(57)【要約】      （修正有）【課題】  ホワイトを正確に検出してエラーなしにホワイトバランスを調整できるデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法の提供。【解決手段】  撮像素子から出力された信号をデジタル信号に変換し、利得調節されて所定の周期ごとに出力される入力色データを処理するデジタル映像装置において、設定された輝度レベルの範囲を変更させながら、入力される色データの中から設定された輝度レベルの範囲に属する色データを輝度分割して格納する段階、輝度分割して格納された色データの中からホワイトを検出し、検出されたホワイトが属する輝度レベルの範囲をクリップ輝度レベルにセットする段階、撮像素子で撮影された画面を所定個数のウィンドウで区画し、ウィンドウを変更させながら、クリップ輝度レベルの範囲内に属するウィンドウ内の色データを画面分割して格納する段階、および画面分割して格納された色データに基づいて最終ホワイト値を検出する段階を備える。【選択図】    図２
2005012763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ部を介して結像した光学像を光電変化する撮像素子を備えて、前記撮像素子で出力される信号をデジタル信号に変換して利得調節されて所定周期に出力される入力色のデータを処理するデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法において、
前記所定周期ごとに、設定された輝度レベルの範囲を変更させながら、前記入力色のデータの中から前記設定された輝度レベルの範囲に属する色データを輝度分割して格納する段階と、
前記輝度分割して格納された色データの中からホワイトを検出し、前記検出されたホワイトが属する輝度レベルの範囲をクリップ輝度レベルの範囲にセッティングする段階と、
前記撮像素子で撮影された画面を所定個数のウィンドウで区画し、前記所定周期ごとに前記ウィンドウを変更させながら、前記クリップ輝度レベルの範囲の内に属する前記ウィンドウ内の色データを画面分割して格納する段階と、
前記画面分割して格納された色のデータに基づいて最終ホワイト値を算出する段階と、
を含むことを特徴とするデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法。
【請求項２】
検出された前記最終ホワイト値に基づいて色補整のための補整値を算出する段階と、
前記補整値を用いて前記入力される色データを補整する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法。
【請求項３】
前記設定された輝度レベルの範囲は、最小輝度値と最大輝度値との間の区間を同一の間隔で区画した区間の中の１つであり、前記所定の周期ごとに次の区画した区間に変更されることを特徴とする請求項１に記載のデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法。
【請求項４】
前記最終ホワイト値を検出する段階において、前記区画されたウィンドウ別にホワイトを検出し、最も多くホワイトとして検出される色データの値を前記最終ホワイト値で算出することを特徴とする請求項１に記載のデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法。
【請求項５】
前記撮像素子は、ＣＣＤ（電荷結合素子）であることを特徴とする請求項１に記載のデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法。
【請求項６】
前記所定周期は、１フレーム期間および１フィールド期間の中いずれか１つであるのを特徴とする請求項５に記載のデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法に関し、もっと詳しくは輝度分割および画面分割を共に使用してホワイト検出力を向上させることで、ホワイトバランスの調整の時、誤動作を減少させられるデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にデジタルスティールカメラ、デジタルビデオカメラなどのようなデジタル映像装置を用いて同一の被写体を撮像する場合、屋外の太陽光の下、曇り日、屋内の白色ランプの下、蛍光照明灯の下など、様々な光元の条件に応じて撮像された色の見掛けが変わる。人の目はこれらの光元に順応して、ホワイトはホワイトで感じられるようになっているため、その不自然さは感じない。しかし、デジタル映像装置における色の温度は、相異なる光元に含まれているＲＧＢ成分に忠実に反応して、色の温度が高ければ青さがあるホワイト、色の温度が低ければ赤さがあるホワイトに再現される。このような場合に、ホワイトが白く見えるようにすることが必要であり、色の温度が変わってしまう場合にもその色温度でホワイトバランスを保つことが好ましい。このために、無彩色の被写体ではＲＧＢの割合がいつも一定の値になるようにし、または色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが常にゼロを保つよう制御するが、このような機能の遂行をホワイトバランスの調整と言う。即ち、青さがあるホワイトではＲ（赤）のゲインを上げてＢ（青）のゲインを引き下げるようにし、赤さがあるホワイトではＢのゲインを上げるか、Ｒのゲインを引き下げるようにするのである。
【０００３】
ホワイトバランスを正確に調整するためには、基準になるホワイトを正確に検出する必要がある。このためには撮像すべき環境で基準になるホワイトを置いて、これを撮像してデジタル映像装置のホワイトバランスを取ることが理想的である。しかし、撮像するたびにこのようにするには煩わしさがあるため、最近では被写体の特性を生かしてホワイトを判断する方法が使用される。このような方法は、撮像した画面に含まれている色の成分は全体を積分すれば大体にゼロ、即ち無体色に近いという仮定に基づいたことで、多様な色を含んでいて色の分布が広い場合には效果的にホワイトを検出できる。しかし、夕陽で赤いトマトを近接して撮像する場合のように色の分布が狭い場合、かかる方法を単純に実施すれば、わざとらしさが生じるので、これを避けるための手段が取られている。即ち、撮像した画面の中央辺りを切り抜いてホワイトを検出したり、画面の中において、色の大きい部分を除いて飽和度が低い部分を抽出して積分したりする方法が使用されている。ここに、輝度レベルの範囲を分割し、各輝度レベルの範囲別で色のデータを入力しホワイトを検出する輝度分割による方法や、撮影された画面をより小さな画面に分割し、分割された画面別に色のデータの入力を受けてホワイトを検出する画面分割による検出方法が提示されている。
【０００４】
しかしながら、輝度レベルを基準とする輝度分割による方法は、ホワイトで検出された色データに高輝度の単色などが混合される場合があり得るので、これを基準に色を補整する場合に誤動作の可能性が高いという問題点がある。また、画面分割による方法も、分割された画面ごとに画面内にある全ての色を混合してホワイトを検出するため、これを通じて検出したホワイトを基準として色を補整する場合に誤動作の可能性があいかわらず残る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ホワイトを正確に検出してエラーなしにホワイトバランスを調整できるデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための本発明に係るデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法は、レンズを介して結像した光学像を光電変化する撮像素子を備えて、前記撮像素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して利得調節され、所定の周期で出力される入力色のデータを処理するデジタル映像装置において、前記所定の周期ごとに設定された輝度レベルの範囲を変化させながら、前記入力された色データの中から前記設定された輝度レベルの範囲に属する色データを輝度分割して格納する段階、前記輝度分割して格納された色データの中からホワイトを検出し、前記検出されたホワイトが属する輝度レベルの範囲をクリップ輝度レベルでセットする段階、前記撮像素子で撮影された画面を所定個数のウィンドウで区画して、前記所定周期ごとに前記区画されたウィンドウを変化させながら、前記クリップ輝度レベルの範囲内に属する前記ウィンドウ内の色のデータを画面分割して格納する段階、および前記画面分割して格納された色のデータに基づいて最終ホワイト値を検出する段階を含む。
【０００７】
好ましくは、検出された前記最終ホワイト値に基づいて色補整のための補整値を算出する段階、および前記補整値を用いて前記入力される色データを補整する段階をさらに含む。前記設定された輝度レベルの範囲は、最小輝度値と最大輝度値との間の区間を同一間隔で区画した区間の中のいずれか１つであり、前記所定の周期ごとに次の区画した区間に変更される。また、前記最終ホワイト値を検出する段階においては、前記区画されたウィンドウ別にホワイトを検出し、最も多くホワイトとして検出される色データ値を前記最終ホワイト値に算出する。それから、前記撮像素子は、ＣＣＤ（電荷結合素子）であることが可能で、この場合前記所定周期は１フレーム期間および１フィールド期間中のいずれか１つである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、輝度分割によってホワイトが属する輝度レベルを検出し、検出された輝度の範囲内で画面分割を通じて最終ホワイト値が検出されるため、比較的正確なホワイト値を検出できる。また、このように検出されたホワイト値を使ってホワイトバランスを調整することで、デジタル映像装置におけるより自然で良質な画面が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
【００１０】
図１は、本発明によるホワイトバランスの調整方法が適用されたデジタル映像装置の一実施形態を示したブロック図である。ブロック図を参照すると、デジタル映像装置は、レンズ部１００、ＣＣＤ（電荷結合素子）１１０、ＡＧＣ（自動利得制御）部１２０、ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）１３０、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）１４０、およびプロセッサ部１５０を備える。
【００１１】
レンズ部１００は、被写体の倍率を拡大および縮小するズームレンズ、被写体のフォーカスを合せるフォーカスレンズ、光量を調節するしぼりなどを備える。ＣＣＤ１１０は撮像素子として使用されて、レンズ部１００を介して撮像した映像を電気的な信号に光電変換する。ＣＣＤ１１０では１フレーム期間、即ち１／３０秒、或いは１フィールド期間、即ち１／６０秒ごとに蓄積された信号が読み込まれて出力される。ＡＧＣ部１２０は、ＣＣＤ１１０から出力される信号の利得を制御する。ＡＤＣ１３０は、ＡＧＣ部１２０で利得調節された１フィールド分、或いは１フレーム分の映像信号をデジタル信号に変換して出力する。ＤＳＰ１４０はデジタル変換された撮像映像信号をＮＴＳＣまたはＰＡＬフォーマットなどの映像信号にインコーディングして、その他信号処理に必要な回路を備える。プロセッサ部１５０は、ＤＳＰ１４０から１／３０秒或いは１／６０秒ごとに出力される色のデータの入力を受けて、ホワイトを検出し、検出されたホワイトを使ってホワイトバランス調節のためのＲ、Ｂゲイン制御値を算出してＤＳＰ１４０に伝える。ＤＳＰ１４０は伝達されたＲ、Ｂゲイン制御値を使って色データを補整し、ホワイトバランスが調整された色のデータを出力する。プロセッサ部１５０は、内蔵メモリに格納された制御プログラムに応じてデジタル映像装置の全般的な動作も制御する。
【００１２】
図２は本発明に係るホワイトバランスの調整方法を説明するための流れ図である。同図は撮像素子で使用されるＣＣＤ１１０において蓄積されたデータが読み込まれて出力される１フレーム期間或いは１フィールド期間の周期ごとに動作する。流れ図を参照すると、まずＦＬＡＧ値が‘０’であるかを判断する（Ｓ２００）。ＦＬＡＧ値は輝度分割と係わったルーチンを実行するのか、画面分割と係わったルーチンを実行するのかを決める変数として、初期値は‘０’と設定される。従って、初めにはＳ２００段階後にＳ２０５段階が行われ、ＤＳＰ１４０から周期的に伝達される色データの中から設定された輝度レベルの範囲内の色データが格納される（Ｓ２０５）。ここで、設定された輝度レベルとは、図３に示したように、輝度レベルの最大値と最小値を各々１ｍａｘ、１ｍｉｎとし、分割しようとする輝度レベルの個数をｎとすれば、一番目に設定された輝度レベルの範囲は１ｍｉｎと１ｍｉｎ＋（１ｍａｘ−１ｍｉｎ）／ｎの間の輝度値、即ち１と表示された範囲内の色データを言う。このような輝度レベル間の色データだけを入力し格納し、次の輝度レベルをセットする（Ｓ２１０）。次の輝度レベルは、以前の輝度レベルの下限値と上限値とを各々（１ｍａｘ−１ｍｉｎ）／ｎずつ増しにした値として、図３で２と示された範囲を言う。次の輝度レベルの設定が終わると、輝度分割が終ったかを判断する（Ｓ２１５）。輝度分割が終らなかったら、次の周期で色のデータが入力された時にＳ２００段階からＳ２１５段階を繰り返して、図３に示したｎ番目の範囲に当たる輝度レベルに属する領域まで色データの入力を受けて格納する。従って、輝度分割が終ると、ｎ個の輝度レベルに分類されて色データが各々格納される。
【００１３】
輝度分割が終ると、ｎ個の輝度レベルに分類され格納された色のデータに基づいてホワイトにもっとも近い色のデータを探してその色データが属する輝度レベルを選択する（Ｓ２２０）。それから、これを画面分割で使うべきクリップ輝度レベルに選択し、画面分割に使用される初のウィンドウをセットする（Ｓ２２５）。その後ＦＬＡＧ値を‘１’とセットし（Ｓ２３０）、次の周期からは画面分割と係わったルーチンが行われるようにする。
【００１４】
次の動作周期におけるＦＬＡＧ値は‘１’なので、Ｓ２００段階におけるＦＬＡＧ値の判断後に、Ｓ２３５段階の一番目のウィンドウに属する色データの中からクリップ輝度レベル範囲の色データを格納する（Ｓ２００、Ｓ２３５）。一番目のウィンドウは、図４に示したように、撮像素子が撮影した画面で左上段の終点のＸ座標をＸ  ｓｔａｒｔ、Ｙ座標をＹ  ｓｔａｒｔと現わして、右下段の終点のＸ座標をＸ  ｅｎｄ、Ｙ  ｅｎｄと現わした場合、左上段の終点のＸ座標はＸ  ｓｔａｒｔ、Ｙ座標はＹ  ｓｔａｒｔで、右下段終点はＸ  ｓｔａｒｔ＋（Ｘ  ｅｎｄ−Ｘ  ｓｔａｒｔ）／ｋ、Ｙ座標はＹ  ｓｔａｒｔ＋（Ｙ  ｅｎｄ−Ｙ  ｓｔａｒｔ）／ｍで表す領域、即ち１と表示された領域を指す。この範囲内の色データの中から輝度分割で設定されたクリップ輝度レベルの範囲内に属する色データを入力され格納される。初ウィンドウに属する色データの格納が終ると、次のウィンドウをセットする（Ｓ２４０）。次のウィンドウは、図４で２と表示された領域を指し、ウィンドウの各頂点座標においてＹ軸の座標値は変化がなく、Ｘ軸の座標値だけが（Ｘ  ｅｎｄ−Ｘ  ｓｔａｒｔ）／ｋくらいずつ増加させる。ウィンドウは、色データの入力周期ごとに変わり、ｋ＊ｍと印したウィンドウまでの色データの格納が終わると、ウィンドウ分割が終る。
【００１５】
ウィンドウ分割が終ると（Ｓ２４５）、ウィンドウ別に格納されたｋ＊ｍ個の色データの中でもっとも近い色のデータをホワイト値に選定する（Ｓ２５０）。この場合、一番に多いウィンドウにおいてホワイトに選定された色データを最終ホワイト値と選定する。最終ホワイト値の選定が終ると、前もって説明された輝度分割によるルーチンを行うため、一番目の輝度レベルの範囲をセットし、ウィンドウ領域も一番目のウィンドウに初期化する（Ｓ２５５）。それからＦＬＡＧ＝０に設定し次の周期で上述の過程を繰り返して行う。プロセッサ部１４０は、選定されたホワイト値に基づいて色の補整のためにＲ、Ｂゲイン制御値を算出する。算出されたＲ、Ｂゲイン制御値は、ＤＳＰ１４０に伝達されて色データの利得を制御して色を補整する。このように一次的に輝度分割によってホワイトが属する輝度レベルの範囲を決め、決まった輝度レベルの範囲内で画面分割を通じて最終ホワイト値を選定するようになるから比較的に正確なホワイトを検出できると共に、このように検出した最終ホワイト値を使ってエラーなしにホワイトバランスを調整することができる。
【００１６】
本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも各種の変更実施が可能であることはもとより、そのような変更は、請求の範囲記載の範囲内にあることが自明である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明はデジタル映像装置のホワイトバランス調整方法に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るホワイトバランスの調整方法が適用されたデジタル映像装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】本発明に係るホワイトバランスの調整方法を説明するための流れ図である。
【図３】本発明に係るホワイトバランスの調整方法を説明するための図である。
【図４】本発明に係るホワイトバランスの調整方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００    レンズ部
１１０    ＣＣＤ
１２０    ＡＧＣ部
１３０    ＡＤＣ
１４０    ＤＳＰ
１５０    プロセッサ部
【図１】
2005012763.tif 000003
【図２】
2005012763.tif 000004
【図３】
2005012763.tif 000005
【図４】
2005012763.tif 000006