設定手段は、前記色温度算出手段により算出された被写界の色温度が、前記制限色温度範囲変更手段により変更された制限色温度範囲を超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、前記設定テーブル記憶手段に記憶されたゲイン設定テーブルから前記補正用ゲインを取得して設定することを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、画像に含まれる所定範囲の色信号レベルにおける補正用ゲインの色に対応する色信号の最大値に基づいて、予め制限色温度範囲テーブルから設定された制限色温度範囲を変更するので、補正用ゲインの設定に係る制限色温度範囲を適正な範囲に変更設定することができる。また、変更された制限色温度範囲を被写界の色温度が超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、ゲイン設定テーブルから補正用ゲインを取得して設定する。
従って、補正用ゲインをホワイトバランス補正に適正な値に設定することができることとなって、例えばホワイトバランスの補正過多や補正不足等の誤補正に起因した画像の色再現性及び階調再現性の悪化を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のホワイトバランス制御装置において、
被写界の色温度と、前記補正用ゲインの色に対応する色信号の比較用最大値とが対応付けられた最大値判定テーブルを記憶する判定テーブル記憶手段と、
前記判定テーブル記憶手段に記憶された最大値判定テーブルの比較用最大値と、前記最大値検出手段により検出された前記色信号の最大値とを比較判定する最大値判定手段と、を備え、
前記制限色温度範囲変更手段は、前記最大値判定手段による判定結果に基づいて、前記制限色温度範囲を変更することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、最大値判定テーブルの比較用最大値と、色信号の最大値とを比較判定して、この判定結果に基づいて、制限色温度範囲を変更するので、補正用ゲインの設定に係る制限色温度範囲をより適正な範囲に変更することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のホワイトバランス制御装置において、
前記画像を複数のブロックに分割する画像分割手段と、
前記画像情報のうち、前記画像分割手段により分割された複数のブロックの各々に対応する部分の色信号に基づいて設定された色度空間における各ブロックの色度座標を算出する色度座標算出手段と、
前記色度座標算出手段により算出された各ブロックの色度座標に基づいて、前記色度空間の無彩色点を算出する無彩色点算出手段と、を備え、
前記色温度算出手段は、前記無彩色点算出手段により算出された無彩色点に基づいて、被写界の色温度を算出することを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、分割された画像の複数のブロックの各々の色度座標に基づいて、色度空間の無彩色点を算出して、算出された無彩色点に基づいて、被写界の色温度を算出するので、この被写体の色温度に基づいて、補正用ゲインを適正な値に設定することができる。即ち、画像の無彩色点を検出してホワイトバランス補正を行うホワイトバランス制御装置において、請求項２又は３に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のホワイトバランス制御装置を備える電子機器であって、
前記画像を撮像する撮像手段を備えることを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、画像を撮像する撮像手段を備える電子機器であっても、請求項１〜４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、本発明に係るホワイトバランス制御装置を備える電子機器の好適な一例として例示するデジタルカメラの要部構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、デジタルカメラ１００は、撮像部１、Ａ／Ｄ変換回路２、画像用メモリ３、表示装置４、不揮発性メモリ５、ＲＡＭ６、ＲＯＭ７、ＣＰＵ８、電源スイッチ９、レリーズスイッチ１０、照明用光源１１等を備えて構成されている。
【００２１】
撮像部１は、光路上において被写体の光学像を結像する撮像レンズ１ａと、撮像レンズ１ａの合焦位置調整のために当該撮像レンズ１ａを光軸方向に移動させる駆動モータ１ｂと、撮像レンズ１ａにより結像された光学像を光電変換し、光電変換した画像信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換回路２に出力する、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子１ｃ（撮像手段）と、ＣＰＵ８により開放量が制御されることで撮像素子１ｃに入射する光の量を調節する絞り部１ｄとを備えている。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換回路２は、撮像素子１ｃから出力され入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル画像信号を画像用メモリ３に出力する。ここで、本実施の形態におけるＡ／Ｄ変換回路２は、撮像素子１ｃに入射した光の強度が大きいほど大きな値のデジタル画像信号に変換するものとする。
画像用メモリ３は、Ａ／Ｄ変換回路２を介して入力されたデジタル画像信号を一時的に格納する。
表示装置４は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等により構成され、ＣＰＵ８から出力され入力された表示信号に従って撮像画像Ｇや操作画面等を表示する。
不揮発性メモリ５は、例えばメモリカード等により構成され、画像用メモリ３に記憶されたデジタル画像信号のうち、ＣＰＵ８の制御下にて各種の画像処理が施されたデジタル画像信号を記憶する。
【００２３】
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６は、例えば、揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ８が処理中のプログラム、データ等を一時的に記憶する作業領域を有している。
【００２４】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７は、読み出し専用のメモリであり、ＣＰＵ８により実行されるデジタルカメラ１００としての各種の処理にかかるアプリケーションプログラムや、各種動作に使用するデータ等を記憶する。具体的には、ＲＯＭ７は、画像分割プログラム７ａ、色度座標算出プログラム７ｂ、無彩色点算出プログラム７ｃ、色温度算出プログラム７ｄ、輝度情報算出プログラム７ｅ、最大値検出プログラム７ｆ、最大値判定プログラム７ｇ、制限色温度範囲変更プログラム７ｈ、ゲイン設定プログラム７ｉ等を記憶している。
【００２５】
また、ＲＯＭ７は、範囲テーブル記憶手段を構成しており、画像Ｇのホワイトバランス補正に用いられるＲゲイン及びＢゲイン（補正用ゲイン）を設定するための色温度の制限に係る制限色温度（Ｋ）からなる制限色温度範囲と、被写体の輝度レベルとが対応付けられた制限色温度範囲テーブルＴ１（図６参照）を記憶している。
ここで、制限色温度は、制限色温度範囲の上限（高温側）を規定する高色温度と、制限色温度範囲の下限（低温側）を規定する低色温度とを含んで構成されている。
【００２６】
さらに、ＲＯＭ７は、判定テーブル記憶手段を構成しており、被写界の色温度に応じて設定された色度平面Ｓにおける無彩色点の色温度（Ｋ）と、Ｒゲイン及びＢゲインの各々の色に対応する色信号のＲ比較用最大値及びＢ比較用最大値（比較用最大値）とが対応付けられた最大値判定テーブルＴ２（図７参照）を記憶している。
さらに、ＲＯＭ７は、設定テーブル記憶手段を構成しており、色度平面Ｓにおける無彩色点の色温度（Ｋ）と、Ｒゲイン及びＢゲインとが対応付けられたゲイン設定テーブルＴ３（図８参照）を記憶している。
上記において、ゲイン設定テーブルＴ３は、当該デジタルカメラ１００の撮像系の特性によって決定されるものであり、このゲイン設定テーブルＴ３に関連付けられて最大値判定テーブルＴ２のＲ比較用最大値及びＢ比較用最大値が設定されている。即ち、最大値判定テーブルＴ２には、例えば、当該デジタルカメラ１００が撮像した画像Ｇを１０ｂｉｔ階調（０〜１０２３）で表現するものとして、１０２３を各色温度におけるＲゲイン及びＢゲインの値で除算することにより算出される値が、各温度におけるＲ比較用最大値又はＢ比較用最大値として設定されている。
なお、最大値判定テーブルのうち、色温度が１００００Ｋ、９２００Ｋ、８６００Ｋに対応するＢ比較用最大値は、上記のような除算により算出された値が１０２３を越えるため、一様に１０２３と規定している。
【００２７】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８は、ＲＯＭ７に記憶されているデジタルカメラ１００としての各種機能に関る各種アプリケーションプログラムを読み出してＲＡＭ６内の作業領域に展開し、当該プログラムに従って動画や静止画の撮像処理等の各種処理を実行する。
具体的には、撮像処理において、ＣＰＵ８は、画像用メモリ３に格納されたデジタル画像信号に基づいて、撮像画像Ｇ（図３（ａ）参照）のホワイトバランス補正処理を行う。
【００２８】
また、ホワイトバランス補正処理にて、ＣＰＵ８は、画像分割手段として、画像分割プログラム７ａに従って、画像用メモリ３に格納したデジタル画像信号に基づいて、撮像画像Ｇを複数（例えば、横：６４×縦：４８）のブロックに分割する（図３（ｂ）参照）。
さらに、ＣＰＵ８は、色度座標算出手段として、色度座標算出プログラム７ｂに従って、デジタル画像信号のうち、分割された複数のブロックの各々に対応する信号に含まれる色データに基づいて、色度平面Ｓにおける各ブロックの色度座標を算出する。
また、ＣＰＵ８は、無彩色点算出手段として、無彩色点算出プログラム７ｃに従って、各ブロックの色度座標に基づいて、色度平面Ｓにおける無彩色点を算出する。
さらに、ＣＰＵ８は、色温度算出手段として、色温度算出プログラム７ｄに従って、デジタル画像信号の色信号、即ち、色度平面Ｓにおける無彩色点の色度座標に基づいて、無彩色点の色温度（被写界の色温度）を算出する。
【００２９】
また、ＣＰＵ８は、輝度情報算出手段として、輝度情報算出プログラム７ｅに従って、デジタル画像信号の色信号に基づいて、被写体の輝度値（輝度情報）を算出する。
さらに、ＣＰＵ８は、制限色温度範囲設定手段として、被写体の輝度値に基づいて、制限色温度範囲テーブルＴ１から制限色温度範囲を設定する。
【００３０】
さらに、ＣＰＵ８は、最大値検出手段として、最大値検出プログラム７ｆに従って、撮像画像Ｇの全画素からＲゲイン及びＢゲインの各々の色に対応するＲ信号最大値及びＢ信号最大値を検出する。具体的には、ＣＰＵ８は、全画素のデジタル画像信号に含まれる所定範囲の色信号レベルのＲ信号最大値及びＢ信号最大値を検出する。即ち、撮像画像Ｇの一部に例えば蛍光灯や太陽光等の発光体が存在した場合、Ｒ信号最大値やＢ信号最大値は飽和している可能性がある。そこで、Ｒ信号最大値及びＢ信号最大値として、例えば、出現率９９％の色信号レベルの各色信号を適用したり、所定の演算を行うことにより撮像画像Ｇ中の主要被写体領域を特定して、その領域内において算出された各色信号の最大値を適用したりするのが好ましい。
【００３１】
また、ＣＰＵ８は、制限色温度範囲変更手段として、制限色温度範囲変更プログラム７ｈに従って、Ｒゲイン及びＢゲインに対応するＲ信号最大値及びＢ信号最大値に基づいて、予め設定された制限色温度範囲を変更する。このとき、ＣＰＵ８は、最大値判定手段として、最大値判定プログラム７ｇに従って、最大値判定テーブルＴ２のＲ比較用最大値及びＢ比較用最大値と、Ｒ信号最大値及びＢ信号最大値とを比較判定する。そして、ＣＰＵ８は、Ｒ信号最大値及びＢ信号最大値とＲ比較用最大値及びＢ比較用最大値との判定結果に基づいて、具体的には、Ｒ信号最大値がＲ比較用最大値よりも大きい、又は、Ｂ信号最大値がＢ比較用最大値よりも小さいと判定した場合に、制限色温度範囲を変更するようになっている。
【００３２】
さらに、ＣＰＵ８は、ゲイン設定手段として、ゲイン設定プログラム７ｉに従って、無彩色点（被写界）の色温度が、上記のようにして変更された制限色温度範囲を超えた場合に、無彩色点の色温度を制限色温度範囲内の最も近い色温度に規定して、この規定された無彩色点の色温度に基づいて、ゲイン設定テーブルＴ３からＲゲイン及びＢゲインを取得して設定する。
【００３３】
電源スイッチ９は、ユーザの操作に基づいて、デジタルカメラ１００の電源を投入或いは遮断するための指示信号を出力する。
レリーズスイッチ１０は、ユーザの操作に基づいて、ＣＰＵ８に撮像動作の開始を指示する指示信号を出力する。ここで、出力された指示信号がＣＰＵ８に入力されると、ＣＰＵ８は、図示しないシャッター装置を駆動して画像Ｇの撮像を行うようになっている。
照明用光源１１は、ストロボ等により構成され、ＣＰＵ８から出力され入力された発光タイミング制御信号に従って照明補助用としての光を発光する。
【００３４】
次に、ＣＰＵ８の制御下におけるホワイトバランス補正処理について、図２〜図８を参照して説明する。
ここで、図２は、デジタルカメラ１００によるホワイトバランス補正に係る色の補正用ゲイン設定処理動作の一例を示すフローチャートである。また、図３（ａ）は、デジタルカメラ１００により撮像された画像Ｇを模式的に示した図であり、図３（ｂ）は、撮像画像Ｇを複数のブロックに分割した状態を示すものである。また、図４は、補正用ゲイン設定処理に係る色度平面Ｓを複数のセルに分割した状態を模式的に示した図であり、図５は、複数のセルに分割された色度平面Ｓにおける黒体輻射軌跡ＢＬを模式的に示した図である。なお、色度平面Ｓ内に記載された各数値は、色度係数を表している。
また、図６は、補正用ゲイン設定処理に係る制限色温度範囲テーブルＴ１を模式的に示した図であり、図７は、最大値判定テーブルＴ２を模式的に示した図であり、図８は、ゲイン設定テーブルＴ３を模式的に示した図である。
【００３５】
ＣＰＵ８は、被写体の撮像処理中に、撮像された画像Ｇ（図３（ａ）参照）のホワイトバランス補正処理を実行するようになっており、このホワイトバランス補正処理において、図２に示すように、補正用ゲインとしてのＲゲイン及びＢゲインを設定する処理を行う。
即ち、ＣＰＵ８は、先ず、ＲＯＭ７から画像分割プログラム７ａを読み出してＲＡＭ６に展開し、この画像分割プログラム７ａに従って、画像用メモリ３に格納されたデジタル画像信号に基づく１フレームの画像Ｇ１を、例えば横：６４×縦：４８のブロックに分割する（図３（ｂ）参照）。
【００３６】
次に、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ７から色度座標算出プログラム７ｂを読み出してＲＡＭ６に展開し、この色度座標算出プログラム７ｂに従って、各ブロックの色データに基づいて、色度平面Ｓ（図４参照）における各ブロックの色度座標を算出する。
具体的には、ＣＰＵ８は、先ず、図示しないＲＧＢ分離回路によってデジタル画像信号をＲ、Ｇ、Ｂの３成分に分離し、各ブロック毎にＲ、Ｇ、Ｂ信号の平均値（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を算出する（ステップＳ１）。なお、このとき、飽和した画素を検出し、飽和画素については平均値の算出には用いないものとする。
続けて、ＣＰＵ８は、所定の演算プログラムに従って、算出したブロック毎のＲ、Ｇ、Ｂ平均値（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に、色度座標を調整するための基準（例えば、Ｄ５０）のＲＧＢゲインを乗算して、各画素のＲ’、Ｇ’、Ｂ’データ（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を算出する（ステップＳ２）。
ここで、
Ｒ’＝ｇＲ＿Ｄ５０×Ｒ
Ｇ’＝ｇＧ＿Ｄ５０×Ｇ
Ｂ’＝ｇＢ＿Ｄ５０×Ｂ
とする。
そして、ＣＰＵ８は、所定の演算プログラムに従って、各画素のＲ’、Ｇ’、Ｂ’データを用いて色度値を算出し、その値を各ブロック毎の色度座標とする（ステップＳ３）。即ち、縦軸：ｇ＝Ｇ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）、横軸：ｒ＝Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の色度平面Ｓにおける色度値として、
ｒ＝Ｒ’／（Ｒ’＋Ｇ’＋Ｂ’）
ｇ＝Ｇ’／（Ｒ’＋Ｇ’＋Ｂ’）
を算出する。
【００３７】
次に、ＣＰＵ８は、算出された各ブロックの色度座標から色度平面Ｓ内にて所定の光源（例えば、太陽光）下にて表現される黒体輻射軌跡ＢＬ（図４参照）の近傍に位置するブロックを無彩色点であると判定する（ステップＳ４）。
続けて、ＣＰＵ８は、色度平面Ｓを、複数（例えば、横：３２×縦：１６）のセルに分割して（図４参照）、各セルの色度座標とホワイトバランス補正の重み付けに係る重み付け係数とが対応付けられた重み付け係数設定テーブル（図５参照）から各ブロックの重み付け係数を取得して設定する（ステップＳ５）。なお、重み付け係数設定テーブルには、例えば、黒体輻射軌跡ＢＬ（図５参照）からの距離に応じて、各ブロックの重み付け係数が設定されている。
次に、ＣＰＵ８は、設定された各ブロックの重み付け係数を各ブロックの（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）データに乗算し、係数が乗算された（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）データを全ブロックで積算して、画像全体の積分結果を算出する（ステップＳ６）。
ここで、算出された画像全体の積分結果を、
（Ｒ＿ｓｕｍ、Ｇ＿ｓｕｍ、Ｂ＿ｓｕｍ）
とする。
【００３８】
そして、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ７から無彩色点算出プログラム７ｃを読み出してＲＡＭ６に展開し、この無彩色点算出プログラム７ｃに従って、色度平面Ｓにおける無彩色点を算出する（ステップＳ７）。具体的には、ＣＰＵ８は、算出された画像全体の積分結果（Ｒ＿ｓｕｍ、Ｇ＿ｓｕｍ、Ｂ＿ｓｕｍ）を用いて色度値を算出して、その値を画像Ｇの無彩色点とする。即ち、色度値として、
ｒ＿ｓｕｍ＝Ｒ＿ｓｕｍ／（Ｒ＿ｓｕｍ＋Ｇ＿ｓｕｍ＋Ｂ＿ｓｕｍ）
ｇ＿ｓｕｍ＝Ｇ＿ｓｕｍ／（Ｒ＿ｓｕｍ＋Ｇ＿ｓｕｍ＋Ｂ＿ｓｕｍ）
を算出する。
【００３９】
そして、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ７から色温度算出プログラム７ｄを読み出してＲＡＭ６に展開し、この色温度算出プログラム７ｄに従って、無彩色点の色度座標に基づいて、無彩色点（被写体）の色温度を算出する（ステップＳ８）。具体的には、ＣＰＵ８は、例えば、色度平面Ｓにおいて無彩色点から黒体輻射軌跡ＢＬに対して法線を引き、その交点から色温度を算出して、無彩色点の色温度とするようになっている。
【００４０】
次に、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ７から輝度情報算出プログラム７ｅを読み出してＲＡＭ６に展開し、この輝度情報算出プログラム７ｅに従って、デジタル画像信号の色信号に基づいて、被写体の輝度値を算出する。
そして、ＣＰＵ８は、制限色温度範囲テーブルＴ１を用いて、算出された被写体の輝度値が含まれる被写体輝度レベルを特定して、この被写体輝度レベルと対応付けられた制限色温度範囲を取得して設定する（ステップＳ９）。これにより、ＣＰＵ８は、設定された制限色温度範囲の上限を規定する高色温度と、制限色温度範囲の下限を規定する低色温度とを取得する。
【００４１】
次に、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ７から最大値検出プログラム７ｆを読み出してＲＡＭ６に展開し、この最大値検出プログラム７ｆに従って、撮像画像Ｇの全画素からＲゲイン及びＢゲインの各々の色に対応するＲ信号最大値及びＢ信号最大値を検出する。
そして、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ７から制限色温度範囲変更プログラム７ｈを読み出してＲＡＭ６に展開し、この制限色温度範囲変更プログラム７ｈに従って、Ｒ信号最大値及びＢ信号最大値に基づいて、予め設定された制限色温度範囲を変更する（ステップＳ１０）。
具体的には、ＣＰＵ８は、先ず、ＲＯＭ７から最大値判定プログラム７ｇを読み出してＲＡＭ６に展開し、この最大値判定プログラム７ｇに従って、最大値判定テーブルＴ２（図７参照）の制限色温度範囲の高色温度及び低色温度に対応するＲ比較用最大値及びＢ比較用最大値と、Ｒ信号最大値及びＢ信号最大値とを比較判定する。この判定の結果、ＣＰＵ８は、例えば、Ｒ信号最大値が、制限色温度範囲の高色温度におけるＲ比較用最大値よりも大きいと判定した場合には、例えばＲ比較用最大値がＲ信号最大値よりも大きくなる色温度までか、或いは、所定の温度だけ高色温度を低温度側に補正する一方で、Ｂ信号最大値が、制限色温度範囲の下限の低色温度におけるＢ比較用最大値よりも小さいと判定した場合には、例えばＢ比較用最大値がＢ信号最大値よりも大きくなる色温度までか、或いは、所定の温度だけ低色温度を高温度側に補正するようになっている。
【００４２】
次に、ＣＰＵ８は、制限色温度範囲に基づいて、無彩色点の色温度の制限処理を実行する（ステップＳ１１）。
具体的には、ＣＰＵ８は、先ず、ＲＯＭ７から読み出した所定の判定プログラムに従って、変更された制限色温度範囲内に無彩色点の色温度が含まれるか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ８は、無彩色点の色温度が制限色温度範囲の高色温度よりも高いと判定した場合には、高色温度を無彩色点の色温度として適用する制限処理を行う一方で、無彩色点の色温度が制限色温度範囲の低色温度よりも低いと判定した場合には、低色温度を無彩色点の色温度として適用する制限処理を行う。
次に、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ７からゲイン設定プログラム７ｉを読み出してＲＡＭ６に展開し、このゲイン設定プログラム７ｉに従って、制限処理が施された無彩色点の色温度に対応付けられたＲゲイン及びＢゲインをゲイン設定テーブルＴ３（図８参照）から取得して設定する（ステップＳ１２）。
【００４３】
そして、ＣＰＵ８は、上記のようにして設定されたホワイトバランス補正に係るＲゲイン及びＢゲインを用いて撮像画像Ｇにホワイトバランス補正処理を施して不揮発性メモリ５に記憶する。
【００４４】
以上のように、画像Ｇの無彩色点を検出してホワイトバランス補正を行う、本実施の形態のデジタルカメラ１００によれば、撮像画像Ｇの全画素から検出されたＲゲイン及びＢゲインの各々の色に対応するＲ信号最大値及びＢ信号最大値に基づいて、予め被写体の輝度レベルに応じて制限色温度範囲テーブルＴ１から設定された制限色温度範囲を変更するので、補正用ゲインの設定に係る制限色温度範囲を適正な範囲に変更設定することができる。このとき、最大値判定テーブルＴ２のＲ比較用最大値及びＢ比較用最大値と、Ｒ信号最大値及びＢ信号最大値とを比較判定して、この判定結果に基づいて、制限色温度範囲を変更するので、制限色温度範囲をより適正な範囲に変更することができる。
また、変更された制限色温度範囲を無彩色点の色温度が超えた場合に、制限色温度範囲内の最も近い色温度に基づいて、ゲイン設定テーブルＴ３からホワイトバランス補正に適正な値の補正用ゲインを取得して設定することができる。
従って、従来のようにホワイトバランスの補正過多や補正不足等の誤補正に起因した画像Ｇの色再現性及び階調再現性の悪化を抑制することができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施の形態では、画像Ｇの無彩色点を検出して、この無彩色点に基づいて画像Ｇのホワイトバランス補正を行う無彩色検出方式を例示したが、これに限られるものではなく、経験則等に従って撮像画像Ｇの全色差の総和が０「ゼロ」となるようにホワイトバランス補正を行う全画面検出方式であっても良い。
また、本発明にあっては、制限色温度範囲テーブルＴ１、最大値判定テーブルＴ２、ゲイン設定テーブルＴ３内の具体的な値は、例えば画像Ｇ、光源等の種類や撮像系の特性等に応じて適宜任意に変更可能となっていることは勿論である。さらに、制限色温度範囲テーブル記憶手段、判定テーブル記憶手段及び設定テーブル記憶手段としてＲＯＭ７を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、電気的に書き換え可能な記憶手段であっても良く、これにより、ユーザは必要に応じて制限色温度範囲テーブルＴ１、最大値判定テーブルＴ２及びゲイン設定テーブルＴ３の内容を変更することができる。
【００４６】
また、上記実施の形態では、制限色温度範囲テーブルＴ１から制限色温度範囲を設定し、ゲイン設定テーブルＴ３からＲゲイン及びＢゲイン等の補正用ゲインを取得して設定するような構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、ＣＰＵ８が、制限色温度範囲設定手段やゲイン設定手段として、所定の演算プログラムを実行することに基づいて、制限色温度範囲や補正用ゲインを算出して設定するような構成としても良い。
【００４７】
さらに、上記実施の形態では、画像の無彩色点の算出に用いられる色空間として色度平面Ｓを例示したが、これに限られるものではなく、図示は省略するが、例えば、色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）を座標軸とする色空間や、色差信号（Ｒ−Ｇ）、（Ｂ−Ｇ）を座標軸とする色空間や、Ｒ信号とＧ信号との比Ｒ／Ｇ、Ｂ信号とＧ信号との比Ｂ／Ｇを座標軸とする色空間等であっても良いのは勿論である。
【００４８】
さらに、上記実施の形態では、電子機器としてデジタルカメラ１００を例示したが、これに限られるものではなく、画像Ｇを撮像する撮像手段を備える電子機器であれば如何なるものであっても良い。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、補正用ゲインの設定に係る制限色温度範囲を適正な範囲に変更設定することができるので、補正用ゲインをホワイトバランス補正に適正な値に設定することができる。従って、例えばホワイトバランスの補正過多や補正不足等の誤補正に起因した画像の色再現性及び階調再現性の悪化を抑制することができる。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、補正用ゲインの設定に係る制限色温度範囲を適正な範囲に変更設定することができるので、補正用ゲインをホワイトバランス補正に適正な値に設定することができる。従って、例えばホワイトバランスの補正過多や補正不足等の誤補正に起因した画像の色再現性及び階調再現性の悪化を抑制することができる。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、補正用ゲインの設定に係る制限色温度範囲をより適正な範囲に変更することができる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、画像の無彩色点を検出してホワイトバランス補正を行うホワイトバランス制御装置において、請求項２又は３に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、画像を撮像する撮像手段を備える電子機器であるので、請求項１〜４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホワイトバランス制御装置を備える電子機器の好適な一例として例示するデジタルカメラの要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１のデジタルカメラによるホワイトバランス補正に係る色の補正用ゲイン設定処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１のデジタルカメラにより撮像された画像を模式的に示した図である。
【図４】図２の補正用ゲイン設定処理に係る色度平面を複数のセルに分割した状態を模式的に示した図である。
【図５】図４の複数のセルに分割された色度平面における黒体輻射軌跡を模式的に示した図である。
【図６】図２の補正用ゲイン設定処理に係る制限色温度範囲テーブルを模式的に示した図である。
【図７】図２の補正用ゲイン設定処理に係る最大値判定テーブルを模式的に示した図である。
【図８】図２の補正用ゲイン設定処理に係るゲイン設定テーブルを模式的に示した図である。
【符号の説明】
１００      デジタルカメラ（電子機器）
１ｃ        撮像素子（撮像手段）
７          ＲＯＭ７（ホワイトバランス制御装置、設定テーブル記憶手段、制限色温度範囲テーブル記憶手段、判定テーブル記憶手段）
８          ＣＰＵ（ホワイトバランス制御装置、色温度算出手段、ゲイン設定手段、輝度情報算出手段、制限色温度範囲設定手段、最大値検出手段、制限色温度範囲変更手段、最大値判定手段、画像分割手段、色度座標算出手段、無彩色点算出手段）
Ｇ          画像
Ｓ          色度平面（色度空間）
Ｔ１        制限色温度範囲テーブル
Ｔ２        最大値判定テーブル
Ｔ３        ゲイン設定テーブル
【図１】
2005033330.tif 000003
【図２】
2005033330.tif 000004
【図３】
2005033330.tif 000005
【図４】
2005033330.tif 000006
【図５】
2005033330.tif 000007
【図６】
2005033330.tif 000008
【図７】
2005033330.tif 000009
【図８】
2005033330.tif 000010