JP2004080402A - ダイナミックホワイトバランス調整回路及びマルチ画面表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力映像信号の信号レベルに応じて、出力映像信号のホワイトバランス又は色温度を動的に設定可能にする。
【解決手段】開示されるダイナミックホワイトバランス調整回路は、映像信号入力Ｓ１における白黒画像部分と色付き画像部分との別を検出して色成分検出結果Ｓ５を出力する色成分検出回路１と、白黒画像部分又は色付き画像部分を示す色成分検出結果Ｓ５に応じて異なる色温度を指定するホワイトバランス設定値Ｓ３又はＳ４を選択して出力する選択回路２と、選択されたホワイトバランス設定値Ｓ６に応じて映像信号入力Ｓ１のホワイトバランスを調整して映像信号出力Ｓ７を発生するホワイトバランス調整回路３とを備えている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像信号の信号レベルに応じて、画像のホワイトバランスや色温度を動的に設定可能にした、ダイナミックホワイトバランス調整回路及びマルチ画面表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像のホワイトバランスや色温度を調整するための、ホワイトバランス調整回路に関しては、各種の技術がすでに知られている。
まず、画像信号のホワイトバランス調整装置の制御を行うための装置としては、サンプリングされた画像データを色度信号と輝度信号に変換して、限定領域の色度信号の数を計数して処理することによって、画面上に支配色が存在するか否かを判定する画像データ判定装置と、統計量計算部で色度信号の分布形状を調べることによって、カラーチャート画像を識別するカラーチャート認識装置と、絞り調整機構制御信号を処理することによって、屋外光が照射されているか否かを判定して光源を推定する光源推定装置と、これらを用いて光源推定に適した画像を判定する画像データ判定装置と光源色度推定装置と光源推定装置とが知られている（例えば、特開平６−７０３４５号公報参照）。
【０００３】
また、ビデオカメラ，電子スチルカメラ等の撮像装置において、白色領域が大きい場合の精度を向上し、白色領域が小さい場合もホワイトバランス調整ができるようにするために、ブロックデータ検出回路によって入力画像を複数のブロックに分割して、各ブロックごとの画像データを検出し、白色領域選択回路によって、白色領域であるブロックを選択し、ホワイトバランス収束判定幅決定回路によって、白色領域と判定されたブロック数が多くなれば、ホワイトバランス調整が収束したか否かを判定する各色信号間の収束判定幅を小さくし、白色領域画像データ検出回路によって、白色領域での各色信号レベルを検出し、ホワイトバランス調整回路によって、各色信号が収束判定幅となるようにホワイトバランスを調整することが提案されている（例えば、特開２００１−１６９３０７号公報参照）。
【０００４】
また、映像表示装置の白バランス補正を行って、白黒映像入力時の色付き現象を防止するために、赤映像データ，緑映像データ及び青映像データごとのガンマ補正及び白バランス補正に係るカラー映像補正特性データをメモリ部に予め記憶しておくとともに、原複合映像信号からカラーバースト信号を検出するバースト信号検出部を設けて、カラーバースト信号が検出されたときは、カラー映像補正特性データに基づいて各映像データに対応する複数の映像変換部でそれぞれ入出力レベル変換を行わせ、カラーバースト信号が検出されなかったときは、カラー映像補正特性データのうち予め定めた色の補正特性データに基づいて入出力レベル変換を行わせるように、制御部がメモリ部と各映像変換部を制御することが提案されている（例えば、特開平１１−２０５８１３号公報参照）。
【０００５】
さらに、画像の黒表示における色目とコントラストを両立した、階調性及びホワイトバランス調整を実現するために、色度測定データの記憶ステップと、輝度特性測定データの記憶ステップと、白表示目標色度の設定・記憶ステップと、白表示合成輝度比を算出するステップと、赤，緑，青のそれぞれの補正最大輝度を算出するステップと、黒表示目標色度を設定し記憶するステップと、黒表示合成輝度比を算出するステップと、黒表示合成輝度比と輝度特性測定データの最小輝度とから赤，緑，青のそれぞれの補正最小輝度を算出するステップと、補正後の輝度の階調性を表す階調関数と補正最大輝度と補正最小輝度とから目標輝度関数を生成するステップと、輝度特性測定データから輝度特性関数を生成するステップと、目標輝度関数と輝度特性関数とから補正データを算出するステップとから構成された画像表示装置の補正データ生成方法が知られている（例えば、特開平１１−３５５７９８号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の第１の従来技術においては、撮影装置のホワイトバランス調整回路において、画面中の白領域の面積の大小に無関係に、ホワイトバランスを調整可能にする技術が提案されている。
また、第２の従来技術においては、撮影装置のホワイトバランス調整回路において、外光（光源）の影響に無関係にホワイトバランス調整を可能にする技術が提案されている。
また、第３の従来技術においては、白黒映像入力時に、表示装置の特性によって画面表示に色がついて表示される、白黒映像の色付き現象を防止する技術が提案されている。
さらに、第４の従来技術においは、画像表示装置において、黒色の色目を、コントラストの低下を抑制しながら改善する技術が提案されている。
【０００７】
しかしながら、これら各従来技術のホワイトバランス調整回路においては、色飽和度や信号レベルに無関係にホワイトバランスや色温度を設定していたため、画面の白黒部分を基準としてホワイトバランスや色温度を設定すると、カラー部分の色合い（例えば肌色等）が悪くなり、また、カラー部分を基準としてホワイトバランスや色温度を設定すると、白黒部分において色温度が低くなりすぎるという問題があった。
【０００８】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、画像信号の信号レベルに応じてホワイトバランスや色温度を動的に設定して、画面中の白黒部分とカラー部分とでホワイトバランスを変えることによって、上述のような欠点を解消したホワイトバランス調整回路及びマルチ画面表示装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明はダイナミックホワイトバランス調整回路に係り、入力映像信号における白黒画像部分と色付き画像部分との別を検出して色成分検出結果を出力する色成分検出手段と、白黒画像部分又は色付き画像部分を示す前記色成分検出結果に応じて異なる色温度を指定するホワイトバランス設定値を選択して出力する選択手段と、前記選択されたホワイトバランス設定値に応じて入力映像信号のホワイトバランスを調整して映像信号出力を発生するホワイトバランス調整手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のホワイトバランス調整回路に係り、前記ホワイトバランスの調整を映像信号入力の変化に同期して行うことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のホワイトバランス調整回路に係り、前記白黒画像部分又は色付き画像部分の別を示す色成分検出結果が、入力映像信号における赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色の信号レベルの差分と設定値との差が小さいか否かに応じて生成されることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一記載のホワイトバランス調整回路に係り、前記白黒画像部分に対するホワイトバランス設定値が色温度９３００゜（Ｋ）に対応するものであることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一記載のホワイトバランス調整回路に係り、前記色付き画像部分に対するホワイトバランス設定値が色温度６５００゜（Ｋ）に対応するものであることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６記載の発明はマルチ画面表示装置に係り、それぞれ異なる映像信号入力のホワイトバランスを調整する複数個の請求項１乃至５のいずれか一記載のダイナミックホワイトバランス調整回路と、該各ダイナミックホワイトバランス調整回路の映像信号出力に基づいて画像をそれぞれ同一のスクリーン上の異なる位置に投影する前記ダイナミックホワイトバランス調整回路と同数の画像表示装置とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第１実施例
図１は、この発明の第１実施例である、ダイナミックホワイトバランス調整回路の構成を示すブロック図、図２は、本実施例のダイナミックホワイトバランス調整回路における、色温度設定画面を示すイメージ図である。
この例のダイナミックホワイトバランス調整回路は、図１に示すように、色成分検出回路１と、選択回路２と、ホワイトバランス調整回路３とから概略構成されている。
【００１６】
色成分検出回路１は、入力映像信号における赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色の振幅レベルの差分値を設定値と比較して白黒画像又は色付き画像を示す色成分検出結果を生成する。選択回路２は、色成分検出回路１における色成分検出結果が白黒画像であるか又は色付き画像であるかに従って、異なるホワイトバランス設定値を選択して出力する。ホワイトバランス調整回路３は、選択回路２で選択されたホワイトバランス設定値に応じて、映像信号入力のホワイトバランスを調整して、映像信号出力を発生する。
【００１７】
次に、図１を参照して、この例のダイナミックホワイトバランス調整回路の動作を説明する。
図１に示された、この例のダイナミックホワイトバランス調整回路では、色成分検出回路１において、映像信号入力Ｓ１における、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の信号レベル間の差分値を検出し、求められた差分値のうち最大のものと、検出レベル設定値Ｓ２との差が所定値より小さいか又は大きいかに応じて、各色の信号レベルが等しい値であるとみなせる範囲内のものであるか、又は異なる値であるとすべき範囲のものであるかを判定して、判定結果に応じて白黒画像又は色付き画像を示す色成分検出結果Ｓ５を出力する。
【００１８】
選択回路２では、色成分検出結果Ｓ５が白黒画像を示すものであるとき、白黒画像に対応するホワイトバランス設定値Ａ（Ｓ３）を選択し、色成分検出結果Ｓ５が色付き画像を示すものであるとき、色付き画像に対応するホワイトバランス設定値Ｂ（Ｓ４）を選択する処理を適応的に行って、いずれかの設定値を、ホワイトバランス設定値Ｓ６として出力する。
ホワイトバランス調整回路３では、選択回路２からのホワイトバランス設定値Ｓ６に基づいて映像信号入力Ｓ１のホワイトバランスを調整することによって、ホワイトバランスや色温度を調整した映像信号出力Ｓ７を出力する。
【００１９】
例えば、色成分検出結果Ｓ５が、映像の白黒部分に対応するものであったときは、選択回路２において白黒画像に対応するホワイトバランス設定値Ａ（Ｓ３）を選択することによって、ホワイトバランス調整回路３では、白黒映像に適した映像信号のホワイトバランスや色温度になるように、映像信号入力Ｓ１におけるＲ，Ｇ，Ｂの各色の信号レベルを調整して、映像信号出力Ｓ７を生成する。
また、色成分検出結果Ｓ５が、映像の色付き部分に対応するものであったときは、選択回路２において色付き画像に対応するホワイトバランス設定値Ｂ（Ｓ４）を選択することによって、ホワイトバランス調整回路３では、カラー映像に適した映像信号のホワイトバランスや色温度になるように、映像信号入力Ｓ１におけるＲ，Ｇ，Ｂの各色の信号レベルを調整して映像信号出力Ｓ７を生成する。
この例のダイナミックホワイトバランス調整回路では、このような、映像信号出力におけるホワイトバランスや色温度の設定を、入力映像信号の変化に同期して行うことができる。
【００２０】
以下、図２を用いて、この例のダイナミックホワイトバランス調整回路における、色温度設定の一具体例を説明する。
図２は、色温度設定画面イメージのフルフィールドカラーバー画像を示したものであって、斜線を施した部分Ｋ２は有色箇所を示し、斜線のない部分Ｋ１は無色の白黒部分である。
図１に示された、この例のダイナミックホワイトバランス調整回路では、画像における色の有無を信号レベルをもとに検出して、検出結果に対応して、白黒部分Ｋ１に対しては、色温度を例えば９３００°とし、色がついている斜線部分Ｋ２に対しては、色温度を例えば６５００゜とするように、それぞれ独立に適応的に設定する。
【００２１】
これは、白黒画像の場合は、一般に青みがかった白色が好まれるので、色温度を高くして青色を帯びた白色とすることが望ましいが、カラー画像の場合は、全体の色温度を高くすると、色調が不自然になって、肌色等が正しく表現されないようになるので、色温度を低くする必要があるためであって、このような両様の設定を行うことによって、無色部分と有色部分の両者に対して、良好な色再現を実現する調整を施すことが可能になる。
【００２２】
このように、この例のダイナミックホワイトバランス調整回路によれば、白黒画像部分と色付き画像部分との、ホワイトバランスをそれぞれ独立に設定することができるので、白黒画像部分における白の色合いに無関係に、色付き画像部分におけるＲ，Ｇ，Ｂの各色のバランスを調整することが可能になり、白黒画像部分と色付き画像部分とのそれぞれにおいて、良好な色再現性を実現することができるようになる。
【００２３】
◇第２実施例
図３は、この発明の第２実施例である、画像表示装置を複数台使用してマルチ画面を構成するための、マルチ画面表示装置の構成を示すブロック図である。
この例のマルチ画面表示装置は、図３に示すように、ダイナミックホワイトバランス調整回路４１，４２，…，４ｎと、画像表示装置（プロジェクタ）５１，５２，…，５ｎと、スクリーン６とから概略構成されている。
【００２４】
ダイナミックホワイトバランス調整回路４１，４２，…，４ｎは、それぞれ、図１に示された構成を有し、白黒画像と色付き画像とに対して、異なるホワイトバランスの調整を動的に行う機能を有している。画像表示装置５１，５２，…，５ｎは、それぞれダイナミックホワイトバランス調整回路４１，４２，…，４ｎからの映像信号出力を同一のスクリーン６上の異なる位置に投影することによって、マルチ画面からなる映像を表示する。
【００２５】
以下、図３を参照して、この例のマルチ画面表示装置の動作を説明する。
ｎ（ｎは自然数）台のダイナミックホワイトバランス調整回路４１，４２，…，４ｎは、それぞれ映像信号入力Ｓ１１，Ｓ１２，…，Ｓ１ｎに対して、検出レベル設定値Ｓ１１，Ｓ１２，…，Ｓ１ｎを用いて、色成分の検出を行って、色成分検出結果に応じて、白黒画像の場合は、ホワイトバランス設定値ＡＳ３１，Ｓ３２，…，Ｓ３ｎを選択し、色付き画像の場合は、ホワイトバランス設定値ＢＳ４１，Ｓ４２，…，Ｓ４ｎを選択して、映像信号入力Ｓ１１，Ｓ１２，…，Ｓ１ｎに対してホワイトバランスの調整を行って、映像信号出力Ｓ７１，Ｓ７２，…，Ｓ７ｎを出力する。
画像表示装置４１，４２，…，４ｎは、それぞれ映像信号Ｓ７１，Ｓ７２，…，Ｓ７ｎによって光信号からなる映像出力を発生して、スクリーン６上に投影する。この際、画像表示装置４１，４２，…，４ｎによって投影される画像は、スクリーン６上においてそれぞれ異なる位置６１，６２，…，６ｎを占めていて、それぞれの画像によって一つのマルチ画面を構成するようになっている。
【００２６】
このようにこの例のマルチ画面表示装置によれば、マルチ画面を構成する各画面ごとに、色付き画像部分と白黒画像部分とのそれぞれのホワイトバランスを独立して設定することによって、白黒画像部分における白の色合いに無関係に色付き画像部分における色のバランスを調整することができるので、複数の画像によってマルチ画面を構成する際における、各画像表示装置の出力画像間における色合わせが簡単，容易になる。
【００２７】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、図２に示された白黒部分Ｋ１の色温度９３００゜、及び色付き部分Ｋ２の色温度６３００゜はそれぞれ一例であって、色温度の設定は、白黒部分Ｋ１，色付き部分Ｋ２ともに、他の温度であってもよい。
また、第２実施例において、複数の画像表示装置を使用して、マルチ画面表示を行う代わりに、例えばマルチ画面合成装置（不図示）を使用して、複数のダイナミックホワイトバランス調整回路からのそれぞれの映像信号出力によって、一つのマルチ画面を構成する映像信号を生成し、１台の画像表示装置を使用してスクリーン上に投影し、又は１台のディスプレイ上に表示することによって、マルチ画面からなる画像の表示を行うようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のダイナミックホワイトバランス調整回路によれば、映像信号のホワイトバランスや色温度の設定時に、入力映像信号の信号レベルの検出結果に応じて、ホワイトバランスや色温度を動的に設定可能にしたので、白黒部分の白の色合いに無関係に、色付き部分の色のバランスを調整することができるようになり、白黒部分と色付き部分の両方において、良好な色再現を行うことが可能になる。
また、本発明のマルチ画面表示装置によれば、複数台の画像表示装置を用いてマルチ画面を構成する際に、マルチ画面を構成する各画面ごとに、白黒画像部分と色付き画像部分とのホワイトバランスを独立して設定することによって、白黒画像部分における白の色合いと無関係に、色付き画像部分の色のバランスを調整することができるので、各画像表示装置の出力画像間における色合わせが簡単かつ容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である、ダイナミックホワイトバランス調整回路の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例のダイナミックホワイトバランス調整回路における、色温度設定画面を示すイメージ図である。
【図３】本発明の第２実施例である、マルチ画面表示装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　　色成分検出回路（色成分検出手段）
２　　　選択回路（選択手段）
３　　　ホワイトバランス調整回路（ホワイトバランス調整手段）
Ｋ１　　　白黒部分
Ｋ２　　　色付き部分
４１，４２，…，４ｎ　　　ダイナミックホワイトバランス調整回路
５１，５２，…，５ｎ　　　画像表示装置
６　　　スクリーン

Claims (6)

1. 入力映像信号における白黒画像部分と色付き画像部分との別を検出して色成分検出結果を出力する色成分検出手段と、白黒画像部分又は色付き画像部分を示す前記色成分検出結果に応じて異なる色温度を指定するホワイトバランス設定値を選択して出力する選択手段と、前記選択されたホワイトバランス設定値に応じて入力映像信号のホワイトバランスを調整して映像信号出力を発生するホワイトバランス調整手段とを備えたことを特徴とするダイナミックホワイトバランス調整回路。
2. 前記ホワイトバランスの調整を映像信号入力の変化に同期して行うことを特徴とする請求項１記載のダイナミックホワイトバランス調整回路。
3. 前記白黒画像部分又は色付き画像部分の別を示す色成分検出結果が、入力映像信号における赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色の信号レベルの差分と設定値との差が小さいか否かに応じて生成されることを特徴とする請求項１又は２記載のダイナミックホワイトバランス調整回路。
4. 前記白黒画像部分に対するホワイトバランス設定値が色温度９３００゜（Ｋ）に対応するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一記載のダイナミックホワイトバランス調整回路。
5. 前記色付き画像部分に対するホワイトバランス設定値が色温度６５００゜（Ｋ）に対応するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載のダイナミックホワイトバランス調整回路。
6. それぞれ異なる映像信号入力のホワイトバランスを調整する複数個の請求項１乃至５のいずれか一記載のダイナミックホワイトバランス調整回路と、該各ダイナミックホワイトバランス調整回路の映像信号出力に基づいて画像をそれぞれ同一のスクリーン上の異なる位置に投影する前記ダイナミックホワイトバランス調整回路と同数の画像表示装置とを備えたことを特徴とするマルチ画面表示装置。

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