JP4232287B2 - Imaging apparatus and white balance adjustment method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を撮像する撮像装置、及び撮像装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルビデオカメラやビデオスチルカメラ等の撮像装置は、光源の色温度の変化に対応してホワイトバランス調整を行っている。
【０００３】
撮像装置は、ホワイトバランス制御信号により撮像して得た撮像信号のＲ，Ｇ，Ｂのゲインを調整し、現在の光源に対応した最適なホワイトバランスにしている。そして、オートホワイトバランス（ＡＷＢ）は、変化する光源に応じて自動的にホワイトバランスの調整を行うものである。
【０００４】
撮像装置におけるオートホワイトバランスは、現在の光源を類推することで、その光源に適したホワイトバランス制御信号を出力して、変化したその光源に追従してホワイトバランスを調整している。撮像装置は、光源が変化したときのオートホワイトバランスにおけるホワイトバランスの追従動作を、図５に示すような手順により行っている。
【０００５】
オートホワイトバランスの制御を開始した撮像装置は、ステップＳ１０１において先ず入射光の判断を行う。具体的には、撮像装置は、ＣＣＤ等の撮像素子により構成される撮像部に入射した光に基づいて、現在の光源を判断する。そして、撮像装置は、ステップＳ１０２の処理に移行する。
【０００６】
ステップＳ１０２では、撮像装置は、ステップＳ１０１により行った光源の判断に基づいて、現在の光源下での最適なホワイトバランス制御信号の目標値を計算し、設定する。
【０００７】
続くステップＳ１０３では、撮像装置は、ステップＳ１０２で設定した目標値に現在のホワイトバランス制御信号が向かうようなスムージング量を算出する。そして、撮像装置は、ステップＳ１０４の処理に移行する。ここで、スムージング量は、ホワイトバランス制御信号が目標値に急に変化しないようにして、徐々にホワイトバランス制御信号を目標値に近づけるようにするためのものである。
【０００８】
ステップＳ１０４では、撮像装置は、ステップＳ１０３のスムージング量ぶんだけホワイトバランスを調整するようなホワイトバランス制御信号を決定する。そして、撮像装置は、オートホワイトバランスの制御を終了する。
【０００９】
撮像装置は、以上のような手順により現在の光源に応じてホワイトバランス制御信号を決定している。撮像装置は、このように決定されたホワイトバランス制御信号によりホワイトバランスを調整することで、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従させることができる。
【００１０】
そして、撮像装置は、現在の光源下により得たスムージング量に基づいてホワイトバランス制御信号を決定することにより、ホワイトバランスを徐々に変化させることができ、これにより、光源が変わった瞬間から、ホワイトバランスを追従している間の色の移り変わりを極力みせないようにすることができる。また、このように徐々にホワイトバランスを変化させていくことにより、入射光のばらつきが大きい場合にはそのばらつきを吸収して、短時間にぱらぱらとホワイトバランスがかわらなうようにすることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなオートホワイトバランス機能を有する撮像装置において、静止画像を撮像した場合、光源が変化した直後の撮像ではホワイトバランスが徐々に変化していることから、追従動作の途中のホワイトバランスにより静止画像を撮像してしまうことになる。これにより、見た目と、撮像した静止画像との色が異なってしまうという問題が生じてしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、最適なホワイトバランスとして静止画像を得ることができる撮像装置及びホワイトバランス調整方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、上述の課題を解決するために、画像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波手段と、上記検波手段の検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力手段と、上記目標値に基づいて、上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、上記ホワイトバランス制御信号に基づいて、上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを備え、上記ホワイトバランス制御手段は、動画像を撮像しているときには上記目標値出力手段により算出された上記目標値に対して上記ホワイトバランスが追従動作するように上記ホワイトバランス制御信号を生成し、上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号と、上記静止画がキャプチャされたときの第２のホワイトバランス制御信号とを比較し、上記比較結果に応じて上記第１又は第２のホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する。
【００１４】
このような構成を有する撮像装置は、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を目標値設定手段により出力し、ホワイトバランス制御手段により、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、このように出力されたホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランス調整手段によりホワイトバランスを調整する。
【００１５】
これにより、撮像装置は、静止画像を撮像する際には、ホワイトバランスを目標値に基づいて調整する。
【００１６】
また、本発明に係るホワイトバランス調整方法は、上述の課題を解決するために、画像を撮像手段により撮像して得られた撮像信号を検波する検波工程と、上記検波工程での検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力工程と、上記目標値に基づいて、上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御工程と、上記ホワイトバランス制御信号に基づいて、上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程とを有し、上記ホワイトバランス制御工程では、動画像を撮像しているときには上記目標値出力工程により算出された上記目標値に対して上記ホワイトバランスが追従動作するように上記ホワイトバランス制御信号を生成し、上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号と、上記静止画がキャプチャされたときの第２のホワイトバランス制御信号とを比較し、上記比較結果に応じて上記第１又は第２のホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する。
【００１７】
これにより、ホワイトバランス調整方法は、静止画像を撮像する際には、ホワイトバランスを目標値に基づいて調整する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、本発明を、カメラ一体型記録装置であるビデオカメラに適用したものである。
【００１９】
このビデオカメラは、図１に示すように、撮像部１０、撮像信号処理部１、Ａ／Ｄ変換部２、アンプ３、信号処理部４、圧縮及び変換部５、検波部６及びＣＰＵ７を備えている。ここで、撮像部１０は、レンズ部１１及び撮像素子１２を備えている。
【００２０】
このビデオカメラは、動画像を撮像できることに加え、静止画像も撮像することができるように構成されている。例えば、静止画像の撮像について、ビデオカメラは、撮像した画像をスルーさせておいて、静止画像を撮像することができるように構成されている。そして、ビデオカメラは、撮像して得た動画像や静止画像を記録媒体に記録したり、図示しないモニタに出力することができる。例えば、動画像が記録される記録媒体として、ＤＶ（Digital Video）テープ等の着脱可能なテープ状記録媒体が挙げられる。
【００２１】
このビデオカメラにおいて、ＣＰＵ７は、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を出力する目標値出力機能、ホワイトバランスの制御のためのホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御機能を有し、アンプ３は、ホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整機能を有している。そして、ＣＰＵ７は、ホワイトバランス制御機能により、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力する。このビデオカメラは、具体的には次のように動作する。
【００２２】
撮像部１０は、レンズ部１１及び撮像素子部１２を備えている。撮像部１０は、レンズ部１１を介して被写体を撮像して、撮像素子１２から撮像信号を出力する。例えば、撮像素子１２はＣＣＤ（charge-coupled device）である。撮像部１０から出力された撮像信号は、撮像信号処理部１に入力される。
【００２３】
撮像信号処理部１は、撮像部１０から出力されてくる撮像信号について各種信号処理を行う。例えば、撮像信号処理部１は、サンプルホールド回路やＡＧＣ（Automatic Gain Control ）回路を備えており、撮像信号のサンプリング及びゲイン調整を行う。撮像信号処理部１において信号処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部２に入力され、ここで、デジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部２によりデジタル変換された撮像信号は、アンプ３及び検波部６に入力される。
【００２４】
検波部６は、撮像信号中のホワイトバランス制御用の成分検出を行う。具体的には、検波部６は、撮像信号内のＲ，Ｇ，Ｂ信号を検波する。
【００２５】
ＣＰＵ７は、ビデオカメラを構成する各構成部の制御を行う制御手段であって、その一機能により、撮像状態（撮像モード）の判定や、上述した検波部６の検波結果に基づいて、現在の入射光、すなわち現在の光源の判断を行う。また、ＣＰＵ７は、スムージング量の算出も行う機能を有している。スムージング量とは、オートホワイトバランス機能において、ホワイトバランス制御信号が現在の目標値に急に変わらないようにして、徐々にホワイトバランス制御信号を目標値に近づけるようにするためのものである。
【００２６】
このＣＰＵ７は、上述したように目標値出力機能及びホワイトバランス制御機能を有しいるが、例えば、そのように機能する部分として、図２に示すように、目標値出力部７ａ及びホワイトバランス制御部７ｂを備えている。
【００２７】
このようにＣＰＵ７が目標値出力機能及びホワイトバランス制御機能を有するものとして目標値出力部７ａ及びホワイトバランス制御部７ｂを備えている場合、オートホワイトバランス制御時には、目標値出力部７ａが検波部６の検波結果に基づいて現在の光源に最適なホワイトバランスとなるようなホワイトバランス制御信号の目標値を算出し、ホワイトバランス制御部７ｂがその目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力する。そして、ＣＰＵ７は、ホワイトバランス制御信号をスムージング量に基づいて決定している。また、オートホワイトバランスにおいてホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像撮像の際にはホワイトバランス制御部７ｂが条件に応じて目標値をホワイトバランス制御信号としてダイレクトに出力する。
【００２８】
ここで、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像撮像の際における条件は、ホワイトバランスの追従動作のために出力したホワイトバランス制御信号と目標値の差分値と、所定の閾値との間の関係に基づいて得ている。具体的には、差分値が閾値より大きいときに、ホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、差分値が閾値以下のときには静止画像の撮像時以外に出力されたホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号を出力する。このような条件にも基づく処理については、後で詳しく説明する。
【００２９】
アンプ３は、このＣＰＵ７からのホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整する。ホワイトバランスの調整は、具体的には、ホワイトバランス制御信号に応じてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのゲインを調整するものであって、ゲインぶんだけＡ／Ｄ変換部２から出力されてくる撮像信号のＲ，Ｇ，Ｂを振幅を増幅させる。
【００３０】
例えば、オートホワイトバランスの制御中においては、光源に応じて変化する目標値に向かうようにＣＰＵ７から連続してホワイトバランス制御信号が出力されるので、アンプ３は、そのようなホワイトバランス制御信号に応じてホワイトバランスを連続的に調整する。
【００３１】
アンプ３によりＲ，Ｇ，Ｂのゲインが調整された撮像信号は、信号処理部４に入力される。信号処理部４は、撮像信号に対してガンマ処理、及び色差マトリックス処理等の信号処理を行う。また、信号処理部４は、撮像信号を輝度信号及び色差信号に変換する。信号処理部４において信号処理された信号は、圧縮及び変換部５に入力される。
【００３２】
圧縮及び変換部５は、輝度信号及び色差信号を圧縮処理や出力に適した信号に変換する。圧縮及び変換部５により圧縮及び変換された信号は、例えば、図示しない記録媒体に画像ファイルとして書き込まれたり、ビデオ信号として出力される。例えば、動画像は、記録媒体に記録されたり、図示しないモニタに出力され、静止画像も同様に記録媒体に画像ファイルとして記録されたり、モニタに出力される。
【００３３】
以上のように、ビデオカメラは、撮像信号のホワイトバランスを調整しながら動画像及び静止画像を撮像している。そして、ビデオカメラは、撮像モードに応じてホワイトバランスの制御を異ならせ、各撮像モードにおいて最適な画像を得ることができる。
【００３４】
以下に、ビデオカメラの行う撮像モードに応じたホワイトバランスの制御について説明する。ここでは、画像をスルーさせているときに、静止画キャプチャーにより静止画像を撮像するときの処理について説明する。
【００３５】
オートホワイトバランスの制御を開始したビデオカメラは、図３に示すように、先ずステップＳ１において、入射光の判断を行う。具体的には、ビデオカメラは、撮像部１０に入射した光により、現在の被写体の光源を判断する。そして、ビデオカメラは、ステップＳ２に移行する。
【００３６】
ステップＳ２では、ビデオカメラは、現在のモードが静止画キャプチャー中か否かを判別する。
【００３７】
静止画キャプチャーがなされていれば、ビデオカメラは、ステップＳ６の処理に移行し、静止画キャプチャーがなされていなければステップＳ３の処理に移行する。例えば、静止画キャプチャー中でないときとは、画像をスルーさせて、動画像を撮像しているときであり、動画像の記録を図示しないテープに記録したり、図示しないモニタに動画像出力しているときである。
【００３８】
ステップＳ３では、ビデオカメラは、ステップＳ１により行った光源の判断に基づいて、その光源下で最適なホワイトバランス（ＷＢ）制御信号の目標値を計算し、設定する。そして、ビデオカメラは、ステップＳ４の処理に移行する。
【００３９】
ステップＳ４では、ビデオカメラは、ステップＳ３で計算された目標値に現在のホワイトバランス制御信号を徐々に近づけるためのスムージング量を計算する。そして、ビデオカメラは、ステップＳ５の処理に移行する。
【００４０】
ステップＳ５では、ビデオカメラは、ステップＳ４のスムージング量ぶん変化したホワイトバランス制御信号を決定して、オートホワイトバランスの制御を終了する。
【００４１】
ビデオカメラは、上述したステップＳ５により決定されたホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整することにより、光源の変化に応じてホワイトバランスを追従させ、かつ光源の変化に応じて急激に変化することのないホワイトバランスにより画像を得ることができる。
【００４２】
一方、ステップＳ２における判別処理において静止画キャプチー中とされた場合に実行するステップＳ６では、ビデオカメラは、ホワイトバランス制御信号を静止画キャプチャー中でないときに計算して求めていた目標値に決定し、オートホワイトバランスの制御の終了する。
【００４３】
ビデオカメラは、ステップＳ６により決定された目標値とされるホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整することにより、目標値に対応したホワイトバランスにより静止画像を得ることができる。
【００４４】
ビデオカメラは、以上のような手順により、現在の光源に適したホワイトバランス制御信号を出力し、オートホワイトバランスの制御を行っている。
【００４５】
このオートホワイトバランスの制御により、ビデオカメラは、静止画キャプチャー中ではなく画像をスルーさせているときには、変化する光源に追従させてホワイトバランスを調整し、静止画キャプチャーがなされた瞬間には、スムージング量によるホワイトバランス制御信号ではなく現在の光源から考えられる目標値をホワイトバランス制御信号として出力している。これにより、ビデオカメラにより撮像された静止画像が見た目の色と異なってしまうといったこともなく、ユーザは違和感のない操作感でかつ高画像な静止画像を撮像することができる。
【００４６】
なお、光源の推測により算出される目標値にばらつきがある場合がある。このような場合、目標値のばらつきのために同じ被写体を静止画像として撮像した場合であっても微妙にホワイトバランスが違うという現象が起こってしまう。そこで、ビデオカメラは、光源の推測により算出される目標値にばらつきがあるときのオートホワイトバランス制御を図４に示す手順により行うことにより、同じ被写体について同じホワイトバランスで撮像し、そのような現象を回避している。
【００４７】
なお、この図４に示すように、ステップＳ１１〜ステップＳ１５までの処理については、図３に示したステップＳ１〜ステップＳ５までの処理と同様に行っている。すなわち、オートホワイトバランスの制御を開始したビデオカメラは、先ずステップＳ１１において撮像部１０に入射した光により、現在の被写体の光源の判断を行い、続くステップＳ１２において現在のモードが静止画キャプチャー中か否かを判別する。ビデオカメラは、静止画キャプチャー中であれば、ステップＳ１６の処理に移行し、静止画キャプチャー中でないならばステップＳ１３の処理に移行する。ビデオカメラは、ステップＳ１３においてステップＳ１１により行った光源の判断に基づいて、その光源下で最適な目標値を計算して設定し、続いてステップＳ１４においてステップＳ１３で計算された目標値に現在のホワイトバランス制御信号がが徐々に近づけるためのスムージング量を計算する。そして、ビデオカメラは、続くステップＳ５において、ステップＳ１４のスムージング量ぶんホワイトバランスを調整されるようなホワイトバランス制御信号ＷＢout1を決定して、オートホワイトバランスの制御を終了する。
【００４８】
一方、ステップＳ１２における判別処理において静止画キャプチャー中とされた場合に実行するステップＳ１６では、ビデオカメラは、静止画キャプチャー状態以外で決定したホワイトバランス制御信号（ステップＳ１５において以前に求めているホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号ＷＢout1）と現在の光源の推測で得られた目標値を比較し、その差がある閾値c_Thrよりも大きいか否かを判別する。ここで、ビデオカメラは、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thrより大きかったら、すなわち、ホワイトバランス制御信号と目標値とが閾値c_Thrよりも離れていたらステップＳ１７の処理に移行し、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thr以下であったら、すなわち、ホワイトバランス制御信号と目標値とが閾値c_Thrより離れていなかったらステップＳ１８の処理に移行する。なお、ホワイトバランス制御信号と目標値との比較は、ＣＰＵ７の比較機能により行っている。
【００４９】
ステップＳ１７では、ビデオカメラは、ステップＳ１６における判別処理においてホワイトバランス制御信号と目標値とが離れていることから、ホワイトバランスの追従動作が未だ継続していると判断し、静止画キャプチャー中におけるホワイトバランス制御信号として目標値をダイレクトに出力し、オートホワイトバランスの制御を終了する。
【００５０】
また、ステップＳ１８では、ビデオカメラは、ステップＳ１６における判別処理においてホワイトバランス制御信号と目標値とが近いことから、ホワイトバランスの追従動作が終了しており、ホワイトバランス制御信号と目標値との差は目標値のばらつきによるものと判断して、静止画キャプチャー以外のときに出力していたホワイトバランス制御信号ＷＢout1をそのまま出力する。ビデオカメラは、静止画キャプチャー以外のときに出力していたホワイトバランス制御信号ＷＢout1として、具体的には、直前に終了したホワイトバランスの追従動作のその終了の際のホワイトバランスに対応されるホワイトバランス制御信号を出力する。そして、ビデオカメラは、オートホワイトバランスの制御を終了する。
【００５１】
ビデオカメラは、以上のような手順により、現在の光源に適したホワイトバランス制御信号を出力し、さらに静止画像を撮像する際には光源の推測により算出される目標値にばらつきがあることを考慮にいれたホワイトバランス制御信号を出力して、オートホワイトバランス制御をしている。
【００５２】
このオートホワイトバランスの制御では、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thr以下になっている場合には光源がほとんど変化しておらず、既にホワイトバランスが追従しきれていると判断して、その場合における静止画キャプチャーのホワイトバランス制御信号として、ステップＳ１８において静止画キャプチャー以外にしたホワイトバランス制御信号を出力をしている。これにより、ビデオカメラは、目標値のばらつきに影響されないホワイトバランスにより静止画像の撮像を行うことができる。
【００５３】
また、このオートホワイトバランスの制御では、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thrより大きくなったことにより光源が変化したと判断し、その場合における静止画キャプチャー中のホワイトバランス制御信号として、ステップＳ１７において目標値をダイレクトに出力している。これにより、オートホワイトバランス追従をまたずしてホワイトバランスの合った静止画がキャプチャーでき、見た目と撮像した画像との色が異なってしまうといったことがなくなる。
【００５４】
なお、上述した閾値c_Thrの決定は例えば次のように決定する。
【００５５】
例えば、さまざまな光源の下において被写体を撮像をして決定する。具体的には、ステップＳ１６の判別対象であるホワイトバランス制御信号ＷＢout1と目標値との差がどの程度変化したらホワイトバランスに違いが見えてくるかといった基準により、或いはホワイトバランスが変化しても見えない閾値はどの値までかといった基準により決定する。そして、決定した閾値は、ＲＯＭやメモリに記憶しておく。
【００５６】
以上、図３及び図４に示した手順によりオートホワイトバランスを制御することにより、ビデオカメラは、スルー画を出力しているときには従来通りのホワイトバランスの追従動作を行い、そして、静止画像を撮像する瞬間のみ現在の光源の推測により求めたホワイトバランス制御信号の目標値を直接出力することにより、各撮像モードにおける画像のホワイトバランスを最適なものとすることができる。このように、ビデオカメラは、静止画の撮像時において、ホワイトバランス引き込み途中でも光学判断の結果の目標値をホワイトバランス制御信号としてダイレクトに出力することにより、ホワイトバランスの引き込み遷移時間を短縮し、ホワイトバランスの追従動作の途中のホワイトバランス制御信号で静止画像のホワイトバランスが調整されてしまうといった問題を回避することができ、そして、ユーザは違和感のない操作感でかつより画質が良い静止画像を撮像することができる。
【００５７】
また、光源の推測により算出される目標値にばらつきがあることを考慮にいれ、図４に示したオートホワイトバランスの制御のように、ホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号と目標値との差に応じてホワイトバランス制御信号を切り換えることで、目標値のばらつきに影響されることなく、ホワイトバランスの追従動作が終了している際には安定したホワイトバランスによる静止画像の撮像ができる。加えて、ホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号をスムージング量により円滑に変化させてホワイトバランスの追従動作による色の変化を見せないようにし、静止画像を撮像した瞬間にホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力することにより、ユーザにはホワイトバランス変化をみせず、違和感のない操作感でかつ高画像な静止画像を撮像できるようになる。
【００５８】
なお、上述の実施の形態では、ビデオカメラに本発明を適用して説明した。しかし、本発明は、ビデオカメラに適用されることに限定されるものではなく、他の撮像装置、例えば主に静止画像を撮像するように構成されているデジタルスチルカメラにも適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明に係る撮像装置は、画像を撮像する撮像手段と、ホワイトバランスの制御のためのホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、ホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を出力する目標値出力手段とを備えて、ここで、ホワイトバランス制御手段は、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力しており、これにより、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を目標値設定手段により出力し、ホワイトバランス制御手段により、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、このように出力されたホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランス調整手段によりホワイトバランスを調整することができる。
【００６０】
これにより、撮像装置は、静止画像を撮像する際には、ホワイトバランスを直接目標値に基づいて調整することができ、最適なホワイトバランスとして静止画像を得ることができる。
【００６１】
また、本発明に係るホワイトバランス調整方法は、ホワイトバランスの追従動作時には、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、ホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整することにより、静止画像を撮像する際には、ホワイトバランスを直接目標値に基づいて調整することができ、最適なホワイトバランスとして静止画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるビデオカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】ビデオカメラのＣＰＵの機能部を示すブロック図である。
【図３】ビデオカメラのオートホワイトバランスの制御手順を示すフローチャートである。
【図４】ホワイトバランス制御信号の目標値にばらつきがある場合のビデオカメラのオートホワイトバランスの制御手順を示すフローチャートである。
【図５】従来の撮像装置のオートホワイトバランスの制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３ アンプ、６ 検波部、７ ＣＰＵ、７ａ ホワイトバランス制御部、７ｂ目標値出力部、１０ 撮像部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging device that captures an image and a white balance adjustment method that adjusts the white balance of the imaging device.
[0002]
[Prior art]
Imaging devices such as digital video cameras and video still cameras perform white balance adjustment in response to changes in the color temperature of the light source.
[0003]
The imaging apparatus adjusts the gains of R, G, and B of the imaging signal obtained by imaging with the white balance control signal to obtain an optimum white balance corresponding to the current light source. The auto white balance (AWB) automatically adjusts the white balance according to the changing light source.
[0004]
The auto white balance in the image pickup apparatus analogizes the current light source, outputs a white balance control signal suitable for the light source, and adjusts the white balance following the changed light source. The imaging apparatus performs the white balance follow-up operation in the auto white balance when the light source changes according to the procedure shown in FIG.
[0005]
In step S101, the imaging apparatus that has started the auto white balance control first determines incident light. Specifically, the imaging apparatus determines the current light source based on light incident on an imaging unit configured by an imaging element such as a CCD. And an imaging device transfers to the process of step S102.
[0006]
In step S102, the imaging apparatus calculates and sets a target value of the optimal white balance control signal under the current light source based on the determination of the light source performed in step S101.
[0007]
In subsequent step S103, the imaging apparatus calculates a smoothing amount such that the current white balance control signal is directed to the target value set in step S102. And an imaging device transfers to the process of step S104. Here, the smoothing amount is to prevent the white balance control signal from suddenly changing to the target value and gradually bring the white balance control signal closer to the target value.
[0008]
In step S104, the imaging apparatus determines a white balance control signal that adjusts the white balance by the amount of smoothing in step S103. Then, the imaging apparatus ends the auto white balance control.
[0009]
The imaging apparatus determines the white balance control signal according to the current light source by the procedure as described above. The imaging apparatus can follow the white balance according to the changing light source by adjusting the white balance with the white balance control signal determined in this way.
[0010]
Then, the imaging apparatus can gradually change the white balance by determining the white balance control signal based on the smoothing amount obtained under the current light source. It is possible to minimize the color change while following the balance. In addition, by gradually changing the white balance in this way, when the variation in incident light is large, the variation can be absorbed and the white balance can be applied in a short time. .
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such an imaging device having an auto white balance function, when a still image is captured, the white balance gradually changes in the imaging immediately after the light source changes. A still image is captured. This causes a problem that the colors of the appearance and the captured still image are different.
[0012]
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an imaging apparatus and a white balance adjustment method capable of obtaining a still image as an optimal white balance.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an imaging apparatus according to the present invention providesBased on the image pickup means for picking up an image, the detection means for detecting the image pickup signal picked up by the image pickup means, and the detection result of the detection means,For white balance controlBased on the target value output means for calculating the target value of the white balance control signal, the target valueWhite balance control means for outputting a white balance control signal;the aboveBased on white balance control signal, Of the above imaging signalWhite balance adjustment means to adjust white balanceAndPreparation,the aboveThe white balance control meansWhen capturing a moving image, the target value calculated by the target value output means isWhite balanceButFollow-up actionAs aboveWhite balance control signalWhen generating and capturing the above moving imageStill imageIs capturedInThe first follow-up operation before the still image is capturedWhite balance control signalAnd the second white balance control signal when the still image is captured, and depending on the comparison result, either the first or second white balance control signal is compared.Output.
[0014]
The imaging apparatus having such a configuration outputs a target value of a white balance control signal for performing a white balance tracking operation according to a changing light source by a target value setting unit, and the white balance control unit outputs a white balance tracking target. During operation, a white balance control signal that goes to the target value is output, and when a still image is captured during the white balance tracking operation, the white balance control signal is switched to the target value and output according to the conditions. The white balance is adjusted by the white balance adjusting means on the basis of the white balance control signal output to.
[0015]
As a result, the imaging device adjusts the white balance based on the target value when capturing a still image.
[0016]
Moreover, in order to solve the above-described problem, the white balance adjustment method according to the present invention is as follows.A detection process for detecting an imaging signal obtained by imaging an image by an imaging means, and a target value output for calculating a target value of a white balance control signal for white balance control based on a detection result in the detection process A white balance control step for outputting the white balance control signal based on the target value, and a white balance adjustment step for adjusting the white balance of the imaging signal based on the white balance control signal. In the white balance control step, when capturing a moving image, the white balance control signal is generated so that the white balance follows the target value calculated in the target value output step. If a still image is captured while capturing a moving image, the still image is captured. The first white balance control signal at the time of the follow-up operation before being captured is compared with the second white balance control signal when the still image is captured, and the first or One of the second white balance control signals is output.
[0017]
Thus, the white balance adjustment method adjusts the white balance based on the target value when capturing a still image.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a video camera which is a camera-integrated recording apparatus.
[0019]
As shown in FIG. 1, the video camera includes an
[0020]
This video camera is configured to capture a still image in addition to capturing a moving image. For example, with regard to capturing a still image, the video camera is configured to capture a still image by letting the captured image pass through. The video camera can record a moving image or a still image obtained by imaging on a recording medium or output it to a monitor (not shown). For example, as a recording medium on which a moving image is recorded, a removable tape-shaped recording medium such as a DV (Digital Video) tape can be cited.
[0021]
In this video camera, the
[0022]
The
[0023]
The imaging signal processing unit 1 performs various signal processing on the imaging signal output from the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
As described above, when the
[0028]
Here, the condition at the time of still image capturing during the white balance follow-up operation is a relationship between the difference value between the white balance control signal output for the white balance follow-up operation and the target value, and a predetermined threshold value. Based on. Specifically, when the difference value is larger than the threshold value, the white balance control signal is switched to the target value and output, and when the difference value is equal to or less than the threshold value, the white balance follow-up operation output other than when the still image is captured is performed. Output a white balance control signal. Processing based on such conditions will be described in detail later.
[0029]
The amplifier 3 adjusts the white balance based on the white balance control signal from the
[0030]
For example, during auto white balance control, the white balance control signal is continuously output from the
[0031]
The imaging signal in which the gains of R, G, and B are adjusted by the amplifier 3 is input to the signal processing unit 4. The signal processing unit 4 performs signal processing such as gamma processing and color difference matrix processing on the imaging signal. The signal processing unit 4 converts the imaging signal into a luminance signal and a color difference signal. The signal processed by the signal processing unit 4 is input to the compression and conversion unit 5.
[0032]
The compression and conversion unit 5 converts the luminance signal and the color difference signal into a signal suitable for compression processing and output. The signal compressed and converted by the compression and conversion unit 5 is written as an image file on a recording medium (not shown) or output as a video signal, for example. For example, a moving image is recorded on a recording medium or output to a monitor (not shown), and a still image is similarly recorded as an image file on the recording medium or output to a monitor.
[0033]
As described above, the video camera captures moving images and still images while adjusting the white balance of the imaging signal. The video camera can obtain the optimum image in each imaging mode by varying the white balance control according to the imaging mode.
[0034]
The white balance control according to the imaging mode performed by the video camera will be described below. Here, a process when a still image is captured by still image capture when an image is being passed will be described.
[0035]
As shown in FIG. 3, the video camera that has started the auto white balance control first determines incident light in step S1. Specifically, the video camera determines the current light source of the subject based on the light incident on the
[0036]
In step S2, the video camera determines whether or not the current mode is during still image capture.
[0037]
If the still image capture has been performed, the video camera proceeds to the process of step S6, and if the still image capture has not been performed, the video camera proceeds to the process of step S3. For example, when a still image is not being captured is when a moving image is captured through the image, and the moving image is recorded on a tape (not shown) or output to a monitor (not shown). When you are.
[0038]
In step S3, the video camera calculates and sets a target value of the optimal white balance (WB) control signal under the light source based on the determination of the light source performed in step S1. Then, the video camera proceeds to the process of step S4.
[0039]
In step S4, the video camera calculates a smoothing amount for gradually bringing the current white balance control signal closer to the target value calculated in step S3. Then, the video camera proceeds to the process of step S5.
[0040]
In step S5, the video camera determines the white balance control signal that has changed by the amount of smoothing in step S4, and ends the auto white balance control.
[0041]
The video camera adjusts the white balance based on the white balance control signal determined in step S5 described above, so that the white balance follows the light source and changes rapidly according to the light source. An image can be obtained by white balance without any problems.
[0042]
On the other hand, in step S6, which is executed when it is determined that the still image capture is being performed in the determination process in step S2, the video camera determines the white balance control signal to be the target value calculated and obtained when the still image capture is not being performed. The auto white balance control ends.
[0043]
The video camera can obtain a still image with white balance corresponding to the target value by adjusting the white balance based on the white balance control signal set as the target value determined in step S6.
[0044]
The video camera outputs a white balance control signal suitable for the current light source and performs auto white balance control according to the procedure described above.
[0045]
With this auto white balance control, the video camera adjusts the white balance by following the changing light source when the image is being passed through, not during still image capture, and smoothing is performed at the moment when the still image capture is performed. A target value that is conceivable from the current light source is output as the white balance control signal instead of the white balance control signal based on the amount. Thus, the user can capture a high-quality still image with a sense of operation without a sense of incongruity without causing the still image captured by the video camera to differ from the color of the appearance.
[0046]
Note that there may be variations in target values calculated by light source estimation. In such a case, a phenomenon that the white balance is slightly different occurs even when the same subject is captured as a still image due to variations in target values. Therefore, the video camera performs auto white balance control when the target value calculated by light source estimation varies according to the procedure shown in FIG. 4, thereby imaging the same subject with the same white balance. Is avoiding.
[0047]
As shown in FIG. 4, the processing from step S11 to step S15 is performed in the same manner as the processing from step S1 to step S5 shown in FIG. That is, the video camera that has started the auto white balance control first determines the light source of the current subject based on the light incident on the
[0048]
On the other hand, in step S16, which is executed when still image capture is being performed in the determination processing in step S12, the video camera determines the white balance control signal determined in a state other than the still image capture state (the white balance previously obtained in step S15). White balance control signal WB for following operationout1) And the target value obtained by estimating the current light source, and it is determined whether or not the difference is larger than a certain threshold value c_Thr. Here, if the difference between the white balance control signal and the target value is larger than the threshold value c_Thr, that is, if the white balance control signal and the target value are separated from the threshold value c_Thr, the video camera proceeds to the process of step S17. If the difference between the white balance control signal and the target value is equal to or smaller than the threshold c_Thr, that is, if the white balance control signal and the target value are not separated from the threshold c_Thr, the process proceeds to step S18. Note that the comparison between the white balance control signal and the target value is performed by the comparison function of the
[0049]
In step S17, since the white balance control signal and the target value are separated in the determination processing in step S16, the video camera determines that the white balance follow-up operation is still continued, and the white camera during still image capture is determined. The target value is directly output as a balance control signal, and the auto white balance control is terminated.
[0050]
In step S18, since the white balance control signal and the target value are close to each other in the determination processing in step S16, the video camera has finished the white balance follow-up operation, and the difference between the white balance control signal and the target value is reached. Is determined to be due to variations in the target value, and the white balance control signal WB output at times other than the still image captureout1Is output as is. The video camera outputs the white balance control signal WB that was output during non-still image capture.out1Specifically, a white balance control signal corresponding to the white balance at the end of the immediately following white balance tracking operation is output. Then, the video camera ends the auto white balance control.
[0051]
The video camera outputs a white balance control signal suitable for the current light source according to the procedure described above, and considers that there are variations in target values calculated by light source estimation when capturing still images. Auto white balance control is performed by outputting the white balance control signal.
[0052]
In this auto white balance control, the difference between the white balance control signal and the target value is the threshold c_Thr.less thanIf it is, the light source has hardly changed, and it is determined that the white balance has already followed, and as a white balance control signal for still image capture in that case, the stepS18Outputs a white balance control signal other than still image capture. As a result, the video camera can capture a still image with white balance that is not affected by variations in target values.
[0053]
In this auto white balance control, it is determined that the light source has changed due to the difference between the white balance control signal and the target value being greater than the threshold value c_Thr, and as a white balance control signal during still image capture in that case , StepS17The target value is output directly at. As a result, it is possible to capture a still image in which white balance is matched while following auto white balance tracking, and the appearance and the color of the captured image are not different.
[0054]
The threshold c_Thr described above is determined as follows, for example.
[0055]
For example, the subject is imaged and determined under various light sources. Specifically, the white balance control signal WB that is the determination target in step S16.out1The threshold value is determined based on how much the difference between the target value and the target value changes, and how much the threshold value that cannot be seen even if the white balance changes. The determined threshold value is stored in a ROM or memory.
[0056]
As described above, by controlling the auto white balance according to the procedure shown in FIGS. 3 and 4, the video camera performs the conventional white balance follow-up operation when outputting a through image, and captures a still image. By directly outputting the target value of the white balance control signal obtained by estimating the current light source only at the moment when the image is taken, the white balance of the image in each imaging mode can be optimized. In this way, when capturing a still image, the video camera directly outputs the target value of the optical determination result as a white balance control signal even during the white balance pull-in, thereby shortening the white balance pull-in transition time, The problem that the white balance of the still image is adjusted by the white balance control signal during the white balance follow-up operation can be avoided, and the user can create a still image with a sense of operation without a sense of incongruity and better image quality. An image can be taken.
[0057]
In addition, taking into consideration that the target value calculated by the estimation of the light source varies, the white balance control signal and the target value for the white balance follow-up operation like the auto white balance control shown in FIG. By switching the white balance control signal according to the difference between the white balance and the target value, it is possible to capture a still image with a stable white balance when the follow-up operation of the white balance is completed without being affected by variations in the target value. . In addition, the white balance control signal for the white balance tracking operation is smoothly changed according to the smoothing amount so as not to show the color change due to the white balance tracking operation, and the white balance control signal is captured at the moment when the still image is captured. By switching to the target value and outputting, it becomes possible for the user to take a high-quality still image with a sense of operation without a sense of incongruity without changing the white balance.
[0058]
In the above embodiment, the present invention is applied to a video camera. However, the present invention is not limited to being applied to a video camera, and can also be applied to other imaging devices, for example, a digital still camera configured to mainly capture still images. .
[0059]
【The invention's effect】
An imaging apparatus according to the present invention includes an imaging unit that captures an image, a white balance control unit that outputs a white balance control signal for white balance control, and a white balance that adjusts the white balance based on the white balance control signal. Adjusting means, and target value output means for outputting a target value of a white balance control signal for performing white balance tracking operation in accordance with a changing light source, wherein the white balance control means is for tracking white balance. During operation, a white balance control signal that goes to the target value is output, and when a still image is captured during the white balance tracking operation, the white balance control signal is switched to the target value according to the conditions and output. This allows the white balance to be tracked according to the changing light source. The target value of the white balance control signal for output is output by the target value setting means, and the white balance control means outputs a white balance control signal that is directed toward the target value during the white balance tracking operation. When capturing a still image in the middle of an operation, the white balance control signal is switched to a target value according to the conditions and output, and the white balance is adjusted by the white balance adjustment means based on the white balance control signal thus output. be able to.
[0060]
Thereby, when imaging a still image, the imaging apparatus can directly adjust the white balance based on the target value, and can obtain a still image as an optimal white balance.
[0061]
In addition, the white balance adjustment method according to the present invention outputs a white balance control signal that goes to the target value of the white balance control signal for performing the white balance tracking operation according to the changing light source during the white balance tracking operation. When capturing a still image in the middle of the white balance tracking operation, the white balance control signal is switched to the target value according to the conditions and output, and the white balance is adjusted based on the white balance control signal. When the image is captured, the white balance can be directly adjusted based on the target value, and a still image can be obtained as the optimum white balance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional unit of a CPU of the video camera.
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of auto white balance of the video camera.
FIG. 4 is a flowchart showing an auto white balance control procedure for a video camera when there is a variation in the target value of the white balance control signal.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an auto white balance control procedure of a conventional imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
3 amplifier, 6 detection unit, 7 CPU, 7a white balance control unit, 7b target value output unit, 10 imaging unit
Claims (6)
上記撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波手段と、
上記検波手段の検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力手段と、
上記目標値に基づいて、上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、
上記ホワイトバランス制御信号に基づいて、上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを備え、
上記ホワイトバランス制御手段は、
動画像を撮像しているときには上記目標値出力手段により算出された上記目標値に対して上記ホワイトバランスが追従動作するように上記ホワイトバランス制御信号を生成し、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号と、上記静止画がキャプチャされたときの第２のホワイトバランス制御信号とを比較し、上記比較結果に応じて上記第１又は第２のホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する撮像装置。An imaging means for capturing an image;
Detection means for detecting an imaging signal imaged by the imaging means;
Target value output means for calculating a target value of a white balance control signal for white balance control based on the detection result of the detection means;
White balance control means for outputting the white balance control signal based on the target value ;
Based on the white balance control signal, and a white balance adjusting means for adjusting the white balance of the image signal,
The white balance control means is
Generates the white balance control signal so that the white balance is follow-up operation with respect to the target value calculated by the target value output means while capturing a moving image,
If a still image is captured while capturing the moving image, the first white balance control signal during the follow-up operation before the still image is captured and the still image is captured. the second compares the white balance control signal, the imaging device you output either the first or second white balance control signals in response to the comparison result of the time.
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号と、上記静止画がキャプチャされたときの第２のホワイトバランス制御信号とを比較して差分値を出力し、
上記差分値が所定の閾値より大きいときには上記第１のホワイトバランス制御信号を上記第２のホワイトバランス制御信号に切り換えて出力し、
上記差分値が上記所定の閾値以下のときには上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号を出力する請求項１記載の撮像装置。 The white balance control means is
When a still image is captured while capturing the moving image, the first white balance control signal during the follow-up operation before the still image is captured and the still image is captured. Comparing the second white balance control signal and outputting the difference value,
When the difference value is greater than a predetermined threshold, the first white balance control signal is switched to the second white balance control signal and output,
The imaging apparatus according to claim 1 , wherein when the difference value is equal to or less than the predetermined threshold, a first white balance control signal is output during the follow-up operation before the still image is captured .
上記検波工程での検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力工程と、
上記目標値に基づいて、上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御工程と、
上記ホワイトバランス制御信号に基づいて、上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程とを有し、
上記ホワイトバランス制御工程では、
動画像を撮像しているときには上記目標値出力工程により算出された上記目標値に対して上記ホワイトバランスが追従動作するように上記ホワイトバランス制御信号を生成し、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号と、上記静止画がキャプチャされたときの第２のホワイトバランス制御信号とを比較し、上記比較結果に応じて上記第１又は第２のホワイトバランス制御信号のいずれかを出力するホワイトバランス調整方法。 A detection step of detecting an imaging signal obtained by imaging an image by an imaging means;
A target value output step for calculating a target value of a white balance control signal for white balance control based on the detection result in the detection step;
A white balance control step of outputting the white balance control signal based on the target value;
A white balance adjustment step of adjusting the white balance of the imaging signal based on the white balance control signal,
In the white balance control process,
When capturing a moving image, the white balance control signal is generated so that the white balance follows the target value calculated by the target value output step,
When a still image is captured while capturing the moving image, the first white balance control signal during the follow-up operation before the still image is captured and the still image is captured. And a second white balance control signal at that time, and outputs either the first or second white balance control signal according to the comparison result .
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号と、上記静止画がキャプチャされたときの第２のホワイトバランス制御信号とを比較して差分値を出力し、
上記差分値が所定の閾値より大きいときには上記第１のホワイトバランス制御信号を上記第２のホワイトバランス制御信号に切り換えて出力し、
上記差分値が上記所定の閾値以下のときには上記静止画がキャプチャされる前の上記追従動作時の第１のホワイトバランス制御信号を出力する請求項４記載のホワイトバランス調整方法。 In the white balance control process,
When a still image is captured while capturing the moving image, the first white balance control signal during the follow-up operation before the still image is captured and the still image is captured. Comparing the second white balance control signal and outputting the difference value,
When the difference value is greater than a predetermined threshold, the first white balance control signal is switched to the second white balance control signal and output,
5. The white balance adjustment method according to claim 4 , wherein when the difference value is equal to or less than the predetermined threshold value, a first white balance control signal during the follow-up operation before the still image is captured is output .
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