(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分からなる複数の色信号を含む画像信号および上記色成分のそれぞれに対応するゲイン調節信号を受けて、上記ゲイン調節信号の大きさに応じた増幅率を上記色成分のそれぞれに対応して設定し、上記増幅率をもって上記画像信号の上記色成分を増幅した画像信号を出力する増幅手段と、
上記画像信号を受けて、上記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成分を、上記色成分ごとに定めた比率で加え合わせて、それぞれの上記色信号に対応して生成した輝度信号を出力する輝度信号生成手段と、
上記画像信号、上記輝度信号およびしきい値信号を受けて、上記輝度信号と上記しきい値信号の大きさを比較し、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越える上記色信号からなる選択画像信号を出力する画像選択手段と、
上記選択画像信号を受けて、上記選択画像信号の上記色成分を上記色ごとに積分した積分値に応じた大きさを有する複数の積分値信号を出力するとともに、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積値信号を出力する積分検波手段と、
所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節信号を出力し、上記積分値信号および上記面積値信号を受けて、上記しきい値信号を、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させ、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させて出力するしきい値調整操作を反復し、当該反復の後、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率となるように調節して出力するホワイトバランス調整を行う制御手段と、
を有するホワイトバランス調整回路。
【請求項２】
上記画像選択手段は、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越え、かつ当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る上記色信号からなる上記選択画像信号を出力する、
請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項３】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を所定のオフセット値だけ減少させて上記画像選択手段に出力する、
請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項４】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を限界しきい値として保持し、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさが上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に、同じ上記しきい値を上記画像選択手段に出力する、
請求項３に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項５】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項６】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項４に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項７】
上記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項８】
上記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項４に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項９】
上記制御手段は、上記ホワイトバランス調整において、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率を越える場合に所定値だけ減少させ、上記所定の比率を下回る場合に所定値だけ増大させて出力する操作を反復する、
請求項１に記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項１０】
入射された光を映像信号に変換して出力するテレビジョンカメラ装置であって、
入射された光を複数の色の光に分光し、上記複数の色の光の輝度に応じた大きさを有する複数の色成分からなる色信号を複数の画素領域でそれぞれ生成し、上記複数の画素領域で生成した上記色信号を含む入力画像信号を出力する画像信号生成手段と、
上記入力画像信号および上記色成分のそれぞれに対応するゲイン調節信号を受けて、上記ゲイン調節信号の大きさに応じた増幅率を上記色成分のそれぞれに対応して設定し、上記増幅率をもって上記画像信号の上記色成分を増幅した画像信号を出力する増幅手段と、
上記画像信号を上記映像信号に変換して出力する映像信号出力手段と、
上記画像信号を受けて、上記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成分を、上記色成分ごとに定めた比率で加え合わせて、それぞれの上記色信号に対応して生成した輝度信号を出力する輝度信号生成手段と、
上記画像信号、上記輝度信号およびしきい値信号を受けて、上記輝度信号と上記しきい値信号の大きさを比較し、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越える上記色信号からなる選択画像信号を出力する画像選択手段と、
上記選択画像信号を受けて、上記選択画像信号の上記色成分を上記色ごとに積分した積分値に応じた大きさを有する複数の積分値信号を出力するとともに、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積値信号を出力する積分検波手段と、
所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節信号を出力し、上記積分値信号および上記面積値信号を受けて、上記しきい値信号を、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させるとともに所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させて出力するしきい値調整操作を反復し、当該反復の後、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率となるように調節して出力するホワイトバランス調整を行う制御手段と、
を有するテレビジョンカメラ装置。
【請求項１１】
上記画像選択手段は、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越えるとともに、当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る上記色信号を含んだ上記選択画像信号を出力する、
請求項１０に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１２】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を所定のオフセット値だけ減少させて上記画像選択手段に出力する、
請求項１０に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１３】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を限界しきい値として保持し、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさが上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に、同じ上記しきい値を上記画像選択手段に出力する、
請求項１２に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１４】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項１０に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１５】
上記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項１３に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１６】
上記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項１０に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１７】
上記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイトバランス調整を行う、
請求項１３に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１８】
上記制御手段は、上記ホワイトバランス調整において、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率を越える場合に所定値だけ減少させ、上記所定の比率を下回る場合に所定値だけ増大させて出力する操作を反復する、
請求項１０に記載のテレビジョンカメラ装置。
【請求項１９】
色信号に含まれる複数の色成分を上記色成分ごとに定められた比率で加え合わせた、上記色信号の輝度値を生成する第１の手順と、
複数の上記色信号からなる画像信号から、上記輝度値が上記しきい値を越える上記色信号を選択し、当該色信号を上記色成分ごとに積分した積分値を生成するとともに、当該色信号の数を計数した面積値を生成する第２の手順と、
上記画像信号から上記面積値を生成し、上記しきい値を、当該面積値の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させ、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させる操作を反復する第３の手順と、
上記色成分のそれぞれに対応するゲインを、上記画像信号のそれぞれの上記色成分に乗じて変換した画像信号を生成するとともに、当該画像信号から生成したそれぞれの上記積分値の比が所定の比となるように、上記ゲインを調節する操作を反復する第４の手順と
を有するホワイトバランス調整方法。
【請求項２０】
上記第２の手順は、複数の上記色信号からなる画像信号から、上記輝度値が上記しきい値を越え、かつ当該輝度値が所定の上限値を下回る上記色信号を選択する、
請求項１９に記載のホワイトバランス調整方法。
【請求項２１】
上記第３の手順は、上記面積値がゼロの場合、上記しきい値から所定のオフセット値を引いた上記しきい値を用いて上記積分値および上記面積値を生成する、
請求項１９に記載のホワイトバランス調整方法。
【請求項２２】
上記第３の手順は、上記面積値がゼロの場合、上記しきい値を限界しきい値として保持し、以降の反復操作においては、上記面積値が上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に上記しきい値を一定に保つ、
請求項２１に記載のホワイトバランス調整方法。
【請求項２３】
上記第３の手順は、上記操作を所定の時間だけ反復して終了する、
請求項１９に記載のホワイトバランス調整方法。
【請求項２４】
上記第３の手順は、上記操作を所定の時間だけ反復して終了する、
請求項２２に記載のホワイトバランス調整方法。
【請求項２５】
上記第３の手順は、上記面積値が所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記操作の反復を終了する、
請求項１９に記載のホワイトバランス調整方法。
【請求項２６】
上記第３の手順は、上記面積値が所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記操作の反復を終了する、
請求項２２に記載の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、カラー画像における色信号の相対比を調整するホワイトバランス調整回路、およびこれを含むカラーテレビジョンカメラ装置、ならびにホワイトバランス調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在広く一般に普及しているデジタルカメラやデジタルビデオカメラにおいては、撮影した画像の色信号が一定の割合となるように調節するホワイトバランス機能が備わっている。
【０００３】
同一の被写体を撮像する場合でも、太陽光の下や曇天下など周囲の光の条件によって被写体の放つ光の色温度が変わり、光の波長スペクトルが変化する。人間の視覚においては、周囲の光の条件が変化した場合であっても、この光の変化が僅かであれば視覚がこれに順応するので、被写体の色はさほど変化したように感じられない。一方、デジタルカメラ等で撮影した画像においてはこれと異なる。光の波長スペクトルが変化すると、この光をＲＧＢの色信号に変換した場合の各色の割合もこの変化に応じて忠実に変化するので、この色信号から再構成した画像の色も変化してしまう。この画像を人が見る場合には上述した視覚の順応が起こらないので、僅かな波長スペクトルの変化でも不自然に感じられてしまうことがある。
【０００４】
ホワイトバランス機能とは、このように被写体周囲の光源が変化した場合でも、無彩色の被写体における各色信号の輝度が一定の比になるように各色信号の輝度を調節する機能である。例えば、屋外の太陽光で撮影して白色に画像が再生される被写体を屋内の白色ランプで撮影した場合、なんの補正も行わなければ、この被写体の色は屋外で撮影した画像に比べて赤みがかった画像に再生されてしまうが、ホワイトバランス機能を用いれば、これを同じ白色の画像で再生させることができる。
【０００５】
ところで、このホワイトバランス機能には、自動的にこのホワイトバランスを調整し続ける自動ホワイトバランス機能と、ユーザーの操作に応じてホワイトバランスを調整するワンプッシュホワイトバランス機能がある。例えば後者のワンプッシュホワイトバランス機能においては、以下のような操作が行われている。画像信号の各色信号にはそれぞれゲインが与えられており、ＣＣＤ等の撮像デバイスから得られた画像信号の各色信号は、このゲインを乗ぜられた後で所定の映像信号に変換されて出力される。ユーザーの操作によってワンプッシュホワイトバランス機能が動作すると、一画面を構成する画像信号の各色信号を積分した積分値が計算され、この積分値の比が所定の比となるように、各色信号のゲインが増減される。この操作が所定の期間行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したワンプッシュホワイトバランス機能には、以下のような問題がある。すなわち、この方法は一画面に含まれる色を積分した場合無彩色に近くなるという仮定に基づいた方法なので、画面全体が同色傾向にある場合などにおいては誤ったホワイトバランス調整を行なう不具合が生じてしまう。したがって、通常はユーザーが無彩色に近い被写体を探してこれを画面全体に収めた状態でワンプッシュホワイトバランス機能を実行しなければならない。また、より正確にホワイトバランスを調整したい場合には、わざわざ無彩色の被写体を携行しなくてはならず、操作の容易性に乏しい。
【０００７】
また、ホワイトバランス調整を行う場合に、画面全体の色信号を積分するのではなく、最高輝度の画素を検出し、その部分の色信号のみを積分する方法がある。一般的に、輝度の高い被写体は無彩色に近いことが知られており、この方法は輝度と色とのこのような性質を利用したものである。
しかしながら、この方法にも以下のような問題がある。すなわち、色信号に含まれている高輝度のノイズ成分も積分してしまうため、ホワイトバランス調整の正確性が損なわれる。また、カメラのぶれや被写体のゆれ、光源のフリッカ等によって輝度に変動が生じている場合は、高輝度の色信号を検出できず、ホワイトバランス調整を失敗してしまい、再度調整を繰り返さなくてはならないこともある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像信号に含まれるノイズの影響を防止し、被写体に輝度の変動がある場合でも調整が可能なホワイトバランス調整回路およびこれを含むカラーテレビジョンカメラ装置ならびに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】
上記の目的を達成するため、本発明のホワイトバランス調整回路では、複数の色成分からなる複数の色信号を含む画像信号および上記色成分のそれぞれに対応するゲイン調節信号を受けて、上記ゲイン調節信号の大きさに応じた増幅率を上記色成分のそれぞれに対応して設定し、上記増幅率をもって上記画像信号の上記色成分を増幅した画像信号を出力する増幅手段と、上記画像信号を受けて、上記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成分を、上記色成分ごとに定めた比率で加え合わせて、それぞれの上記色信号に対応して生成した輝度信号を出力する輝度信号生成手段と、上記画像信号、上記輝度信号およびしきい値信号を受けて、上記輝度信号と上記しきい値信号の大きさを比較し、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越える上記色信号からなる選択画像信号を出力する画像選択手段と、上記選択画像信号を受けて、上記選択画像信号の上記色成分を上記色ごとに積分した積分値に応じた大きさを有する複数の積分値信号を出力するとともに、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積値信号を出力する積分検波手段と、所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節信号を出力し、上記積分値信号および上記面積値信号を受けて、上記しきい値信号を、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させ、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させて出力するしきい値調整操作を反復し、当該反復の後、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率となるように調節して出力するホワイトバランス調整を行う制御手段とを有している。
【００１０】
上記の構成を有する本発明のホワイトバランス調整回路によれば、上記増幅手段において、上記ゲイン調節信号の大きさに応じた上記増幅率が上記色成分のそれぞれに対応して設定され、上記増幅率をもって上記画像信号の上記色成分を増幅した画像信号が出力される。上記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成分は、上記輝度信号生成手段において上記色成分ごとに定めた比率で加え合わせられ、それぞれの上記色信号に対応した上記輝度信号が生成されて出力される。上記輝度信号は、上記画像選択手段において上記しきい値信号と大きさを比較され、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越える上記色信号が選択され、当該色信号からなる選択画像信号が出力される。上記選択画像信号の上記色成分は、上記積分検波手段において上記色ごとに積分され、当該積分値に応じた大きさを有する複数の積分値信号が出力される。また上記積分検波手段において、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積値信号も出力される。上記制御手段において、上記所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節信号がそれぞれ上記画像選択手段および上記増幅手段に出力された後、上記積分値信号および上記面積値信号が上記制御手段に入力されると、上記しきい値調整操作が開始される。上記しきい値調整操作において、上記しきい値信号は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大され、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少されて出力される。このしきい値調整操作を反復した後、上記制御手段において、上記ホワイトバランス調整が開始される。上記ホワイトバランス調整において、それぞれの上記ゲイン調節信号は、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率となるように調節されて上記増幅手段に出力される。
【００１１】
本発明のホワイトバランス調整回路では、上記画像選択手段は、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越え、かつ当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る上記色信号からなる上記選択画像信号を出力している。
【００１２】
上記の構成を有する本発明のホワイトバランス調整回路によれば、上記画像選択手段において、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越え、かつ当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る上記色信号からなる上記選択画像信号が出力される。
【００１３】
本発明のホワイトバランス調整回路では、上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を所定のオフセット値だけ減少させて上記画像選択手段に出力している。
【００１４】
上記の構成を有する本発明のホワイトバランス調整回路によれば、上記制御手段における上記しきい値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値は所定のオフセット値だけ減少されて上記画像選択手段に出力される。
【００１５】
本発明のホワイトバランス調整回路では、上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を限界しきい値として保持し、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさが上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に、同じ上記しきい値を上記画像選択手段に出力している。
【００１６】
上記の構成を有する本発明のホワイトバランス調整回路によれば、上記制御手段における上記しきい値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値は限界しきい値として保持される。そして、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさが上記上限面積値所定の目標値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に、上記しきい値は増減されず、同じ上記しきい値が上記画像選択手段に出力される。
【００１７】
本発明のホワイトバランス調整回路では、上記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調整を行っている。
【００１８】
上記の構成を有する本発明のホワイトバランス調整回路によれば、上記制御手段において、上記しきい値調整操作が所定の時間だけ反復された後、上記ホワイトバランス調整が行われる。
【００１９】
本発明のホワイトバランス調整回路では、上記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイトバランス調整を行っている。
【００２０】
上記の構成を有する本発明のホワイトバランス調整回路によれば、上記制御手段において、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作が終了されて、上記ホワイトバランス調整が行なわれる。
【００２１】
本発明のテレビジョンカメラ装置では、入射された光を複数の色の光に分光し、上記複数の色の光の輝度に応じた大きさを有する複数の色成分からなる色信号を複数の画素領域でそれぞれ生成し、上記複数の画素領域で生成した上記色信号を含む入力画像信号を出力する画像信号生成手段と、上記入力画像信号および上記色成分のそれぞれに対応するゲイン調節信号を受けて、上記ゲイン調節信号の大きさに応じた増幅率を上記色成分のそれぞれに対応して設定し、上記増幅率をもって上記画像信号の上記色成分を増幅した画像信号を出力する増幅手段と、上記画像信号を上記映像信号に変換して出力する映像信号出力手段と、上記画像信号を受けて、上記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成分を、上記色成分ごとに定めた比率で加え合わせて、それぞれの上記色信号に対応して生成した輝度信号を出力する輝度信号生成手段と、上記画像信号、上記輝度信号およびしきい値信号を受けて、上記輝度信号と上記しきい値信号の大きさを比較し、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越える上記色信号からなる選択画像信号を出力する画像選択手段と、上記選択画像信号を受けて、上記選択画像信号の上記色成分を上記色ごとに積分した積分値に応じた大きさを有する複数の積分値信号を出力するとともに、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積値信号を出力する積分検波手段と、所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節信号を出力し、上記積分値信号および上記面積値信号を受けて、上記しきい値信号を、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させるとともに所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させて出力するしきい値調整操作を反復し、当該反復の後、それぞれの上記ゲイン調節信号を、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率となるように調節して出力するホワイトバランス調整を行う制御手段とを有している。
【００２２】
上記の構成を有する本発明のテレビジョンカメラ装置によれば、上記画像信号生成手段に入射された光が複数の色の光に分光され、上記複数の色の光の輝度に応じた大きさを有する複数の色成分からなる色信号を複数の画素領域でそれぞれ生成されて、上記複数の画素領域で生成した上記色信号を含む入力画像信号が上記増幅手段に出力される。上記増幅手段において、上記ゲイン調節信号の大きさに応じた上記増幅率が上記色成分のそれぞれに対応して設定され、上記増幅率をもって上記入力画像信号の上記色成分を増幅した画像信号が出力される。上記画像信号は、映像信号出力手段において上記映像信号に変換されて出力される。また、上記画像信号のそれぞれの上記色信号に含まれる上記色成分は、上記輝度信号生成手段において上記色成分ごとに定めた比率で加え合わせられ、それぞれの上記色信号に対応した上記輝度信号が生成されて出力される。上記輝度信号は、上記画像選択手段において上記しきい値信号と大きさを比較され、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越える上記色信号が選択され、当該色信号からなる選択画像信号が出力される。上記選択画像信号の上記色成分は、上記積分検波手段において上記色ごとに積分され、当該積分値に応じた大きさを有する複数の積分値信号が出力される。また上記積分検波手段において、上記選択画像信号に含まれる上記色信号の数に応じた大きさの面積値信号も出力される。
上記制御手段において、上記所定の初期値の上記しきい値信号および上記ゲイン調節信号がそれぞれ上記画像選択手段および上記増幅手段に出力された後、上記積分値信号および上記面積値信号が上記制御手段に入力されると、上記しきい値調整操作が開始される。上記しきい値調整操作において、上記しきい値信号は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大され、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少されて出力される。このしきい値調整操作を反復した後、上記制御手段において、上記ホワイトバランス調整が開始される。上記ホワイトバランス調整において、それぞれの上記ゲイン調節信号は、対応する色成分の上記積分値信号の大きさが他の色成分の上記積分値信号の大きさに対して所定の比率となるように調節されて上記増幅手段に出力される。
【００２３】
本発明のテレビジョンカメラ装置では、上記画像選択手段は、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越え、かつ当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る上記色信号からなる上記選択画像信号を出力している。
【００２４】
上記の構成を有する本発明のテレビジョンカメラ装置によれば、上記画像選択手段において、上記画像信号に含まれる上記色信号のうちの、対応する上記輝度信号の大きさが上記しきい値信号の大きさを越え、かつ当該輝度信号の大きさが所定の上限値を下回る上記色信号からなる上記選択画像信号が出力される。
【００２５】
本発明のテレビジョンカメラ装置では、上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を所定のオフセット値だけ減少させて上記画像選択手段に出力している。
【００２６】
上記の構成を有する本発明のテレビジョンカメラ装置によれば、上記制御手段における上記しきい値調整操作の反復において、上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値は所定のオフセット値だけ減少されて上記画像選択手段に出力される。
【００２７】
本発明のテレビジョンカメラ装置では、上記制御手段は、上記しきい値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値を限界しきい値として保持し、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさが上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に、同じ上記しきい値を上記画像選択手段に出力している。
【００２８】
上記の構成を有する本発明のテレビジョンカメラ装置によれば、上記制御手段における上記しきい値調整操作の反復において上記色信号の数がゼロであることを示す上記面積値信号が入力された場合、上記しきい値は限界しきい値として保持される。そして、以降の上記しきい値調整操作では、上記面積値信号の大きさが上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に、上記しきい値は増減されず、同じ上記しきい値が上記画像選択手段に出力される。
【００２９】
本発明のテレビジョンカメラ装置では、上記制御手段は、上記しきい値調整操作を所定の時間だけ反復した後、上記ホワイトバランス調整を行っている。
【００３０】
上記の構成を有する本発明のテレビジョンカメラ装置によれば、上記制御手段において、上記しきい値調整操作が所定の時間だけ反復された後、上記ホワイトバランス調整が行われる。
【００３１】
本発明のテレビジョンカメラ装置では、上記制御手段は、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作を終了し、上記ホワイトバランス調整を行っている。
【００３２】
上記の構成を有する本発明のテレビジョンカメラ装置によれば、上記制御手段において、上記面積値信号の大きさが所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記しきい値調整操作が終了されて、上記ホワイトバランス調整が行なわれる。
【００３３】
本発明のホワイトバランス調整方法では、色信号に含まれる複数の色成分を上記色成分ごとに定められた比率で加え合わせた、上記色信号の輝度値を生成する第１の手順と、複数の上記色信号からなる画像信号から、上記輝度値が上記しきい値を越える上記色信号を選択し、当該色信号を上記色成分ごとに積分した積分値を生成するとともに、当該色信号の数を計数した面積値を生成する第２の手順と、上記画像信号から上記面積値を生成し、上記しきい値を、当該面積値の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させ、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させる操作を反復する第３の手順と、上記色成分のそれぞれに対応するゲインを、上記画像信号のそれぞれの上記色成分に乗じて変換した画像信号を生成するとともに、当該画像信号から生成したそれぞれの上記積分値の比が所定の比となるように、上記ゲインを調節する操作を反復する第４の手順とを有している。
【００３４】
上記の手順を有するホワイトバランス調整方法によれば、上記第１の手順において、色信号に含まれる複数の色成分を上記色成分ごとに定められた比率で加え合わせた、上記色信号の輝度値が生成される。
上記第２の手順では、上記第１の手順で生成された上記輝度値が上記しきい値を越える上記色信号が、複数の上記色信号からなる画像信号から選択される。そして、当該色信号が上記色成分ごとに積分された積分値が生成される。さらに、当該色信号の数を計数した面積値も生成される。
上記第３の手順では、上記画像信号から上記第２の手順によって上記面積値を生成させ、上記しきい値を、当該面積値の大きさが所定の上限面積値を越える場合に所定値だけ増大させ、所定の下限面積値を下回る場合に所定値だけ減少させる操作が反復される。次いで、上記第４の手順において、上記色成分のそれぞれに対応するゲインが、上記画像信号のそれぞれの上記色成分に乗じられて変換された画像信号が生成されるとともに、当該画像信号から生成したそれぞれの上記積分値の比が所定の比となるように、上記ゲインが調節される操作が反復される。
【００３５】
本発明のホワイトバランス調整方法では、上記第２の手順は、複数の上記色信号からなる画像信号から、上記輝度値が上記しきい値を越え、かつ当該輝度値が所定の上限値を下回る上記色信号を選択している。
【００３６】
上記の手順を有するホワイトバランス調整方法によれば、上記第２の手順において、複数の上記色信号からなる画像信号から、上記輝度値が上記しきい値を越え、かつ当該輝度値が所定の上限値を下回る上記色信号が選択される。
【００３７】
本発明のホワイトバランス調整方法では、上記第３の手順は、上記面積値がゼロの場合、上記しきい値から所定のオフセット値を引いた上記しきい値を用いて上記積分値および上記面積値を生成している。
【００３８】
上記の手順を有するホワイトバランス調整方法によれば、上記面積値がゼロの場合、上記しきい値から所定のオフセット値を引いた上記しきい値を用いて上記積分値および上記面積値が生成される。
【００３９】
本発明のホワイトバランス調整方法では、上記第３の手順は、上記面積値がゼロの場合、上記しきい値を限界しきい値として保持し、以降の反復操作においては、上記面積値が上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合に上記しきい値を一定に保っている。
【００４０】
上記の手順を有するホワイトバランス調整方法によれば、上記第３の手順において、上記面積値がゼロの場合、上記しきい値を限界しきい値として保持される。そして、以降の反復操作においては、上記面積値が上記上限面積値を越える場合で、かつ上記しきい値が上記限界しきい値と上記オフセット値を加えた値を越える場合、上記しきい値は増減されず、一定の値に保たれる。
【００４１】
本発明のホワイトバランス調整方法では、上記第３の手順は、上記操作を所定の時間だけ反復して終了している。
【００４２】
上記の手順を有するホワイトバランス調整方法によれば、上記第３の手順において、上記操作が所定の時間だけ反復された後、上記操作が終了される。
【００４３】
本発明のホワイトバランス調整方法では、上記第３の手順は、上記面積値が所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に上記操作の反復を終了している。
【００４４】
上記の手順を有するホワイトバランス調整方法によれば、上記第３の手順において、上記面積値が所定の上限面積値を下回る場合で、かつ上記所定の下限面積値を越える場合に、上記操作の反復が終了される。
【００４５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るテレビジョンカメラ装置の実施形態を説明するブロック図である。
図１において、１はＣＣＤを、２はサンプルホールド回路を、３はＡ／Ｄコンバータを、４はホワイトバランスアンプ（増幅手段）を、５は出力マトリクス回路を、６は制御部を、７は輝度別検波回路（積分検波手段）を、８はＹマトリクス回路（輝度信号生成手段）をそれぞれ示している。
【００４６】
ＣＣＤ１は、被写体からの光を受けて、これを受光面に設けた所定数の画素において３色の色信号Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ１b に変換し、各画素の色信号を制御部６による駆動信号Ｓ１０に応じて順次サンプルホールド回路２へ出力する。
サンプルホールド回路２は、ＣＣＤ１から出力された３色の色信号Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ１b を受けて、これを制御部６による制御信号Ｓ２０に同期してサンプリングする。そして、このサンプリングされた色信号を、後段の信号処理のために適度な信号レベルとなるよう自動的にレベルを調整する（自動利得制御：ＡＧＣ）。このＡＧＣでレベルを調整した各色信号をＡ／Ｄコンバータ３へ出力する。
Ａ／Ｄコンバータ３は、サンプルホールド回路２から出力された３色の色信号Ｓ２r ，Ｓ２g ，Ｓ２b を受けて、これをデジタル信号に変換し、ホワイトバランスアンプ４に出力する。
【００４７】
ホワイトバランスアンプ４は、Ａ／Ｄコンバータ３から出力された３色の色信号Ｓ３r ，Ｓ３g ，Ｓ３b を受けて、これをそれぞれ制御部６によるゲイン調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b に応じた増幅率で増幅して、出力マトリクス回路５に出力する。
【００４８】
出力マトリクス回路５は、ホワイトバランスアンプ４から出力された３色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を受けて、これを輝度信号Ｓ５Y および色差信号Ｓ５RY，Ｓ５BYに変換して出力する。
Ｙマトリクス回路８は、ホワイトバランスアンプ４から出力された３色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を受けて、これを輝度信号Ｓ８Y に変換して輝度別検波回路７に出力する。
【００４９】
輝度別検波回路７は、ホワイトバランスアンプ４から出力された３色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を受けるとともに、制御部６からしきい値信号Ｓｔ、Ｙマトリクス回路８から輝度信号Ｓ８Y を受けて、しきい値信号Ｓｔと輝度信号Ｓ８Y の大きさおよび所定の上限しきい値とを比較する。そして、しきい値信号Ｓt より大きく上限しきい値より小さい輝度信号Ｓ８Y を持つ色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を選択し、この選択された色信号を各色ごとに１画面分だけ積分する。このようにして積分された１画面分の色信号の積分値を、各色ごとに積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b として制御部６に出力する。さらに、１画面分の色信号のうちの選択されて積分された色信号の数を計数し、この計数値を選択された画素の面積値信号Ｓｄとして制御部６に出力する。
【００５０】
図２は、輝度別検波回路７の動作を示すブロック図である。
図２において、９は輝度別選択回路を、１０はスイッチ回路を、１１は積分検波回路をそれぞれ示している。
輝度別選択回路９は、制御部６からしきい値信号Ｓｔ、Ｙマトリクス回路８から輝度信号Ｓ８Y を受けて、しきい値信号Ｓｔと輝度信号Ｓ８Y の大きさを比較する。そして、輝度信号Ｓ８Y がしきい値信号Ｓｔより大きく所定の上限しきい値より小さい場合に、色信号を選択させる選択信号Ｓ９をスイッチ回路１０へ出力する。
スイッチ回路１０は、ホワイトバランスアンプ４から出力された３色の色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を受けており、輝度別選択回路９による選択信号Ｓ９に応じてこの信号を積分検波回路１１へ出力させる。輝度別選択回路９から色信号を選択させる選択信号Ｓ９が入力された場合は、各色信号を積分検波回路１１へ出力させる。また、輝度別選択回路９から色信号を選択させる選択信号Ｓ９が入力されていない場合は、各色信号の代わりにゼロの信号を積分検波回路１１へ出力させる。
積分検波回路１１は、スイッチ回路１０から入力された色信号を各色ごとに積分する。ただし、上述したゼロの信号は積分値を増加させない。そして、１画面分の色信号を積分すると、この積分値を積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b として制御部６に出力する。さらに、スイッチ回路１０から入力されて積分された１画面分の色信号の数を計数し、その計数値を面積値信号Ｓｄとして制御部６に出力する。
【００５１】
制御部６は、ＣＣＤ１に駆動信号Ｓ１０を出力して色信号Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ１b をサンプルホールド回路２に出力させ、サンプルホールド回路２に制御信号Ｓ２０を出力して色信号Ｓ１r ，Ｓ１g ，Ｓ１b をサンプリングした色信号２r ，Ｓ２g ，Ｓ２b を出力させ、Ａ／Ｄコンバータ３に制御信号３０を出力して色信号２r ，Ｓ２g ，Ｓ２b をデジタルの色信号３r ，Ｓ３g ，Ｓ３b に変換させる。さらにホワイトバランスアンプ４にゲイン調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b を出力して、色信号３r ，Ｓ３g ，Ｓ３b をこのゲイン調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b にそれぞれ応じた増幅率で増幅した色信号Ｓ４r ，Ｓ４g ，Ｓ４b を出力させる。
また制御部６は、輝度別検波回路７から面積値信号Ｓｄを受けて、この面積値信号Ｓｄに応じて生成したしきい値信号Ｓｔを輝度別検波回路７に出力する。さらに、輝度別検波回路７からこのしきい値信号Ｓｔに応じて変化する積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b を受けて、この積分値信号に応じてホワイトバランスアンプ４に出力するゲイン調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b の大きさを可変する。
【００５２】
次に、図１および図２に示す構成を有するテレビジョンカメラ装置の動作を説明する。
【００５３】
ＣＣＤ１に入射された光は、ＣＣＤ１の受光面に設けられた所定数の画素において３色の色信号に変換されて、制御部６による駆動信号Ｓ１０に応じて順次サンプルホールド回路２に出力される。サンプルホールド回路２において、この色信号が制御部６による制御信号Ｓ２０に同期してサンプリングされ、さらにＡＧＣによって信号レベルを調節されたのち、Ａ／Ｄコンバータ３に出力され、デジタルの色信号に変換される。デジタルに変換された色信号は、ホワイトバランスアンプ４において制御部６によるゲイン調節信号に応じた増幅率で増幅されて、出力マトリクス回路５において輝度信号および色差信号に変換されて出力される。
【００５４】
一方、Ａ／Ｄコンバータ３でデジタル化された色信号は、Ｙマトリクス回路８において輝度信号Ｓ８Y に変換され、この輝度信号Ｓ８Y とともに輝度別検波回路７に出力される。
輝度別検波回路７に入力された輝度信号Ｓ８Y は、輝度別選択回路９において制御部６によるしきい値信号Ｓｔと比較されて、輝度信号Ｓ８Y がしきい値信号Ｓｔより大きく所定の上限しきい値より小さい場合には、色信号を選択させる選択信号Ｓ９がスイッチ回路１０に出力される。色信号を選択させる選択信号Ｓ９がスイッチ回路１０に入力されると、Ａ／Ｄコンバータ３でデジタル化された色信号はスイッチ回路１０を透過して積分検波回路１１に入力されて各色ごとに積分される。色信号を選択させる選択信号Ｓ９がスイッチ回路１０に入力されない場合には、色信号の代わりにゼロ信号が積分検波回路１１に入力され、積分値は変化しない。このようにして１画面分の色信号が輝度別選択回路９およびスイッチ回路１０によって選択されて積分検波回路１１で積分されると、この積分値が積分値信号として制御部６に出力される。また、スイッチ回路１０から入力されて積分された１画面分の色信号の数が計数されて、その計数値が面積値信号Ｓｄとして制御部６に出力される。
【００５５】
しきい値信号Ｓｔは、制御部６において積分値信号および面積値信号Ｓｄに応じて可変されて最適な値に設定される。最適なしきい値信号Ｓｔが設定される、このこのしきい値信号Ｓｔに基づいて生成された積分値信号により、各色信号のバランスが検出され、この検出結果に応じたゲイン調節信号によりホワイトバランスアンプの各増幅率が適切な値に設定される。
【００５６】
ここで、制御部６によるしきい値信号Ｓｔの制御手順をフローチャトを参照しながら説明する。
図５は、ホワイトバランス調整のフローチャトを示す図である。
図５のホワイトバランス調整は、１画面において最も輝度の高い所定面積の色信号を積分し、その積分値から各色の輝度のバランスを検出し、各色の輝度がバランスするようにホワイトバランスアンプ４の増幅率を設定するものである。
【００５７】
図５のステップＰ１において、制御部６に入力された面積値信号Ｓｄがゼロであるか否かが判断される。面積値信号Ｓｄがゼロであると判断された場合は、ステップＰ２に処理が移行されて、このときのしきい値信号Ｓｔの値が限界しきい値Ｄ０として制御部の記憶エリアに保持される。次いでステップＰ３において、現在のしきい値信号Ｓｔの値から、所定のオフセット値Ｄoff が差し引かれる。すなわち、面積値信号Ｓｄがゼロになったのは、しきい値信号Ｓｔの値が大きすぎたためにこの値を越える輝度の色信号が存在しなかったことによるので、次回の積分においてはしきい値信号Ｓｔをこのオフセット値Ｄoff だけ低下させて、色信号を積分をさせる画素を確保させる。
オフセット値Ｄoff には、蛍光灯などのフリッカを有する光源下に被写体がある場合や、急激な減光が生じた場合にも、この値だけしきい値信号Ｓｔを下げれば色信号を積分をさせる画素を確実に確保できる程度に大きい値が設定されている。ただし、オフセット値Ｄoff があまり大きすぎると、適切な面積値信号Ｓｄを得るしきい値信号Ｓｔを決定させるまでの収束時間が長くなってしまうので、これらを考慮して適切な値に設定する。
【００５８】
ステップＰ１において面積値信号Ｓｄがゼロでないと判断された場合は、ステップＰ４に処理が移行されて、面積値信号Ｓｄが所定の上限面積値Ｓｈを越えているか否かが判断される。越えていると判断された場合は、ステップＰ５に処理が移行されて、その時のしきい値信号Ｓｔが限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff を加えた値より大きいか否かが、さらに判断される。大きいと判断された場合、しきい値信号Ｓｔの増減は行われず、ステップＰ９に処理が移行される。また、小さいと判断された場合は、ステップＰ６に処理が移行されて、しきい値信号Ｓｔの値が所定値だけ増加された後、ステップＰ９に処理が移行される。
【００５９】
面積値信号Ｓｄが所定の上限面積値Ｓｈを越えている場合、しきい値信号Ｓｔが小さいために色信号が積分される画素の数が多くなっていると考えられるので、所定の面積値信号Ｓｄを得るためにはしきい値信号Ｓｔを増加させることが必要である。しかし、あまり大きくすると面積値信号Ｓｄがゼロになってしまうので、これを防止するために、面積値信号Ｓｄがゼロになったしきい値信号Ｓｔの値を保持した限界しきい値Ｄ０の値がステップＰ５において参照されている。一度も面積値信号Ｓｄがゼロになっていない場合は、限界しきい値Ｄ０として所定の初期値と参照される。そして、しきい値信号Ｓｔがこの限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff を加えた値より大きい場合には、しきい値信号Ｓｔを増加させないようにしている。このステップＰ５を設けることによって、しきい値信号Ｓｔの増加に歯止めが与えられるので、面積値信号Ｓｄがゼロになり、積分値信号が得られなくなることを防いでいる。
【００６０】
ステップＰ４において、面積値信号Ｓｄが所定の上限面積値Ｓｈを下回っていると判断された場合は、ステップＰ７に処理が移行され、今度は面積値信号Ｓｄが所定の下限面積値Ｓｌを下回っているか否かが判断される。そして、下限面積値Ｓｌを下回っていると判断された場合は、ステップＰ８に処理が移行されて、しきい値信号Ｓｔの値が所定値だけ減少された後、ステップＰ９に処理が移行される。また、下限面積値Ｓｌを越えていると判断された場合は、しきい値信号Ｓｔの値はそのままに保持されて、ステップＰ９に処理が移行される。
【００６１】
ステップＰ９において、設定されたしきい値信号Ｓｔが輝度別検波回路７へ出力されるとともに、色信号を読み出す駆動信号Ｓ１０がＣＣＤ１に出力され、ＣＣＤ１から読みだされた１画面分の色信号がサンプルホールド回路２、Ａ／Ｄコンバータ４を経て輝度別検波回路７へ出力される。さらに各色信号に応じた輝度信号Ｓ８Y がＹマトリクス回路において生成されて、輝度別検波回路７へ出力される。そしてステップＰ１〜Ｐ８で決定されたしきい値信号Ｓｔが輝度別検波回路７に出力されて、１画面分の色信号の積分値信号と面積値信号Ｓ８Y が輝度別検波回路７より制御部６に出力される。
【００６２】
次いで、ステップＰ１０において、ホワイトバランス調整のタイミングが判断され、ホワイトバランス調整のタイミングになったと判断された場合には、ステップＰ１１に処理が移行され、ホワイトバランス調整のタイミングになっていない場合はステップＰ１に処理が移行されて、再びしきい値信号Ｓｔの調節を行う処理が繰り返される。
ホワイトバランス調整のタイミングは、このホワイトバランス調整のフローが開始されてからの時間によって判断される。すなわち、ホワイトバランス調整のフローが開始した時点からの経過時間が制御部６の図示しないタイマ−において計時され、この経過時刻と所定のしきい値調節時間がステップＰ９において比較される。そして、経過時間が所定のしきい値調節時間を越えたと判断されることをもって、ホワイトバランス調整のタイミングになったと判断され、ステップＰ１１に処理が移行される。
このしきい値調節時間は、さまざまな条件においてしきい値がおおむね収束する時間を設定させることにより、ホワイトバランス調整の調整時間と正確性とのバランスを図ることができる。
【００６３】
ステップＰ１１においては、ステップＰ１〜Ｐ１０で得られたしきい値信号Ｓｔを保持した状態で、入力された積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b の相対比に基づいてレベル調節信号Ｓ６r ，Ｓ６g ，Ｓ６b を調節する。すなわち、入力された積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b の相対比が所定の相対比に対してずれている場合に、ずれを生じている色のレベル調節信号を増減させてホワイトバランスアンプの増幅率を可変させ、ずれを補正させる。この場合、ＲＧＢの３色のうちの１色、例えば緑Ｇを固定とし、この積分値信号Ｓ７g に対する積分値信号Ｓ７r およびＳ７b の比をもとめ、この比に応じてレベル調節信号Ｓ６r およびＳ６b を増減させる方法によっても、積分値信号Ｓ７r ，Ｓ７g ，Ｓ７b の相対比を調節することができる。以上の操作によって、各色のホワイトバランスが調整される。
【００６４】
なお、ステップＰ１〜Ｐ１０の反復によるしきい値信号Ｓｔの調節において、反復の始めに与えるしきい値信号Ｓｔは、大きすぎても小さすぎてもしきい値の収束時間が遅くなってしまうので、適切な値に設定することが望まれる。例えば白色の被写体が画面中の適度な面積を占めるときに、テレビジョンカメラ装置の図示しない自動露光制御装置などにより制御されて得られる輝度の概略値に設定しておけば、しきい値の収束時間が短くなり、ホワイトバランスの調整時間を短縮させることができる。
【００６５】
次に、図５のフローチャートで説明したしきい値信号Ｓｔの調節手順を、具体例をもとに説明する。
【００６６】
図３および図４は、各画素に対する輝度の具体例を示す図である。
図において、縦軸は輝度を表し、横軸は各画素の物理的な配置を１次元で表している。横軸を平面に置き換えることによってＣＣＤの受光面における各画素値の輝度の分布図を示すことができるが、ここではそれを１次元に簡略化して示している。
また横方向の点線は、積分させる輝度のしきい値の下限または上限を示しており、下限１〜３はしきい値信号Ｓｔを、上限は輝度別選択回路９にあらかじめ設定されている上限しきい値をそれぞれ示している。
【００６７】
図３の下限１に示したしきい値信号Ｓｔが設定されることによって、ステップＰ９において積分された画素の範囲が図の積分範囲１で示した領域になったとする。この後、ステップＰ１０を経てステップＰ１で面積値信号Ｓｄがゼロより大きいことが判断されると、ステップＰ４で所定の上限面積値Ｓｈと比較される。このとき、積分範囲１が所定の上限面積値Ｓｈより大きいとすると、ステップＰ５で限界しきい値Ｄ０としきい値信号Ｓｔとの比較が行われる。そして、しきい値信号Ｓｔがしきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff とを加えた値よりも小さいと判断されると、ステップＰ６においてしきい値信号Ｓｔが所定値だけ増加されて、しきい値は図３の下限１から下限２に増加する。これにより積分範囲は積分範囲１から積分範囲２に縮小するので、ステップＰ９で生成される面積値信号Ｓｄもこれに伴って減少する。この後の処理で、例えばこの積分範囲２に対応する面積信号値Ｓｄが、ステップＰ７において所定の下限面積値Ｓｌを下回っていると判断される場合には、逆にしきい値信号Ｓｔは減少されて積分範囲が広くなる方向に制御される。以上の操作を反復させて、面積値信号Ｓｄの値が所定の上限面積値Ｓｈと下限面積値Ｓｌの範囲になるようにしきい値信号Ｓｔの制御がなされる。
【００６８】
図４の下限１に示したしきい値信号Ｓｔが設定されることによって、ステップＰ９において積分された画素の範囲が図の積分範囲１で示した領域になったとする。この後、ステップＰ１０を経てステップＰ１で面積値信号Ｓｄがゼロより大きいことが判断されると、ステップＰ４で所定の上限面積値Ｓｈと比較される。このとき、積分範囲１が所定の上限面積値Ｓｈより大きいとすると、ステップＰ５で限界しきい値Ｄ０としきい値信号Ｓｔとの比較が行われる。そして、しきい値信号Ｓｔが限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff とを加えた値よりも小さいと判断されると、ステップＰ６においてしきい値信号Ｓｔが所定値だけ増加されて、しきい値は図４の下限１から下限２に増加する。これにより積分範囲は積分範囲１からゼロになってしまうので、ステップＰ９で生成される面積値信号Ｓｄもこれに伴ってゼロになる。
【００６９】
この後、ステップＰ１０を経てステップＰ１において面積値信号Ｓｄがゼロであると判断されると、ステップＰ２で下限２の値が限界しきい値Ｄ０として記憶され、ステップＰ３で現在のしきい値信号Ｓｔの値からオフセット値Ｄoff が引かれて、しきい値は図４の下限２から下限３に減少する。以上により、限界しきい値Ｄ０の値が設定されると、以降のサイクルにおいて、しきい値信号Ｓｔの値は、限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff を加えた値より大きくされなくなる。
図４の例のように、輝度の一定な領域が画像の比較的大面積を占めている場合、必然的に積分範囲が所定の上限面積値Ｓｈより大きくなってしまうが、限界しきい値Ｄ０を設定することによって、しきい値信号Ｓｔに上限を設け、面積値信号Ｓｄがゼロにならないようにしている。
【００７０】
図５のフローチャートによれば、しきい値信号Ｓｔの調節に、一定のしきい値調節時間を要している。そこで、所定の条件を満たした場合にはしきい値調節時間に満たなくてもホワイトバランス調整を実行させることによって、調整時間を短縮させることができる。
図６は、ホワイトバランス調整の他のフローチャトを示す図である。
図６と図５の違いはステップＰ５とステップＰ７においてＹｅｓが判断されたあとの、処理の移行先にある。
【００７１】
図５のステップＰ５で、しきい値信号Ｓｔの値が限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff を加えた値よりも大きいと判断された場合、しきい値信号Ｓｔは変更されず、前回と同じ条件でステップＰ９が繰り返される。また、図５のステップＰ７で、面積値信号Ｓｄが上限面積値Ｓｈより小さく下限面積値Ｓｌより大きいことが判断された場合も、しきい値信号Ｓｔは変更されず、前回と同じ条件でステップＰ９が繰り返される。したがって、比較的変化の少ない画像の場合には、全く同じ条件でステップＰ９が繰り返されることになり無駄な時間が発生してしまう。
そこで図６のステップＰ５ａでは、しきい値信号Ｓｔの値が限界しきい値Ｄ０とオフセット値Ｄoff を加えた値よりも大きいと判断された場合、ステップＰ１〜Ｐ１０のループを繰り返さず、ステップＰ１１に処理を移行させてホワイトバランス調整を実行させる。同様にステップＰ７ａにおいても、面積値信号Ｓｄが上限面積値Ｓｈより小さく下限面積値Ｓｌより大きいことが判断された場合に、ステップＰ１１に処理を移行させてホワイトバランス調整を実行させる。以上により、ホワイトバランス調整の調整時間を短縮させることができる。
【００７２】
以上説明したように、本発明によれば、画像に含まれる高い輝度の部分から色信号のバランスを検出してホワイトバランス調整を行うので、高輝度で無彩色の領域が画像の一部にでもあれば、それによってホワイトバランス調整を行うことができ、操作性に優れている。
【００７３】
また、画像に含まれる高い輝度の部分を積分した値から、各色信号のバランスを検出してホワイトバランス調整を行うので、画像に含まれるノイズの影響を低減できる。また、所定の上限しきい値より高い輝度の画素は積分から除外されるので、これによっても画像に含まれるノイズの影響を低減できる。
【００７４】
また、積分を行わせる輝度のしきい値を調節させる操作において、しきい値を積分させる画素がゼロになった場合のしきい値を記憶させておき、このしきい値からしきい値の調節範囲を設定させるので、しきい値を積分させる画素がゼロになってホワイトバランス調整に失敗する頻度を低減でき、確実なホワイトバランス調整ができる。また、しきい値の調節範囲を絞ることができるので、ホワイトバランスの調整時間を短縮できる。
【００７５】
また、しきい値を積分させる画素がゼロになった場合、所定のオフセット値をしきい値から引いた値にしきい値を設定しなおして、再度しきい値調節を行うので、光源の急激な減光に対してもホワイトバランス調整に失敗する頻度を低減でき、確実なホワイトバランス調整ができる。
【発明の効果】
本発明によれば、操作性に優れ、画像データに含まれるノイズの影響を防止し、被写体に輝度の変動がある場合でも調整可能なホワイトバランス調整回路およびこれを含むテレビジョンカメラ装置ならびにホワイトバランス調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るテレビジョンカメラ装置の実施形態を説明するブロック図である。
【図２】図２は、輝度別検波回路の動作を示すブロック図である。
【図３】図３は、各画素に対する輝度の第１の具体例を示す図である。
【図４】図４は、各画素に対する輝度の第２の具体例を示す図である。
【図５】図５は、ホワイトバランス調整のフローチャトを示す図である。
【図６】図６は、ホワイトバランス調整の他のフローチャトを示す図である。
【符号の説明】
１…ＣＣＤ、２…サンプルホールド回路、３…Ａ／Ｄコンバータ、４…ホワイトバランスアンプ（増幅手段）、５…出力マトリクス回路、６…制御部（制御手段）、７…輝度別検波回路、８…Ｙマトリクス回路（輝度信号生成手段）、９…輝度別選択回路（画像選択手段）、１０…スイッチ回路（画像選択手段）、１１…積分検波回路（積分検波手段）。
【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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