JP3630149B2 - 撮像装置、ホワイトバランス制御方法及びホワイトバランス制御プログラム - Google Patents
撮像装置、ホワイトバランス制御方法及びホワイトバランス制御プログラム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、ホワイトバランス制御方法及びホワイトバランス制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置の一種である電子スチルカメラにおいては、所定のモード（ＲＥＣモード等）が設定された撮影待機状態では、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて撮像した被写体像を、シャッター操作に関係なくスルー（ファインダ）画像として液晶モニタに表示させるものが多い。こうした電子スチルカメラにおいて被写体の色をより正確に再現するにはホワイトバランスをとることが必要である。ホワイトバランスは色温度の異なる光の下で撮像する場合でも白い被写体を白く写すためのものであり、固体撮像素子から出力される画像信号のゲインを、撮影環境（光源）に応じてＲ，Ｇ，Ｂの色成分毎に調整することにより確保できる。したがって、予想される複数種の撮影環境（光源）に対応するゲイン値や基準となるゲインの補正係数をメモリしておき、使用者に実際の撮影環境（光源）を設定させれば最適状態に近いホワイトバランスをとることが可能である。
【０００３】
しかし、それでは使用者に煩雑な操作を強いることとなるため、ホワイトバランスを自動的にとるオートホワイトバランス機能を設けたものもある。オートホワイトバランスを行うには、撮像画像のどの部分が白であるのかを判断する必要がある。この白判断に際しては、まず固体撮像素子の出力信号（画像信号）をＹＵＶ変換して得られる色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を用いて、画像を構成する全ての画素についての色情報、つまりＣｂ値、Ｃｒ値を調べる。このとき、ある画素のＣｂ値、Ｃｒ値が所定の白検出範囲（白である可能性が高いと考えられる範囲）に含まれる場合には、その画素の色は白であると判断し、白と判断した全ての画素のＣｂ値、Ｃｒ値を個別に積算する。そして、Ｃｂの積算値とＣｒの積算値とが「０」となる（Ｃｂ＝Ｃｒ＝０となる）ように、Ｒ成分のゲインとＢ成分のゲインとを調整する。すなわち白が青みがかっている状態（色温度が高い光の下での撮像時）では、Ｒ成分のゲインを上げてＢ成分のゲインを下げ、白が赤みがかっている状態（色温度が低い光の下での撮像時）では、Ｒ成分のゲインを下げてＢ成分のゲインを上げる。
【０００４】
かかる方法では、太陽光（５５００Ｋの標準光）の下で白く見える被写体を異なる撮影条件（撮影光）の下で撮影したときにその色（Ｃｂ値、Ｃｒ値）が変化する範囲を、前記白検出範囲ＷＳとして設定しておくことにより、撮影条件（撮影光）が異なっても適切なホワイトバランスが自動的に得られることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した方法においては、撮影待機状態にあるとき、画像信号のゲインを調整する制御がフィードバック制御となることから、以下のような問題があった。
【０００６】
例えば、被写体中に薄い水色や肌色等の白に近い有色が存在すると、前述した白判断の段階で、当該白に近い有色を白であると誤判断してしまう場合がある。したがって、次の段階では、この白と誤判断した全ての画素のＣｂ値、Ｃｒ値が個別に積算され、Ｃｂの積算値とＣｒの積算値とが「０」となる（Ｃｂ＝Ｃｒ＝０となる）ように、Ｒ成分のゲインとＢ成分のゲインとが調整されることとなる。このため、最終的にＣｂ＝Ｃｒ＝０となる状態では、白い被写体が青っぽく、また赤い被写体は薄い赤となる所謂引き込み現象発生し、液晶モニタにはこの引き込み現象が発生したスルー画像が表示されてしまうこととなる。無論、そのような状態でシャッターが押された場合には、ホワイトバランスのずれた画像が記録されることとなる。また、それを回避するには、撮影操作に先立って前述したように実際の撮影環境（光源）を設定する煩雑な操作が必要となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を得ることができる撮像装置、ホワイトバランス制御方法及びホワイトバランス制御プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１に係る撮像装置にあっては、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した第１の記憶手段と、前記第２の増幅手段の成分毎のゲインを順次変化させる可変手段と、この可変手段により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出手段と、この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記第１の記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択手段と、この選択手段により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定手段と、この設定手段により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御手段とを備えている。
【０００９】
すなわち、第２の増幅手段が色成分毎のゲインを順次変化させると、検出手段は色成分毎のゲインが変化する都度、第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する。すると、選択手段がこの検出されたゲインに基づき、第１の記憶手段に記憶されているいずれか被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを選択する。そして、この選択されたいずれかのゲインが設定手段により第１の増幅手段に設定される。
【００１０】
したがって、この設定されたゲインで第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した被写体の画像情報が、画像の表示又は記録に供されることにより、煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を得ることができる。しかも、画像の表示に供されるのは、ゲインが順次変化する第２の増幅手段からの撮像信号ではなく、第１の増幅手段からの撮像信号であることから、表示中の画像のホワイトバランスが頻繁に変化することもない。
【００１１】
また、請求項２に係る撮像装置にあっては、前記第２の増幅手段に設定すべき色成分毎のゲインを複数種記憶した第２の記憶手段を更に備え、前記可変手段は、この第２の記憶手段に記憶されている複数種のゲインを前記第２の増幅手段に順次設定することにより、前記色成分毎のゲインを順次変化させる。
したがって、第２の増幅手段のゲインは、予め第２の記憶手段に記憶されている複数種のゲインで順次変化する。
【００１２】
また、請求項３に係る撮像装置にあっては、前記第２の記憶手段は、前記第１の記憶手段よりも多数種のゲインを記憶している。よって、より多様にゲインを変化させた結果から、第１の増幅手段に増幅すべきゲインを選択することができ、より適切なゲイン選択、設定が可能となる。
【００１４】
また、請求項４に係る撮像装置にあっては、前記第１の記憶手段に記憶されている複数種のゲインは、日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下において各々被写体のホワイトバランスを確保し得る色成分毎のゲインである。よって、煩雑な操作を必要とせずに現実に存在する撮影状況に応じて、日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下における良好なホワイトバランスが確保される。
【００１５】
また、請求項５に係る撮像装置にあっては、前記撮像手段が被写体を撮像した際の露出を判定する露出判定手段をさらに備え、前記選択手段は、前記露出判定手段により判定された露出と前記検出手段により検出されたゲインに基づき、前記第１の増幅手段に設定すべきゲインを前記第１の記憶手段から選択する。つまり、露出を判定することにより、撮影状況が日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下のいずであるかを推測することができる。よって、この推測をも用いて日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下におけるホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインが設定されることにより、より適切なゲイン設定が可能となる。
【００１６】
また、請求項６に係る撮像装置にあっては、前記制御手段により供される画像情報に基づき画像を表示する表示手段を更に備える。したがって、表示手段に画像のホワイトバランスが頻繁に変化することがなく、かつ、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を表示することができる。
【００１７】
また、請求項７に係る撮像装置にあっては、撮影操作に応じて、前記制御手段により供される画像情報を記録する記録手段を更に備える。したがって、煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を記録することができる。
【００１８】
また、請求項８に係る発明にあっては、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した記憶手段とを備えた撮像装置におけるホワイトバランス制御方法であって、前記第２の増幅手段の色成分毎のゲインを順次変化させる可変工程と、この可変工程により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出工程と、この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択工程と、この選択工程により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定工程と、この設定工程により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御工程とを含む。したがって、記載した工程に従って処理を実行することにより、請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００１９】
また、請求項９に係るホワイトバランス制御プログラムにあっては、発明にあっては、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した記憶手段とを備えた撮像装置が有するコンピュータを、前記第２の増幅手段の色成分毎のゲインを順次変化させる可変手段と、この可変手段により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出手段と、この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択手段と、この選択手段により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定手段と、この設定手段により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御手段として機能させる。したがって、前記コンピュータがこのプログラムに従って処理を実行することにより、請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図にしたがって説明する。図１は、本発明を電子スチルカメラに適用した場合のブロック構成図である。
【００２１】
レンズ２０の後方に配置されたＣＣＤ２５は、タイミング信号発生器２６、垂直ドライバ２７によって駆動される。ＣＣＤ２５は原色ＲＧＢの色フィルタアレイが設けられたものであって、ＣＣＤ２５の受光面に結像された光学像はＲ，Ｇ，Ｂの各受光部で電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷に変換された後、アナログの画像信号としてユニット回路２８に出力される。ユニット回路２８は、入力した撮像信号からノイズを除去するＣＤＳと、ノイズが除去された撮像信号をデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ変換器とからなり、ユニット回路２８から出力された画像データは第１及び第２ゲイン調整回路２１，２２に送られる。
【００２２】
第１及び第２ゲイン調整回路２１、２２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分毎にＲ用アンプ２１ａ、２２ａ、Ｇ用アンプ２１ｂ、２２ｂ、Ｂ用アンプ２１ｃ、２２ｃを各々備えており、制御部３５から送られる制御信号によって各アンプ２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂ、２１ｃ、２２ｃのゲインが制御される。第１ゲイン調整回路２１によって増幅された画像信号は第１カラープロセス回路２３に送られ、ここでカラープロセス処理を行われた後、デジタルの輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を含んだＹＵＶデータとしてＤＭＡコントローラ２９のバッファに書き込まれる。同時にバッファには、カラープロセス処理が行われる以前のＲ，Ｇ，Ｂの画像データも書き込まれる。ＤＭＡコントローラ２９はバッファに書き込まれたＹＵＶデータをＤＲＡＭ３０の指定領域に転送し、展開する。
【００２３】
ビデオエンコーダ３１は、前記バッファから読み出されたＹＵＶデータを元にビデオ信号を発生してＬＣＤからなる表示装置３２に出力する。これにより、撮像待機状態にあるＲＥＣスルーモードの設定時には、撮像された被写体像が表示装置３２にスルー画像として表示される。また、その状態でシャッターキーが押された撮影指示時には、前記バッファに書き込まれた１フレーム分のＹＵＶデータが圧縮／伸張部３３に送られ、圧縮処理を施されてフラッシュメモリ３４に記録される。画像再生等を行うＰＬＡＹモードの設定時には、フラッシュメモリ３４に記録されている画像データがＤＭＡコントローラ２９を介して圧縮／伸張部３３に送られ、伸張処理を施されてＹＵＶデータが再生される。これにより、記録画像が表示装置３２に表示される。
【００２４】
一方、第２ゲイン調整回路２２によって増幅された画像信号は第２カラープロセス回路２４に送られ、ここでカラープロセス処理を行われた後、デジタルの輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を含んだＹＵＶデータとして制御部３５に送られる。
【００２５】
制御部３５はＣＰＵ、プログラムやデータが格納されたＲＯＭ、作業用のＲＡＭを有しており、所定のプログラムに従い前述した各部の動作を制御するとともに、操作部３６から送られる状態信号に対応して電子スチルカメラの各機能、すなわち自動露出制御（ＡＥ）やオートホワイトバランス（ＡＷＢ）を実現する。操作部３６には、前記シャッターキー、及びＲＥＣスルーモードとＰＬＡＹモードの切り替えキー等の各種キーが設けられており、キー操作に応じた状態信号を制御部３５に送る。ストロボ３７は、シャッターキーの操作時（撮影時）に必要に応じて駆動され補助光を発する。
【００２６】
ゲイン記憶部３８は、制御部３５によるオートホワイトバランス制御時に第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃに設定されるゲイン、及び第２ゲイン調整回路２２のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃに設定されるゲインが記憶されている。すなわち、ゲイン記憶部３８には、図２に示す第１の記憶手段としての第１ゲインテーブル３８１と、図３に示す第２の記憶手段としての第２ゲインテーブル３８２とが記憶されている。
【００２７】
第１ゲインテーブル３８１は、制御部３５によるオートホワイトバランス制御時に第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃにゲインをする際に用いられるテーブルであって、ゲインＮｏ．▲１▼〜▲４▼に対応するＲゲインの値とＢゲインの値とが記憶されている。ここで、ゲインＮｏ．▲１▼は日陰での撮影時、ゲインＮｏ．▲２▼は太陽光、ゲインＮｏ．▲３▼は蛍光灯、ゲインＮｏ．▲４▼はタングステンランプを光源とする撮影時に適切なホワイトバランスを設定することのできるＲゲインの値とＢゲインの値からなる。また、こられＲゲインの値とＢゲインの値は、経験値からなる。
【００２８】
第２ゲインテーブル３８２は、制御部３５によるオートホワイトバランス制御時に第２ゲイン調整回路２２のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃにゲインをする際に用いられるテーブルであって、ゲインＮｏ．１〜１２に対応するＲゲインの値とＢゲインの値とが記憶されている。ここで、ゲインＮｏ．１及び２は日陰での撮影時、ゲインＮｏ．３、４、５は太陽光、ゲインＮｏ．６、７、８は蛍光灯、ゲインＮｏ．９はタングステンランプ、ゲインＮｏ．１０は白熱灯を光源とする撮影時に適切なホワイトバランスを設定することのできるＲゲインの値とＢゲインの値からなる。また、ゲインＮｏ．１１は被写体が緑である場合、ゲインＮｏ．１２は被写体がベージュである場合の撮影時に適切なホワイトバランスを設定することのできるＲゲインの値とＢゲインの値からなる。こられＲゲインの値とＢゲインの値も、経験値からなる。
【００２９】
なお、第１ゲインテーブル３８１と第２ゲインテーブル３８２とにおいて、ゲインＮｏ．▲１▼とゲインＮｏ．１、ゲインＮｏ．▲２▼とゲインＮｏ．４、ゲインＮｏ．▲３▼とゲインＮｏ．６、ゲインＮｏ．▲４▼とゲインＮｏ．９は、各々同一のＲゲインの値とＢゲインの値からなる。
【００３０】
また、前記制御部３５のＲＯＭ又は前記ゲイン記憶部３８には、図４に示す白検出枠データ３５１と、図５に示すＥＶ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）判定データ３５２が記憶されている。
【００３１】
次に、以上の構成からなる本実施の形態において、ＡＷＢモードが設定された状態でのＲＥＣスルーモードにおける動作を図６に示すフローチャートに従い説明する。
すなわち電子スチルカメラにあっては、ＲＥＣスルーモードが設定されると、制御部３５は前記プログラムに基づきこのフローチャートに従って処理を開始して、ＣＣＤ２５を１フレーム駆動する（ステップＳ１）。次に、この駆動した１フレーム分のデジタルデータを取り込み（ステップＳ２）、白検出及びＥＶ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）値を取り込む（ステップＳ３）。次に、ＥＶ判定「暗」を実行する（ステップＳ４）。
【００３２】
このステップＳ４の処理は、図５に示したＥＶ判定データ３５２に基づいて実行され、取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「暗」に属する値であるか否かを判定する。この取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「暗」に属する値であった場合には（ステップＳ４；ＹＥＳ）、取り込んだ画像データは、日陰での撮影時、太陽光、蛍光灯、タングステンランプを光源とする撮影時のいずれの場合もあり得るものと推定される。
【００３３】
そして、この場合には、条件１で決定されたゲインＮｏ．が、第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１〜Ｎｏ．１２のうちの、Ｎｏ．１又はＮｏ．２であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、条件１で決定されるＮｏ．とは、第２ゲインテーブル３８２のゲインを、第２ゲイン調整回路２２のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃとに、フレーム毎にＮｏ．１〜Ｎｏ．１２まで順番に設定したとき、そのＮｏ．における白の個数（図４に示した白検出枠データ３５１の白枠３５３内に入る画素数）が過去１２フレームのうちで最も多いＮｏ．である。
【００３４】
すなわち、図７の具体例に示すように（図７においては、第１ゲイン調整回路２１を「＃１」、第２ゲイン調整回路２２を「＃２」と表記している。）、ＥＶ判定が「暗」の状態で、フレーム１、２、３、・・・毎に、第２ゲイン調整回路２２（＃２）のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃとに、１、２、３、・・・とＮｏ．１〜Ｎｏ．１２までのゲインを設定して、各々「白の個数」を検出し、過去１２フレームのうちで最も多いＮｏ．を決定する。
【００３５】
このステップＳ５での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２であった場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を日陰用であるＮｏ．▲１▼とする（ステップＳ６）。
【００３６】
また、前記ステップＳ５での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２でなかった場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．３、４、５、１１又は１２であったか否かを判断する（ステップＳ７）。このステップＳ７の判断がＹＥＳであった場合には、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を太陽光用であるＮｏ．▲２▼とする（ステップＳ８）。
【００３７】
また、前記ステップＳ７での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．３、４、５、１１又は１２でなかった場合には（ステップＳ７；ＮＯ）、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．６、７又は８であったか否かを判断する（ステップＳ９）。このステップＳ９の判断がＹＥＳであった場合には、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を蛍光灯用であるＮｏ．▲３▼とする（ステップＳ１０）。
【００３８】
すなわち、図７に示す具体例においては、フレーム１、２、３、・・・１２毎に設定されたゲインＮｏ．１、２、３、・・・１２において、最も白の個数が多かったのは、個数「１００」のＮｏ．７である。したがって、フレーム１３の時点（Ａ時点）でステップＳ９の判断がＹＥＳとなり、蛍光灯用であるＮｏ．▲３▼が第１ゲインテーブル３８１の候補とされることとなる。
【００３９】
さらに、前記ステップＳ９での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．６、７又は８でなかった場合には（ステップＳ９；ＮＯ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を蛍光灯用であるＮｏ．▲４▼とする（ステップＳ１１）。
【００４０】
他方、前記ステップＳ４で判断の結果、取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「暗」に属する値でなかった場合には（ステップＳ４；ＮＯ）、「明」に属する値であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。このＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「明」に属する値であった場合には（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、取り込んだ画像データは、太陽光を光源とする撮影時のものであると推定される。よって、この場合には、前述したステップＳ８と同様に、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を太陽光用であるＮｏ．▲２▼とする（ステップＳ１５）。
【００４１】
しかし、前記ステップＳ１４で判断の結果、取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「明」に属する値でもなかった場合には（ステップＳ１４；ＮＯ）、前述したステップＳ５と同様に、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２であったか否かを判断する（ステップＳ１６）。 そして、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２であった場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を日陰用であるＮｏ．▲１▼とする（ステップＳ１７）。しかし、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２でなかった場合には（ステップＳ１６；ＮＯ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を太陽光用であるＮｏ．▲２▼とする（ステップＳ１８）。
【００４２】
次に、前述のステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８で候補とされたＮｏ．が連続して３２回同じであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。連続して３２回同じではない場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１からの処理を繰り返し、連続して３２回同じとなったならば（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに、そのＮｏ．のゲイン値を設定して更新する（ステップＳ１３）。
【００４３】
すなわち、図７に示す具体例においては、候補とされたＮｏ．▲３▼がＢ時点で３２回連続している。したがって、Ｂ時点でステップＳ１２の判断がＹＥＳとなって、初期値であるＮｏ．▲２▼からＮｏ．▲３▼に更新される。また、Ｃ時点においても、場面が変化したと推定されるＤ時点から候補とされたＮｏ．▲２▼が３２回連続している。したがって、Ｃ時点でもステップＳ１２の判断がＹＥＳとなって、Ｎｏ．▲３▼からＮｏ．▲２▼に更新される。
【００４４】
したがって、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃは、ユニット回路２８から送られた光学像のデジタル画像データのＲ、Ｂ色成分を前記ステップＳ１３で設定されたゲインで増幅する。そして前述のように、この第１ゲイン調整回路２１によって増幅された画像信号は第１カラープロセス回路２３に送られ、ここでカラープロセス処理を行われた後、デジタルの輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を含んだＹＵＶデータとしてＤＭＡコントローラ２９のバッファに書き込まれる。ＤＭＡコントローラ２９はバッファに書き込まれたＹＵＶデータをＤＲＡＭ３０の指定領域に転送し、展開する。ビデオエンコーダ３１は、前記バッファから読み出されたＹＵＶデータを元にビデオ信号を発生してＬＣＤからなる表示装置３２に出力する。
【００４５】
これにより、撮像待機状態にあるＲＥＣスルーモードの設定時には、光源に応じてホワイトバランスを設定する煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された被写体像が表示装置３２にスルー画像として表示されることとなる。しかも、表示装置３２にスルー画像として表示されるのは、前記条件１により第２ゲインテーブル３８２のゲインがフレーム毎にＮｏ．１〜Ｎｏ．１２まで順番に設定される第２ゲイン調整回路２２からの画像データに基づくものではなく、前述のステップＳ１３でゲインが更新、設定される第２ゲイン調整回路２２からの画像データに基づくものであることから、表示装置３２に表示されているスルー画像のホワイトバランスが頻繁に変化することもない。
【００４６】
そして、シャッターキーが押された撮影指示時には、前記バッファに書き込まれた１フレーム分のＹＵＶデータが圧縮／伸張部３３に送られ、圧縮処理を施されてフラッシュメモリ３４に記録される。これにより、フラッシュメモリ３４にホワイトバランスが確保された被写体画像の画像データを記録することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、ＣＣＤ２５により１フレーム分の画像全体に対して白検出を行うようにしたが、図８に示すように、１フレーム分の画像Ｐを中央部Ｐｃ、上部Ｐｕ、下部Ｐｄに三分割し、中央部Ｐｃは一般的に被写体が配置されるので、中央部Ｐｃを除く上部Ｐｕ及び下部Ｐｄに対してのみ白検出を行う等、画像を部分的に特定して白検出を行うようにしてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態においては、ＥＶの値そのものをＥＶ判定で用いるようにしたが、ＥＶの移動平均を取ってこれをＥＶ判定に用いるようにしてもよい。これにより、短時間内におけるＥＶの変化に左右されることなく、安定した判定を行うことができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態においては主として、スルー画像を表示した状態でシャッターキーが押されると、その時点で撮像した画像を記録する電子スチルカメラについて説明したが、本発明は、前述したようなカメラに限定されることなく、撮像する画像のオートホワイトバランス制御を行う機器であれば他の装置にも適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第２の増幅手段により色成分毎のゲインを順次変化させて、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出し、この検出したゲインに基づき、予め記憶されている被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを選択して第１の増幅手段に設定し、この設定されたゲインで第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供するようにしたことから、煩雑な操作を必要とせずに、色の引き込みのない常に良好なホワイトバランスが確保された画像を得ることができる。しかも、画像の表示に供されるのは、ゲインが順次変化する第２の増幅手段からの撮像信号ではなく、第１の増幅手段からの撮像信号であることから、表示中の画像のホワイトバランスが頻繁に変化する不都合を未然に防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す電子スチルカメラのブロック構成図である。
【図２】第１ゲインテーブルに格納されているゲインの値を示す図である。
【図３】第１ゲインテーブルに格納されているゲインの値を示す図である。
【図４】白検出枠データを示す図である。
【図５】ＥＶ判定データを示す図である。
【図６】本実施の形態におけるＲＥＣスルーモードでの動作を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態におけるＲＥＣスルーモードでの動作の具体例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態における白検出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
２１ 第１ゲイン調整回路
２１ａ Ｒ用アンプ
２１ｃ Ｂ用アンプ
２２ 第２ゲイン調整回路
２２ａ Ｒ用アンプ
２２ｃ Ｂ用アンプ
２３ 第１カラープロセス回路
２４ 第２カラープロセス回路
２５ ＣＣＤ
２６ タイミング信号発生器
２７ 垂直ドライバ
２８ ユニット回路
２９ ＤＭＡコントローラ
３０ ＤＲＡＭ
３１ ビデオエンコーダ
３２ 表示装置
３３ 圧縮／伸張部
３４ フラッシュメモリ
３５ 制御部
３８ ゲイン記憶部
３８１ 第１ゲインテーブル
３８２ 第２ゲインテーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、ホワイトバランス制御方法及びホワイトバランス制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置の一種である電子スチルカメラにおいては、所定のモード（ＲＥＣモード等）が設定された撮影待機状態では、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて撮像した被写体像を、シャッター操作に関係なくスルー（ファインダ）画像として液晶モニタに表示させるものが多い。こうした電子スチルカメラにおいて被写体の色をより正確に再現するにはホワイトバランスをとることが必要である。ホワイトバランスは色温度の異なる光の下で撮像する場合でも白い被写体を白く写すためのものであり、固体撮像素子から出力される画像信号のゲインを、撮影環境（光源）に応じてＲ，Ｇ，Ｂの色成分毎に調整することにより確保できる。したがって、予想される複数種の撮影環境（光源）に対応するゲイン値や基準となるゲインの補正係数をメモリしておき、使用者に実際の撮影環境（光源）を設定させれば最適状態に近いホワイトバランスをとることが可能である。
【０００３】
しかし、それでは使用者に煩雑な操作を強いることとなるため、ホワイトバランスを自動的にとるオートホワイトバランス機能を設けたものもある。オートホワイトバランスを行うには、撮像画像のどの部分が白であるのかを判断する必要がある。この白判断に際しては、まず固体撮像素子の出力信号（画像信号）をＹＵＶ変換して得られる色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を用いて、画像を構成する全ての画素についての色情報、つまりＣｂ値、Ｃｒ値を調べる。このとき、ある画素のＣｂ値、Ｃｒ値が所定の白検出範囲（白である可能性が高いと考えられる範囲）に含まれる場合には、その画素の色は白であると判断し、白と判断した全ての画素のＣｂ値、Ｃｒ値を個別に積算する。そして、Ｃｂの積算値とＣｒの積算値とが「０」となる（Ｃｂ＝Ｃｒ＝０となる）ように、Ｒ成分のゲインとＢ成分のゲインとを調整する。すなわち白が青みがかっている状態（色温度が高い光の下での撮像時）では、Ｒ成分のゲインを上げてＢ成分のゲインを下げ、白が赤みがかっている状態（色温度が低い光の下での撮像時）では、Ｒ成分のゲインを下げてＢ成分のゲインを上げる。
【０００４】
かかる方法では、太陽光（５５００Ｋの標準光）の下で白く見える被写体を異なる撮影条件（撮影光）の下で撮影したときにその色（Ｃｂ値、Ｃｒ値）が変化する範囲を、前記白検出範囲ＷＳとして設定しておくことにより、撮影条件（撮影光）が異なっても適切なホワイトバランスが自動的に得られることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した方法においては、撮影待機状態にあるとき、画像信号のゲインを調整する制御がフィードバック制御となることから、以下のような問題があった。
【０００６】
例えば、被写体中に薄い水色や肌色等の白に近い有色が存在すると、前述した白判断の段階で、当該白に近い有色を白であると誤判断してしまう場合がある。したがって、次の段階では、この白と誤判断した全ての画素のＣｂ値、Ｃｒ値が個別に積算され、Ｃｂの積算値とＣｒの積算値とが「０」となる（Ｃｂ＝Ｃｒ＝０となる）ように、Ｒ成分のゲインとＢ成分のゲインとが調整されることとなる。このため、最終的にＣｂ＝Ｃｒ＝０となる状態では、白い被写体が青っぽく、また赤い被写体は薄い赤となる所謂引き込み現象発生し、液晶モニタにはこの引き込み現象が発生したスルー画像が表示されてしまうこととなる。無論、そのような状態でシャッターが押された場合には、ホワイトバランスのずれた画像が記録されることとなる。また、それを回避するには、撮影操作に先立って前述したように実際の撮影環境（光源）を設定する煩雑な操作が必要となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を得ることができる撮像装置、ホワイトバランス制御方法及びホワイトバランス制御プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１に係る撮像装置にあっては、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した第１の記憶手段と、前記第２の増幅手段の成分毎のゲインを順次変化させる可変手段と、この可変手段により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出手段と、この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記第１の記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択手段と、この選択手段により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定手段と、この設定手段により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御手段とを備えている。
【０００９】
すなわち、第２の増幅手段が色成分毎のゲインを順次変化させると、検出手段は色成分毎のゲインが変化する都度、第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する。すると、選択手段がこの検出されたゲインに基づき、第１の記憶手段に記憶されているいずれか被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを選択する。そして、この選択されたいずれかのゲインが設定手段により第１の増幅手段に設定される。
【００１０】
したがって、この設定されたゲインで第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した被写体の画像情報が、画像の表示又は記録に供されることにより、煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を得ることができる。しかも、画像の表示に供されるのは、ゲインが順次変化する第２の増幅手段からの撮像信号ではなく、第１の増幅手段からの撮像信号であることから、表示中の画像のホワイトバランスが頻繁に変化することもない。
【００１１】
また、請求項２に係る撮像装置にあっては、前記第２の増幅手段に設定すべき色成分毎のゲインを複数種記憶した第２の記憶手段を更に備え、前記可変手段は、この第２の記憶手段に記憶されている複数種のゲインを前記第２の増幅手段に順次設定することにより、前記色成分毎のゲインを順次変化させる。
したがって、第２の増幅手段のゲインは、予め第２の記憶手段に記憶されている複数種のゲインで順次変化する。
【００１２】
また、請求項３に係る撮像装置にあっては、前記第２の記憶手段は、前記第１の記憶手段よりも多数種のゲインを記憶している。よって、より多様にゲインを変化させた結果から、第１の増幅手段に増幅すべきゲインを選択することができ、より適切なゲイン選択、設定が可能となる。
【００１４】
また、請求項４に係る撮像装置にあっては、前記第１の記憶手段に記憶されている複数種のゲインは、日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下において各々被写体のホワイトバランスを確保し得る色成分毎のゲインである。よって、煩雑な操作を必要とせずに現実に存在する撮影状況に応じて、日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下における良好なホワイトバランスが確保される。
【００１５】
また、請求項５に係る撮像装置にあっては、前記撮像手段が被写体を撮像した際の露出を判定する露出判定手段をさらに備え、前記選択手段は、前記露出判定手段により判定された露出と前記検出手段により検出されたゲインに基づき、前記第１の増幅手段に設定すべきゲインを前記第１の記憶手段から選択する。つまり、露出を判定することにより、撮影状況が日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下のいずであるかを推測することができる。よって、この推測をも用いて日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下におけるホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインが設定されることにより、より適切なゲイン設定が可能となる。
【００１６】
また、請求項６に係る撮像装置にあっては、前記制御手段により供される画像情報に基づき画像を表示する表示手段を更に備える。したがって、表示手段に画像のホワイトバランスが頻繁に変化することがなく、かつ、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を表示することができる。
【００１７】
また、請求項７に係る撮像装置にあっては、撮影操作に応じて、前記制御手段により供される画像情報を記録する記録手段を更に備える。したがって、煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された画像を記録することができる。
【００１８】
また、請求項８に係る発明にあっては、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した記憶手段とを備えた撮像装置におけるホワイトバランス制御方法であって、前記第２の増幅手段の色成分毎のゲインを順次変化させる可変工程と、この可変工程により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出工程と、この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択工程と、この選択工程により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定工程と、この設定工程により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御工程とを含む。したがって、記載した工程に従って処理を実行することにより、請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００１９】
また、請求項９に係るホワイトバランス制御プログラムにあっては、発明にあっては、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した記憶手段とを備えた撮像装置が有するコンピュータを、前記第２の増幅手段の色成分毎のゲインを順次変化させる可変手段と、この可変手段により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出手段と、この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択手段と、この選択手段により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定手段と、この設定手段により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御手段として機能させる。したがって、前記コンピュータがこのプログラムに従って処理を実行することにより、請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図にしたがって説明する。図１は、本発明を電子スチルカメラに適用した場合のブロック構成図である。
【００２１】
レンズ２０の後方に配置されたＣＣＤ２５は、タイミング信号発生器２６、垂直ドライバ２７によって駆動される。ＣＣＤ２５は原色ＲＧＢの色フィルタアレイが設けられたものであって、ＣＣＤ２５の受光面に結像された光学像はＲ，Ｇ，Ｂの各受光部で電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷に変換された後、アナログの画像信号としてユニット回路２８に出力される。ユニット回路２８は、入力した撮像信号からノイズを除去するＣＤＳと、ノイズが除去された撮像信号をデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ変換器とからなり、ユニット回路２８から出力された画像データは第１及び第２ゲイン調整回路２１，２２に送られる。
【００２２】
第１及び第２ゲイン調整回路２１、２２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分毎にＲ用アンプ２１ａ、２２ａ、Ｇ用アンプ２１ｂ、２２ｂ、Ｂ用アンプ２１ｃ、２２ｃを各々備えており、制御部３５から送られる制御信号によって各アンプ２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂ、２１ｃ、２２ｃのゲインが制御される。第１ゲイン調整回路２１によって増幅された画像信号は第１カラープロセス回路２３に送られ、ここでカラープロセス処理を行われた後、デジタルの輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を含んだＹＵＶデータとしてＤＭＡコントローラ２９のバッファに書き込まれる。同時にバッファには、カラープロセス処理が行われる以前のＲ，Ｇ，Ｂの画像データも書き込まれる。ＤＭＡコントローラ２９はバッファに書き込まれたＹＵＶデータをＤＲＡＭ３０の指定領域に転送し、展開する。
【００２３】
ビデオエンコーダ３１は、前記バッファから読み出されたＹＵＶデータを元にビデオ信号を発生してＬＣＤからなる表示装置３２に出力する。これにより、撮像待機状態にあるＲＥＣスルーモードの設定時には、撮像された被写体像が表示装置３２にスルー画像として表示される。また、その状態でシャッターキーが押された撮影指示時には、前記バッファに書き込まれた１フレーム分のＹＵＶデータが圧縮／伸張部３３に送られ、圧縮処理を施されてフラッシュメモリ３４に記録される。画像再生等を行うＰＬＡＹモードの設定時には、フラッシュメモリ３４に記録されている画像データがＤＭＡコントローラ２９を介して圧縮／伸張部３３に送られ、伸張処理を施されてＹＵＶデータが再生される。これにより、記録画像が表示装置３２に表示される。
【００２４】
一方、第２ゲイン調整回路２２によって増幅された画像信号は第２カラープロセス回路２４に送られ、ここでカラープロセス処理を行われた後、デジタルの輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を含んだＹＵＶデータとして制御部３５に送られる。
【００２５】
制御部３５はＣＰＵ、プログラムやデータが格納されたＲＯＭ、作業用のＲＡＭを有しており、所定のプログラムに従い前述した各部の動作を制御するとともに、操作部３６から送られる状態信号に対応して電子スチルカメラの各機能、すなわち自動露出制御（ＡＥ）やオートホワイトバランス（ＡＷＢ）を実現する。操作部３６には、前記シャッターキー、及びＲＥＣスルーモードとＰＬＡＹモードの切り替えキー等の各種キーが設けられており、キー操作に応じた状態信号を制御部３５に送る。ストロボ３７は、シャッターキーの操作時（撮影時）に必要に応じて駆動され補助光を発する。
【００２６】
ゲイン記憶部３８は、制御部３５によるオートホワイトバランス制御時に第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃに設定されるゲイン、及び第２ゲイン調整回路２２のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃに設定されるゲインが記憶されている。すなわち、ゲイン記憶部３８には、図２に示す第１の記憶手段としての第１ゲインテーブル３８１と、図３に示す第２の記憶手段としての第２ゲインテーブル３８２とが記憶されている。
【００２７】
第１ゲインテーブル３８１は、制御部３５によるオートホワイトバランス制御時に第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃにゲインをする際に用いられるテーブルであって、ゲインＮｏ．▲１▼〜▲４▼に対応するＲゲインの値とＢゲインの値とが記憶されている。ここで、ゲインＮｏ．▲１▼は日陰での撮影時、ゲインＮｏ．▲２▼は太陽光、ゲインＮｏ．▲３▼は蛍光灯、ゲインＮｏ．▲４▼はタングステンランプを光源とする撮影時に適切なホワイトバランスを設定することのできるＲゲインの値とＢゲインの値からなる。また、こられＲゲインの値とＢゲインの値は、経験値からなる。
【００２８】
第２ゲインテーブル３８２は、制御部３５によるオートホワイトバランス制御時に第２ゲイン調整回路２２のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃにゲインをする際に用いられるテーブルであって、ゲインＮｏ．１〜１２に対応するＲゲインの値とＢゲインの値とが記憶されている。ここで、ゲインＮｏ．１及び２は日陰での撮影時、ゲインＮｏ．３、４、５は太陽光、ゲインＮｏ．６、７、８は蛍光灯、ゲインＮｏ．９はタングステンランプ、ゲインＮｏ．１０は白熱灯を光源とする撮影時に適切なホワイトバランスを設定することのできるＲゲインの値とＢゲインの値からなる。また、ゲインＮｏ．１１は被写体が緑である場合、ゲインＮｏ．１２は被写体がベージュである場合の撮影時に適切なホワイトバランスを設定することのできるＲゲインの値とＢゲインの値からなる。こられＲゲインの値とＢゲインの値も、経験値からなる。
【００２９】
なお、第１ゲインテーブル３８１と第２ゲインテーブル３８２とにおいて、ゲインＮｏ．▲１▼とゲインＮｏ．１、ゲインＮｏ．▲２▼とゲインＮｏ．４、ゲインＮｏ．▲３▼とゲインＮｏ．６、ゲインＮｏ．▲４▼とゲインＮｏ．９は、各々同一のＲゲインの値とＢゲインの値からなる。
【００３０】
また、前記制御部３５のＲＯＭ又は前記ゲイン記憶部３８には、図４に示す白検出枠データ３５１と、図５に示すＥＶ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）判定データ３５２が記憶されている。
【００３１】
次に、以上の構成からなる本実施の形態において、ＡＷＢモードが設定された状態でのＲＥＣスルーモードにおける動作を図６に示すフローチャートに従い説明する。
すなわち電子スチルカメラにあっては、ＲＥＣスルーモードが設定されると、制御部３５は前記プログラムに基づきこのフローチャートに従って処理を開始して、ＣＣＤ２５を１フレーム駆動する（ステップＳ１）。次に、この駆動した１フレーム分のデジタルデータを取り込み（ステップＳ２）、白検出及びＥＶ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）値を取り込む（ステップＳ３）。次に、ＥＶ判定「暗」を実行する（ステップＳ４）。
【００３２】
このステップＳ４の処理は、図５に示したＥＶ判定データ３５２に基づいて実行され、取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「暗」に属する値であるか否かを判定する。この取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「暗」に属する値であった場合には（ステップＳ４；ＹＥＳ）、取り込んだ画像データは、日陰での撮影時、太陽光、蛍光灯、タングステンランプを光源とする撮影時のいずれの場合もあり得るものと推定される。
【００３３】
そして、この場合には、条件１で決定されたゲインＮｏ．が、第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１〜Ｎｏ．１２のうちの、Ｎｏ．１又はＮｏ．２であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、条件１で決定されるＮｏ．とは、第２ゲインテーブル３８２のゲインを、第２ゲイン調整回路２２のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃとに、フレーム毎にＮｏ．１〜Ｎｏ．１２まで順番に設定したとき、そのＮｏ．における白の個数（図４に示した白検出枠データ３５１の白枠３５３内に入る画素数）が過去１２フレームのうちで最も多いＮｏ．である。
【００３４】
すなわち、図７の具体例に示すように（図７においては、第１ゲイン調整回路２１を「＃１」、第２ゲイン調整回路２２を「＃２」と表記している。）、ＥＶ判定が「暗」の状態で、フレーム１、２、３、・・・毎に、第２ゲイン調整回路２２（＃２）のＲ用アンプ２２ａとＢ用アンプ２２ｃとに、１、２、３、・・・とＮｏ．１〜Ｎｏ．１２までのゲインを設定して、各々「白の個数」を検出し、過去１２フレームのうちで最も多いＮｏ．を決定する。
【００３５】
このステップＳ５での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２であった場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を日陰用であるＮｏ．▲１▼とする（ステップＳ６）。
【００３６】
また、前記ステップＳ５での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２でなかった場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．３、４、５、１１又は１２であったか否かを判断する（ステップＳ７）。このステップＳ７の判断がＹＥＳであった場合には、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を太陽光用であるＮｏ．▲２▼とする（ステップＳ８）。
【００３７】
また、前記ステップＳ７での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．３、４、５、１１又は１２でなかった場合には（ステップＳ７；ＮＯ）、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．６、７又は８であったか否かを判断する（ステップＳ９）。このステップＳ９の判断がＹＥＳであった場合には、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を蛍光灯用であるＮｏ．▲３▼とする（ステップＳ１０）。
【００３８】
すなわち、図７に示す具体例においては、フレーム１、２、３、・・・１２毎に設定されたゲインＮｏ．１、２、３、・・・１２において、最も白の個数が多かったのは、個数「１００」のＮｏ．７である。したがって、フレーム１３の時点（Ａ時点）でステップＳ９の判断がＹＥＳとなり、蛍光灯用であるＮｏ．▲３▼が第１ゲインテーブル３８１の候補とされることとなる。
【００３９】
さらに、前記ステップＳ９での判断の結果、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．６、７又は８でなかった場合には（ステップＳ９；ＮＯ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を蛍光灯用であるＮｏ．▲４▼とする（ステップＳ１１）。
【００４０】
他方、前記ステップＳ４で判断の結果、取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「暗」に属する値でなかった場合には（ステップＳ４；ＮＯ）、「明」に属する値であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。このＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「明」に属する値であった場合には（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、取り込んだ画像データは、太陽光を光源とする撮影時のものであると推定される。よって、この場合には、前述したステップＳ８と同様に、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を太陽光用であるＮｏ．▲２▼とする（ステップＳ１５）。
【００４１】
しかし、前記ステップＳ１４で判断の結果、取り込んだＥＶ値がＥＶ判定データ３５２の「明」に属する値でもなかった場合には（ステップＳ１４；ＮＯ）、前述したステップＳ５と同様に、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２であったか否かを判断する（ステップＳ１６）。 そして、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２であった場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を日陰用であるＮｏ．▲１▼とする（ステップＳ１７）。しかし、条件１で決定された第２ゲインテーブル３８２のゲインがＮｏ．１又はＮｏ．２でなかった場合には（ステップＳ１６；ＮＯ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに設定すべき第１ゲインテーブル３８１のゲイン候補を太陽光用であるＮｏ．▲２▼とする（ステップＳ１８）。
【００４２】
次に、前述のステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８で候補とされたＮｏ．が連続して３２回同じであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。連続して３２回同じではない場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１からの処理を繰り返し、連続して３２回同じとなったならば（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃとに、そのＮｏ．のゲイン値を設定して更新する（ステップＳ１３）。
【００４３】
すなわち、図７に示す具体例においては、候補とされたＮｏ．▲３▼がＢ時点で３２回連続している。したがって、Ｂ時点でステップＳ１２の判断がＹＥＳとなって、初期値であるＮｏ．▲２▼からＮｏ．▲３▼に更新される。また、Ｃ時点においても、場面が変化したと推定されるＤ時点から候補とされたＮｏ．▲２▼が３２回連続している。したがって、Ｃ時点でもステップＳ１２の判断がＹＥＳとなって、Ｎｏ．▲３▼からＮｏ．▲２▼に更新される。
【００４４】
したがって、第１ゲイン調整回路２１のＲ用アンプ２１ａとＢ用アンプ２１ｃは、ユニット回路２８から送られた光学像のデジタル画像データのＲ、Ｂ色成分を前記ステップＳ１３で設定されたゲインで増幅する。そして前述のように、この第１ゲイン調整回路２１によって増幅された画像信号は第１カラープロセス回路２３に送られ、ここでカラープロセス処理を行われた後、デジタルの輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）を含んだＹＵＶデータとしてＤＭＡコントローラ２９のバッファに書き込まれる。ＤＭＡコントローラ２９はバッファに書き込まれたＹＵＶデータをＤＲＡＭ３０の指定領域に転送し、展開する。ビデオエンコーダ３１は、前記バッファから読み出されたＹＵＶデータを元にビデオ信号を発生してＬＣＤからなる表示装置３２に出力する。
【００４５】
これにより、撮像待機状態にあるＲＥＣスルーモードの設定時には、光源に応じてホワイトバランスを設定する煩雑な操作を必要とせずに、常に良好なホワイトバランスが確保された被写体像が表示装置３２にスルー画像として表示されることとなる。しかも、表示装置３２にスルー画像として表示されるのは、前記条件１により第２ゲインテーブル３８２のゲインがフレーム毎にＮｏ．１〜Ｎｏ．１２まで順番に設定される第２ゲイン調整回路２２からの画像データに基づくものではなく、前述のステップＳ１３でゲインが更新、設定される第２ゲイン調整回路２２からの画像データに基づくものであることから、表示装置３２に表示されているスルー画像のホワイトバランスが頻繁に変化することもない。
【００４６】
そして、シャッターキーが押された撮影指示時には、前記バッファに書き込まれた１フレーム分のＹＵＶデータが圧縮／伸張部３３に送られ、圧縮処理を施されてフラッシュメモリ３４に記録される。これにより、フラッシュメモリ３４にホワイトバランスが確保された被写体画像の画像データを記録することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、ＣＣＤ２５により１フレーム分の画像全体に対して白検出を行うようにしたが、図８に示すように、１フレーム分の画像Ｐを中央部Ｐｃ、上部Ｐｕ、下部Ｐｄに三分割し、中央部Ｐｃは一般的に被写体が配置されるので、中央部Ｐｃを除く上部Ｐｕ及び下部Ｐｄに対してのみ白検出を行う等、画像を部分的に特定して白検出を行うようにしてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態においては、ＥＶの値そのものをＥＶ判定で用いるようにしたが、ＥＶの移動平均を取ってこれをＥＶ判定に用いるようにしてもよい。これにより、短時間内におけるＥＶの変化に左右されることなく、安定した判定を行うことができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態においては主として、スルー画像を表示した状態でシャッターキーが押されると、その時点で撮像した画像を記録する電子スチルカメラについて説明したが、本発明は、前述したようなカメラに限定されることなく、撮像する画像のオートホワイトバランス制御を行う機器であれば他の装置にも適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第２の増幅手段により色成分毎のゲインを順次変化させて、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出し、この検出したゲインに基づき、予め記憶されている被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを選択して第１の増幅手段に設定し、この設定されたゲインで第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供するようにしたことから、煩雑な操作を必要とせずに、色の引き込みのない常に良好なホワイトバランスが確保された画像を得ることができる。しかも、画像の表示に供されるのは、ゲインが順次変化する第２の増幅手段からの撮像信号ではなく、第１の増幅手段からの撮像信号であることから、表示中の画像のホワイトバランスが頻繁に変化する不都合を未然に防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す電子スチルカメラのブロック構成図である。
【図２】第１ゲインテーブルに格納されているゲインの値を示す図である。
【図３】第１ゲインテーブルに格納されているゲインの値を示す図である。
【図４】白検出枠データを示す図である。
【図５】ＥＶ判定データを示す図である。
【図６】本実施の形態におけるＲＥＣスルーモードでの動作を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態におけるＲＥＣスルーモードでの動作の具体例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態における白検出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
２１ 第１ゲイン調整回路
２１ａ Ｒ用アンプ
２１ｃ Ｂ用アンプ
２２ 第２ゲイン調整回路
２２ａ Ｒ用アンプ
２２ｃ Ｂ用アンプ
２３ 第１カラープロセス回路
２４ 第２カラープロセス回路
２５ ＣＣＤ
２６ タイミング信号発生器
２７ 垂直ドライバ
２８ ユニット回路
２９ ＤＭＡコントローラ
３０ ＤＲＡＭ
３１ ビデオエンコーダ
３２ 表示装置
３３ 圧縮／伸張部
３４ フラッシュメモリ
３５ 制御部
３８ ゲイン記憶部
３８１ 第１ゲインテーブル
３８２ 第２ゲインテーブル
Claims (9)
- 被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、
前記被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した第１の記憶手段と、
前記第２の増幅手段の色成分毎のゲインを順次変化させる可変手段と、
この可変手段により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出手段と、
この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記第１の記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択手段と、
この選択手段により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定手段と、
この設定手段により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記第２の増幅手段に設定すべき色成分毎のゲインを複数種記憶した第２の記憶手段を更に備え、
前記可変手段は、この第２の記憶手段に記憶されている複数種のゲインを前記第２の増幅手段に順次設定することにより、前記色成分毎のゲインを順次変化させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 - 前記第２の記憶手段は、前記第１の記憶手段よりも多数種のゲインを記憶していることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
- 前記第１の記憶手段に記憶されている複数種のゲインは、日陰、太陽光、蛍光灯、タングステンランプ下において各々被写体のホワイトバランスを確保し得る色成分毎のゲインであることを特徴とする請求項１から３にいずれか記載の撮像装置。
- 前記撮像手段が被写体を撮像した際の露出を判定する露出判定手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記露出判定手段により判定された露出と前記検出手段により検出されたゲインに基づき、前記第１の増幅手段に設定すべきゲインを前記第１の記憶手段から選択することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。 - 前記制御手段により供される画像情報に基づき画像を表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 撮影操作に応じて、前記制御手段により供される画像情報を記録する記録手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は６記載の撮像装置。
- 被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した記憶手段とを備えた撮像装置におけるホワイトバランス制御方法であって、
前記第２の増幅手段の色成分毎のゲインを順次変化させる可変工程と、
この可変工程により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出工程と、
この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択工程と、
この選択工程により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定工程と、
この設定工程により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御工程と、
を含むことを特徴とするホワイトバランス制御方法。 - 被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力される前記撮像信号を色成分毎に個別に増幅する第１及び第２の増幅手段と、被写体のホワイトバランスを確保するための色成分毎のゲインを複数種記憶した記憶手段とを備えた撮像装置が有するコンピュータを、
前記第２の増幅手段の色成分毎のゲインを順次変化させる可変手段と、
この可変手段により順次変化する色成分毎のゲインで前記第２の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報に基づき、所定の白検出範囲に含まれる色情報を有するゲインを検出する検出手段と、
この検出手段により検出されたゲインに基づき、前記記憶手段に記憶されているゲインを候補として選択し、この候補として選択したゲインが所定回数連続した場合に、当該候補として選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定すべきゲインとして選択する選択手段と、
この選択手段により選択されたゲインを前記第１の増幅手段に設定する設定手段と、
この設定手段により設定されたゲインで前記第１の増幅手段により増幅された撮像信号から生成した画像情報を、画像の表示又は記録に供する制御手段と
して機能させることを特徴とするホワイトバランス制御プログラム。
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