ITTO20080452A1

ITTO20080452A1 - Dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco e metodo di regolazione del bilanciamento del bianco

Info

Publication number: ITTO20080452A1
Application number: IT000452A
Authority: IT
Inventors: Yasuo Masui; Hiroshi Nagatsuma; Tadamasa Nakamura; Katsuhiro Nishiwaki
Original assignee: Elmo Co Ltd
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2008-12-13
Also published as: JP2008311730A; JP5091550B2; US8144210B2; US20080309790A1

Description

DESCRIZIONE

Riferimento incrociato a domande correlate

La presente domanda rivendica la priorità in base alla domanda di brevetto giapponese n. 2007-155189 depositata il 12 giugno 2007, la cui illustrazione è in virtù di ciò incorporata nella presente per riferimento nella sua interezza.

Contesto dell’invenzione

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce a una tecnica per la regolazione del bilanciamento del bianco in una camera digitale.

Descrizione della tecnica correlata

In una camera digitale quale una fotocamera digitale o una video camera, il colore riprodotto per un dato soggetto varia a seconda di differenze nello spettro della sorgente di luce. Per questo motivo, la regolazione del bilanciamento del bianco è eseguita in modo che il colore di un soggetto bianco in un’immagine scattata possa essere riprodotto come bianco. La regolazione del bilanciamento del bianco prevede tipicamente la regolazione di guadagni dei segnali dell’immagine rossi e blu dei dati dell’immagine in base al componente del colore nell’immagine scattata. In tale regolazione del guadagno, vengono calcolati rispettivi valori cumulativi (valori di integrazione) del componente del rosso, del componente del blu, e del componente del verde di pixel bianchi che costituiscono l’immagine scattata, e un’impostazione dei guadagni viene eseguita in base ai valori di integrazione così calcolati. Questi valori di integrazione dipendono altresì dai guadagni e dal numero di pixel bianchi nell’immagine. Di conseguenza, al fine di eseguire la regolazione del bilanciamento del bianco in un modo indipendente dalle condizioni dell’immagine scattata quale il numero di pixel bianchi, la regolazione del bilanciamento del bianco è eseguita attraverso una ripetuta regolazione precisa di guadagni in base al componente del colore nell’immagine a guadagno regolato.

Tuttavia, il completamento della regolazione del bilanciamento del bianco (altresì denominata “convergenza del bilanciamento del bianco”) è determinato confrontando valori di integrazione di svariati componenti del colore (per esempio, il componente del rosso e il componente del verde) e rilevando un’inversione del rapporto di grandezza di questi valori di integrazione. Per questo motivo, poiché i valori di integrazione del componente del colore osservati successivamente a una regolazione del guadagno precisa sono utilizzati per la determinazione della convergenza del bilanciamento del bianco, vi è il rischio che, a seconda delle condizioni della sorgente di luce o del soggetto durante lo scatto, in alcuni casi la determinazione della convergenza del bilanciamento del bianco non riesca.

Sommario

È uno scopo della presente invenzione fornire una tecnica per la determinazione della convergenza del bilanciamento del bianco in un modo affidabile.

Secondo un aspetto della presente invenzione, è fornito un dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco per la regolazione del bilanciamento del bianco di un’immagine in ingresso fornita sequenzialmente nel tempo. Il dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco comprende: una prima unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge un componente del colore bersaglio proveniente da una pluralità di componenti del colore in uno spazio dei colori stabilito di un’immagine in ingresso precedente in base a un primo valore di un parametro di correzione, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per un’area bersaglio di integrazione che costituisce almeno parte dell’immagine in ingresso precedente per calcolare un primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; una seconda unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge il componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente in base a un secondo valore differente dal primo valore del parametro di correzione, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per l’area bersaglio di integrazione per calcolare un secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; un’unità di determinazione dei parametri di correzione che determina il primo e il secondo valore da utilizzare per correggere il componente del colore bersaglio di un’immagine in ingresso successiva, cambiando il primo e il secondo valore secondo un rapporto di grandezza tra il primo e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e un valore di riferimento del valore di integrazione del componente del colore bersaglio; e un’unità di generazione delle immagini regolate che genera un’immagine regolata, il cui bilanciamento del bianco è regolato attraverso una correzione del componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso successiva in base a un terzo valore stabilito tra il primo e il secondo valore determinato dall’unità di determinazione dei parametri di correzione.

Con questa disposizione, l’unità di determinazione dei parametri di correzione determina se cambiare il primo e il secondo valore secondo il rapporto di grandezza tra il primo e il secondo valore di integrazione dei componenti calcolati con l’immagine precedente e un valore di riferimento per il valore di integrazione del componente del colore bersaglio. Di conseguenza, la determinazione riguardo al fatto se cambiare i parametri di correzione, vale a dire se il bilanciamento del bianco è converso, può essere effettuata soltanto in base all’immagine precedente, per cui la convergenza del bilanciamento del bianco può essere determinata in un modo più affidabile.

L’unità di determinazione dei parametri di correzione può essere configurata per non cambiare il primo e il secondo valore nel caso in cui il valore di riferimento si trovi tra il primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio, e per cambiare il primo e il secondo valore eseguendo un’addizione o una sottrazione di un primo valore di spiazzamento minore rispetto al differenziale tra il primo e il secondo valore ed entrambi il primo e il secondo valore usati per correggere il componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente secondo il rapporto di grandezza tra il primo e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il valore di riferimento nel caso in cui il valore di riferimento non si trovi tra il primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio.

Con questa disposizione, il primo e il secondo valore vengono cambiati aggiungendo o sottraendo un primo valore di spiazzamento che è minore rispetto alla differenza tra il primo e il secondo valore. Pertanto, è possibile impedire una sovraregolazione del bilanciamento del bianco.

Il dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco può comprendere inoltre: una terza unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge il componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente in base al terzo valore, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per l’area bersaglio di integrazione per calcolare un terzo valore di integrazione del componente del colore bersaglio, e l’unità di determinazione dei parametri di correzione può essere configurata per determinare, in base al rapporto di grandezza tra il terzo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il valore di riferimento, se aggiungere il primo valore di spiazzamento a entrambi il primo e il secondo valore, oppure sottrarre il primo valore di spiazzamento da entrambi il primo e il secondo valore.

Con questa disposizione, i particolari del cambiamento dei parametri di correzione sono determinati in base al terzo valore che è utilizzato per la regolazione del bilanciamento del bianco nell’unità di generazione delle immagini regolate, rendendo di conseguenza possibile regolare il bilanciamento del bianco a una condizione più favorevole.

Il dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco può essere configurato in modo che i valori di integrazione del componente del colore bersaglio aumentino in modo monotonico con l’aumentare del parametro di correzione, il secondo valore è impostato a un valore maggiore rispetto al primo valore, se il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio è minore rispetto al valore di riferimento, l’unità di determinazione dei parametri di correzione aggiunge inoltre un secondo valore di spiazzamento stabilito in base al differenziale tra il primo e il secondo valore e rispettivamente il primo e il secondo valore ai quali il primo valore di spiazzamento è stato aggiunto in precedenza e, se il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio è maggiore rispetto al valore di riferimento, l’unità di determinazione dei parametri di correzione sottrae inoltre il secondo valore di spiazzamento rispettivamente dal primo e dal secondo valore dai quali il primo valore di spiazzamento è stato sottratto in precedenza.

Con questa disposizione, il primo e il secondo valore del parametro di correzione sono cambiati ulteriormente mediante un secondo valore di spiazzamento successivo al cambiamento del primo valore di spiazzamento. Di conseguenza, aumenta la quantità di cambiamento del parametro di correzione, e il bilanciamento del bianco può convergere più rapidamente.

Il valore di riferimento può essere un valore di integrazione del componente del colore comparativo derivato integrando un componente del colore comparativo differente dal componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente per l’area bersaglio di integrazione.

Con questa disposizione, un valore di integrazione del componente del colore comparativo derivato attraverso un’integrazione di un componente del colore comparativo che è differente dal componente del colore bersaglio è utilizzato come valore di riferimento per il valore di integrazione del componente del colore bersaglio. Per questo motivo, può essere stabilito un valore di riferimento specifico dell’immagine in ingresso, rendendo di conseguenza possibile regolare il bilanciamento del bianco a una condizione più favorevole.

Il dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco può essere configurato in modo che l’immagine in ingresso fornita sequenzialmente nel tempo sia un’immagine in movimento, l’immagine in ingresso successiva sia un’immagine di un fotogramma attuale, la cui uscita dal dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco sia in corso, e l’immagine in ingresso precedente sia un’immagine di un fotogramma appena precedente al fotogramma attuale.

La presente invenzione può essere messa in pratica in svariate modalità. Esempi di tali modalità sono un dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco e un metodo di regolazione del bilanciamento del bianco; una videocamera e una fotocamera digitale che implementano tale dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco e metodo di regolazione del bilanciamento del bianco; un dispositivo di controllo e metodo di controllo per una videocamera e una fotocamera digitale; un programma informatico per realizzare tale dispositivo e metodo; un supporto di registrazione avente tale programma informatico registrato su di esso; oppure un segnale di dati contenente tale programma informatico e realizzato in un’onda portante.

Questi e altri scopi, caratteristiche, aspetti, e vantaggi della presente invenzione diventeranno più evidenti dalla seguente descrizione dettagliata delle forme di realizzazione preferite con i disegni allegati.

Breve descrizione dei disegni

La Figura 1 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale di una videocamera come prima forma di realizzazione;

la Figura 2 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale dell’unità di regolazione del bilanciamento del bianco;

la Figura 3 è un diagramma di flusso che illustra una routine di determinazione del guadagno del rosso che è eseguita dall’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico;

le Figure da 4A a 4E sono illustrazioni che rappresentano una regolazione del bilanciamento del bianco che ha luogo nella prima forma di realizzazione;

la Figura 5 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale di una videocamera convenzionale come esempio comparativo; la Figura 6 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale dell’unità di regolazione del bilanciamento del bianco nell’esempio comparativo;

la Figura 7 è un diagramma di flusso che illustra una routine di determinazione del guadagno del rosso che è eseguita dall’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico dell’esempio comparativo;

le Figure da 8A a 8D sono illustrazioni che rappresentano una regolazione del bilanciamento del bianco che ha luogo nell’esempio comparativo;

la Figura 9 è un diagramma di flusso che illustra una routine di determinazione del guadagno del rosso in una seconda forma di realizzazione; e le Figure da 10A a 10E sono illustrazioni che rappresentano una regolazione del bilanciamento del bianco che ha luogo nella seconda forma di realizzazione.

Descrizione della forma di realizzazione preferita A. Prima forma di realizzazione

A1. Configurazione della videocamera

La Figura 1 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale di una videocamera 10 come prima forma di realizzazione. La videocamera 10 ha un sensore di immagini 100 e un dispositivo di controllo della camera 200. Il dispositivo di controllo della camera 200 controlla il sensore di immagini 100 ed esegue svariati processi su dati dell’immagine GD1 forniti dal sensore di immagini 100, in modo da generare un segnale video VSG emesso dalla videocamera 10.

Il sensore di immagini 100 genera i dati dell’immagine GD1 che rappresentano un’immagine del soggetto formata su una porzione di accettazione delle foto mediante una lente (non illustrata). I dati dell’immagine generati GD1 sono forniti a un’unità del processo di livellamento 210. Nella videocamera 10, i dati dell’immagine GD1 di un singolo fotogramma sono generati periodicamente in risposta a un segnale di temporizzazione periodica ST1 fornito da un generatore di segnali di temporizzazione 250, e i dati generati sono forniti all’unità del processo di livellamento 210. Come sensore di immagini, è possibile impiegare, per esempio, un sensore di immagini CMOS in cui sono incorporati un amplificatore e un convertitore analogico/digitale (convertitore A/D), oppure un sensore di immagini CCD dotato di un amplificatore e un convertitore A/D (da qui in avanti, collettivamente denominati “unità frontale ausiliaria di controllo analogica”).

La porzione di accettazione delle foto del sensore di immagini 100 è composta da una pluralità di elementi del sensore. Gli elementi del sensore generano una carica elettrica in risposta a una luce incidente, e accumulano la carica generata durante intervalli specificati dal segnale di temporizzazione ST1. Filtri dei colori primari RGB sono disposti in una disposizione a scacchiera (denominata “disposizione Bayer”) sugli elementi del sensore, e la carica corrispondente all’intensità della luce incidente di uno dei colori R, G, o B si accumula in ciascun elemento del sensore. Un segnale elettrico (segnale dell’immagine) che rappresenta una quantità di carica accumulata in ciascuno degli elementi del sensore viene amplificato, e il segnale dell’immagine amplificato viene convertito in dati digitali dal convertitore A/D per generare i dati dell’immagine GD1. Di conseguenza, ciascuno dei pixel dei dati dell’immagine GD1 corrispondenti agli elementi del sensore ha un componente del colore di uno dei colori R, G, o B. Tali dati dell’immagine GD1, i cui pixel hanno ciascuno soltanto un componente del colore di uno dei colori R, G, o B, sono altresì denominati “dati Bayer”.

L’unità del processo di livellamento 210 esegue un processo di livellamento sui dati dell’immagine GD1 per generare dati dell’immagine GD2. Qui, processo di livellamento significa un processo di conversione di valori (valori del nero) che rappresentano il nero (nero ottico) nei dati dell’immagine GD1 in valori del nero per un utilizzo in svariati processi che hanno luogo nel dispositivo di controllo della camera 200. I dati dell’immagine GD2 che sono stati sottoposti al processo di livellamento sono forniti a un’unità di regolazione del guadagno RB 220 e a un’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300.

In base ai dati dell’immagine GD2, l’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300 determina un valore di impostazione del guadagno del rosso gRe un valore di impostazione del guadagno del blu gBda fornire all’unità di regolazione del guadagno RB 220. La configurazione specifica dell’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300 e il metodo specifico per la determinazione di questi valori di impostazione del guadagno gR, gBsaranno esaminati più avanti.

L’unità di regolazione del guadagno RB 220 regola i guadagni del valore del componente del rosso e del valore del componente del blu in base al valore di impostazione del guadagno del rosso gRe al valore di impostazione del guadagno del blu gBche sono forniti dall’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300. In particolare, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè moltiplicato per i valori del componente del rosso dei dati dell’immagine GD2, e il valore di impostazione del guadagno del blu gBè moltiplicato per i valori del componente del blu. I valori del componente del verde non sono sottoposti a una regolazione del guadagno e vengono emessi immutati. In questo modo, l’unità di regolazione del guadagno RB 220 genera dati dell’immagine GD3, in cui i valori del componente del rosso e i valori del componente del blu sono stati sottoposti a una regolazione del guadagno. I dati dell’immagine GD3 generati dall’unità di regolazione del guadagno RB 220 sono forniti a un’unità del processo di interpolazione 230. Dalla disamina precedente, sarà assodato che il guadagno è un “parametro di correzione” al fine di correggere il componente del colore rosso R oppure il componente del colore blu B nello spazio dei colori RGB.

L’unità del processo di interpolazione 230 genera i valori dei componenti del colore mancanti per ciascun pixel dei dati dell’immagine GD3. In particolare, per ciascun pixel dei dati dell’immagine GD3, i valori dei componenti del colore mancanti del pixel sono generati attraverso un’interpolazione dai valori dei componenti del colore di pixel confinanti. Questo processo fornisce dati dell’immagine interpolati GD4 composti da dati dell’immagine, i cui pixel hanno ciascuno valori dei componenti del colore per tutti i tre colori.

In risposta a un segnale di temporizzazione ST2 fornito da un generatore di segnali di temporizzazione, un generatore di segnali video 240 genera il segnale video VSG dai dati dell’immagine GD4 forniti dall’unità del processo di interpolazione 230. Nel generatore di segnali video 240, i dati dell’immagine GD4 sono sottoposti a svariati processi quali la correzione del gamma, la conversione del colore, l’accentuazione dei contorni, e così via. In seguito, il segnale video VSG del formato stabilito è generato dai dati dell’immagine che sono stati sottoposti a questi processi. Poiché non hanno alcun effetto pratico sulla presente invenzione, i processi eseguiti nel generatore di segnali video 240 non saranno qui esaminati.

La Figura 2 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale dell’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300. L’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300 comprende un’unità del processo di interpolazione semplificato 310, un’unità di regolazione del guadagno non deviato 322, un’unità di regolazione del guadagno di deviazione positivo 324, un’unità di regolazione del guadagno di deviazione negativo 326, un’unità di integrazione dei componenti del colore non deviati 342, un’unità di integrazione dei componenti del colore di deviazione positivi 344, un’unità di integrazione dei componenti del colore di deviazione negativi 346, un’unità di rilevazione del bianco 330, e un’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico (AWB). Più avanti, l’unità di regolazione del guadagno non deviato 322, l’unità di regolazione del guadagno di deviazione positivo 324, e l’unità di regolazione del guadagno di deviazione negativo 326 saranno altresì collettivamente denominate “unità di regolazione del guadagno”. Analogamente, l’unità di integrazione dei componenti del colore non deviati 342, l’unità di integrazione dei componenti del colore di deviazione positivi 344, e l’unità di integrazione dei componenti del colore di deviazione negativi 346 saranno altresì collettivamente denominate “unità di integrazione dei componenti del colore”.

L’unità del processo di interpolazione semplificato 310 interpola e genera valori dei componenti del colore mancanti dai pixel dei dati dell’immagine GD2 eseguendo un processo di interpolazione di dati dell’immagine GD2. Poiché i dati dell’immagine generati dall’unità del processo di interpolazione semplificato 310 sono utilizzati soltanto per la regolazione del bilanciamento del bianco, viene eseguito un processo di interpolazione più semplice rispetto al processo di interpolazione normale che è eseguito dall’unità del processo di interpolazione 230. L’unità del processo di interpolazione semplificato 310 genera i valori dei componenti del colore mancanti, per esempio, eseguendo la media dei valori dei componenti del colore di pixel confinanti con il pixel attualmente bersaglio per la generazione di valori dei componenti del colore.

I dati dell’immagine RGB che sono stati sottoposti al processo di interpolazione semplificato sono forniti alle tre unità di regolazione del guadagno da 322 a 326 e all’unità di rilevazione del bianco 330. L’unità di rilevazione del bianco 330 determina se ciascun pixel che costituisce l’immagine sia un pixel che rappresenta il colore bianco (un pixel bianco). In particolare, si determina che un pixel di interesse è un pixel bianco nel caso in cui uno qualsiasi dei componenti del colore R, G, e B del pixel di interesse sia maggiore rispetto a un valore di soglia stabilito. Se si determina che il pixel di interesse è un pixel bianco, l’unità di rilevazione del bianco 330 fornisce un segnale di rilevazione del bianco alle tre unità di integrazione dei componenti del colore da 342 a 346.

L’unità di regolazione del guadagno non deviato 322 regola il guadagno dei valori del componente del rosso e dei valori del componente del blu mediante un guadagno specificato dal valore di impostazione del guadagno del rosso gRe dal valore di impostazione del guadagno del blu gB. In particolare, allo stesso modo dell’unità di regolazione del guadagno RB 220, i valori del componente del rosso R sono moltiplicati per il valore di impostazione del guadagno del rosso gRal fine di emettere valori del componente del rosso a guadagno regolato R<0>, e i valori del componente del blu sono moltiplicati per il valore di impostazione del guadagno del blu gBal fine di emettere valori del componente del blu a guadagno regolato B<0>. Valori del componente del verde non sono sottoposti a regolazione del guadagno, e i valori del componente del verde G<0>(= G) vengono emessi immutati.

L’unità di regolazione del guadagno di deviazione positivo 324 regola guadagni dei valori del componente del rosso e dei valori del componente del blu mediante un guadagno equivalente a una deviazione stabilita A (> 0) che è aggiunta rispettivamente al valore di impostazione del guadagno del rosso gRe al valore di impostazione del guadagno del blu gB(più avanti, il guadagno regolato è denominato “guadagno di deviazione positivo”). In particolare, i valori del componente del rosso R sono moltiplicati per il guadagno di deviazione positivo del rosso (gR+ A) al fine di emettere valori del componente del rosso a guadagno regolato R<+>, e i valori del componente del blu sono moltiplicati per il guadagno di deviazione positivo del blu (gB+ A) al fine di emettere valori del componente del blu a guadagno regolato B<+>. Nella presente forma di realizzazione, un valore di regolazione del guadagno dell’unità (1) è impiegato come deviazione A, ma è possibile utilizzare un valore doppio (2) o maggiore rispetto al valore di regolazione del guadagno dell’unità come deviazione A. Tuttavia, è preferibile impostare a 1 la deviazione stabilita A in base alla capacità di eliminare fluttuazioni nel bilanciamento del bianco. Per contro, laddove per esempio il segnale dell’immagine è molto amplificato nel sensore di immagini e il rapporto S/N dei dati dell’immagine è diminuito, è preferibile utilizzare un valore di 2 o maggiore per la deviazione A. Aumentando il valore della deviazione A, è possibile impedire l’esecuzione di una superflua regolazione del bilanciamento del bianco.

L’unità di regolazione del guadagno di deviazione negativo 326 regola guadagni dei valori del componente del rosso e dei valori del componente del blu mediante un guadagno equivalente alla summenzionata deviazione A sottratti rispettivamente dal valore di impostazione del guadagno del rosso gRe dal valore di impostazione del guadagno del blu gB(più avanti, il guadagno regolato è denominato “guadagno di deviazione negativo”). In particolare, i valori del componente del rosso R sono moltiplicati per il guadagno di deviazione negativo del rosso (gR- A) al fine di emettere valori del componente del rosso a guadagno regolato R-, e i valori del componente del blu sono moltiplicati per il guadagno di deviazione negativo del blu (gB- A) al fine di emettere valori del componente del blu a guadagno regolato B-.

Nella prima forma di realizzazione, il guadagno di deviazione positivo e il guadagno di deviazione negativo sono derivati mediante aggiunta/sottrazione della deviazione A ai/dai valori di impostazione del guadagno gR, gB. È altresì possibile affermare che i valori di impostazione del guadagno sono derivati dal guadagno di deviazione positivo e dal guadagno di deviazione negativo. In generale, i valori di impostazione del guadagno possono essere impostati a un valore che si trova tra il guadagno di deviazione positivo e il guadagno di deviazione negativo.

Per pixel che l’unità di rilevazione del bianco 330 ha determinato essere pixel di colore bianco (pixel bianchi), l’unità di integrazione dei componenti del colore non deviati 342 integra i valori del componente del rosso R<0>, i valori del componente del blu B<0>, i valori del componente del verde G<0>che sono emessi dall’unità di regolazione del guadagno non deviato 322. Un valore di integrazione IR0dei valori del componente del rosso R<0>(valore di integrazione del componente del rosso non deviato), un valore di integrazione IB0dei valori del componente del blu B<0>(valore di integrazione del componente del blu non deviato), e un valore di integrazione IG0dei valori del componente del verde G<0>(valore di integrazione del componente del verde non deviato) sono forniti all’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350.

Per i pixel bianchi, l’unità di integrazione dei componenti del colore di deviazione positivi 344 integra i valori del componente del rosso R<+>e i valori del componente del blu B<+>che sono emessi dall’unità di regolazione del guadagno di deviazione positivo 324. Un valore di integrazione IR+dei valori del componente del rosso R<+>(valore positivo di integrazione del componente del rosso di deviazione) e un valore di integrazione IB+dei valori del componente del blu B<+>(valore positivo di integrazione del componente del blu di deviazione) sono forniti all’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350.

Per i pixel bianchi, l’unità di integrazione dei componenti del colore di deviazione negativi 346 integra i valori del componente del rosso R<->e i valori del componente del blu B<->che sono emessi dall’unità di regolazione del guadagno di deviazione negativo 326. Un valore di integrazione IR-dei valori del componente del rosso R<->(valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione) e un valore di integrazione IB-dei valori del componente del blu B<->(valore negativo di integrazione del componente del blu di deviazione) sono forniti all’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350.

In base ai valori di integrazione del componente del colore IR0, IB0, IG0, IR+, IB+, IR-, IB-forniti rispettivamente dalle tre unità di integrazione dei componenti del colore da 342 a 346, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 determina il valore di impostazione del guadagno del rosso gRe il valore di impostazione del guadagno del blu gB. I valori di impostazione del guadagno gRe gBcosì determinati sono forniti alle tre unità di regolazione del guadagno da 322 a 326, e all’unità di regolazione del guadagno RB 220 (Figura 1).

A2. Regolazione del bilanciamento del bianco

La Figura 3 è un diagramma di flusso che illustra una routine di determinazione del guadagno del rosso che è eseguita dall’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350. Nella routine di determinazione del guadagno del rosso, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè determinato in base al valore di integrazione del componente del verde IG0e ai tre tipi di valori di integrazione del componente del colore rosso IR0, IR+, IR-. Malgrado la Figura 3 rappresenti la routine di determinazione del guadagno del rosso per determinare il valore di impostazione del guadagno del rosso gR, il valore di impostazione del guadagno del blu gBè determinato in modo analogo in base al valore di integrazione del componente del verde IG0e ai tre tipi di valori di integrazione del componente del colore blu IB0, IB+, IB-.

Le Figure da 4A a 4E sono illustrazioni che rappresentano una regolazione del bilanciamento del bianco che ha luogo attraverso un’esecuzione della routine di determinazione del guadagno del rosso della Figura 3. Ciascuno dei grafici nelle Figure da 4B a 4E illustra rispettivamente un cambiamento nel corso del tempo del valore di integrazione del componente del verde IG0e dei tre tipi di valori di integrazione del componente del colore rosso IR0, IR+, IR-. Nelle Figure da 4A a 4E, l’asse orizzontale rappresenta il tempo. La Figura 4A illustra i numeri di fotogramma dei dati dell’immagine. Nelle Figure da 4B a 4E, l’asse verticale rappresenta la grandezza del rispettivo valore di integrazione del componente del colore. Le linee tratteggiate nelle Figure da 4C a 4E illustrano il valore di integrazione del componente del verde IG0. Nelle Figure da 4B a 4E, i valori di integrazione del componente del colore IG0, IR0, IR+, IR-per incrementi di fotogrammi singoli sono illustrati come un grafico in cui i loro valori sono immutati nel corso di ciascun intervallo di fotogramma Tf. I valori di integrazione del componente del colore IG0, IR0, IR+, IR-sono calcolati in corrispondenza di una specifica temporizzazione tra l’inizio del fotogramma e la fine dell’intervallo del fotogramma Tf. L’esempio delle Figure da 4A a 4E illustra una condizione in cui viene scattato lo stesso dato soggetto. Di conseguenza, il numero di pixel bianchi nell’immagine scattata non cambia, e il valore di integrazione del componente del verde IG0non cambia nel corso del tempo.

Nella Fase S100, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 acquisisce il valore di integrazione del componente del verde IG0e i tre tipi di valori di integrazione del componente del colore rosso IR0, IR+, IR-per incrementi di fotogrammi singoli. In particolare, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 acquisisce i valori di integrazione del componente del colore IR0, IR+, IR-per un singolo fotogramma dalle tre unità di integrazione dei componenti del colore da 342 a 346, in corrispondenza della temporizzazione in cui le unità di integrazione dei componenti del colore da 342 a 346 completano un calcolo di questi valori di integrazione del componente del colore IR0, IR+, IR-.

Nella Fase S200, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 determina se il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’interno di un intervallo tra il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-e il valore positivo di integrazione del componente del rosso IR+(intervallo di convergenza), vale a dire se è necessaria una regolazione del guadagno. Nel caso di una determinazione per cui il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’interno dell’intervallo di convergenza, il controllo ritorna alla Fase S100. Per contro, nel caso di una determinazione per cui il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’esterno dell’intervallo di convergenza, il controllo passa alla Fase S300. Nell’esempio delle Figure da 4A a 4E, durante il primo intervallo di fotogramma (Fotogramma n. 1), il valore di integrazione del componente del verde IG0è minore rispetto al valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-(e al valore positivo di integrazione del componente del rosso IR+). Ne consegue che si determina che il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’esterno dell’intervallo di convergenza, e il controllo passa alla Fase S300.

Nella Fase S300 della Figura 3, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 determina se il valore di integrazione del componente del rosso IR0sia maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0. Nel caso di una determinazione per cui il valore di integrazione del componente del rosso IR0è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il controllo passa alla Fase S310. Nella Fase S310, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè diminuito di un valore “1” di spiazzamento prestabilito e, dopo che il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè diminuito, il controllo ritorna alla Fase S100. Per contro, nel caso di una determinazione per cui il valore di integrazione del componente del rosso IR0è minore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il controllo passa alla Fase S320. Nella Fase S320, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè aumentato di un valore “1” di spiazzamento prestabilito e, dopo un aumento del valore di impostazione del guadagno del rosso gR, il controllo ritorna alla Fase S100. Nell’esempio delle Figure da 4A a 4E, durante il primo intervallo di fotogramma, il valore di integrazione del componente del rosso IR0è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0. Ne consegue che il controllo passa dalla Fase S300 alla Fase S310, e il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè ridotto di “1”. Nella prima forma di realizzazione, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè aumentato oppure diminuito di un valore di spiazzamento di “1” (l’unità di regolazione del guadagno) nelle Fasi S310 e S320. Come valore di spiazzamento da aumentare e/o diminuire, può altresì essere utilizzato un valore diverso da 1. In questo caso, è preferibile utilizzare come valore di spiazzamento un valore minore rispetto alla differenza tra il guadagno di deviazione negativo e il guadagno di deviazione positivo (2 x A), al fine di impedire una sovraregolazione del bilanciamento del bianco.

Come illustrato nelle Figure da 4A a 4E, a causa della riduzione del valore di impostazione del guadagno del rosso gRdi “1”, in base ai valori di integrazione del componente del colore IG0, IR0, IR+, IR-del primo intervallo di fotogramma, anche nel secondo intervallo di fotogramma (Fotogramma n. 2) i valori di integrazione del componente del rosso IR0, IR+, IR-diventano minori rispetto ai loro rispettivi valori nel primo intervallo di fotogramma. Tuttavia, poiché anche nel secondo intervallo di fotogramma il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’esterno dell’intervallo di convergenza e il valore di integrazione del componente del rosso IR0è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè ulteriormente diminuito di “1”.

A causa di questa riduzione del valore di impostazione del guadagno del rosso gRdi “1”, anche nel terzo intervallo di fotogramma (Fotogramma n. 3) i valori di integrazione del componente del rosso IR0, IR+, IR-diventano minori rispetto ai loro rispettivi valori nel secondo intervallo di fotogramma. Tuttavia, poiché anche nel terzo intervallo di fotogramma il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’esterno dell’intervallo di convergenza, e il valore di integrazione del componente del rosso IR0è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè ulteriormente diminuito di “1”.

Nel quarto intervallo di fotogramma (Fotogramma n. 4), il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova ora all’interno dell’intervallo di convergenza a causa della riduzione del valore di impostazione del guadagno del rosso gRdi “1”. Questa condizione per cui il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’interno dell’intervallo di convergenza è altresì denominata come “condizione di convergenza del bilanciamento del bianco”, e il valore di integrazione del componente del verde IG0che si trova all’interno dell’intervallo di convergenza è altresì denominato “convergenza del bilanciamento del bianco”. Dalla precedente disamina, si apprezzerà che il valore di integrazione del componente del verde IG0è il valore di riferimento del valore di integrazione del componente del rosso IR0.

A3. Tecnica anteriore come esempio comparativo

La Figura 5 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale di una videocamera convenzionale come esempio comparativo. La videocamera 12 dell’esempio comparativo differisce dalla videocamera 10 della prima forma di realizzazione illustrata nella Figura 1 per il fatto che i dati dell’immagine forniti a un’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 302 sono cambiati nei dati dell’immagine GD4 che sono emessi dall’unità del processo di interpolazione 230. Altri aspetti sono simili alla prima forma di realizzazione.

La Figura 6 è un diagramma a blocchi funzionale che illustra la configurazione funzionale dell’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 302 dell’esempio comparativo. L’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 302 dell’esempio comparativo differisce dall’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300 della prima forma di realizzazione per il fatto che l’unità del processo di interpolazione semplificato 310 e le unità di regolazione del guadagno da 322 a 326 sono omesse, e una singola unità di integrazione dei componenti del colore 340 è utilizzata in luogo delle tre unità di integrazione dei componenti del colore da 342 a 346. Altri aspetti sono simili alla prima forma di realizzazione.

Analogamente all’unità di regolazione del bilanciamento del bianco della prima forma di realizzazione, l’unità di rilevazione del bianco 330 determina se ciascun pixel che costituisce i dati dell’immagine GD4 rappresenti il colore bianco. Se si determina che un pixel di interesse è un pixel bianco, un segnale di rilevazione del bianco è fornito all’unità di integrazione dei componenti del colore 340.

Per pixel bianchi dei dati dell’immagine GD4, l’unità di integrazione dei componenti del colore 340 integra ciascuno dei valori dei componenti del colore R, G, e B al fine di generare valori di integrazione del componente del colore IR, IG, IB. I valori di integrazione del componente del colore generati IR, IG, IBsono forniti a un’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352. In base ai valori di integrazione del componente del colore IR, IG, IBforniti, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 determina un valore di impostazione del guadagno del rosso gRe un valore di impostazione del guadagno del blu gB. I valori di impostazione del guadagno gR, gBcosì determinati sono forniti all’unità di regolazione del guadagno RB 220 (Figura 5). L’unità di regolazione del guadagno RB 220 regola il bilanciamento del bianco dei dati dell’immagine GD3, GD4 regolando il guadagno dei valori del componente del rosso e dei valori del componente del blu in base ai valori di impostazione del guadagno gR, gB. Attraverso una regolazione del bilanciamento del bianco dei dati dell’immagine GD4 in questo modo, viene eseguito un controllo di retroazione della regolazione del bilanciamento del bianco.

La Figura 7 è un diagramma di flusso che illustra una routine di determinazione del guadagno del rosso che è eseguita dall’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 dell’esempio comparativo. La routine di determinazione del guadagno del rosso della Figura 7 differisce dalla routine di determinazione del guadagno del rosso della prima forma di realizzazione illustrata nella Figura 3 per il fatto che la Fase S100 è sostituita dalla Fase S102, la Fase S200 è sostituita dalle Fasi da S210 a S260, e le Fasi da S300 a S320 sono sostituite dalle Fasi da S302 a S322, rispettivamente.

Le Figure da 8A a 8D sono illustrazioni che rappresentano una regolazione del bilanciamento del bianco che ha luogo attraverso un’esecuzione della routine di determinazione del guadagno del rosso della Figura 7. Ciascun grafico nelle Figure da 8B a 8D illustra un cambiamento nel corso del tempo del valore di integrazione del componente del verde IG0, del valore di integrazione del componente del rosso IR0, e della differenza tra questi valori di integrazione dei componenti (differenziale dei valori di integrazione) IR- IG. Nelle Figure da 8A a 8D, l’asse orizzontale rappresenta il tempo. La Figura 8A illustra i numeri di fotogrammi dei dati dell’immagine. Nelle Figure 8B e 8C, l’asse verticale rappresenta la grandezza del rispettivo valore di integrazione del componente del colore.

Nella Fase S102, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 acquisisce dall’unità di integrazione dei componenti del colore 340 il valore di integrazione del componente del verde IGe il valore di integrazione del componente del rosso IRper incrementi di fotogrammi singoli. In particolare, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 acquisisce dall’unità di integrazione dei componenti del colore 340 i valori di integrazione del componente del colore IG, IRper un singolo fotogramma, in corrispondenza della temporizzazione in cui l’unità di integrazione dei componenti del colore 340 completa un calcolo di questi valori di integrazione del componente del colore IG, IR.

Nella Fase S210, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 determina se il valore assoluto della differenza tra il valore di integrazione del componente del colore rosso IRe il valore di integrazione del componente del verde IG(differenziale assoluto dei valori di integrazione) |IR- IG| sia maggiore rispetto a un parametro di inizializzazione della regolazione P. Se si determina che il differenziale assoluto dei valori di integrazione |IR- IG| è minore rispetto al parametro di inizializzazione della regolazione P, vale a dire se si determina che la regolazione del bilanciamento del bianco non è necessaria, il controllo ritorna alla Fase S102, e le Fasi S102 e S210 vengono eseguite ripetutamente fino a quando si determina che la regolazione del bilanciamento del bianco è necessaria. Per contro, se si determina che il differenziale assoluto dei valori di integrazione |IR- IG| è maggiore rispetto al parametro di inizializzazione della regolazione P, vale a dire se si determina che la regolazione del bilanciamento del bianco è necessaria, il controllo passa alla Fase S220, e la regolazione del bilanciamento del bianco è inizializzata.

Quando la regolazione del bilanciamento del bianco è inizializzata, nella Fase S220, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 imposta il differenziale dei valori di integrazione IR- IGal differenziale dei valori di integrazione del fotogramma precedente D. Nell’esempio delle Figure da 8A a 8D, il differenziale dei valori di integrazione IR- IGdel primo fotogramma (Fotogramma n. 1) è impostato al differenziale dei valori di integrazione del fotogramma precedente D.

Nella Fase S230, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 acquisisce il valore di integrazione del componente del verde IGe il valore di integrazione del componente del colore rosso IRdel fotogramma successivo. In particolare, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 acquisisce dall’unità di integrazione dei componenti del colore 340 i valori di integrazione del componente del colore IG, IRdel fotogramma successivo, in corrispondenza della temporizzazione in cui l’unità di integrazione dei componenti del colore 340 completa un calcolo di questi valori di integrazione del componente del colore IG, IR. Nell’esempio delle Figure da 8A a 8D, dopo che i valori di integrazione del componente del colore IG, IRsono calcolati in corrispondenza della specifica temporizzazione durante l’intervallo del secondo fotogramma (Fotogramma n. 2), vengono acquisiti i valori di integrazione dei componenti calcolati IG, IR.

Nella Fase S240, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 assegna il differenziale dei valori di integrazione IR- IGacquisito nella Fase S240 al differenziale dei valori di integrazione del fotogramma attuale C. Nell’esempio delle Figure da 8A a 8D, il differenziale dei valori di integrazione IR- IGdel secondo fotogramma è impostato al differenziale dei valori di integrazione del fotogramma attuale C.

Nella Fase S250, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 determina se la polarità si inverta tra il differenziale dei valori di integrazione del fotogramma precedente D e il differenziale dei valori di integrazione del fotogramma attuale C. Se si determina che la polarità si inverte, vale a dire se il bilanciamento del bianco converge, il controllo passa alla Fase S102. Per contro, se si determina che la polarità non si inverte, vale a dire se il bilanciamento del bianco non converge, il controllo passa alla Fase S260. Successivamente, nella fase S260, il differenziale dei valori di integrazione del fotogramma attuale C è impostato al differenziale dei valori di integrazione del fotogramma precedente D.

Nella Fase S302, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 352 determina se il valore di integrazione del componente del rosso IRè maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG. Nel caso di una determinazione per cui il valore di integrazione del componente del rosso IRè maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG, il controllo passa alla Fase S312, e il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè diminuito di “1”. Per contro, se si determina che il valore di integrazione del componente del rosso IRè minore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG, il controllo passa alla Fase S322, e il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè aumentato di “1”.

Dopo una modifica del valore di integrazione del componente del rosso IR, il controllo ritorna alla Fase S230, e le Fasi da S230 a S322 vengono eseguite rapidamente fino a quando si determina nella Fase S250 che il bilanciamento del bianco converge.

Nell’esempio della Figura 8, durante il secondo intervallo di fotogramma, il differenziale dei valori di integrazione IR- IGè un valore positivo dal primo fotogramma al quarto fotogramma (Fotogramma n. 4). Nel quinto fotogramma (Fotogramma n. 5), il differenziale dei valori di integrazione IR- IGdiventa un valore negativo. Di conseguenza, si determina che il bilanciamento del bianco converge nel quinto fotogramma.

In opposizione a ciò, con la prima forma di realizzazione, si determina che il bilanciamento del bianco converge nel quarto fotogramma, come illustrato nella Figure da 4A a 4E. Secondo la prima forma di realizzazione, determinando in questo modo il valore di impostazione del guadagno del rosso gRe il valore di impostazione del guadagno del blu gBin base ai valori di integrazione dei componenti non deviati IR0, IG0, IB0, ai valori positivi di integrazione dei componenti di deviazione IR+, IB+, e ai valori negativi di integrazione dei componenti di deviazione IR-, IB-, la convergenza del bilanciamento del bianco può essere determinata prima rispetto all’esempio comparativo.

Inoltre, nell’esempio comparativo, la decisione in merito al fatto se regolare il bilanciamento del bianco è effettuata in base al rapporto di grandezza tra il differenziale assoluto dei valori di integrazione |IR- IG| e il parametro di inizializzazione della regolazione P (Fase S210 della Figura 7). Per questo motivo, vi è il rischio che, a seconda dell’impostazione del parametro di inizializzazione della regolazione, la regolazione del bilanciamento del bianco possa non essere eseguita in casi in cui può essere desiderabile regolare il bilanciamento del bianco. Per contro, nella prima forma di realizzazione, poiché una modifica dei valori di impostazione del guadagno gR, gB(vale a dire, una regolazione del bilanciamento del bianco) ha luogo quando il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’esterno dell’intervallo convergente ([IR-, IR+]), è possibile regolare il bilanciamento del bianco in un modo più affidabile.

Per di più, nell’esempio comparativo, poiché la convergenza del bilanciamento del bianco è determinata attraverso un confronto dei differenziali dei valori di integrazione C, D per due fotogrammi, vi è per esempio il rischio che, a seconda delle condizioni delle immagini scattate, possa non essere possibile determinare gli attributi della convergenza del bilanciamento del bianco nel caso di un notevole cambiamento di immagini tra fotogrammi. Per contro, nella prima forma di realizzazione, la decisione in merito al fatto se regolare il bilanciamento del bianco, vale a dire in merito al fatto se il bilanciamento del bianco sia converso, può essere effettuata in base a un singolo fotogramma. Di conseguenza, è possibile determinare la convergenza del bilanciamento del bianco in un modo più affidabile.

B. Seconda forma di realizzazione

La Figura 9 è un diagramma di flusso che illustra una routine di determinazione del guadagno del rosso in una seconda forma di realizzazione. La routine di determinazione del guadagno del rosso della seconda forma di realizzazione differisce dalla routine di determinazione del guadagno del rosso della prima forma di realizzazione illustrata nella Figura 3 per il fatto che due Fasi aggiuntive S330 e S340 seguono la Fase S310, e due Fasi aggiuntive S350 e S360 seguono la Fase S320. Altri aspetti sono gli stessi della routine di determinazione del guadagno del rosso della prima forma di realizzazione.

Le Figure da 10A a 10E sono illustrazioni che rappresentano una regolazione del bilanciamento del bianco che ha luogo attraverso un’esecuzione della routine di determinazione del guadagno del rosso della Figura 9. Ciascun grafico nelle Figure da 10B a 10E illustra un cambiamento nel corso del tempo del valore di integrazione del componente del verde IG0e dei tre tipi di valori di integrazione del componente del colore rosso IR0, IR+, IR-. Nelle Figure da 10A a 10E, l’asse orizzontale rappresenta il tempo. La Figura 10A illustra i numeri di fotogrammi dei dati dell’immagine. Nelle Figure da 10B a 10E, l’asse verticale rappresenta la grandezza del rispettivo valore di integrazione del componente del colore. Le linee tratteggiate nelle Figure da 10C a 10E illustrano il valore di integrazione del componente del verde IG0.

Nella Fase S330, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 determina se il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-sia maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0.

Nel caso di una determinazione per cui il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-è minore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il controllo ritorna alla Fase S100. Per contro, nel caso di una determinazione per cui il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il controllo passa alla Fase S340. Dopo avere sottratto una deviazione A dal valore di impostazione del guadagno del rosso gRnella Fase S340, il controllo ritorna alla Fase S100. Se il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il valore di integrazione del componente del rosso non deviato IR0diventa maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, anche se il valore di impostazione del guadagno del rosso gRviene cambiato in un guadagno di deviazione negativo (gR- A). Per questo motivo, nella Fase S340, non avviene una sovraregolazione del bilanciamento del bianco nonostante una sottrazione della deviazione A dal valore di impostazione del guadagno del rosso gR. È altresì possibile affermare che il valore di spiazzamento che è sottratto nella Fase S340 è stabilito in base alla differenza tra il guadagno di deviazione positivo e il guadagno di deviazione negativo (2 x A).

Nella Fase S350, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 determina se il valore positivo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR+sia minore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0. Nel caso di una determinazione per cui il valore positivo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR+è minore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il controllo passa alla Fase S360. Dopo avere aggiunto la deviazione A al valore di impostazione del guadagno del rosso gRnella Fase S360, il controllo ritorna alla Fase S100. Per contro, se il valore positivo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR+è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il controllo ritorna alla Fase S100. È altresì possibile affermare che il valore di spiazzamento che è aggiunto nella Fase S360 è stabilito in base alla differenza tra il guadagno di deviazione positivo e il guadagno di deviazione negativo (2 x A).

Nell’esempio delle Figure da 10A a 10E, nel primo fotogramma, il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-è maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0. Per questo motivo, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè diminuito di 1 nella Fase S310, e la deviazione A (= 1) è ulteriormente sottratta nella Fase S340. Ne consegue che, nel secondo fotogramma, i valori di integrazione del componente del colore rosso IR0, IR+, IR-diventano ciascuno ancora minori di quanto lo fossero nella prima forma di realizzazione. Nonostante ciò, il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova all’esterno dell’intervallo di convergenza, ed entrambi il valore di integrazione del componente del rosso non deviato IR0e il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-sono maggiori rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, il valore di impostazione del guadagno del rosso gRè diminuito di 1 e la deviazione A viene sottratta.

A causa di questa ulteriore riduzione del valore di impostazione del guadagno del rosso gR, nel terzo intervallo di fotogramma (Fotogramma n. 3) il valore di integrazione del componente del verde IG0si trova ora nell’intervallo di convergenza, e il bilanciamento del bianco è converso. Sottraendo in questo modo ulteriormente la deviazione A dal valore di impostazione del guadagno del rosso gRnel caso in cui il valore negativo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR-sia maggiore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, è possibile ottenere la convergenza del bilanciamento del bianco prima. Analogamente, aggiungendo ulteriormente la deviazione A al valore di impostazione del guadagno del rosso gRnel caso in cui il valore positivo di integrazione del componente del rosso di deviazione IR+sia minore rispetto al valore di integrazione del componente del verde IG0, è possibile ottenere la convergenza del bilanciamento del bianco prima.

Secondo la seconda forma di realizzazione, modificando in questo modo il valore di impostazione del guadagno del rosso gRe il valore di impostazione del guadagno del blu gBin base alla deviazione A secondo il rapporto di grandezza tra i valori di integrazione dei componenti non deviati IR0, IG0, IB0e i valori positivi di integrazione dei componenti di deviazione IR+, IB+o i valori negativi di integrazione dei componenti di deviazione IR-, IB-, la convergenza del bilanciamento del bianco può essere ottenuta prima rispetto all’esempio comparativo.

Inoltre, la seconda forma di realizzazione è preferibile alla prima forma di realizzazione in base alla capacità di ottenere un più rapido ottenimento della convergenza del bilanciamento del bianco. Per contro, la prima forma di realizzazione è preferibile alla seconda forma di realizzazione in termini di fornitura di un processo di regolazione del bilanciamento del bianco più semplice.

C. Modifiche

L’invenzione non è limitata alla forma di realizzazione esaminata sopra, e può essere messa in pratica in svariate altre forme senza allontanarsi dal relativo spirito, quali per esempio le seguenti modifiche.

C1. Modifica 1

Nelle forme di realizzazione precedenti, l’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300 comprende un’unità del processo di interpolazione semplificato 310, e una regolazione del guadagno è eseguita su dati dell’immagine che sono stati sottoposti a un processo di interpolazione mediante l’unità del processo di interpolazione semplificato 310. È altresì possibile omettere l’unità del processo di interpolazione semplificato 310. Per esempio, è possibile utilizzare dati dell’immagine che sono stati sottoposti a un processo di interpolazione mediante l’unità del processo di interpolazione 230 del dispositivo di controllo della camera 200 (Figura 1). In questo caso, delle tre unità di regolazione del guadagno da 322 a 326 dell’unità di regolazione del bilanciamento del bianco 300, è possibile omettere l’unità di regolazione del guadagno non deviato 322. Inoltre, una regolazione del guadagno equivalente alla deviazione A può essere eseguita dall’unità di regolazione del guadagno di deviazione positivo 324 e dall’unità di regolazione del guadagno di deviazione negativo 326.

C2. Modifica 2

Nelle forme di realizzazione precedenti, l’unità di controllo del bilanciamento del bianco automatico 350 determina il valore di impostazione del guadagno del rosso gRin base ai tre tipi di valori di integrazione del componente del colore rosso IR0, IR+, IR-. È altresì possibile determinare il valore di impostazione del guadagno del rosso gRin base a due o più valori di integrazione qualsiasi tra questi valori di integrazione del componente del colore rosso IR0, IR+, IR-. In questo caso, il valore di spiazzamento aggiunto al o sottratto dal valore di impostazione del guadagno del rosso gRpuò essere modificato in modo appropriato a seconda dei valori di integrazione che sono utilizzati.

C3. Modifica 3

Nelle forme di realizzazione precedenti, le unità di integrazione dei componenti del colore da 342 a 346 (Figura 2) integrano i valori dei componenti del colore per pixel che l’unità di rilevazione del bianco 330 ha determinato essere bianchi. È altresì possibile integrare i valori dei componenti del colore per l’intera immagine di un singolo fotogramma, oppure integrare i valori dei componenti del colore per una porzione di un’immagine (per esempio, i confini). Tuttavia, integrando i valori dei componenti del colore per i pixel bianchi, è possibile ottenere una migliore regolazione del bilanciamento del bianco, indipendentemente dalla condizione del soggetto, ed è preferibile integrare i valori dei componenti del colore per i pixel bianchi. C4. Modifica 4

Nelle forme di realizzazione precedenti, la regolazione del bilanciamento del bianco è eseguita attraverso un cambiamento del rispettivo guadagno del componente del rosso R e del componente del blu B. È altresì possibile realizzare la regolazione del bilanciamento del bianco mediante qualche altro metodo. Per esempio, dati dell’immagine nello spazio dei colori RGB possono essere convertiti in dati dell’immagine nello spazio dei colori YCbCr, e il bilanciamento del bianco è regolato attraverso una correzione dei componenti di differenza dei colori Cb, Cr. Anche in questo caso, i componenti di differenza dei colori Cb, Cr possono essere corretti con parametri di correzione differenti, e la necessità di una regolazione del bilanciamento del bianco e la quantità di cambiamento del parametro di correzione possono essere determinate in base ai valori di integrazione dei componenti di differenza dei colori corretti. Laddove i componenti di differenza dei colori Cb, Cr sono corretti, il valore di riferimento per i valori di integrazione dei componenti di differenza dei colori sarà impostato a zero.

C5. Modifica 5

Nelle forme di realizzazione precedenti, le unità di regolazione del guadagno 220 e da 322 a 326 correggono i componenti del colore di un’immagine moltiplicando il guadagno per i valori dei componenti del colore dei dati dell’immagine convertiti A/D. È altresì possibile correggere i componenti del colore di un’immagine cambiando il livello di amplificazione mediante l’amplificatore analogico. In questo caso, come sensore di immagini, può essere utilizzato un sensore di immagini che emette un segnale di immagini analogico.

C6. Modifica 6

Malgrado le forme di realizzazione precedenti abbiano descritto un’implementazione della presente invenzione in una videocamera, oltre alle videocamere, l’invenzione può altresì essere implementata in una fotocamera digitale avente una funzione di monitor, oppure in uno qualsiasi di svariati altri tipi di dispositivi di formazione di immagini. La presente invenzione è in genere applicabile a dispositivi che generano immagini sequenzialmente nel tempo.

Sebbene la presente invenzione sia stata descritta e illustrata in dettaglio, è chiaramente assodato che la stessa è soltanto a titolo di illustrazione e di esempio, e non è da considerare a titolo di limitazione, lo spirito e l’ambito della presente invenzione essendo limitati soltanto dai termini delle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco per la regolazione del bilanciamento del bianco di un’immagine in ingresso fornita sequenzialmente nel tempo, il dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco comprendendo: una prima unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge un componente del colore bersaglio proveniente da una pluralità di componenti del colore in uno spazio dei colori stabilito di un’immagine in ingresso precedente in base a un primo valore di un parametro di correzione, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per un’area bersaglio di integrazione che costituisce almeno parte dell’immagine in ingresso precedente per calcolare un primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; una seconda unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge il componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente in base a un secondo valore differente dal primo valore del parametro di correzione, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per l’area bersaglio di integrazione per calcolare un secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; un’unità di determinazione dei parametri di correzione che determina il primo e il secondo valore da utilizzare per correggere il componente del colore bersaglio di un’immagine in ingresso successiva, cambiando il primo e il secondo valore secondo un rapporto di grandezza tra il primo e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio in un valore di riferimento del valore di integrazione del componente del colore bersaglio; e un’unità di generazione delle immagini regolate che genera un’immagine regolata, il cui bilanciamento del bianco è regolato attraverso una correzione del componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso successiva in base a un terzo valore stabilito tra il primo e il secondo valore determinato dall’unità di determinazione dei parametri di correzione.
2. Dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco secondo la rivendicazione 1, in cui, se il valore di riferimento si trova tra il primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio, l’unità di determinazione dei parametri di correzione non cambia il primo e il secondo valore, e se il valore di riferimento non si trova tra il primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio, l’unità di determinazione dei parametri di correzione cambia il primo e il secondo valore eseguendo un’addizione o sottrazione di un primo valore di spiazzamento minore rispetto al differenziale tra il primo e il secondo valore in entrambi il primo e secondo valore utilizzati per la correzione del componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente secondo un rapporto di grandezza tra il primo e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il valore di riferimento.
3. Dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco secondo la rivendicazione 2, comprendente inoltre: una terza unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge il componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente in base al terzo valore, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per l’area bersaglio di integrazione per calcolare un terzo valore di integrazione del componente del colore bersaglio, in cui l’unità di determinazione dei parametri di correzione determina, in base al rapporto di grandezza tra il terzo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e il valore di riferimento, se aggiungere il primo valore di spiazzamento a entrambi il primo valore e il secondo valore, oppure sottrarre il primo valore di spiazzamento da entrambi il primo valore e il secondo valore.
4. Dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i valori di integrazione del componente del colore bersaglio aumentano in modo monotonico con l’aumentare del parametro di correzione, il secondo valore è impostato a un valore maggiore rispetto al primo valore, se il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio è minore rispetto al valore di riferimento, l’unità di determinazione dei parametri di correzione aggiunge inoltre un secondo valore di spiazzamento stabilito in base al differenziale tra il primo e il secondo valore e rispettivamente il primo e il secondo valore, ai quali il primo valore di spiazzamento è stato aggiunto in precedenza, e se il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio è maggiore rispetto al valore di riferimento, l’unità di determinazione dei parametri di correzione sottrae inoltre il secondo valore di spiazzamento rispettivamente dal primo e dal secondo valore, dai quali il primo valore di spiazzamento è stato sottratto in precedenza.
5. Dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il valore di riferimento è un valore di integrazione del componente del colore comparativo derivato integrando un componente del colore comparativo differente dal componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente per l’area bersaglio di integrazione.
6. Dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui l’immagine in ingresso fornita sequenzialmente nel tempo è un’immagine in movimento, l’immagine in ingresso successiva è un’immagine di un fotogramma attuale, la cui uscita dal dispositivo di regolazione del bilanciamento del bianco è in corso, e l’immagine in ingresso precedente è un’immagine di un fotogramma appena precedente al fotogramma attuale.
7. Metodo di regolazione del bilanciamento del bianco per la regolazione del bilanciamento del bianco di un’immagine in ingresso fornita sequenzialmente nel tempo, il metodo di regolazione del bilanciamento del bianco comprendendo le fasi di: (a) correggere un componente del colore bersaglio proveniente da una pluralità di componenti del colore in uno spazio dei colori stabilito di un’immagine in ingresso precedente in base a un primo valore di un parametro di correzione, e integrare il componente del colore bersaglio corretto per un’area bersaglio di integrazione che costituisce almeno parte dell’immagine in ingresso precedente per calcolare un primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; (b) correggere il componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso precedente in base a un secondo valore differente dal primo valore del parametro di correzione, e integrare il componente del colore bersaglio corretto per l’area bersaglio di integrazione per calcolare un secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; (c) determinare il primo e il secondo valore da utilizzare per correggere il componente del colore bersaglio di un’immagine in ingresso successiva, cambiando il primo e il secondo valore secondo un rapporto di grandezza tra il primo e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio e un valore di riferimento del valore di integrazione del componente del colore bersaglio; e (d) generare un’immagine regolata, il cui bilanciamento del bianco è regolato attraverso una correzione del componente del colore bersaglio dell’immagine in ingresso successiva in base a un terzo valore stabilito tra il primo e il secondo valore determinato dalla fase (c).
8. Videocamera, comprendente: un’unità di ripresa delle immagini che riprende un’immagine sequenzialmente nel tempo; una prima unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge un componente del colore bersaglio proveniente da una pluralità di componenti del colore in uno spazio dei colori stabilito di un’immagine ripresa precedente in base a un primo valore di un parametro di correzione, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per un’area bersaglio di integrazione che costituisce almeno parte dell’immagine ripresa precedente per calcolare un primo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; una seconda unità di integrazione dei componenti del colore bersaglio che corregge il componente del colore bersaglio dell’immagine ripresa precedente in base a un secondo valore differente dal primo valore del parametro di correzione, e che integra il componente del colore bersaglio corretto per l’area bersaglio di integrazione per calcolare un secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio; un’unità di determinazione dei parametri di correzione che determina il primo e il secondo valore da utilizzare per correggere il componente del colore bersaglio di un’immagine ripresa successiva, cambiando il primo e il secondo valore secondo un rapporto di grandezza tra il primo e il secondo valore di integrazione del componente del colore bersaglio in un valore di riferimento del valore di integrazione del componente del colore bersaglio; e un’unità di generazione delle immagini regolate che genera un’immagine regolata, il cui bilanciamento del bianco è regolato attraverso una correzione del componente del colore bersaglio dell’immagine ripresa successiva in base a un terzo valore stabilito tra il primo e il secondo valore determinato dall’unità di determinazione dei parametri di correzione