(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランス装置であって、
画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出手段と、
各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出手段と、
前記ブロック平均信号抽出手段から出力された平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段から出力されたピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段の出力を選択し、前記所定倍率末満の場合は前記ブロック平均信号抽出手段の出力を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え手段とを具備することを特徴とするホワイトバランス装置。
【請求項２】
前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、ピークとして抽出される輝度を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した後の輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス装置。
【請求項３】
前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、入力される輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後の信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス装置。
【請求項４】
前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、あらかじめ輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後、輝度信号を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス装置。
【請求項５】
映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランス装置であって、
画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出手段と、
各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出手段と、
各ブロックの抽出された信号の中から、輝度信号と色差信号が無彩色の範囲内にある信号成分だけを抽出する白抽出処理手段と、
前記ブロック平均信号抽出手段から出力された信号に白抽出処理を施した後の平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段から出力された信号に白抽出処理を施した後のピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段の出力に白抽出処理をした信号を選択し、前記所定倍率未満の場合は前記ブロック平均信号抽出手段の出力に白抽出処理をした信号を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え手段とを具備することを特徴とするホワイトバランス装置。
【請求項６】
前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、ピークとして抽出される輝度を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した後の輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴とする請求項５に記載のホワイトバランス装置。
【請求項７】
前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、入力される輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後の信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴とする請求項５に記載のホワイトバランス装置。
【請求項８】
前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、あらかじめ輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後、輝度信号を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴とする請求項５に記載のホワイトバランス装置。
【請求項９】
映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランスの補正方法であって、
画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程と、
各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程と、
前記ブロック平均信号抽出工程において出力された平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力されたピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力を選択し、前記所定倍率末満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程とを具備することを特徴とするホワイトバランスの補正方法。
【請求項１０】
映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランスの補正方法であって、
画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程と、
各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程と、
各ブロックの抽出された信号の中から、輝度信号と色差信号が無彩色の範囲内にある信号成分だけを抽出する白抽出処理工程と、
前記ブロック平均信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後の平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後のピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択し、前記所定倍率未満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程とを具備することを特徴とするホワイトバランスの補正方法。
【請求項１１】
映像信号を利用してホワイトバランスを補正する制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムが、
画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程のコードと、
各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程のコードと、
前記ブロック平均信号抽出工程において出力された平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力されたピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力を選択し、前記所定倍率末満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程のコードとを具備することを特徴とする記憶媒体。
【請求項１２】
映像信号を利用してホワイトバランスを補正する制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムが、
画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程のコードと、
各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程のコードと、
各ブロックの抽出された信号の中から、輝度信号と色差信号が無彩色の範囲内にある信号成分だけを抽出する白抽出処理工程のコードと、
前記ブロック平均信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後の平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後のピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択し、前記所定倍率未満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程のコードとを具備することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトバランス装置及びホワイトバランスの補正方法及び記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のビデオカメラに用いられるオートホワイトバランス装置は外部センサーを使用せず、撮像素子の出力を用いて行うものが主流となっている。このホワイトバランス装置では有彩色の影響を避けるために信号処理回路から得られる色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号、輝度Ｙ信号を画面に対応する細かなブロックに分割し、各分割ブロック内で信号を平均し、それらの値から白に近い色信成分を抽出し、抽出された色信号の平均値を“０”に制御するものがあった。
【０００３】
図８は従来のホワイトバランス装置の一例を示したブロック図である。図８においてレンズ１０１、絞リ１０２を通過した被写体像は撮像素子１０３上に結像される。撮像素子からは光電変換された原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が出力される。Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号はそれぞれＡ／Ｄ変換器１０４，１０５，１０６に入力されアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたＲ，Ｂ信号はホワイトバランスアンプ１０７，１０８に各々供給される。ホワイトバランスアンプ１０７，１０８は後述するマイクロコンピュータ１１５からの制御信号に基づいて利得制御される。ホワイトバランスアンプから出力されたＲ，Ｂ信号とＡ／Ｄ変換器１０５から出力されたＧ信号はマトリクス回路１０９に供給される。マトリクス回路１０９は入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号を生成する。生成されたＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの各信号はＤ／Ａ変換器１１０，１１１，１１２に供給されアナログ信号となり、図示しないエンコーダに供給され標準テレビジョン信号に変換された後モニタに表示されたり、磁気記録装置に供給されたりする。また記録装置の中にはデジタル信号のまま記録するものもある。
【０００４】
一方マトリクス回路１０９からのＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号は画面分割部１１３にも供給される。画面分割回路１１３では１画面分のＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号を図９のように縦８×横８の６４個のブロックに分割する。平均値演算部１１４では分割された各ブロック毎にＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号の平均値を演算し出力する。平均値演算部１１４からの６４組のＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号はマイクロコンピュータ１１５に入力され、色差信号と輝度信号の値がある範囲内にあるブロックの信号のみが抽出（以降白抽出処理と呼ぶ）され、白抽出された信号のみを積分する。この場合の抽出範囲の一例を図１０に示す。
【０００５】
図１０は縦軸をＲ−Ｙ、横軸をＢ−Ｙとした無彩色の被写体の色温度変化に伴う色差信号のベクトル変化を示す図である。いま、色温度が屋外に相当する７０００Ｋでホワイトバランスがとれていた場合、屋内の白熱電球（約３０００Ｋ）を撮影した場合の色差信号はＰ１に位置する。逆に屋内の白熱電球でホワイトバランスがとれていた場合、屋外（約７０００Ｋ）を撮影した場合の色差信号はＰ２に位置する。つまり、無彩色の被写体の色温度に伴う色差信号の変化は図１０の斜線部分内で変化することになる。ここで実用的な色温度範囲３０００Ｋ〜７０００Ｋでホワイトバランスを制御することを考えると図１０の斜線内の信号のみを用いればよいことになる。この領域を以降白抽出範囲と呼ぶ。また光のスペクトルが緑がかっている蛍光燈下でのホワイトバランスを考慮するため一般的な白抽出範囲は少しＧ方向に広がっている。さらに上記色差信号の制限のほかに輝度信号Ｙにも制限を加える場合もある。例えば輝度信号Ｙが標準の明るさの５０％である５０ＩＲＥ以上のＹレベルである制限を加える。
【０００６】
マイクロコンピュータ１１５は色差信号が上記白抽出範囲に入りかつ輝度信号が５０ＩＲＥ以上のものだけを抽出し、抽出された色差信号の平均値を演算する。そして演算された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの平均値が０になるような制御信号を図８のホワイトバランスアンプ１０７、１０８に出力してホワイトバランス補正を行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、次のような問題点があった。
【０００８】
すなわち被写体中で白色の分布が大きいものは問題ないが、被写体の白色の分布が細かな被写体の場合は正確な白抽出ができない場合があった。図１１、図１２は問題点を説明するための被写体を示す図である。図１１は有彩色の背景の中に白い服を着た人物が大きく写っている場合の画面分割状態を示すものである。このように白い被写体が大きく写っている場合、図１１中の矢印で示すような分割ブロック内には白い服の部分が大きく入っている。そのためこの分割ブロック内で信号を平均化しても正しい白抽出を行うことができる。
【０００９】
一方、図１２のように白い服を着た人物が小さく写っている場合は図１２中の矢印で示すような分割ブロックには白い服の部分が少ししか入っていない。そのためこの分割ブロック内で信号を平均化すると背景の色と白い色が混ざってしまうため正確な白抽出が行われない。ここで背景が芝生などの緑の場合を仮定すると、図１１のような白色の部分が大きい場合は正確な白抽出が行われるため問題ないが図１２のような白色の部分が小さな場合は被写体の服の白と背景の緑が混ざり、簿い緑色になってしまい正確な白抽出ができなくなる。
【００１０】
図１３は図１２の被写体で色が混ざる様子を示した色差ベクトル図である。ブロック内の平均化により白い服Ｐａと背景の緑Ｐｂが混ざってしまい、マイクロコンピュータ１１４が読み込む時点では簿い緑Ｐｃとなってしまう。このＰｃは前述した白抽出範囲内にあるためマイクロコンピュータ１１５はＰｃを白く補正しようとする。図１４はホワイトバランス補正後の色差ベクトル図である。ホワイトバランス補正後のＰｃ’はベクトルの中心に補正される。すると、本来の被写体の白い服ＰａはＰａ’に誤補正され背景の緑もＰｂ’に誤補正されてしまう。その結果白い服は紫がかってしまい、背景の緑色も簿くなってしまい本来の色と異なって補正されてしまうという問題点が生じる場合があった。
【００１１】
また画面をさらに細かな領域に分割することにより上記問題点を軽減することも可能ではあるが回路構成が大きくなったり、演算処理に時間がかかるなどの問題点があった。
【００１２】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画面内に白の部分が少ない場合でも正確なホワイトバランスをとることができるホワイトバランス装置及びホワイトバランスの補正方法及び記憶媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるホワイトバランス装置は、映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランス装置であって、画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出手段と、各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出手段と、前記ブロック平均信号抽出手段から出力された平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段から出力されたピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段の出力を選択し、前記所定倍率末満の場合は前記ブロック平均信号抽出手段の出力を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え手段とを具備することを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わるホワイトバランス装置において、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、ピークとして抽出される輝度を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した後の輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴としている。
【００１６】
また、この発明に係わるホワイトバランス装置において、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、入力される輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後の信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴としている。
【００１７】
また、この発明に係わるホワイトバランス装置において、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、あらかじめ輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後、輝度信号を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係わるホワイトバランス装置は、映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランス装置であって、画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出手段と、各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出手段と、
各ブロックの抽出された信号の中から、輝度信号と色差信号が無彩色の範囲内にある信号成分だけを抽出する白抽出処理手段と、前記ブロック平均信号抽出手段から出力された信号に白抽出処理を施した後の平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段から出力された信号に白抽出処理を施した後のピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段の出力に白抽出処理をした信号を選択し、前記所定倍率未満の場合は前記ブロック平均信号抽出手段の出力に白抽出処理をした信号を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え手段とを具備することを特徴としている。
【００２０】
また、この発明に係わるホワイトバランス装置において、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、ピークとして抽出される輝度を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した後の輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴としている。
【００２１】
また、この発明に係わるホワイトバランス装置において、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、入力される輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後の信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴としている。
【００２２】
また、この発明に係わるホワイトバランス装置において、前記ブロック輝度ピーク信号抽出手段は、あらかじめ輝度信号、色差信号にあらかじめローパスフィルタをかけた後、輝度信号を予め定められた下限と上限の間のレベルで制限した輝度信号を用いて各分割領域の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を各ブロックの代表値として得ることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係わるホワイトバランスの補正方法は、映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランスの補正方法であって、画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程と、各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程と、前記ブロック平均信号抽出工程において出力された平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力されたピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力を選択し、前記所定倍率末満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程とを具備することを特徴としている。
【００２４】
また、本発明に係わるホワイトバランスの補正方法は、映像信号を利用してホワイトバランスを補正するホワイトバランスの補正方法であって、画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程と、各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程と、各ブロックの抽出された信号の中から、輝度信号と色差信号が無彩色の範囲内にある信号成分だけを抽出する白抽出処理工程と、前記ブロック平均信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後の平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後のピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択し、前記所定倍率未満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程とを具備することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明に係わる記憶媒体は、映像信号を利用してホワイトバランスを補正する制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムが、画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程のコードと、各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程のコードと、前記ブロック平均信号抽出工程において出力された平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力されたピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力を選択し、前記所定倍率末満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程のコードとを具備することを特徴としている。
【００２６】
また、本発明に係わる記憶媒体は、映像信号を利用してホワイトバランスを補正する制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムが、画面を複数のブロックに分割し、各分割領域内の信号を平均化して各ブロックの代表値であるブロック平均信号を得るブロック平均信号抽出工程のコードと、各分割領域内の信号中で輝度信号が最大の部分の信号を、各ブロックの代表値であるブロック輝度ピーク信号として得るブロック輝度ピーク信号抽出工程のコードと、各ブロックの抽出された信号の中から、輝度信号と色差信号が無彩色の範囲内にある信号成分だけを抽出する白抽出処理工程のコードと、前記ブロック平均信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後の平均輝度信号の積分値と、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程において出力された信号に白抽出処理を施した後のピーク輝度信号の積分値の比率を演算し、前記ピーク輝度信号の積分値が前記平均輝度信号の積分値の所定倍率以上の場合、前記ブロック輝度ピーク信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択し、前記所定倍率未満の場合は前記ブロック平均信号抽出工程の出力に白抽出処理をした信号を選択してホワイトバランス制御に用いる信号切り替え工程のコードとを具備することを特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明のホワイトバランス装置を用いる撮像装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図中従来例と同一構成要素は従来と同様の働きをするため説明を省略する。ここで図１中の画面分割部１１７の動作について説明する。図２は画面分割部の構成を示すブロック図である。
【００２９】
Ｙセレクタ２０３は有効水平走査期間の始まりとともにまず端子Ｙ０に、入力されたＹ信号を出力するように動作する。水平カウンタ２０１では水平クロック信号をカウントし有効水平走査期間の１／８の時間の後にＹセレクタ２０３に対して制御信号を送り、端子Ｙ１に、入力されたＹ信号を出力するように動作する。このように順次Ｙ信号を出力する端子を切り替えていき、有効水平走査期間が終了したときには端子Ｙ７への出力が終了する。
【００３０】
次の有効水平走査期間が始まるときにはＹセレクタ２０３は再び端子Ｙ０を選択する。この間、垂直カウンタ２０２は水平走査線をカウントし、有効垂直走査期間の１／８の時間の後に、後述する積分器やレジスタの信号をマイクロコンピュータ１１５に出力するデータ出力トリガ信号と、データ出力後の積分器やレジスタをリセットするレジスタリセット信号を出力する。
【００３１】
その後次の有効水平走査期間の始まりとともに再び端子Ｙ０に、入力されたＹ信号を出力するように動作し、有効垂直走査期間の次の１／８の時間の後にデータ出力トリガ信号とレジスタリセット信号を出力する。この分割動作はＲ−Ｙセレクタ２０４、Ｂ−Ｙセレクタ２０５についても同様に行われる。このように１画面にわたり各々の信号を切り替え、１画面のデータを８×８の６４のブロックに分割する動作を行う。
【００３２】
図２中の２１０〜２３７は平均値演算部であり、各セレクタからの１ブロック分の信号を積分し、データ出力トリガ信号により外部のマイクロコンピュータ１１５に平均データとして出力した後、レジスタリセット信号によりリセットされる。
【００３３】
出力されるブロック平均値信号はＹ信号がＡＶＲ（Ｙ（０，ｎ））〜ＡＶＲ（Ｙ（７，ｎ）），Ｒ−Ｙ信号がＡＶＲ（Ｒ−Ｙ（０，ｎ））〜ＡＶＲ（Ｒ−Ｙ（７，ｎ）），Ｂ−Ｙ信号がＡＶＲ（Ｂ−Ｙ（０，ｎ））〜ＡＶＲ（Ｂ−Ｙ（７，ｎ））となる。ここでｎは図９の画面分割図における垂直方向の行番号であり１画面で６４個のブロック平均値データ得られる。
【００３４】
図３Ａはブロック輝度ピーク信号抽出部（ピーク値演算部１１６）の構成を示すブロック図である。図中３００〜３０７は各ブロックの輝度ピークを検出するピーク検出器である。このピーク検出器の詳細を図４に示す。ピーク検出器に入力された信号は輝度制限器４００に入力される。輝度制限器４００はマイクロコンピュータ１１９から制御される輝度の上限と下限を指定するＨｉＬｉｍとＬｏＬｉｍの間のレベルの信号のみを通過させる。この輝度信号の上限と下限を設定する理由は色差信号が正しく得られないような異常な高輝度や、白い被写体の存在する可能性の少ない低輝度を除去するためのものである。
【００３５】
輝度制限器４００を通過した信号Ｙｉｎ’は比較器４０１とスイッチ４０２に供給される。比較器４０１にはそれまでにＳＷ４０２を通週したＹ信号が格納されているレジスタ４０３の出力が供給されている。比較器４０１は現在入力されているＹ信号Ｙｉｎ’とレジスタ４０３に格納されているＹ信号のレベルＰＫ（Ｙ）を比較してＹｉｎ’がＰＫ（Ｙ）より大きい場合、スイッチ制御信号ＳＰＫをＨｉにする。スイッチ４０２はスイッチ制御信号ＳＰＫがＨｉになるとＹｉｎ’を通過させレジスタ４０３に入力し、レジスタ４０３の内容もＹｉｎ’と同じ値となる。この動作を入力されたブロック内の輝度信号全体にわたり行う。その結果各分割ブロックの最終水平走査線の時点でレジスタ４０３にはそのブロック内の最大輝度信号が保存されているようになる。このスイッチ制御信号ＳＰＫは外部にも出力される。各分割ブロックの最初の水平走査線から最終の水平走査線の間で最後にＳＰＫがＨｉとなったタイミングがそのブロックの最高輝度の信号が存在するタイミングとなる。
【００３６】
Ｙ信号に関してはこれらのピーク検出器３００〜３０７により各ブロックのピーク輝度値が検出される。また色差信号Ｒ−Ｙに関しては対応するピーク検出器からのスイッチ制御信号ＳＰＫを受けてＳＰＫ０がＨｉになった場合スイッチ３１０がＲ−Ｙ０を通過させレジスタ３２０に信号が格納される。レジスタ３２０にデータ出力トリガ信号が入力される時点で、このレジスタには分割ブロックの最初の水平走査線から最終の水平走査線の問での最大輝度と同じ部分のＲ−Ｙ信号が格納されることになる。このような動作がＲ−Ｙ０〜Ｒ−Ｙ７についても同様に行われる。またＢ−Ｙに関しても同様に行われる。これらのレジスタに格納された値は前述した平均信号演算部と同じようにデータ出力トリガ信号により外部のマイクロコンピュータ１１９にピークデータとして出力された後、レジスタリセット信号によりリセットされる。
【００３７】
図３Ａに示したピーク値演算部１１６により出力されるブロックピーク信号はＹ信号がＰＫ（Ｙ０，ｎ）））〜ＰＫ（Ｙ（７，ｎ）），Ｒ−Ｙ信号がＰＫ（Ｒ−Ｙ（０，ｎ））〜ＰＫ（Ｒ−Ｙ（７，ｎ）），Ｂ−Ｙ信号がＰＫ（Ｂ−Ｙ（０，ｎ））〜ＰＫ（Ｂ−Ｙ（７，ｎ））となる。ここでｎは図９の画面分割図における垂直方向の行番号であり１画面で６４組のＹ信号ピークデータ（Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）が得られる。
【００３８】
以上説明したように１画面を６４個のブロックに分割し、６４組の平均値信号と６４組のピーク値信号がマイロコンピュータ１１９に入力される。
【００３９】
なおピーク検出を行う際には、図３Ｂのように輝度信号、色差信号にローパスフィルタ３５０〜３７７を挿入することによって、撮像素子の不良や異常反射などによる輝度や色差の異常ピーク信号の影響を軽減させても良い。
【００４０】
次にマイクロコンピュータ内部での処理の流れを説明する。図５はマイクロコンピュータ１１９内の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４１】
まずステップＳ５００において６４組の平均値データと６４組のピークデータがマイクロコンピュータ１１９のメモリ内に取り込まれる。次にステップＳ５０１にて６４組のデータを１組づつ順次処理するためのブロック水平座標ｘ、垂直座標ｙをリセットする。
【００４２】
ステップＳ５０２では平均値データの色差成分ＡＶＲ（Ｒ−Ｙ（ｘ，ｙ）），ＡＶＲ（Ｂ−Ｙ（ｘ，ｙ））の値を調べて図１０で示す白抽出範囲内にあるかどうかをチェックする。白抽出範囲内であればステップＳ５０３にて同じブロックの輝度信号平均値ＡＶＲ（Ｙ（ｘ，ｙ））が所定の値以上かどうかを判断する。この処理は輝度の低すぎる被写体は白い可能性は少ないので低輝度の値を除外するためである。例えば２０ＩＲＥ以上かどうかを判断するように設定する。
【００４３】
ステップＳ５０２，ステップＳ５０３の２つの判定でＹＥＳと判断されると白抽出条件を満たしたとしてステップＳ５０４にてＡＶＲ（Ｒ−Ｙ（ｘ，ｙ））の積分を行う。同様にステップＳ５０５ではＡＶＲ（Ｂ−Ｙ（ｘ，ｙ））の積分を行い、ステップＳ５０６ではＡＶＲ（Ｙ（ｘ，ｙ））の積分を行う。
【００４４】
処理ステップＳ５０２，ステップＳ５０３にて白抽出条件を満たしていない場合は積分処理ステップＳ５０４〜ステップＳ５０６は行われない。
【００４５】
ステップＳ５０７では次に処理するブロック座標をインクリメントする処理を行う。例えば最初は（ｘ，ｙ）＝（０，０）、（１，０），（２，０）…（７，０）とインクリメントされ図９の画面分割図での一番上の１行のデータを順次処理する。次に（ｘ，ｙ）＝（０，１），（１，１），（２，１）…（７，１）となり図９の２行目を処理し、最終的に（ｘ，ｙ）＝（０，７），（１，７），（２，７）…（７，７）と最後のブロック座標まで順次インクリメントする処理を行う。ステップＳ５０８にて６４ブロックすべてのデータを処理したと判断されるまでステップＳ５０２〜Ｓ５０７の処理を行う。
【００４６】
ステップＳ５０８ですべてのブロックを処理したと判断されるとステップＳ５０９に移行してピークデータ群を処理するために再びブロック座標のリセットを行う。ステップＳ５１０では各ブロックのＹピークに対応する色差信号ＰＫ（Ｒ−Ｙ（ｘ，ｙ）），ＰＫ（Ｂ−Ｙ（ｘ，ｙ））が図１０に示す白抽出範囲内にあるかどうかをチェックする。
【００４７】
ステップＳ５１０の処理でＹＥＳと判断されると、白抽出条件を満たしたとしてステップＳ５１１にてＰＫ（Ｒ−Ｙ（ｘ，ｙ））の積分を行う。同様にステップＳ５１２ではＰＫ（Ｂ−Ｙ（ｘ，ｙ））の積分を行い、ステップＳ５１３ではＰＫ（Ｙ（ｘ，ｙ））の積分を行う。ピーク値の白抽出の判定で輝度の判定が行われていないのは、輝度信号のピーク検出の時点で図４の４００で示すようにＬｏＬｉｍ，ＨｉＬｉｍで輝度の制限が行われているためである。
【００４８】
輝度信号、色差信号のピーク値の積分処理を終えるとステップＳ５１４にて平均値の場合と同じように、次に処理するブロック座標をインクリメントする処理を行う。ステップＳ５１４にて６４ブロックすべてのピーク値データを処理したと判断されるまで白抽出判定、積分の処理を繰り返す。６４ブロックすべての処理を終えると次の処理へ進む。
【００４９】
ステップＳ５１６では白抽出された平均値輝度の積分値ＡＶＲ＿Ｙとピーク輝度の積分値ＡＶＲ＿Ｙ＿Ｐの輝度比率ＳＲを算出する。次にＳ５１７にて輝度比率ＳＲが基準値ＳＲ＿Ｒｅｆより大きいか否かを判定する。輝度比率ＳＲが大きいと判定された場合、すなわちピーク輝度積分値が平均値輝度積分値の所定比率以上に大きいと判断された場合、ステップＳ５１８にてホワイトバランス演算用色差データＲＹ＿ＷＢ、ＢＹ＿ＷＢにピーク輝度色差積分値ＡＶＲ＿ＲＹ＿Ｐ，ＡＶＲ＿ＢＹ＿Ｐを代入する。またホワイトバランス演算用輝度データにピーク輝度積分値ＡＶＲ＿Ｙ＿Ｐを代入する。
【００５０】
ステップＳ５１７にて輝度比率ＳＲが小さいと判定された場合、すなわちピーク輝度積分値が平均値輝度積分値の所定比率以下と判断された場合、ステップＳ５１９にてホワイトバランス演算用色差データＲＹ＿ＷＢ、ＢＹ＿ＷＢに平均値色差積分値ＡＶＲ＿ＲＹ，ＡＶＲ＿ＢＹを代入する。またホワイトバランス演算用輝度データに平均輝度積分値ＡＶＲ＿Ｙを代入する。ホワイトバランス演算用色差データ、輝度データに平均値、ピーク値いずれかのデータが格納されるとステップＳ５２０にてＷＢ補正データの演算を行って処理を終える。
【００５１】
ここでピーク値のデータを用いた方が良い場合と平均値を用いた方がよい場合について説明する。図６は従来例で問題であった図１２に示すシーン中の矢印で示した１つのブロックを拡大したものである。このブロックの輝度レベルについて考えると１つのブロック中に白い被写体が占める割合が小さい。そのためこのブロックの平均輝度値は背景の緑の輝度値ＹＧとほとんど等しい低い値になる。しかし輝度ピーク値は被写体の白い部分の輝度値ＹＷと同じ値になる。一般に同じ画面にある被写体の場合、白い被写体に比べ有彩色の被写体の輝度は低い傾向がある。特に緑や茶色などは白い被写体に比べてかなり輝度が低い。つまリＹＧとＹＷの比率が大きくなる。そこで平均輝度とピーク輝度の比率があるレベル以上の場合はピーク輝度のある部分が白の可能性が高い為、ピーク輝度のある部分の信号をホワイトバランス制御に用いたほうがよい。
【００５２】
一方、平均輝度値とピーク輝度値の差があまりないような被写体では分割ブロック中に色の差があまりないと推測できる。このような場合は分割ブロック中の一部を使うピーク値よりも分割ブロックの平均値を用いた方がより正確にホワイトバランス制御を行うことができる。
【００５３】
この信号選択方式によって従来問題点であったような被写体で白抽出処理をした結果、ピーク輝度積分値ＡＶＲ＿Ｙ＿Ｐのほうが平均輝度積分値ＡＶＲ＿Ｙに比べかなり大きくなるためピーク値の信号が選択されるようになる。この状態でマイクロコンピュータ１１９に取り込まれる信号は図７のようになり白い被写体の信号成分Ｐａのみが取り込まれ背景の緑成分Ｐｂが除去される。そのため正しいホワイトバランス制御が行われようになる。なお背景は緑に限らず茶色や赤など輝度の低いものであれば同様の結果を得ることができる。
【００５４】
また平均値とピーク値の輝度の比率閾値ＳＲ＿Ｒｅｆは必ずしも固定する必要はなく可変できるような構成にしても良い。
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００５５】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５６】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５７】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図５に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被写体中に白い被写体が少ししかなかった場合でも、背景の影響を受けることなく正確な白成分の抽出が可能となり、正確なホワイトバランス補正を行うことができる。また白い被写体が多い場合も従来通りのホワイトバランス補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】画面分割部と平均値演算部の構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】ピーク値演算部の構成を示すブロック図である。
【図３Ｂ】ローパスフィルタの付いたピーク値演算部の構成を示すブロック図である。
【図４】輝度ピーク検出器の構成を示すブロック図である。
【図５】マイクロコンピュータの動作を示すフローチャートである。
【図６】画面分割された被写体中の１ブロックの拡大図である。
【図７】白抽出された色差信号を示す色差ベクトル図である。
【図８】従来例の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】画面分割状態を示す図である。
【図１０】白抽出範囲を示す色差ベクトル図である。
【図１１】被写体と画面分割状態を示す図である。
【図１２】被写体と画面分割状態を示す図である。
【図１３】従来例のマイクロコンピュータに入力される色差信号を示す色差ベクトル図である。
【図１４】従来例のホワイトバランス補正後の色差信号を示す色差ベクトル図である。
【符号の説明】
１０１  レンズ
１０２  絞り
１０３  撮像素子
１０４，１０５，１０６  Ａ／Ｄ変換器
１０７，１０８  ホワイトバランスアンプ
１０９  マトリクス回路
１１０，１１１，１１２  Ｄ／Ａ変換器
１１４  平均値演算部
１１６  ピーク値演算部
１１７  画面分割部
１１９  マイクロコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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