(57)【要約】【課題】ホワイトバランス処理の精度を高めること。【解決手段】色信号処理回路１は、Ｒ／Ｇの値を生成する第１の演算部１７１と、Ｂ／Ｇの値を生成する第２の演算部１７２と、Ｒ／Ｇの座標軸と、Ｂ／Ｇの座標軸とで定まる色座標系における光源の光の色温度を表す位置を光源の位置として、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇに基づいて特定する位置特定部１７３と、を備える。さらに、位置特定部１７３が特定する光源の位置と、色座標系で規定される黒体放射カーブ上の目標点の位置との変位量を判定して、変位量に基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号毎にホワイトバランスをとるためのゲイン値を設定し、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号を増幅するホワイトバランスアンプに、ゲイン値を供給する引込み判定部１７４と、を備えて、ホワイトバランス処理を行う。【選択図】図２
2009105579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して光源から照射される光より撮像素子が生成する複数の原色信号のうち、第１の原色信号から、第２の原色信号を除して第１の除算値を生成する第１の演算部と、
前記複数の原色信号のうち、第３の原色信号から、前記第２の原色信号を除して第２の除算値を生成する第２の演算部と、
第１の原色信号を第２の原色信号で除して表される第１の座標軸と、第３の原色信号を第２の原色信号で除して表される第２の座標軸とで定まる色座標系における前記光源の光の色温度を表す位置を光源の位置として、前記第１及び第２の除算値に基づいて前記光源の位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部が特定する前記光源の位置と、前記色座標系で規定される黒体放射カーブ上の目標点の位置との変位量を判定して、前記変位量に基づいて、前記第１〜第３の原色信号毎にホワイトバランスをとるためのゲイン値を設定し、前記第１〜第３の原色信号を増幅する原色信号増幅部に、前記ゲイン値を供給する判定部と、を備えることを特徴とする
色信号処理回路。
【請求項２】
請求項１記載の色信号処理回路において、
前記引込み判定部は、前記黒体放射カーブと、前記黒体放射カーブを基準として所定の偏差幅を有する等色色温度カーブを定め、前記黒体放射カーブ上に、前記黒体放射カーブ及び前記等色色温度カーブの等色温度線の交点で定まる前記目標値を設定し、
前記色座標系における前記光源の位置が、前記黒体放射カーブ及び前記等色色温度カーブの範囲内にある場合に、前記光源の位置及び前記目標点の位置との変位量を判定することを特徴とする
色信号処理回路。
【請求項３】
光学系を介して光源から照射される光より撮像素子が生成する複数の原色信号のうち、第１の原色信号から、第２の原色信号を除して第１の除算値を生成する第１の演算部と、
前記複数の原色信号のうち、第３の原色信号から、前記第２の原色信号を除して第２の除算値を生成する第２の演算部と、
第１の原色信号を第２の原色信号で除して表される第１の座標軸と、第３の原色信号を第２の原色信号で除して表される第２の座標軸とで定まる色座標系における前記光源の光の色温度を表す位置を光源の位置として、前記第１及び第２の除算値に基づいて前記光源の位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部が特定する前記光源の位置と、前記色座標系で規定される黒体放射カーブ上の目標点の位置との変位量を判定して、前記変位量に基づいて、前記第１〜第３の原色信号毎にホワイトバランスをとるためのゲイン値を設定し、前記第１〜第３の原色信号を増幅する原色信号増幅部に、前記ゲイン値を供給する判定部と、から構成される色信号処理回路を備えることを特徴とする
撮像装置。
【請求項４】
光学系を介して光源から照射される光より撮像素子が生成する複数の原色信号のうち、第１の原色信号から、第２の原色信号を除して第１の除算値を生成するステップと、
前記複数の原色信号のうち、第３の原色信号から、前記第２の原色信号を除して第２の除算値を生成するステップと、
第１の原色信号を第２の原色信号で除して表される第１の座標軸と、第３の原色信号を第２の原色信号で除して表される第２の座標軸とで定まる色座標系における前記光源の光の色温度を表す位置を光源の位置として、前記第１及び第２の除算値に基づいて前記光源の位置を特定するステップと、
前記光源の位置と、前記色座標系で規定される黒体放射カーブ上の目標点の位置との変位量を判定して、前記変位量に基づいて、前記第１〜第３の原色信号毎にホワイトバランスをとるためのゲイン値を設定し、前記第１〜第３の原色信号を増幅する原色信号増幅部に、前記ゲイン値を供給するステップと、を含むことを特徴とする
色信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光学系を介して光源から照射される光より撮像素子が生成するＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）原色信号（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号と記載する。）のゲインを調整してホワイトバランスをとる場合に適用して好適な色信号処理回路、撮像装置及び色信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホワイトバランス処理を自動的に行う撮像装置として、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等が提供されている。ホワイトバランス処理とは、ある光源の照明下において白色の被写体を撮像したときに、カメラシステムから得られるＲ，Ｇ，Ｂ原色信号がすべて等しくなるように各信号のゲインを変える処理である。
【０００３】
撮像装置は、ホワイトバランス処理を行うことによって、自然光（太陽光）、白熱電灯の光、蛍光灯の光等の様々な光源の違いから色づいて見える白色（例えば、低い色温度の場合は赤っぽくなり、高い色温度の場合は青っぽくなる。）を、白に合わせられる。そして、色温度の変化を表す黒体放射カーブを用いて、自動的にホワイトバランスをとる処理を、オートホワイトバランス処理という。
【０００４】
ところで、曲線で表される黒体放射カーブ（色温度の変化）を厳密、かつ、一義的に数式で表すことは難しい。このため、従来は、矩形状の引込み枠を用いて光源の色温度を目標値に引込んだり、ほぼ直線状に近似した黒体放射カーブを用いたりして、ホワイトバランスをとっていた。
【０００５】
ここで、従来のホワイトバランス処理で設定されていた引込み枠の例について、図５を参照して説明する。図５は、縦軸をＢ／Ｇ、横軸をＲ／Ｇとした場合における、引込み枠と、直線近似した黒体放射カーブの例を示す図である。
引込み枠１０１は、近似点ｆ１〜ｆ８の８点で構成される八角形である。
黒体放射カーブ１０２は、近似点ｋ１〜ｋ４の４点で黒体放射カーブを直線近似した折れ線である。また、黒体放射カーブ１０２は、引込み枠１０１の枠内に位置しており、黒体放射カーブ１０２の傾きに合わせて、引込み枠１０１の傾きが設定される。
【０００６】
従来、オートホワイトバランスをとる場合、周囲環境（光源）の色温度を取得し、現在点１０３を求める。現在点１０３は、引込み枠１０１の枠内に位置している場合、黒体放射カーブ１０２上に設定される収束目標点１０４に向かって引込まれる。このようにして、現在点１０３の引込みが行われ、ホワイトバランスがとられていた。
【０００７】
特許文献１には、色差信号をフィールド毎に積分して得られた積分値データが、基準点を基に設定した引込み制限枠内に存在するとき、黒体放射カーブに沿わせて原点非対称方向に基準点を動かし、ホワイトバランス調整を行うカメラシステムについて開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３３１８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図５で示したように、黒体放射カーブ１０２は、４点で本来あるべき黒体放射カーブに直線近似してあるため、ホワイトバランスの精度は必ずしも高くなかった。ホワイトバランスの精度が低いと、実際の光源がもつ色温度に対して、異なる色温度と判断したり、精度が悪く、実際と異なる収束目標点を算出してしまったりする。この結果、撮影環境が昼間または夕方の野外撮影であっても、同じ収束目標点１０４に収束してしまう。そのため、例えば、夕方に撮影した場合であっても、夕方の風合いを残すことが困難であった。
【０００９】
また、引込みを行う場合、例えばＲ方向に平行移動させて黒体放射カーブ１０２上に収束させる処理も行われていたが、引込んだ色温度に違和感が生じてしまうことがあった。例えば、夕方の撮影では、人間の視覚は、青色の変化については色温度の変化量を許容しやすいが、赤色の変化はわずかな変化であっても許容できない特性を有する。従来の引込み処理は、このような視覚の特性を反映した処理ではないため、精度の高いホワイトバランス処理が行えなかった。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、ホワイトバランス処理の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、光学系を介して光源から照射される光より撮像素子が生成する複数の原色信号のうち、第１の原色信号から、第２の原色信号を除して第１の除算値を生成し、複数の原色信号のうち、第３の原色信号から、第２の原色信号を除して第２の除算値を生成し、第１の原色信号を第２の原色信号で除して表される第１の座標軸と、第３の原色信号を第２の原色信号で除して表される第２の座標軸とで定まる色座標系における光源の光の色温度を表す位置を光源の位置として、第１及び第２の除算値に基づいて光源の位置を特定する。そして、光源の位置と、色座標系で規定される黒体放射カーブ上の目標点の位置との変位量を判定して、変位量に基づいて、第１〜第３の原色信号毎にホワイトバランスをとるためのゲイン値を設定し、第１〜第３の原色信号を増幅する原色信号増幅部に、ゲイン値を供給するようにしている。
【００１２】
このようにしたことで、撮影環境（光源から照射される光の色温度）に応じて、精度の高いホワイトバランス処理を行うことが可能となった。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源の色温度を反映したホワイトバランスをとることによって、撮影環境（光源の色温度）に応じて、自然な色温度が得られる。この結果、撮影環境が変わっても、視覚的に色温度の違和感が生じない映像を撮影できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態の例について、図１〜図４を参照して説明する。本実施の形態に係るＲ，Ｇ，Ｂ原色信号のゲインを調整する色信号処理回路１は、ホワイトバランス処理を行う撮像装置１０に適用される。本例では、所定の色座標系で近似した黒体放射カーブと、黒体放射カーブに応じて定まる等色色温度カーブに基づいて、光源の色温度を表す位置を引込み、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号のゲインを調整するホワイトバランス処理を行う。本例では、画像若しくは映像内の色温度について、所定の色座標系で定まる光源の光の色温度を表す位置（以下、単に「光源の位置」という。）が所望の色温度に収束するように、ホワイトバランス処理のゲインを少しずつ変えることを、「引込む」と称している。そして、画像若しくは映像内の色温度を所望の色温度に収束するように引込んだ結果、光源の位置が黒体放射カーブで表される目標点の位置に一致する変位量を判定している。求められた変位量に基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号のゲイン値が設定され、光源に対するホワイトバランスが行われる。本実施の形態で説明する色信号処理回路１は、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載される例としているが、携帯電話機に備え付けたカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に適用してもよい。
【００１５】
まず、撮像装置１０の内部構成例について、図１を参照して説明する。撮像装置１０は、光線を集束するレンズ１１と、レンズ１１で集束した光線を信号電圧に変換する撮像素子１２と、信号電圧を増幅するプリアンプ１３と、アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１４と、デジタル映像信号に所定の処理を施すデジタル信号処理回路１５と、デジタル映像信号をフィールド毎に積分するオプディカルディテクタ１６と、積分されたデジタル映像信号に対して所定の演算処理を施して、後述する引込み判定を行った上で、調整したＲ，Ｇ，Ｂゲイン信号をデジタル信号処理回路１５に供給するシステムコントローラ１７を備えた構成となっている。
なお、レンズ１１は、図示しない鏡筒に取り付けられる光学系であり、この鏡筒は撮像装置に対して取り外しできる。また、デジタル信号処理回路１５と、オプティカルディテクタ１６と、システムコントローラ１７とを、まとめて色信号処理回路１とも称する。
【００１６】
撮像装置１０において、レンズ１１から照射される被写体（図示せず）の映像は、撮像素子１２の撮像面上に結像する。撮像素子１２は、レンズ１１を介して光源から照射される光からＲ，Ｇ，Ｂ原色信号を生成する。撮像素子１２としては、ＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）撮像素子などの固体撮像素子が用いられる。そして、撮像素子１２は、撮像面上に結像された映像を電気信号に変換し、映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号）としてプリアンプ１３に供給する。
【００１７】
プリアンプ１３は、撮像素子１２から出力される映像信号をサンプルホールドして必要なデータを取り出すとともに、適正なレベルに合わせるためにゲインコントロールを行う。このプリアンプ１３の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ１４に供給される。Ａ／Ｄコンバータ１４は、プリアンプ１３の出力信号をアナログ信号のＲ，Ｇ，Ｂ原色信号からデジタル信号のＲ，Ｇ，Ｂ原色信号に変換する。そして、Ａ／Ｄコンバータ１４は、原色信号毎のゲインを調整するホワイトバランスアンプ１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂに、デジタル信号であるＲ，Ｇ，Ｂ原色信号を供給する。
【００１８】
デジタル信号処理回路１５は、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプ１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂと、ゲイン調整されたＲ，Ｇ，Ｂ原色信号にガンマ補正を施すガンマ補正回路１５２と、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号に色差マトリクス処理を施す色差マトリクス回路１５３と、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号を所定の信号に符号変換するエンコーダ１５４と、デジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するＤ／Ａコンバータ１５５を有する構成となっている。
なお、Ａ／Ｄコンバータ１４をデジタル信号処理回路１５内に設ける構成を採ることもできる。また、Ｄ／Ａコンバータ１５５をデジタル信号処理回路１５の外部に設ける構成を採ることもできる。
【００１９】
ホワイトバランスアンプ１５１Ｒは、システムコントローラ１７から与えられるＲゲイン信号Ｓｒ２に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ１４から供給されるＲ信号Ｓｒ１のゲインを調整する。そして、ゲイン調整したＲゲイン信号Ｓｒ１を、Ｒ信号Ｓｒ３としてガンマ補正回路１５２に供給する。
ホワイトバランスアンプ１５１Ｇは、システムコントローラ１７から与えられるＧゲイン信号Ｓｇ２に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ１４から供給されるＧ信号Ｓｇ１のゲインを調整する。そして、ゲイン調整したＧゲイン信号Ｓｇ１を、Ｇ信号Ｓｇ３としてガンマ補正回路１５２に供給する。
ホワイトバランスアンプ１５１Ｂは、システムコントローラ１７から与えられるＢゲイン信号Ｓｂ２に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ１４から供給されるＢ信号Ｓｂ１のゲインを調整する。そして、ゲイン調整したＢゲイン信号Ｓｂ１を、Ｂ信号Ｓｂ３としてガンマ補正回路１５２に供給する。
【００２０】
すなわち、ホワイトバランスアンプ１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂは、システムコントローラ１７から与えられるＲゲイン信号Ｓｒ２Ｇ、Ｇゲイン信号Ｓｇ２及びＢゲイン信号Ｓｂ２Ｇに基づいて、Ｒ信号Ｓｒ１、Ｇ信号Ｓｇ１及びＢ信号Ｓｂ１の比率が等しくなるように、各ゲインを調整する。このようにして、ホワイトバランス処理を行っている。
【００２１】
ガンマ補正回路１５２は、ホワイトバランスアンプ１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂからそれぞれ供給されるＲ信号Ｓｒ３、Ｇ信号Ｓｇ３及びＢ信号Ｓｂ３に基づいて、忠実な色再現のためのガンマ（γ）補正を行う。その後、色差マトリクス回路１５３で色差マトリクス処理を行い、エンコーダ１５４にて図示しない輝度（Ｙ）信号と合成して映像信号に変換した後、Ｄ／Ａコンバータ１５５でデジタル信号からアナログ信号に変換する。ホワイトバランスアンプ１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂを通ったＲ信号Ｓｒ３、Ｇ信号Ｓｇ３及びＢ信号Ｓｂ３は、オプティカルディテクタ１６にも供給される。オプティカルディテクタ１６は、Ｒ信号Ｓｒ３、Ｇ信号Ｓｇ３及びＢ信号Ｓｂ３のそれぞれに対して、特定の画枠内で特定の信号レベルの信号を積分して検波する。
【００２２】
次に、システムコントローラ１７の機能の一例について、図２を参照して説明する。
オプティカルディテクタ１６からＲ，Ｇ，Ｂ原色信号の各積分値データが供給されるシステムコントローラ１７は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。
【００２３】
システムコントローラ１７は、Ｒ原色信号をＧ原色信号で除して、除算値Ｒ／Ｇを生成する第１の演算部１７１と、Ｂ原色信号をＧ原色信号で除して、除算値Ｂ／Ｇを生成する第２の演算部１７２と、Ｒ／Ｇ軸，Ｂ／Ｇ軸を座標軸とする色座標系における除算値（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）で定まる光源の位置を特定する位置特定部１７３と、この色座標系で規定される黒体放射カーブ上の目標値に、特定した光源の位置が一致するように引込み、引込んだ値からＲ，Ｇ，Ｂゲイン信号を生成する引込み判定部１７４と、を備える構成となっている。
【００２４】
引込み判定部１７４は、後述する（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）上での黒体放射カーブと等色色温度カーブ（図４参照）に基づいて引込み判定を行う。このとき、位置特定部１７３が特定する光源の位置が、後述する図４に示す右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３の範囲内であるか否かを判断し、所定の目標点に向かって引込む。そして、引込み判定部１７４は、ホワイトバランスをとるために必要なＲゲイン信号Ｓｒ２、Ｇゲイン信号Ｓｇ２及びＢゲイン信号Ｓｂ２を生成する。
【００２５】
システムコントローラ１７は、撮像装置１０が内蔵するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理部が、メモリに内蔵されるソフトウェアプログラムを実行して処理を行う。そして、システムコントローラ１７は、第１の演算部１７１、第２の演算部１７２、位置特定部１７３及び引込み判定部１７４の各機能を、例えばソフトウェアによって実行する構成としている。そして、これらの機能を実現するプログラム１８は、システムコントローラ１７が備えるメモリに記憶され、逐次読み出されて実行される。プログラム１８は、撮像装置１０に備えられる図示しない通信モジュールを介して、アップデートプログラムが書き込まれ、機能を追加できる。
【００２６】
このように、システムコントローラ１７において、オプティカルディテクタ１６から供給されるＲ，Ｇ，Ｂ原色信号を積分して得られる積分値データに対して、除算処理にてＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇに変換している。このため、システムコントローラ１７は、簡単な演算処理だけでデータ変換できるため、ソフトウェアの負担を軽減できる。
【００２７】
なお、本例では、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇの算出を、システムコントローラ１７に内蔵のプログラム１８にしたがってソフトウェアにて実行すると説明した。ただし、システムコントローラ１７の各機能モジュールに相当する第１の演算部１７１、第２の演算部１７２、位置特定部１７３及び引込み判定部１７４を、ハードウェアで構成することもできる。ハードウェアで構成した場合には、演算処理速度を向上できる。
【００２８】
システムコントローラ１７で生成されたＲゲイン信号Ｓｒ２、Ｇゲイン信号Ｓｇ２及びＢゲイン信号Ｓｂ２は、上述したデジタル信号処理回路１５内のホワイトバランスアンプ１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂ（図１を参照）に戻される。システムコントローラ１７は、この戻されたゲイン信号により、ホワイトバランスアンプ１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂの各ゲインを制御している。
【００２９】
この制御において、システムコントローラ１７は、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇの各データに基づいて、ホワイトバランスをとる際に、黒体放射カーブに基づいて計算される等色温度線により、収束させたい画像の色温度を調整する。
【００３０】
ここで、黒体放射カーブを表現したｘｙ色度図とｕｖ色度図の例について、図３を参照して説明する。
【００３１】
まず、図３（ａ）を参照して、ｘｙ色度図の例について説明する。なお、図３（ａ）に示すｕｖ色度図は、公知文献（大田登著，「色再現工学の基礎」，コロナ社，ｐ．１８）を引用して加筆した図面である。
ｘｙ色度図に表示される黒体放射カーブ２１の長さ方向には、所定の色温度ごとに傾きが異なる複数の等色温度線が示される。等色温度線は、１５１５Ｋ〜無限大まで表示されている。
黒体放射カーブ２１に対する偏差を、偏差△ｕｖという。黒体放射カーブ２１の幅方向には、偏差△ｕｖごとに曲率が異なる等偏差線が求まる（不図示）。等偏差線は、±０．０２ｕｖの範囲内とする。
【００３２】
ｘｙ色度図の左下には、色温度が高温である高色温度領域２２が存在する。高色温度領域２２は、色温度がおよそ１００００Ｋ以上の範囲である。
同様に、ｘｙ色度図の右上には、色温度が低温である低色温度領域２３が存在する。低色温度領域２３は、色温度がおよそ２５００Ｋ〜３０００Ｋの範囲である。
【００３３】
光源の色温度は、光源の色温度が黒体放射カーブ２１上になくても、等偏差線±０．０２ｕｖの範囲内に位置する場合、一般に等色温度線上の色温度と同一の色温度であると言われる。
例えば、２５００Ｋの等色温度線２４上に位置し、かつ、黒体放射カーブ２１上に位置する色温度２４ａは、２５００Ｋの色温度と言える。
また、２５００Ｋの等色温度線２４上に位置するが、黒体放射カーブ２１上に位置しない色温度２４ｂであっても、２５００Ｋの色温度と言える。
一方、２５００Ｋの等色温度線２４上に位置せず、黒体放射カーブ２１上に位置しない色温度２４ｃは、２５００Ｋの色温度と言えない。
【００３４】
このように、黒体放射カーブ２１を基準とすると、所定の偏差幅の範囲内に位置する光源の色温度が得られる。
【００３５】
次に、図３（ｂ）を参照して、ｕｖ色度図の例について説明する。
ｕｖ色度図は、ｘｙ色度図の各座標を所定の式で変換することで表現される。このように表現されたｕｖ色度図は、例えば、ＣＩＥ１９６０ｕｖ色度図（以下の説明では、単にｕｖ色度図と略称する。）として示される。
ｘｙ色度図からｕｖ色度図に座標変換する場合、以下の変換式（１）が用いられ、色度ｕ，ｖが求まる。
【００３６】
【数１】
2009105579.tif 000003
【００３７】
変換されたｕｖ色度図は、ｘｙ色度図と比べて、色度図上の２点間の距離と色の違いは、感覚的な色の違いにある程度一致するという特徴を有する。
【００３８】
ｘｙ色度図で表現された黒体放射カーブ２１は、座標変換された結果、ｕｖ色度図における黒体放射カーブ３１のように表現される。黒体放射カーブ３１の長さ方向には、所定の色温度ごとに傾きが異なる複数の等色温度線が示される。等色温度線は、２０００Ｋ〜１５０００Ｋまで表示されている。光源の色温度は、これらの等色温度線にしたがう。
【００３９】
そして、第１の演算部１７１と第２の演算部１７２は、式（１）より、色度ｘ，ｙについて値を求める。そして、求めた色度ｘ，ｙより、次式（２）を用いて、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを算出する。
【００４０】
【数２】
2009105579.tif 000004
【００４１】
さらに、第１の演算部１７１と第２の演算部１７２は、算出した三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚより、次式（３）を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂを算出する。
【００４２】
【数３】
2009105579.tif 000005
【００４３】
このようにして求めたＲ，Ｇ，Ｂの値に対して、第１の演算部１７１と第２の演算部１７２は、それぞれ、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇを求める。そして、位置特定部１７３は、求められたＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇの値に基づいて、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇをそれぞれ座標軸として定まる色座標系における光源の位置を特定する。
【００４４】
次に、横軸をＲ／Ｇ、縦軸をＢ／Ｇとした座標系における黒体放射カーブと等色色温度カーブの例について、図４を参照して説明する。Ｒ／Ｇ軸とＢ／Ｇ軸の交点は、原点である。図４では、ｕｖ色度図における黒体放射カーブ３１をマトリクス変換して黒体放射カーブ４１が示される。そして、黒体放射カーブ４１に対応する偏差幅の右側等色色温度カーブ４２、左側等色色温度カーブ４３が設定される。それぞれのカーブ４１，４２，４３は、２３点の近似点により構成される。
【００４５】
黒体放射カーブ４１と、右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３は、ｕｖ色度図においてｕｖ軸で定義された黒体放射カーブ３１を、Ｒ／Ｇ軸，Ｂ／Ｇ軸にマトリクス変換したものである。マトリクス変換は、上述した式（３）等を用いて行われる。右側等色色温度カーブ４２は、ｘｙ色度図（図３（ａ）参照）における＋０．０２ｕｖの等偏差線に対応し、左側等色色温度カーブ４３は、ｘｙ色度図（図３（ａ）参照）における−０．０２ｕｖの等偏差線に対応する。
【００４６】
マトリクス変換時には、視覚的に等間隔な単位であるミレッドステップを用いて近似点を抽出している。このミレッドステップには、２０ミレッド間隔の２３点の近似点を黒体放射カーブ上の所定の範囲内で選択している。２０ミレッド間隔とした根拠は、カラーフィルムの場合に色温度のラティチユード（latitude：露光寛容度）が±１０ミレッドと言われていることを考慮していることによる。
このように、色温度が２３００Ｋ〜２００００Ｋの区間において、黒体放射カーブ４１は、２３点の近似点で表される２２本の折れ線により近似される。なお、図４において、折れ線は図示していない。
【００４７】
また、黒体放射カーブ４１の各点に対応する右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３の近似点は、図３（ａ）のｘｙ色度図に示される偏差幅が、ｕｖ色度図に変換された後、ｕｖ等色色温度に基づいてそれぞれ算出される。算出したそれぞれの近似点は、配列として定義される。そして、右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３は、黒体放射カーブ４１と同様に、２３点の近似点で表される２２本の折れ線により表現される。
【００４８】
例えば、図４より、黒体放射カーブ４１は、近似点Ｋ１〜Ｋ２３からなる２３個の近似点で構成される。近似点Ｋ１〜Ｋ２３は、座標が配列Ｋ［１］〜Ｋ［２３］にそれぞれ格納される。近似点Ｋ１〜Ｋ２３は、ホワイトバランスをとるときに行われる引込み処理に行われる目標値に相当する。引込み処理において、現在の色温度は、この目標値に向かって引込まれることになる。本例では、この目標値を、近似点Ｋ１〜Ｋ２３のうち、一点に設定しており、この点を収束目標点と称している。
【００４９】
右側等色色温度カーブ４２は、近似点Ｒ１〜Ｒ２３からなる２３個の近似点で構成される。近似点Ｒ１〜Ｒ２３は、座標が配列Ｒ［１］〜Ｒ［２３］にそれぞれ格納される。
左側等色色温度カーブ４３は、近似点Ｌ１〜Ｌ２３からなる２３個の近似点で構成される。近似点Ｌ１〜Ｌ２３は、座標が配列Ｌ［１］〜Ｌ［２３］にそれぞれ格納される。
右側等色色温度カーブ４２の近似点Ｒ１〜Ｒ２３と、左側等色色温度カーブ４３の近似点Ｌ１〜Ｌ２３は、それぞれ黒体放射カーブ４１の近似点Ｋ１〜Ｋ２３に基づいて決定される点である。
【００５０】
なお、黒体放射カーブ４１上の近似点Ｋ［１７］は、同じ大きさのＢ／ＧとＲ／Ｇの交点上に位置する。
また、図３（ａ）のｘｙ色度図における高色温度領域２２が、黒体放射カーブ４１の近似点Ｋ１付近に対応し、低色温度領域２３が、黒体放射カーブ４１の近似点Ｋ２３付近に対応する。
【００５１】
これらの配列Ｋ［１］〜Ｋ［２３］、配列Ｒ［１］〜Ｒ［２３］、配列Ｌ［１］〜Ｌ［２３］に格納される情報は、撮像装置１０に内蔵する図示しないメモリに書き込まれている。システムコントローラ１７で実行されるプログラム１８の処理においては、添え字が指定されることで配列に格納された値が随時読み出される。
【００５２】
この結果、各配列の添え字を揃えれば、等色温度線上のポイントを指すこととなり、それらの点を結んだ直線が等色温度線となる。そして、引込み判定部１７４は、等色温度線に沿うように、光源の位置を収束目標点に移動させ、この移動による変位量からゲイン値を算出し、ホワイトバランスをとる。このようにして、視覚的に等色な色温度を保ちながら、光源からの光に対するホワイトバランスを調節できる。また、右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３の間に入っている限りは等色と言える。このため、ホワイトバランスをとらなくても視覚的に大きな違和感はないと言える。
【００５３】
ここで、現在点Ａ０，Ａ１，Ａ９，Ａ２３を例にとり、引込み判定部１７４で行われる引込み処理について説明する。色信号処理回路１が行う引込み処理は、上述の通り、ある色座標系に所定の目標値を定め、この色座標系で特定される光源の位置が、目標値に一致するようにゲイン値を設定する処理である。
本例で行う引込み処理では、Ｒ／Ｇ軸とＢ／Ｇ軸を座標軸とする色座標系において、黒体放射カーブ４１と、黒体放射カーブ４１及び右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３の等色温度線の交点で定まる黒体放射カーブ４１上に、目標値（目標点ともいう。）を設定している。そして、この色座標系における光源の位置が、右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３の範囲内にある場合に、光源の位置を目標値に引込んでいる。そして、引込み判定部１７４は、引込む際の変位からゲイン値を求めている。
【００５４】
現在点Ａ１は、３点Ｌ１，Ｋ１，Ｒ１上に位置する。このため、引込み判定部１７４は、引込み処理により、現在点Ａ１を収束目標点である近似点Ｋ１に引込む。
現在点Ａ２３は、３点Ｌ２３，Ｋ２３，Ｒ２３上に位置する。このため、引込み判定部１７４は、引込み処理により、現在点Ａ２３を収束目標点である近似点Ｋ２３に引込む。
現在点Ａ９は、隣接する３点Ｌ９，Ｋ９，Ｒ９と、３点Ｌ１０，Ｋ１０，Ｒ１０のいずれの等色温度線上にも位置しないが、右側等色色温度カーブ４２と左側等色色温度カーブ４３の範囲内に位置する。このような場合、現在点Ａ９に対して最も距離が近い等色温度線（本例では、Ｌ９，Ｋ９で定まる線）が決定される。そして、引込み判定部１７４は、この選択された等色温度線で収束目標点を定める。このため、引込み判定部１７４は、引込み処理により、現在点Ａ９を収束目標点（本例では、近似点Ｋ９）に引込む。
【００５５】
一方、現在点Ａ０は、右側等色色温度カーブ４２と左側等色色温度カーブ４３の範囲内ではない。このため、引込み判定部１７４は、現在点Ａ０に対し、引込み処理を行わない。
本実施の形態では、黒体放射カーブ４１と、右側等色色温度カーブ４２と、左側等色色温度カーブ４３に規定される同じ添え字の３つの近似点は、等色温度線とみなせる。そして、黒体放射カーブ４１と等色温度線との交点が収束目標点として決定され、引込み（内挿）が行われる。
なお、等色温度線は、３つの近似点で構成され、必ずしも直線とはならない。例えば、３点Ｌ２３，Ｋ２３，Ｒ２３を結ぶ等色温度線は、Ｋ２３を折れ点とする折れ線となる。
【００５６】
以上説明した本実施の形態によれば、ｕｖ色度図において、ｕｖ軸で定義された黒体放射カーブ３１を、Ｒ／Ｇ軸とＢ／Ｇ軸で表される色座標系にマトリクス変換して得られる黒体放射カーブ４１と、等色色温度カーブ４２、４３を用いることによってホワイトバランス処理を行う。従来、数個の近似点でしか直線近似されていない黒体放射カーブと、その等偏差線でしか光源判定領域を表現することができなかった。しかし、本実施の形態によれば、ＣＩＥ１９６０ｕｖ色度軸で定義された等色温度線に基づき、より正確な色温度算出に基づいた光源判定を行い、ホワイトバランスの収束目標点を求めることができる。このため、ホワイトバランス処理を行う際の収束目標点の精度が高まるという効果がある。
【００５７】
また、本実施の形態では、ｕｖ色度図で定義された等色色温度の領域に基づき、折れ点として選ばれた黒体放射カーブ４１上の各点において、等色とみなせる点を対応させている。このため、等色色温度を維持しながら、光源の位置を収束目標点に収束できる。この結果、より精度よく、色温度ごとに正しく等色を表現できるという効果がある。
【００５８】
例えば、夕方の撮影では、人間の視覚は、青色の変化については色温度の変化量を許容しやすいが、赤色の変化はわずかな変化であっても許容できない特性がある。しかし、本実施の形態では、このような視覚の特性を反映した処理とするため、光源の位置を収束目標点に収束させるだけでなく、入力された光源からの光を検波した環境、すなわち被写体に照射された光源の光から求まる色温度（光源の位置）を推定する精度も同時に高められる。このため、ホワイトバランス処理の精度が高まるという効果がある。
【００５９】
なお、上述した実施の形態では、２３点の近似点数で黒体放射カーブ４１を近似したが、近似点数は、２３点より増減してもよい。例えば、近似点数を１０点としてもよいし、５０点としてもよい。近似点数が増加するにつれて、ホワイトバランスの精度を高めることはできるが、処理する撮像装置の性能との兼ね合いで近似点数は決定すればよい。
【００６０】
また、上述した実施の形態では、図４に示す色座標系を、横軸にＲ／Ｇ、縦軸にＢ／Ｇとしてあり、黒体放射カーブ４１と等色色温度カーブ４２，４３を表現している。しかし、その他の軸を用いた座標系で黒体放射カーブと等色色温度カーブを表現してもよい。
例えば、第１の演算部１７１と第２の演算部１７２は、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色信号を元にＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇと演算したが、Ｇ／Ｒ，Ｂ／Ｒとしてもよいし、Ｒ／Ｂ，Ｇ／Ｂとしてもよい。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外の信号に基づいて演算を行い、引込み判定を行ってもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態では、引込まれる目標値を、図４の色座標系で規定される黒体放射カーブ４１と、等色温度線の交点としたが、その他の点を目標値に設定してもよい。
また、ホワイトバランス処理を行う方式には、上述した実施の形態で採用したホワイトバランスアンプから出力されるＲ，Ｂ，Ｇ原色信号に基づいてゲイン値を設定する方式の他に、ホワイトバランスアンプに入力される前のＲ，Ｂ，Ｇ原色信号に基づいてゲイン値を設定する方式としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るシステムコントローラの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るｘｙ色度図とｕｖ色度図の例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る黒体放射カーブと等色色温度カーブの例を示す説明図である。
【図５】従来のオートホワイトバランス処理に用いられる引込み枠の例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…色信号処理回路、１０…撮像装置、１１…レンズ、１２…撮像素子、１３…プリアンプ、１４…Ａ／Ｄコンバータ、１５…デジタル信号処理回路、１６…オプティカルディテクタ、１７…システムコントローラ、１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂ…ホワイトバランスアンプ、１５２…ガンマ補正回路、１５３…色差マトリクス、１５４…エンコーダ、１５５…Ｄ／Ａコンバータ、１７１…第１の演算部、１７２…第２の演算部、１７３…位置特定部、１７４…引込み判定部
【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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