(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して得られた光信号をカラー画像信号に変換して出力するカラー画像撮像手段と、
前記カラー画像信号から各色成分の特性値を出力する特性値出力手段と、
前記各色成分の特性値からホワイトバランス制御値を算出する制御値算出手段と、
該算出された制御値を設定するホワイトバランス制御値設定手段と、
該設定された制御値によりホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段と、
前記特性値出力手段が出力した特性値を調整する特性値調整手段と、を備え、
該特性値調整手段によりホワイトバランスの特性値を調整するカラー撮像装置において、
前記特性値調整手段により調整された特性調整値を複数保存する特性調整値保存装置と、
前記複数保存した特性調整値のうち何れの特性調整値を使用するかを選択する、または前記特性調整値の有効と無効を切り替えるための機能選択装置と、
前記カラー画像撮像手段から出力されるカラー画像を少なくとも２枚以上保存できる画像記憶装置と、を更に備え、
一度の撮像動作で、前記機能選択装置により前記特性調整値を有効にした処理と無効にした処理の両方の処理結果画像または前記複数保存した特性調整値をそれぞれ用いた複数の処理結果画像を前記画像記憶装置に保存することを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項２】
前記特性値調整手段は、各色成分の特性値を加算または減算して色を調整することを特徴とする請求項１記載のカラー撮像装置。
【請求項３】
前記特性値調整手段は、明るさ検出手段をもち、被写体の明るさによって特性値に加算または減算する値を変更して調整することを特徴とする請求項２記載のカラー撮像装置。
【請求項４】
前記特性値調整手段は、各色成分の特性値に乗算係数を掛けて色を調整することを特徴とする請求項１記載のカラー撮像装置。
【請求項５】
前記特性値調整手段の調整値を設定するための特性調整値入力手段を更に備え、撮影者が該特性調整値を設定可能としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
【請求項６】
前記特性値出力手段が出力した各色成分の特性値の大小関係を判定する特性値判定手段を更に備え、該特性値判定手段の結果により前記特性値調整手段が使用する特性調整値を切り替えることを特徴とする請求項１記載のカラー撮像装置。
【請求項７】
光学系を介して得られた光信号をカラー画像信号に変換して出力するカラー画像撮像手段と、
前記カラー画像信号から各色成分の特性値を出力する特性値出力手段と、
前記各色成分の特性値からホワイトバランス制御値を算出する制御値算出手段と、
算出された前記制御値を設定するホワイトバランス制御値設定手段と、
設定された制御値によりホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段と、
前記制御値算出手段が出力したホワイトバランス制御値を調整する制御値調整手段と、を備え、
該制御値調整手段により前記カラー画像撮像手段から出力されたカラー画像信号に基づく撮像データをもとに算出されたホワイトバランス制御値を調整するカラー撮像装置において、
前記制御値調整手段により調整された制御調整値を複数保存する制御調整値保存装置と、
前記複数保存した制御調整値のうち何れの制御調整値を使用するかを選択する、または前記制御調整値の有効と無効を切り替えるための機能選択装置と、
前記カラー画像撮像手段から出力されるカラー画像を少なくとも２枚以上保存できる画像記憶装置と、を更に備え、
一度の撮像動作で、前記機能選択装置により前記制御調整値を有効にした処理と無効にした処理の両方の処理結果画像または前記複数保存した制御調整値をそれぞれ用いた複数の処理結果画像を前記画像記憶装置に保存することを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項８】
前記制御値調整手段は、各色成分のホワイトバランス制御値を加算または減算して色を調整することを特徴とする請求項７記載のカラー撮像装置。
【請求項９】
前記制御値調整手段は、被写体の明るさによって、前記ホワイトバランス制御値に加算または減算する値を変更して調整することを特徴とする請求項８記載のカラー撮像装置。
【請求項１０】
前記制御値調整手段は、各色成分のホワイトバランス制御値に乗算係数を掛けて色を調整することを特徴とする請求項７記載のカラー撮像装置。
【請求項１１】
前記制御値調整手段の調整値を設定するための制御調整値入力手段を更に備え、撮影者が前記制御調整値を設定可能としたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
【請求項１２】
前記制御値算出手段が算出した各色成分の制御値の大小関係を判定する制御値判定手段を更に備え、該制御値判定手段の結果により前記制御値調整手段が使用する制御調整値を切り替えることを特徴とする請求項７記載のカラー撮像装置。
【請求項１３】
ホワイトバランス制御値の設定限界値を保存するホワイトバランス制御限界値保存装置を備え、前記ホワイトバランス制御値算出手段が算出するホワイトバランス制御値が制御限界を超えている場合は、前記制御限界値を制御値として設定してホワイトバランス処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー撮像装置に関し、さらに詳しくは、光学系を介して被写体からの光信号を電気信号であるカラー画像信号に変換して出力するカラー画像撮像手段を有し、その信号に対してホワイトバランス処理を行うカラー撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として特開２０００−１５２０１８公報には、色バランスのとれた適切なホワイトバランス調整を可能とする画像処理装置及びその方法、及び記録媒体について開示されている。これによると、代表値算出部において色成分毎に代表値を算出し、調整係数算出部において前記代表値に基づいて色成分毎に補正を施すための調整係数を算出し、調整係数補正部において該調整係数を連続的に補正し、画像補正部において各色成分毎に前記調整係数に基づいた補正を施す。また、複数の入力機器Ａ〜Ｄの特性を特定し、該特性に基づいて画像データに対する補正処理の組み合わせを制御する。かかるカラー撮像装置では、テーブル・関数・閾値での画像データに対する補正処理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開２０００−１５２０１８公報ではユーザ自身が色合いを、故意に赤っぽく、もしくは青っぽくといったように設定することはできなかった。また、源データに対しての補正、調整後の値に対しての設定が不可能であった。
一般にカラー撮像装置は、カラー画像を入手する場合にホワイトバランスの制御値はオート、室内、屋外、照明下などのモードを選択することで、あらかじめカメラに設定されたホワイトバランスのパラメータを用いて撮影が行われていた。従って、ユーザが全体的に赤っぽい画像を撮りたいとか、青っぽい画像を撮りたいなどの要望を持っていても個人の嗜好に合わせてホワイトバランスの制御値を設定する手段は無かった。
本発明は、かかる課題に鑑み、ユーザの嗜好に合わせてホワイトバランスの制御結果を変化させることにより色合いを変化させ、得られるカラー画像に反映するカラー撮像装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１の発明は、光学系を介して得られた光信号をカラー画像信号に変換して出力するカラー画像撮像手段と、前記カラー画像信号から各色成分の特性値を出力する特性値出力手段と、前記各色成分の特性値からホワイトバランス制御値を算出する制御値算出手段と、該算出された制御値を設定するホワイトバランス制御値設定手段と、該設定された制御値によりホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段と、前記特性値出力手段が出力した特性値を調整する特性値調整手段と、を備え、該特性値調整手段によりホワイトバランスの特性値を調整するカラー撮像装置において、前記特性値調整手段により調整された特性調整値を複数保存する特性調整値保存装置と、前記複数保存した特性調整値のうち何れの特性調整値を使用するかを選択する、または前記特性調整値の有効と無効を切り替えるための機能選択装置と、前記カラー画像撮像手段から出力されるカラー画像を少なくとも２枚以上保存できる画像記憶装置と、を更に備え、一度の撮像動作で、前記機能選択装置により前記特性調整値を有効にした処理と無効にした処理の両方の処理結果画像または前記複数保存した特性調整値をそれぞれ用いた複数の処理結果画像を前記画像記憶装置に保存することを特徴とする。特性値出力手段が出力した特性値を、更に調整する特性値調整手段を備えることにより、ユーザが嗜好する色にホワイトバランスを微調整できる。かかる発明によれば、各色成分の特性値を調整することでカラー画像信号を意図した色合いにずらすことでホワイトバランスの制御が可能である。また、特性値調整手段により調整された特性調整値を複数保存する特性調整値保存装置を備えているので、特性調整値の再設定が不要であり、更に、撮影時の状況・環境に合わせて、複数使用者、シーン毎の設定を保存することが可能である。更に、複数保存した特性調整値のうち何れの特性調整値を使用するかを選択する、または特性調整値の有効と無効を切り替えるための機能選択装置を備えているので、複数使用者やシーン毎にあらかじめ設定し保存した設定を、使用したいとき特性調整値を選択することができるので、撮影に反映させることができ、場合に合わせて設定の有効／無効を切り替えることができる。また、カラー画像撮像手段から出力されるカラー画像を少なくとも２枚以上保存できる画像記憶装置を備えているので、１回の撮影に対して、設定の有効と無効もしくは２種類の調整を施した画像の２枚の画像を、調整を施す前・後の違いでどのような補正が行われたかを確認することができる。また、請求項２の発明は、前記特性値調整手段は、各色成分の特性値を加算または減算して色を調整することを特徴とすることも本発明の有効な手段である。ＣＣＤの各画素からの画像信号の総和を各画素数で割った値が特性値となる。従って、その値を演算すれば、色を調整することができる。かかる技術手段によれば、ユーザの好みに合わせて、各色成分を制御し簡単な構成で画像を生成することができる。また、請求項３の発明は、前記特性値調整手段は、明るさ検出手段をもち、被写体の明るさによって特性値に加算または減算する値を変更して調整することも本発明の有効な手段である。被写体はその被写体が持つ明るさにより、同じ色でも感じ方が異なるものである。従って、明るさを検出する手段をもつことは、更にバリエーションが拡がる。かかる技術手段によれば、被写体の物体色の明るさに合わせて色の調整を行なうことができるので、明るさの違いによって補正度合いが変化してしまうことを防ぐことができる。
【０００５】
また、請求項４の発明は、前記特性値調整手段は、各色成分の特性値に乗算係数を掛けて色を調整することも本発明の有効な手段である。特性値にある係数を掛けると、全体の色合いが変わる効果が出る。かかる技術手段によれば、すべての画素に均等に係数をかけることができるので、明るさを検出しなくても明るさによって補正度合いが変化しない。また、請求項５の発明は、前記特性値調整手段の調整値を設定するための特性調整値入力手段を更に備え、撮影者が該特性調整値を設定可能としたことも本発明の有効な手段である。画像の色を変えたいと思うのは撮影者本人である。その意思を反映する手段は、カメラに何らかの入力手段を設けることである。かかる技術手段によれば、ホワイトバランスにおける色合いのずらし量を撮影者が設定できるので、撮影者の意図した色合いに合わせて撮像が可能である。  
【０００６】
また、請求項６の発明は、前記特性値出力手段が出力した各色成分の特性値の大小関係を判定する特性値判定手段を更に備え、該特性値判定手段の結果により前記特性値調整手段が使用する特性調整値を切り替えることも本発明の有効な手段である。撮影者が特性値を数字で認識できれば、その大小関係から所望の色に調整できる。かかる技術手段によれば、各色成分をＲ・Ｇ・Ｂとした場合、例えばＲの成分がＧ・Ｂに対して高ければ色温度が低いと判断して、低色温度光源でのみ赤を強調するなどの設定が可能である。また、請求項７の発明は、光学系を介して得られた光信号をカラー画像信号に変換して出力するカラー画像撮像手段と、前記カラー画像信号から各色成分の特性値を出力する特性値出力手段と、前記各色成分の特性値からホワイトバランス制御値を算出する制御値算出手段と、算出された前記制御値を設定するホワイトバランス制御値設定手段と、設定された制御値によりホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段と、前記制御値算出手段が出力したホワイトバランス制御値を調整する制御値調整手段と、を備え、該制御値調整手段により前記カラー画像撮像手段から出力されたカラー画像信号に基づく撮像データをもとに算出されたホワイトバランス制御値を調整するカラー撮像装置において、前記制御値調整手段により調整された制御調整値を複数保存する制御調整値保存装置と、前記複数保存した制御調整値のうち何れの制御調整値を使用するかを選択する、または前記制御調整値の有効と無効を切り替えるための機能選択装置と、前記カラー画像撮像手段から出力されるカラー画像を少なくとも２枚以上保存できる画像記憶装置と、を更に備え、一度の撮像動作で、前記機能選択装置により前記制御調整値を有効にした処理と無効にした処理の両方の処理結果画像または前記複数保存した制御調整値をそれぞれ用いた複数の処理結果画像を前記画像記憶装置に保存することを特徴とする。かかる発明によれば、各色成分の制御値を調整することでカラー画像信号を意図した色合いにずらすことでホワイトバランスの制御が可能である。また、制御値調整手段により調整された制御調整値を複数保存する制御調整値保存装置を備えているので、制御調整値の再設定が不要であり、更に、撮影時の状況・環境に合わせて、複数使用者、シーン毎の設定を保存することが可能である。更に、複数保存した制御調整値のうち何れの制御調整値を使用するかを選択する、または制御調整値の有効と無効を切り替えるための機能選択装置を備えているので、複数使用者やシーン毎にあらかじめ設定し保存した設定を、使用したいとき制御調整値を選択することができるので、撮影に反映させることができ、場合に合わせて設定の有効／無効を切り替えることができる。また、カラー画像撮像手段から出力されるカラー画像を少なくとも２枚以上保存できる画像記憶装置を備えているので、１回の撮影に対して、設定の有効と無効もしくは２種類の調整を施した画像の２枚の画像を、調整を施す前・後の違いでどのような補正が行われたかを確認することができる。また、請求項８の発明は、前記制御値調整手段は、各色成分のホワイトバランス制御値を加算または減算して色を調整することも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によれば、ユーザの好みに合わせて、各色成分を制御し簡単な構成で画像を生成することができる。
【０００７】
また、請求項９の発明は、前記制御値調整手段は、被写体の明るさによって、前記ホワイトバランス制御値に加算または減算する値を変更して調整することも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によれば、被写体の物体色の明るさに合わせて色の調整を行なうことができるので、明るさの違いによって補正度合いが変化してしまうことを防ぐことができる。また、請求項１０の発明は、前記制御値調整手段は、各色成分のホワイトバランス制御値に乗算係数を掛けて色を調整することも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によれば、すべての画素に均等に係数をかけることができるので、明るさを検出しなくても明るさによって補正度合いが変化しない。また、請求項１１の発明は、前記制御値調整手段の調整値を設定するための制御調整値入力手段を更に備え、撮影者が前記制御調整値を設定可能としたことも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によれば、ホワイトバランスにおける色合いのずらし量を撮影者が設定できるので、撮影者の意図した色合いに合わせて撮像が可能である。  
【０００８】
また、請求項１２の発明は、前記制御値算出手段が算出した各色成分の制御値の大小関係を判定する制御値判定手段を更に備え、該制御値判定手段の結果により前記制御値調整手段が使用する制御調整値を切り替えることも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によれば、各色成分をＲ・Ｇ・Ｂとした場合、例えばＲの成分がＧ・Ｂに対して高ければ色温度が低いと判断して、低色温度光源でのみ赤を強調するなどの設定が可能である。また、請求項１３の発明は、ホワイトバランス制御値の設定限界値を保存するホワイトバランス制御限界値保存装置を備え、前記ホワイトバランス制御値算出手段が算出するホワイトバランス制御値が制御限界を超えている場合は、前記制御限界値を制御値として設定してホワイトバランス処理を行うことも本発明の有効な手段である。制御する範囲は無限ではない。当然ホワイトバランスを制御する制御値にも限界がある。従って、その限界値を示す値を保存しておいて、その値と常に比較するように制御するのが好ましい。かかる技術手段によれば、各色成分の制御値が制御範囲内に収まるように補正されるので、制御限界を超えることで全体の色合いがおかしくなることが無い。  
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の実施の形態のデジタルスチルカメラのブロック図である。この構成は、被写体の光学画像を集光するレンズ１と、レンズ１により集光された光束を集束する絞り部２と、図示しない複数のレンズを移動させて合焦したり、絞り部２を駆動するモータドライバ１１と、レンズ１と絞り部２を通過した光学画像を光電変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）３と、ＣＣＤ３に含まれる雑音を低減するＣＤＳ(Correlated Double Sampling)４と、ＣＣＤ３からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５と、前記ＣＣＤ３、ＣＤＳ４、Ａ／Ｄ変換器５のタイミングを発生するタイミング発生器１３と、画像処理パラメータに従って画像処理を行うデジタル信号処理回路７と、撮像画素の記録と画像処理された画像を記憶するフレームメモリ６と、液晶（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）により撮像画像を表示する表示部８と、デジタル信号処理回路７で処理された画像データを圧縮あるいは源画像データに伸張する画像圧縮伸張回路９と、画像圧縮伸張回路９により圧縮された画像データを格納するメモリカード１０と、制御プログラムに基づいて所定の制御を実行するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）１４と、パラメータを格納するＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)１６と、操作者がカメラ本体を操作するためのレリーズボタン等を備えたカメラ操作部１７と、フイルム枚数やストロボの発光状態を監視するＯＳＤ(On-Screen Display)１５と、被写体を照明するストロボ１２により構成される。尚、レンズ１、絞り２、ＣＣＤ３が主としてカラー画像撮像手段を構成し、デジタル信号処理回路７とマイコン１４とフレームメモリ６が主として特性値出力手段と制御値算出手段とホワイトバランス手段と特性値判定手段と制御値判定手段を構成し、カメラ操作部１７とマイコン１４が主として特性値調整手段と特性値調整入力手段と機能選択装置と制御値調整手段と制御値調整入力手段を構成し、明るさセンサが主として明るさ検出手段を構成し、ＥＥＰＲＯＭ１６が主として特性調整値保存装置と制御調整値保存装置とホワイトバランス制御限界値保存装置を構成する。
【００１０】
次に、本構成のデジタルスチルカメラ１００の動作概要について説明する。操作者は図示しないファインダから被写体を覗き、カメラ操作部１７のレリーズボタンを押すと、マイコン１４はその信号を検出してモータドライバ１１に対してレンズ１と絞り２を駆動して、被写体の画像をＣＣＤ３に合焦させる。必要であればストロボ１２を発光させる。これらの一連の動作は、自動的にマイコン１４が図示しないセンサの情報に基づいて行われる。ＣＣＤ３に合焦された画像は、タイミング発生器１３から発生されるクロックにより順次取り出され、ＣＤＳ４によりデータに含まれる雑音を低減する。ここで、ＣＣＤの出力信号に含まれる雑音は、リセット雑音が支配的である。この雑音を低減するために信号期間に含まれる映像信号とリセット雑音及び、フィールドスルー期間のみに含まれるリセット雑音から両者を引き算することによりリセット雑音をキャンセルしている。そして、そのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器５により１０ビットのデジタル信号に変換して、デジタル信号処理回路７に入力され、フレームメモリ６に一時保管される。そして、ＥＥＰＲＯＭ１６に格納されたパラメータにより、マイコン１４からの指示によりフレームメモリ６に一時保管されたデータを処理し、その処理された画像をフレームメモリ６に再び格納する。この処理の中にホワイトバランス処理が含まれる。さらに、フレームメモリ６に書き込まれたデータを表示部８の制御部に送り、ＬＣＤにその内容を表示する。
フレームメモリ６は、少なくとも撮像画素の１画面以上の画像データを蓄積することができる画像メモリであり、例えば、ＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)、ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory) 、あるいはＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）などの一般に用いられているメモリを用いる。
【００１１】
ここで、操作者の意思により、その画像をメモリカード１０に記録しておきたい場合、カメラ操作部１７から指示をすると、マイコン１４はそれに従って、デジタル信号処理回路７に対して画像をメモリカード１０に転送する制御を実行する。つまり、画像処理された画像をフレームメモリ６から読み出し、画像圧縮伸張回路９に送る。ここで、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式で画像を圧縮し、メモリカード１０に記憶する。この符号化アルゴリズムにはＡＤＣＴ（適応型離散コサイン変換）を用い、最初に解像度の低い画像を符号化し、次第に解像度が高くなるような階層符号化も取り入れられる。このようにメモリカードは、フレームメモリ６に格納されたデータを圧縮し、その圧縮データを格納しておくためのものである。この他に、例えば８ＭＢ程度の内部メモリあるいはスマートメディア・コンパクトフラッシュなどに記録する構成であってもよい。
また、逆にメモリカード１０の内容を表示部８に表示する場合や、外部端子により他のＰＣと接続して画像データを転送したい場合は、所望のメモリカードをカメラ本体の図示しないコネクタに挿入して、カメラ操作部１７から指示すると、マイコン１４はデジタル信号処理回路７に指示してメモリカードの圧縮された画像データを読み出し、画像圧縮伸張回路９に入力して、圧縮のアルゴリズムに従ってデータを伸張して元に戻し、表示部８に画像を表示する。
【００１２】
図２（ａ）は、カラーデジタルスチルカメラに使用されるＣＣＤカラーフィルタの画素配列の図である。Ｒ２０（赤）、Ｇ２１、Ｇ２２（緑）、Ｂ２３（青）が２次元配列されている。この配列をベイヤー配列と呼び、これが採用されている理由は、ＣＣＤは各画素でＲＧＢいずれかの情報しかもっていないので、デジタル信号処理回路７でその画素の近傍のＲＧＢ情報を使い、補間することで各画素についてＲＧＢを作る。そのため、なるべく近くの画素を用いたほうが実際の色を忠実に再現できるため、２画素ずつの配列としている。また、この中でＧがＧ２１、Ｇ２２と多いのは、色温度が一番安定しており、被写体に含まれる色としても多く含まれていてエッジ（輪郭）を見やすくするためである。
図２（ｂ）はこのカラーフィルタを使用したカラー撮像素子の受光感度分布を表す図である。これから明らかなように、各色の受光感度の間にばらつきが少ない特性となる。
図３（ａ）は、一般のＣＣＤの分光感度特性を表す図である。このように、ＣＣＤの分光感度特性はＲＧＢ各色に対して等しい正の分光特性である。しかし、カメラが要求する理想的な分光特性は、図３（ｂ）のように、ハッチング部分に示す負の感度を有することである。従って、ＣＣＤは正の感度のみを有しているので、ＣＣＤを用いた場合には色再現誤差が生じることになる。この色再現誤差を無くすために、マトリックス変換による分光感度の補正が行われるのが一般的である。
【００１３】
このように、各構成要素が持つ特性を理解した上で、本発明の具体的な説明に移る。本発明のＣＣＤ３から出力されるアナログデータは、ＣＤＳ４、Ａ／Ｄ変換器５を介して１０ビットのデジタルデータに変換され、デジタル信号処理回路７に入力される。１０ビットデジタルデータはフレームメモリ６と後述する特性値算出部２１に送られる。特性値算出部２１では、値が低いものはノイズの割合が高くなってＳ／Ｎが悪く、値が高いものは画像が白くとんでしまうので、色成分の特性値算出に悪影響を与えてしまう。そのため、値の数値が極端に高いものまたは低いものは除き、中間輝度のものだけを用いて特性値算出を行う。この読み込みの作業を１つの画像のすべての画素につき行い、そのすべての和を各画素数で割ったものが特性値となる。つまり、ΣＲ、ΣＧ、ΣＢをＲ、Ｇ、Ｂ値の合計とし、ｎｒ、ｎｇ、ｎｂを読み込んだＲ、Ｇ、Ｂの画素数とすると、ΣＲ／ｎｒ、ΣＧ／ｎｇ、ΣＢ／ｎｂが特性値となる。
この時、（ΣＲ／ｎｒ）／（ΣＧ／ｎｇ）＝（ΣＢ／ｎｂ）／（ΣＧ／ｎｇ）＝１
であれば、ホワイトバランスが適切になる。そこでΣＲ、ΣＢにゲインを掛けることでオートホワイトバランスが保たれる。
【００１４】
図４は、本発明のホワイトバランスの補正の方法を説明する図である。図４（ａ）は特性値を補正した場合を表す図である。また、Ｗ線はホワイトバランスの最適値を表す。図５は、ホワイトバランスの補正の方法を説明するためのデジタル信号処理回路とその周辺回路のブロック図である。図４（ａ）と併せて参照しながらその動作について説明する。図５でデジタル信号処理回路７に入力されてきたＲＧＢカラー画像信号２０が、マイコン１４の特性値加工部１４ａに読み込まれ、ここでΣＲ、ΣＢが加工され、その値を元に制御値算出部１４ｂで制御値が算出される。図４（ａ）において、（ａ１）は入力画像、（ａ２）はユーザ設定の反映、（ａ３）はホワイトバランス補正、（ａ４）は結果画像を表し、矢印の順で処理が流れていく。ここで例えば、赤っぽい画像を撮影したい場合、まず、入力画像がＲＧＢカラー画像信号２０から入力される（ａ１）。
次に特性値算出部２１で算出されたΣＲに対して、マイコン１４内の特性値加工部１４ａで実際のΣＲよりも少ないΣＲの値に加工する。同様に、特性値算出部２１で算出されたΣＢに対して、マイコン１４内の特性値加工部１４ａで実際のΣＢよりも多いΣＢの値に加工する（ａ２）。
次に制御値算出部１４ｂでホワイトバランスを合わせる際に、本来算出されるよりも少ないＲゲインが算出される。するとホワイトバランス制御値算出部１４ｂでホワイトバランスを合わせる際に、本来算出されるよりも少ないＢゲインが算出される（ａ３）。
そして、その制御値がＹＵＶ変換部２４の制御値設定部２５に設定され、ＹＵＶ変換部２４でメモリーコントローラ２２を介して伝わったＲＧＢカラー画像データにＲゲイン・Ｇゲイン・Ｂゲインがかけられる。ＹＵＶに変換されたデータはメモリーコントローラ２２を介して、フレームメモリ６、表示部８、メモリカード１０及び、画像圧縮伸張回路９に書き戻される（ａ４）。
これにより、単にホワイトバランス調整を行うときよりもＲの値が大きくＢの値が小さくなるので赤っぽい画像が生成される。
【００１５】
また、図５の特性値加工部１４ａにおいて、ΣＲ、ΣＧ、ΣＢの値を加算または減算することによりＹＵＶ変換部２４で行われるゲインの制御を行っている。また、外部センサから取得された被写体の明るさによって、調整値を変更して、特性値加工部１４ａにおいてΣＲ、ΣＧ、ΣＢの値を加算または減算することにより、ＹＵＶ変換部２４で行われるゲインの制御を行っている。さらに、特性値加工部１４ａにおいてΣＲ、ΣＧ、ΣＢの値に乗算係数を掛けることにより、ＹＵＶ変換部２４で行われるゲインの制御を行っている。
【００１６】
また、図１のカメラ操作部１７により、撮像者が調整値を変更することで加減乗算の設定ができ、特性調整値を設定可能としている。また、図１のＥＥＰＲＯＭ１６に、特性調整値を設定したときの値を記憶させておくことが可能である。さらにＥＥＰＲＯＭ１６には複数の特性調整値を設定したときの値を記憶させておくことが可能であり、後でその中から適宜選択することができる。そして、カメラ操作部１７で選択した特性調整値を、ＥＥＰＲＯＭ１６から読み出すか、または補正値機能を無効にするかを選択でき、これにより撮影者が意図した撮影が可能になる。
また、例えば色温度によってエリアを分割して特性調整値を切り替える場合、図５の特性値算出部１４ｂから読み出された特性値から色温度を算出し、その色温度が高色色温度エリア・中色色温度エリア・低色色温度エリア等のどの色温度エリアに含まれるかを判定し、そのエリア用にＥＥＰＲＯＭ１６に保存されている特性調整値を読み出して、色温度の値に応じて特性調整値を変更する。
【００１７】
図６は、ホワイトバランスの補正の方法を説明するためのデジタル信号処理回路とその周辺回路のブロック図である。図４（ｂ）と併せて参照しながらその動作について説明する。同じ構成要素には同じ参照番号が伏せられているので、重複する説明は省略する。図６でデジタル信号処理回路７に入力されてきたＲＧＢカラー画像信号２０が、マイコン１４の制御値算出部１４ｂに読み込まれ、ここでホワイトバランスゲインが算出され、制御値加工部１４ｃでＲゲイン、Ｂゲインが加工される。図４（ｂ）において、（ｂ１）は入力画像、（ｂ２）はホワイトバランス補正、（ｂ３）はユーザ設定の反映、（ｂ４）は結果画像を表し、矢印の順で処理が流れていく。例えば、青っぽい画像を撮影したいと設定する場合では、まず、入力画像がＲＧＢカラー画像信号２０から入力される（ｂ１）。
次に制御値算出部１４ｂでホワイトバランスを合わせる際に、本来算出されるよりも多いＲゲインが算出される。するとホワイトバランス制御値算出部１４ｂでホワイトバランスを合わせる際に、本来算出されるよりも多いＢゲインが算出される（ｂ２）。
次に、特性値算出部２１で算出されたΣＢに対して、マイコン１４内の制御値算出部１４ｂでホワイトバランスを合わせる際に本来算出されるＢゲインが算出され、そのゲインに対して制御値加工部１４ｃではＢゲインの値を大きく加工する。同様に、特性値算出部２１で算出されたΣＲに対して、マイコン１４内の制御値算出部１４ｂでホワイトバランスを合わせる際に本来算出されるＲゲインが算出され、そのゲインに対して制御値加工部１４ｃではＲゲインの値を小さく加工する（ｂ３）。
その制御値はＹＵＶ変換部２４の制御値設定部２５に読み込まれ、ＹＵＶ変換部２４でメモリーコントローラ２２を介して伝わったＲＧＢカラー画像データにＲゲイン、Ｇゲイン、Ｂゲインがかけられる。ＹＵＶ変換に変換されたデータは、メモリーコントローラ２２を介して、フレームメモリ６、表示部８、メモリカード１０及び、画像圧縮伸縮回路９に書き戻される（ｂ４）。
これにより、単にホワイトバランス調整を行うときよりもＢの値が大きくＲの値が小さくなるので青っぽい画像が生成される。
【００１８】
また、図６の制御値加工部１４ｃにおいて、Ｒゲイン、Ｇゲイン、Ｂゲインの値を加算または減算することによりＹＵＶ変換部２４で行われるゲインの制御を行っている。また、外部センサから取得された被写体の明るさによって、調整値を変更して、制御値加工部１４ｃにおいてＲゲイン、Ｇゲイン、Ｂゲインの値を加算または減算することにより、ＹＵＶ変換部２４で行われるゲインの制御を行っている。さらに、制御値加工部１４ｃにおいてＲゲイン、Ｇゲイン、Ｂゲインの値に乗算係数を掛けることにより、ＹＵＶ変換部２４で行われるゲインの制御を行っている。
また、図１のカメラ操作部１７により、撮像者が調整値を変更することで加減乗算の設定ができ、制御調整値を設定可能としている。また、図１のＥＥＰＲＯＭ１６に、特性調整値を設定したときの値を記憶させておくことが可能である。さらにＥＥＰＲＯＭ１６には複数の制御調整値を設定したときの値を記憶させておくことが可能であり、後でその中から適宜選択することができる。そして、カメラ操作部１７で選択した制御調整値を、ＥＥＰＲＯＭ１６から読み出すか、または補正値機能を無効にするかを選択でき、これにより撮影者が意図した撮影が可能になる。
また、例えば色温度によってエリアを分割して制御調整値を切り替える場合、図５の特性値算出部１４ｂから読み出された特性値から色温度を算出し、その色温度が高色色温度エリア・中色色温度エリア・低色色温度エリア等のどの色温度エリアに含まれるかを判定し、そのエリア用にＥＥＰＲＯＭ１６に保存されている特性調整値を読み出して、色温度の値に応じて特性調整値を変更する。
また、図１のデジタル信号処理回路７にホワイトバランスの制御限界値をあらかじめ保存しておき、算出された制御値が制御限界値を超えていた場合は、制御限界値を制御値として設定する。また、図１のカメラ操作部１７でテストモードが設定された場合、図５においてＲＧＢのデジタルカラー画像２０がデジタル信号処理回路７を介してフレームメモリ６に取り込まれる。
【００１９】
以上のように、撮像者の意図するホワイトバランス制御値調整機能が無効にされた場合、ＲＧＢカラー画像信号２０はデジタル信号処理回路７おいて、ユーザ設定により調整が行われていないホワイトバランスゲインを用いて、ＹＵＶ変換されてフレームメモリ６に書き戻される。また、ホワイトバランス制御値調整機能が有効にされた場合、特性調整値か制御調整値のどちらか一方、または両方によって加工されたホワイトバランスゲインを用いて、ＹＵＶ変換されてＳＤフレームメモリ６に書き戻される。ここでは機能の有効／無効を例としたが、複数記憶されている特性補正値または制御補正値を用いて、１回の露光で得たカラー画像信号に対して複数枚の画像の保存も可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、請求項１は、各色成分の特性値を調整することにより、カラー画像信号を意図した色合いにずらしてホワイトバランスの制御が可能となる。また、特性調整値の再設定が不要であり、更に、撮影時の状況・環境に合わせて、複数使用者、シーン毎の設定を保存することが可能である。更に、複数使用者やシーン毎にあらかじめ設定し保存した設定を、使用したいとき特性調整値を選択することができるので、撮影に反映させることができ、場合に合わせて設定の有効／無効を切り替えることができる。また、１回の撮影に対して、設定の有効と無効もしくは２種類の調整を施した画像の２枚の画像を、調整を施す前・後の違いでどのような補正が行われたかを確認することができる。請求項２、８は、ユーザの好みに合わせて、各色成分を制御し簡単な構成で画像を生成することができる。請求項３、９は、被写体の物体色の明るさに合わせて色の調整を行なうことができるので、明るさの違いによって補正度合いが変化してしまうことを防ぐことができる。請求項４、１０は、すべての画素に均等に係数をかけることができるので、明るさを検出しなくても明るさによって補正度合いが変化しない。請求項５、１１は、ホワイトバランスにおける色合いのずらし量を撮影者が設定できるので、撮影者の意図した色合いに合わせて撮像が可能である。  
【００２１】
請求項６、１２は、各色成分をＲ、Ｇ、Ｂとした場合、例えばＲの成分がＧ、Ｂに対して高ければ色温度が低いと判断して、低色温度光源でのみ赤を強調するなどの設定が可能である。請求項７は、各色成分の制御値を調整することで、カラー画像信号を意図した色合いにずらすことができ、ホワイトバランスの制御が可能となる。また、制御調整値の再設定が不要であり、更に、撮影時の状況や環境に合わせて、複数使用者、シーン毎の設定を保存することが可能となる。更に、複数使用者やシーン毎にあらかじめ設定し保存した設定を、使用したいとき制御調整値を選択することができるので、撮影に反映させることができ、場合に合わせて設定の有効／無効の切り替えを行なうことができる。また、１回の撮影に対して、設定の有効と無効もしくは２種類の調整を施した画像の２枚の画像を、調整を施す前・後の違いでどのような補正が行われたかを確認することができる。請求項１３は、各色成分の制御値が制御範囲内に収まるように補正されるので、制御限界を超えることで全体の色合いがおかしくなることが無い。  
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のデジタルスチルカメラのブロック図である。
【図２】（ａ）は、カラーデジタルスチルカメラに使用されるＣＣＤカラーフィルタの画素配列の図、（ｂ）はこのカラーフィルタを使用したカラー撮像素子の受光感度分布を表す図である。
【図３】（ａ）は、一般のＣＣＤの分光感度特性を表す図、（ｂ）はカメラが要求する理想的な分光特性を表す図である。
【図４】本発明のホワイトバランスの補正の方法を説明する図であり、（ａ）は特性値を補正した場合を表す図、（ｂ）は制御値を補正した場合を表す図である。
【図５】本発明のホワイトバランスの補正の方法を説明するためのデジタル信号処理回路とその周辺回路のブロック図である。
【図６】本発明のホワイトバランスの補正の方法を説明するためのデジタル信号処理回路とその周辺回路のブロック図である。
【符号の説明】
１  レンズ、２  絞り部、３  ＣＣＤ，４  ＣＤＳ、５  Ａ／Ｄ変換器、６  フレームメモリ、７  デジタル信号処理回路、８  表示部、９  画像圧縮伸張回路、１０  メモリカード、１１  モータドライバ、１２  ストロボ、１３  タイミング発生器、１４  マイコン、１５  ＯＳＤ、１６  ＥＥＰＲＯＭ、１７  カメラ操作部、１００  デジタルスチルカメラ本体
【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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【図６】
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