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JPH0955949A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

Info

Publication number
JPH0955949A
JPH0955949A JP7205664A JP20566495A JPH0955949A JP H0955949 A JPH0955949 A JP H0955949A JP 7205664 A JP7205664 A JP 7205664A JP 20566495 A JP20566495 A JP 20566495A JP H0955949 A JPH0955949 A JP H0955949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
circuit
color
image
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7205664A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kubo
広明 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP7205664A priority Critical patent/JPH0955949A/en
Priority to US08/694,431 priority patent/US6545710B1/en
Publication of JPH0955949A publication Critical patent/JPH0955949A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the change in white balance accociated with the change of picture constitution under the same light source and to realize stable color correction control. SOLUTION: A low light clip circuit 971 extracts the highlight part of a picked up image, and a luminosity discrimination accuracy operation circuit 977 operates the reliability of the discriminated result. When color temperature information of a light source is included, an MIX circuit 986 sets a gain control value for WB adjustment based on the color temperature of the light source from image data of an R-color in the highlight part and image data of the R-color and a B-color in an area except for the highlight part. The gain control value is set by a counter 987 at a prescribed period, and the period is changed in accordance with the operated result of the reliability of the light source discrimination accuracy operation circuit 977. When the color temperature of the light source is decided, the setting period of the gain control value is prolonged and the flufctuation of WB adjustment can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CCD等の撮像素
子を用いた撮像装置に係り、特に撮像画像のホワイトバ
ランス調整に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus using an image pickup element such as a CCD, and more particularly to white balance adjustment of a picked-up image.

【0002】[0002]

【従来の技術】レンズに入射した光像を電気信号に変換
して取り込むカラービデオカメラやスチルビデオカメラ
においては、使用されるCCD(Charge Coupled Devic
e)等の撮像センサの分光感度特性は一定で、被写体の
光源の色温度が変化した場合、撮像画像に色ずれが生じ
るため、通常、この色ずれを補正するために撮像信号の
ホワイトバランスが取られるようになっている。
2. Description of the Related Art In a color video camera or a still video camera that converts an optical image incident on a lens into an electric signal and captures it, a CCD (Charge Coupled Devic) used.
When the spectral sensitivity characteristics of the image sensor such as e) are constant and the color temperature of the light source of the subject changes, color shift occurs in the captured image. Normally, the white balance of the image capture signal is adjusted to correct this color shift. It is supposed to be taken.

【0003】上記ホワイトバランスは、撮像画像内の光
源の色温度情報が含まれる高輝度部(白色部)の画像デ
ータに基づき撮像画像のR,G,Bの各色成分のレベル
比(R/G,B/G)を調整することにより可能である
が、従来のカラービデオカメラやスチルビデオカメラで
は、入射光量に比例した電圧を出力するリニアな光電変
換特性を有するCCDが用いられており、被写体の輝度
範囲に対するダイナミックレンジが不十分で、撮像画面
内の高輝度部から正確に光源の色温度情報が抽出できな
いため、高輝度部の画像データを用いたホワイトバラン
スの調整方法は採用されていない。
The white balance is the level ratio (R / G) of the R, G, and B color components of the captured image based on the image data of the high-luminance portion (white portion) including the color temperature information of the light source in the captured image. , B / G) can be adjusted, but in a conventional color video camera or still video camera, a CCD having a linear photoelectric conversion characteristic that outputs a voltage proportional to the amount of incident light is used. Since the dynamic range for the luminance range is insufficient and the color temperature information of the light source cannot be accurately extracted from the high-luminance portion in the imaging screen, the white balance adjustment method using the image data of the high-luminance portion is not adopted. .

【0004】すなわち、従来のビデオカメラに使用され
る撮像センサは、図14の特性に示すように、光の強
度(特性の傾き)を比例係数とする入射光量に比例し
た電圧を出力するリニアな光電変換特性を有し、ダイナ
ミックレンジに対する入射光量の範囲(領域A1)が狭
く、撮像センサの露光時間のみを制御して撮像すると、
光源の色温度情報が含まれる高輝度部(領域A2)の画
像はオーバーフローしてしまう。特に補色系単板式CC
Dを用いたものでは色変調キャリアが飽和して色が回る
ため、色再現性を考慮すると、更にダイナミックレンジ
が狭くなる。
That is, as shown in the characteristic of FIG. 14, the image sensor used in the conventional video camera is a linear type which outputs a voltage proportional to the amount of incident light having a light intensity (gradient of characteristic) as a proportional coefficient. When the image pickup is performed by controlling only the exposure time of the image pickup sensor, which has photoelectric conversion characteristics, the range of the amount of incident light with respect to the dynamic range (area A1) is narrow,
The image of the high-luminance portion (area A2) including the color temperature information of the light source overflows. Especially, complementary color single plate CC
In the case of using D, the color modulation carrier is saturated and the color rotates, so that the dynamic range becomes narrower in view of color reproducibility.

【0005】このため、正確な光源の色温度情報が得ら
れない高輝度部の画像データに基づいてホワイトバラン
スの調整を行うと、却って色ずれを悪化させることにな
る。
Therefore, if the white balance is adjusted based on the image data of the high-brightness portion where accurate color temperature information of the light source cannot be obtained, the color misregistration will be worsened.

【0006】絞りにより入射光量を制限して特性の傾
きを特性のように変化させ、入射光量と露光時間とを
制御して撮像センサのダイナミックレンジを拡張するこ
とによりオーバーフローさせることなく高輝度部の画像
を取り込むことも可能であるが、主要被写体部のS/N
比劣化を招くため、このような露出制御は行うことがで
きず、高輝度部の画像データに基づくホワイトバランス
調整は採用されていない。
The amount of incident light is limited by the diaphragm to change the slope of the characteristic like the characteristic, and the dynamic range of the image sensor is expanded by controlling the amount of incident light and the exposure time to prevent the overflow of the high-luminance portion. It is possible to capture images, but S / N of the main subject part
Such exposure control cannot be performed because the ratio is deteriorated, and the white balance adjustment based on the image data of the high brightness portion is not adopted.

【0007】上記のように撮像センサの光電変換特性に
より高輝度部から信頼性のある光源情報が得られないの
で、従来、これに代わるものとして比較的明るく彩度の
低い部分の撮像信号に基づきホワイトバランスの調整が
行われている。
As described above, since reliable light source information cannot be obtained from the high-luminance portion due to the photoelectric conversion characteristics of the image sensor, conventionally, as an alternative to this, based on the image signal of a relatively bright and low-saturation portion. White balance is being adjusted.

【0008】すなわち、R,G,Bの各色成分の画像信
号をY信号(輝度信号)とC信号(色信号)とに変換
し、C信号が所定レベル以下で、かつ、Y信号が所定レ
ベル以上の部分の画像信号を基準レベルとしてホワイト
バランスの調整が行われている。
That is, the image signals of the R, G, and B color components are converted into a Y signal (luminance signal) and a C signal (color signal), and the C signal is below a predetermined level and the Y signal is below a predetermined level. The white balance is adjusted using the image signals of the above portions as reference levels.

【0009】また、被写体の光源の変化や画面構成の変
化により撮影画面の色バランスが変化した場合にも色ず
れを補正し得るように、上記ホワイトバランス調整用デ
ータは所定の周期で更新されるようになっている。
Further, the white balance adjustment data is updated at a predetermined cycle so that the color shift can be corrected even when the color balance of the photographing screen changes due to the change of the light source of the subject or the change of the screen configuration. It is like this.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば同一
光源下での動体撮影のように撮影画面が変化する場合、
この撮影画面の変化に応じてホワイトバランス調整を行
うと、動体が変化する度に色バランスがふらつき、却っ
て不快な映像となるため、ホワイトバランス調整を頻繁
に行うことは好ましくない。このため、従来は、上記ホ
ワイトバランス調整用データの更新周期は比較的長く設
定し、撮影画面が少々変化してもホワイトバランス調整
値はホールドするようになっている。
By the way, for example, when the photographing screen is changed like the case of photographing a moving body under the same light source,
If the white balance adjustment is performed according to the change of the photographing screen, the color balance fluctuates every time the moving body changes, and the image becomes rather unpleasant. Therefore, it is not preferable to frequently perform the white balance adjustment. Therefore, conventionally, the update cycle of the white balance adjustment data is set to be relatively long, and the white balance adjustment value is held even if the photographing screen changes slightly.

【0011】しかし、ホワイトバランス調整の更新周期
をあまり長くすると、被写体の光源が変化したとき、ホ
ワイトバランス調整が行われず、色ずれが生じるおそれ
があるので、好ましくは被写体の光源の変化に応じてホ
ワイトバランス調整を更新するほうがよいが、従来のホ
ワイトバランスの調整方法は、比較的明るく彩度の低い
部分の撮像データから光源の色温度情報を推定している
ので、光源の色温度を正確に推定することはできず、被
写体の光源の変化に応じてホワイトバランス調整を更新
することは困難となっている。
However, if the update cycle of the white balance adjustment is made too long, when the light source of the subject changes, the white balance adjustment may not be performed and color misregistration may occur. Therefore, it is preferable to change the light source of the subject. Although it is better to update the white balance adjustment, the conventional white balance adjustment method estimates the color temperature information of the light source from the image data of the relatively bright and low-saturation area, so the color temperature of the light source can be calculated accurately. It cannot be estimated, and it is difficult to update the white balance adjustment according to the change in the light source of the subject.

【0012】本発明は、上記課題に鑑みてなされもので
あり、対数圧縮型の光電変換特性を有する撮像素子を用
いて撮像し、この撮像画像の光源の色温度の基づきホワ
イトバランスの更新周期を制御することにより光源に変
化に応じて好適に色補正が可能な撮像装置を提供するも
のである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an image is picked up using an image pickup device having a logarithmic compression type photoelectric conversion characteristic, and the white balance update period is set based on the color temperature of the light source of the picked-up image. The present invention provides an image pickup device that can perform color correction appropriately by controlling the light source according to changes.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、入射光をその
光量に対して対数圧縮された電気信号に変換して出力す
る対数特性を備えた複数の光電変換素子からなる撮像手
段と、上記撮像手段で撮像された画像から所定の高輝度
領域を抽出する領域抽出手段と、抽出された高輝度領域
における光源の有無を判別する判別手段と、上記判別手
段の判別結果の確度を算出する確度算出手段と、上記高
輝度領域から光源の色温度を検出する検出手段と、検出
された光源の色温度に基づき上記撮像画像のホワイトバ
ランス調整用データを生成するデータ生成手段と、所定
の周期で上記ホワイトバランス調整用データを生成する
データ生成制御手段と、上記確度算出手段の算出結果に
応じて上記ホワイトバランス調整用データの生成周期を
変更する周期変更手段とものである。
According to the present invention, there is provided an image pickup means comprising a plurality of photoelectric conversion elements having a logarithmic characteristic for converting incident light into an electric signal logarithmically compressed with respect to its light quantity and outputting the electric signal. Area extraction means for extracting a predetermined high-brightness area from the image captured by the imaging means, determination means for determining the presence or absence of a light source in the extracted high-brightness area, and accuracy for calculating the determination result of the determination means. Calculating means, detecting means for detecting the color temperature of the light source from the high brightness area, data generating means for generating white balance adjustment data of the captured image based on the detected color temperature of the light source, and at a predetermined cycle Data generation control means for generating the white balance adjustment data, and cycle change for changing the generation cycle of the white balance adjustment data according to the calculation result of the accuracy calculation means. Those and the stage.

【0014】上記構成により、被写体光像は被写体輝度
に対して対数圧縮された電気信号に変換されて撮像さ
れ、所定の周期でこの撮像画像内の所定の高輝度領域に
含まれる光源の色温度に基づきホワイトバランス調整用
のデータが生成される。また、上記高輝度領域における
光源の有無の判別確度が算出され、この確度に応じてホ
ワイトバランス調整用データの生成周期が変更される。
With the above structure, the subject light image is converted into an electrical signal logarithmically compressed with respect to the subject brightness and is imaged, and the color temperature of the light source included in a predetermined high brightness region in the picked-up image at a predetermined cycle. Data for white balance adjustment is generated based on Further, the determination accuracy of the presence or absence of the light source in the high brightness region is calculated, and the generation period of the white balance adjustment data is changed according to this accuracy.

【0015】例えば光源有りの判別確度が高いときは、
被写体の光源の色温度が安定していると推定されるの
で、ホワイトバランス調整用のデータの更新周期が長く
設定され、不必要にホワイトバランス調整を行うことに
よる色補正のふらつき等の不具合が防止される。
For example, when the determination accuracy with the light source is high,
It is estimated that the color temperature of the light source of the subject is stable, so the update cycle of the data for white balance adjustment is set long, and problems such as fluctuations in color correction due to unnecessary white balance adjustment are prevented. To be done.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る撮像装置の
ブロック構成図である。撮像装置1は、被写体からの反
射光(被写体光像)を撮像系に導く光学系、上記被写体
光像を電気信号に変換して取り込む撮像系、この撮像系
で撮像された画像信号の信号処理を行う信号処理系とか
ら構成されている。
1 is a block diagram of an image pickup apparatus according to the present invention. The image pickup apparatus 1 is an optical system that guides reflected light (a subject light image) from a subject to an image pickup system, an image pickup system that converts the subject light image into an electric signal and takes it in, and a signal processing of an image signal picked up by this image pickup system. And a signal processing system for performing.

【0017】光学系は、被写体光像を撮像系の撮像面に
結像するレンズ系2、非撮像時にCCDイメージセンサ
6を保護するためのアイリス3及びこのアイリス3の駆
動を制御するアイリスドライバ4からなる。アイリスド
ライバ4は、後述する露出制御演算回路95から入力さ
れる露出制御値に基づきアイリス3の開閉を制御する。
すなわち、アイリスドライバ4は、CCDイメージセン
サ6の撮像動作開始直前にアイリス3を開口させ、所定
の露光時間の経過後、アイリス3を閉塞させ、非撮像時
はCCDイメージセンサ6への入射光を遮断する。
The optical system includes a lens system 2 for forming a subject light image on the image pickup surface of the image pickup system, an iris 3 for protecting the CCD image sensor 6 when the image is not picked up, and an iris driver 4 for controlling the driving of the iris 3. Consists of. The iris driver 4 controls opening / closing of the iris 3 based on an exposure control value input from an exposure control calculation circuit 95 described later.
That is, the iris driver 4 opens the iris 3 immediately before the CCD image sensor 6 starts the image pickup operation, closes the iris 3 after a predetermined exposure time, and cuts the incident light to the CCD image sensor 6 when the image is not picked up. Cut off.

【0018】撮像系は、入射光をR(赤),G(緑)、
B(青)の3原色の色成分に分解するダイクロイックプ
リズム5、このダイクロイックプリズム5から出力され
るR,G,Bの各色成分の被写体光像を電気信号に光電
変換して取り込む3枚のCCDイメージセンサ6(R),
6(G),6(B)及びこれらのCCDイメージセンサ6
(R),6(G),6(B)の駆動を制御するタイミングジェネ
レータ7からなる。
The image pickup system detects incident light by R (red), G (green),
Dichroic prism 5 for decomposing into B (blue) three primary color components, and three CCDs for photoelectrically converting the subject light image of each of the R, G, and B color components output from this dichroic prism 5 into an electric signal Image sensor 6 (R),
6 (G), 6 (B) and their CCD image sensor 6
The timing generator 7 controls the driving of (R), 6 (G), and 6 (B).

【0019】なお、本実施の形態では撮像系を3板式C
CDイメージセンサで構成しているが、単板式CCDイ
メージセンサで構成してもよい。
In this embodiment, the image pickup system is a three-plate type C
Although it is composed of a CD image sensor, it may be composed of a single-plate CCD image sensor.

【0020】CCDイメージセンサ6(撮像手段)は、
入射光量に対する出力電圧が対数関数となる光電変換特
性を有し、各画素は等価的に図3に示す回路で構成され
ている。
The CCD image sensor 6 (imaging means) is
The output voltage with respect to the amount of incident light has a photoelectric conversion characteristic of a logarithmic function, and each pixel is equivalently configured by the circuit shown in FIG.

【0021】各画素は、入射光量を対数圧縮された電圧
に光電変換して出力する感光部61とこの感光部61か
らの出力電圧に基づき電荷を蓄積する電荷蓄積部62と
からなる。
Each pixel comprises a photosensitive section 61 for photoelectrically converting the incident light quantity into a logarithmically compressed voltage and outputting the voltage, and a charge accumulating section 62 for accumulating charges based on the output voltage from the photosensitive section 61.

【0022】感光部61は入射光をその強度に比例した
光電流Ipに光電変換するpn接合型フォトダイオード
PDと上記光電流Ipを対数圧縮された電圧VGに変換
するnチャネルMOS型電界効果トランジスタFET
(以下、MOSFETという。)とから構成されてい
る。
The photosensitive section 61 has a pn junction type photodiode PD for photoelectrically converting incident light into a photocurrent Ip proportional to its intensity and an n-channel MOS field effect for converting the photocurrent Ip into a logarithmically compressed voltage V G. Transistor FET
(Hereinafter, referred to as MOSFET).

【0023】上記フォトダイオードPDのアノードは上
記MOSFETのドレイン(D)とゲート(G)とに接
続され、フォトダイオードPDのカソードには電源電圧
DDが印加されている。また、上記MOSFETのゲー
ト(G)は電荷蓄積部62の第1電極M1に接続され、
MOSFETのソース(S)及びバックゲート(基板)
にはそれぞれDC(直流)電圧VSSとDC電圧VSUB
印加されている。
The anode of the photodiode PD is connected to the drain (D) and the gate (G) of the MOSFET, and the power source voltage V DD is applied to the cathode of the photodiode PD. The gate (G) of the MOSFET is connected to the first electrode M1 of the charge storage section 62,
MOSFET source (S) and back gate (substrate)
A DC (direct current) voltage V SS and a DC voltage V SUB are applied to each.

【0024】なお、ここでVDD>VSS>VSUBであり、
フォトダイオードPDには逆バイアスが印加され、MO
SFETのソース(S)及びドレイン(D)とバックゲ
ートにも逆バイアスが印加されている。
Here, V DD > V SS > V SUB , and
Reverse bias is applied to the photodiode PD, and MO
Reverse bias is also applied to the source (S) and drain (D) and the back gate of the SFET.

【0025】電荷蓄積部62は、余剰電荷を排出する入
力ダイオード621、蓄積電荷電圧を制御する第1電極
M1、電荷を蓄積する第2電極M2、蓄積電荷の読出を
制御する第3電極M3及び読み出された蓄積電荷の転送
を行う第4電極M4以降の複数の電極からなる2相駆動
型CCDから構成されている。
The charge storage unit 62 includes an input diode 621 for discharging excess charge, a first electrode M1 for controlling the stored charge voltage, a second electrode M2 for storing the charge, a third electrode M3 for controlling reading of the stored charge, and It is composed of a two-phase drive type CCD composed of a plurality of electrodes after the fourth electrode M4 for transferring the read accumulated charge.

【0026】上記入力ダイオード621には電荷蓄積部
62の電荷蓄積開始を制御する制御パルスφD(ローレ
ベルのパルス信号)が入力され、上記第1電極M1には
MOSFETのゲート電圧VGが入力されるようになっ
ている。
A control pulse φ D (low-level pulse signal) for controlling the start of charge storage of the charge storage section 62 is input to the input diode 621, and the gate voltage V G of the MOSFET is input to the first electrode M1. It is supposed to be done.

【0027】また、上記第2電極M2と第3電極M3と
にはそれぞれダイナミックレンジのオフセットレベルを
調整するDC電圧VRと電荷蓄積部62の電荷蓄積終了
を制御するシフトパルスφS(ハイレベルのパルス信
号)とが印加され、上記第4電極M4以降の偶数番目の
電極M(2i+2)(i=1,2,…)と奇数番目の電極M(2
i+3)(i=1,2,…)とにはそれぞれ蓄積電荷を読出
しを制御する第1転送パルスφ1と第2転送パルスφ2
とが印加されるようになっている。なお、上記第1パル
スφ1及び第2転送パルスφ2は互いに位相がπだけず
れたパルス列信号である。
A DC voltage V R for adjusting the offset level of the dynamic range and a shift pulse φ S (high level) for controlling the end of charge accumulation in the charge accumulating portion 62 are applied to the second electrode M2 and the third electrode M3. Pulse signal) and even-numbered electrodes M (2i + 2) (i = 1, 2, ...) After the fourth electrode M4 and odd-numbered electrodes M (2
i + 3) (i = 1, 2, ...) Represents a first transfer pulse .phi.1 and a second transfer pulse .phi.2 for controlling the reading of the accumulated charge.
And are applied. The first pulse φ1 and the second transfer pulse φ2 are pulse train signals that are out of phase with each other by π.

【0028】ここで、感光部61と電荷蓄積部62の各
動作について説明する。閾値電圧VTが(VG−VS)≦
T+(nkT/q)を満足するとき、nチャネルMO
S型電界効果トランジスタのドレイン(D)には下記
式に示すサブスレッショールド電流IDS(sub-threshol
d currrent)と呼ばれる微小電流が流れることが知られ
ている。
Now, the operations of the photosensitive section 61 and the charge storage section 62 will be described. The threshold voltage V T is (V G −V S ) ≦
When V T + (nkT / q) is satisfied, n channel MO
The drain (D) of the S-type field effect transistor has a subthreshold current I DS (sub-threshol) represented by the following equation.
It is known that a minute electric current called d currrent) flows.

【0029】[0029]

【数1】 [Equation 1]

【0030】上記式において、表面準位密度Nfs=0
(すなわち、Cfs=0)、(K/n)≪(VD−VS)と
すると、n=m、1≪m(VD−VS)/Kとなり、ex
p{−m(VD−VS)/K}≒0となるから、上記式
は下記式となる。
In the above equation, the surface level density N fs = 0
(That is, C fs = 0) and (K / n) << (V D −V S ), then n = m, 1 << m (V D −V S ) / K, and ex
Since p {−m (V D −V S ) / K} ≈0, the above equation becomes the following equation.

【0031】[0031]

【数2】 [Equation 2]

【0032】上記式より、閾値電圧VTが(VG
S)≦VT+Kを満足し、かつ、(K/n)≪VD−VS
=VG−VSのとき、すなわち、(K/n)≪(VG
S)≦(VT+K)であれば、MOSFETのドレイン
(D)に流れるサブスレッショールド電流IDSはゲート
・ソース間の電位差(VG−VS)の指数関数となること
が分かる。
From the above equation, the threshold voltage V T is (V G
V S ) ≦ V T + K, and (K / n) << V D −V S
= V G −V S , that is, (K / n) << (V G
If V S ) ≦ (V T + K), it can be seen that the subthreshold current I DS flowing in the drain (D) of the MOSFET becomes an exponential function of the gate-source potential difference (V G −V S ). .

【0033】一方、上記閾値電圧VTは下記式で表さ
れ、(VSS(=VS)−VSUB)により変化するから、D
C電圧VSUBを適切に調整して上記(K/n)≪(VG
S)≦VT+Kの条件を満足するようにMOSFETの
動作状態を設定すると、回路構成上、ID=IPであるか
ら、光電流IP=IDS0・exp{(VG−VSS−VT)/
K}となり、MOSFETのゲート(G)には下記数
に示す対数圧縮されたゲート電圧VGが出力される。
On the other hand, the threshold voltage V T is expressed by the following equation and changes with (V SS (= V S ) −V SUB ), so D
The C voltage V SUB properly adjusted the (K / n) «(V G -
V S) by setting the operating state of the MOSFET so as to satisfy the condition ≦ V T + K, the circuit configuration, I D = because it is I P, the photocurrent I P = I DS0 · exp { (V G -V SS −V T ) /
K}, and the logarithmically compressed gate voltage V G shown below is output to the gate (G) of the MOSFET.

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】[0035]

【数4】 (Equation 4)

【0036】従って、感光部61に光が入射すると、そ
の光の強度に比例した光電流IPがフォトダイオードP
Dのカソードからアノードに流れ、MOSFETのドレ
イン(D)とゲート(G)とに供給される。そして、こ
の光電流IPは対数圧縮された電圧に変換されてMOS
FETのゲート(G)から出力される。すなわち、感光
部61においては、入射光が入射光量に対して対数圧縮
された電圧に光電変換されて出力される。
Therefore, when light is incident on the photosensitive portion 61, a photocurrent I P proportional to the intensity of the light is applied to the photodiode P.
It flows from the cathode of D to the anode and is supplied to the drain (D) and gate (G) of the MOSFET. Then, this photocurrent I P is converted into a logarithmically compressed voltage and is converted into a MOS.
It is output from the gate (G) of the FET. That is, in the photosensitive section 61, incident light is photoelectrically converted into a voltage logarithmically compressed with respect to the amount of incident light and is output.

【0037】一方、電荷蓄積部62においては、各電極
M1,M2,…の直下にポテンシャルの井戸が形成さ
れ、上記第2電極M2直下のポテンシャルの井戸に上記
MOSFETのゲート電圧VGに対応した電荷量が蓄積
されるようになっている。
On the other hand, in the charge storage section 62, a potential well is formed immediately below each of the electrodes M1, M2, ..., And the potential well immediately below the second electrode M2 corresponds to the gate voltage V G of the MOSFET. The amount of charge is accumulated.

【0038】ポテンシャルの井戸の深さは対応する電極
への印加電圧が高くなる程、深くなり、電荷に対するポ
テンシャルレベルは低くなるようなっている。従って、
上記DC電圧VRを高くするほど、上記第2電極M2直
下のポテンシャルの井戸の深さが深くなり、この井戸へ
の電荷蓄積容量は大きくなる。
The depth of the potential well becomes deeper as the voltage applied to the corresponding electrode becomes higher, and the potential level for electric charges becomes lower. Therefore,
As the DC voltage V R is increased, the depth of the potential well immediately below the second electrode M2 is increased, and the charge storage capacity in this well is increased.

【0039】上記第2電極M2直下のポテンシャルの井
戸への電荷の蓄積は、最初、上記DC電圧VRにより決
定される最大蓄積量CMAX(CCDのダイナミックレン
ジに相当する電荷量)の電荷を上記井戸に注入してお
き、この後、所定の露光時間だけ上記MOSFETのゲ
ート電圧VGに基づき上記井戸の上限レベルを低下させ
て入射光量に対応する量CLog(露光量に相当する電荷
量)の電荷を上記入力ダイオード621に排出すること
により行われる。
To accumulate charges in the potential well immediately below the second electrode M2, first, the maximum amount of charge C MAX (the amount of charge corresponding to the dynamic range of the CCD) determined by the DC voltage V R is applied. After being injected into the well, the upper limit level of the well is lowered based on the gate voltage V G of the MOSFET for a predetermined exposure time, and the amount C Log (charge amount corresponding to the exposure amount) corresponding to the incident light amount is reduced. ) Is discharged to the input diode 621.

【0040】従って、露出制御終了時には、上記ポテン
シャルの井戸に最大蓄積量CMAXからゲート電圧VGに比
例した量CLog(入射光量に対して対数圧縮された電荷
量)を除いた量CINT(=CMAX−CLog)の電荷が蓄積
される。なお、この電荷量CINTは、電荷蓄積部62の
ダイナミックレンジ(感度範囲)から被写体の輝度を差
し引いた輝度値であるから、被写体輝度を白黒反転した
ネガ信号となっている。
Therefore, at the end of the exposure control, the amount C INT obtained by removing the amount C Log (the charge amount logarithmically compressed with respect to the incident light amount) proportional to the gate voltage V G from the maximum accumulation amount C MAX in the potential well. The charge of (= C MAX −C Log ) is accumulated. Since the charge amount C INT is a brightness value obtained by subtracting the brightness of the subject from the dynamic range (sensitivity range) of the charge storage unit 62, it is a negative signal obtained by inverting the subject brightness in black and white.

【0041】上記第2電極M2直下のポテンシャルの井
戸に蓄積された電荷は、上記露光時間が経過した時にシ
フトパルスφSを入力し、第3電極M3直下のポテンシ
ャルレベルを第2電極M2直下のポテンシャルレベルよ
り低下させ、この第3電極M3直下を通して第4電極M
4直下の転送領域に排出することにより読み出される。
The charges accumulated in the potential well immediately below the second electrode M2 are input with the shift pulse φ S when the exposure time has elapsed, and the potential level immediately below the third electrode M3 is set to the potential level immediately below the second electrode M2. The potential is lowered below the potential level, and the fourth electrode M is passed directly under the third electrode M3.
The data is read out by ejecting it to the transfer area immediately below 4.

【0042】図4は、電荷蓄積部62の電荷蓄積及び蓄
積電荷の転送処理を示すタイムチャートを示し、図5
は、図4のタイムチャートの各タイミングにおける電荷
蓄積部62のポテンシャルの状態を示す図である。な
お、図5において、斜線部は電荷を示している。
FIG. 4 is a time chart showing charge accumulation in the charge accumulator 62 and transfer processing of accumulated charges, and FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a potential state of the charge storage unit 62 at each timing in the time chart of FIG. Note that, in FIG. 5, the shaded portions indicate charges.

【0043】図4において、時刻t1は露光開始タイミ
ングであり、時刻t4は露光終了タイミングである。t
=t1で制御パルスφDがローレベルに立ち下がると、
入力ダイオード621側から第1電極M1の下を通って
第2電極M2直下のポテンシャルの井戸W1に電子が注
入され(図5(a))、t=t2で制御パルスφDがハ
イレベルに立ち上がると、上記井戸W1に対して余剰の
電子が第1電極M1の下を通って入力ダイオード621
に排出され、これと同時に電荷蓄積(露光動作)が開始
される(図5(b))。
In FIG. 4, time t1 is the exposure start timing and time t4 is the exposure end timing. t
= T1, when the control pulse φ D falls to the low level,
Electrons are injected from the input diode 621 side under the first electrode M1 into the potential well W1 immediately below the second electrode M2 (FIG. 5A), and the control pulse φ D rises to a high level at t = t2. Then, excess electrons with respect to the well W1 pass under the first electrode M1 and the input diode 621
And the charge accumulation (exposure operation) is started at the same time (FIG. 5B).

【0044】すなわち、制御パルスφDが入力される
と、ポテンシャルの井戸W1に上記最大蓄積量CMAX
電荷を注入することでCCDのリセットが行われ、露光
が開始される。
That is, when the control pulse φ D is input, the CCD is reset by injecting the electric charge of the maximum storage amount C MAX into the potential well W1, and the exposure is started.

【0045】露光が開始されると、MOSFETのゲー
ト電圧VGは入射光量に対して対数圧縮された特性で上
昇し、この電圧上昇に応じて第1電極M1直下のポテン
シャルが深くなり、上記ポテンシャルの井戸W1の電荷
が第1電極M1の下を通って入力ダイオード621に排
出される(図5(c))。
When the exposure is started, the gate voltage V G of the MOSFET rises with a characteristic that it is logarithmically compressed with respect to the incident light quantity, and the potential immediately below the first electrode M1 becomes deeper in accordance with the rise in the voltage, and the above potential is generated. The charges of the well W1 of the above pass through the bottom of the first electrode M1 and are discharged to the input diode 621 (FIG. 5C).

【0046】これにより上記ポテンシャルの井戸W1に
は上記電荷量CINT(=CMAX−CLog)が残留する。上
記電荷量CINTはDC電圧VRと上記ゲート電圧VGとの
電位差VRG(=VR−VG)の関数となるが、露光時間内
に排出される電荷量CLogは上記ゲート電圧VGの対数特
性に基づくものであるから、上記電荷量CINTも対数特
性となる。
As a result, the charge amount C INT (= C MAX −C Log ) remains in the potential well W1. The charge amount C INT is a function of the potential difference V RG (= V R −V G ) between the DC voltage V R and the gate voltage V G , but the charge amount C Log discharged during the exposure time is the gate voltage. Since it is based on the logarithmic characteristic of V G, the charge amount C INT also has the logarithmic characteristic.

【0047】そして、t=t4でシフトパルスφSがハ
イレベルに立ち上がると、第3電極M3直下のポテンシ
ャルの井戸W2のレベルがポテンシャルの井戸W1のレ
ベルより低下し、この井戸W1に残留している蓄積電荷
が第3電極M3直下のポテンシャルの井戸W2に転送さ
れて露光は終了し(図5(d))、t=t5でシフトパ
ルスφSがローレベルに立ち下がると、上記ポテンシャ
ルの井戸W2のレベルがポテンシャルの井戸W1のレベ
ルより高くなり、蓄積電荷が第4電極M4以降の電極直
下のポテンシャルの井戸(シフトレジスタ)に転送さ
れ、この蓄積電荷の信号処理系への読出が可能になる
(図5(e))。
When the shift pulse φ S rises to a high level at t = t4, the level of the potential well W2 directly below the third electrode M3 becomes lower than that of the potential well W1 and remains in this well W1. The stored charge is transferred to the potential well W2 directly below the third electrode M3, the exposure is completed (FIG. 5D), and when the shift pulse φ S falls to the low level at t = t5, the potential well is changed to the above potential well. The level of W2 becomes higher than the level of the potential well W1, the accumulated charge is transferred to the potential well (shift register) immediately below the fourth electrode M4, and the accumulated charge can be read out to the signal processing system. (FIG. 5 (e)).

【0048】そして、この後、t=t6から第1,第2
転送パルスφ1,φ2が入力されると、第1,第2転送
パルスφ1,φ2に同期して第4電極M4以降の電極M
(i+3)(i=1,2,…)が交互に順次、ローレベルに
変化され、上記蓄積電荷が第4電極M4以降の電極直下
のポテンシャルの井戸に順次、転送されて信号処理系に
読み出される(図5(f))。
Then, after this, from t = t6, the first and second
When the transfer pulses φ1 and φ2 are input, the electrodes M after the fourth electrode M4 are synchronized with the first and second transfer pulses φ1 and φ2.
(i + 3) (i = 1, 2, ...) Alternately and sequentially change to a low level, and the accumulated charge is sequentially transferred to the potential well immediately below the fourth electrode M4 to the signal processing system. Are read out (FIG. 5 (f)).

【0049】上記のようにCCDイメージセンサ6は被
写体からの入射光をその光量に対して対数圧縮された電
気信号に変換して出力するので、図6に示す光電変換特
性を有している。
As described above, the CCD image sensor 6 has the photoelectric conversion characteristic shown in FIG. 6 because it converts the incident light from the subject into an electric signal logarithmically compressed with respect to the light amount and outputs the electric signal.

【0050】同図において、横軸は入射光量であり、縦
軸はイメージセンサからの出力電圧である。
In the figure, the horizontal axis represents the amount of incident light and the vertical axis represents the output voltage from the image sensor.

【0051】上述したように、通常のCCDイメージセ
ンサはリニアな光電変換特性を有しているので(図14
参照)、CCD出力電圧の範囲(ダイナミックレンジ)
に対する入射光量の範囲A1が非常に狭く、例えばスキ
ーのゲレンデや晴天の雪景色を背景とする被写体をCC
Dイメージセンサの露光時間のみを制御して撮影する
と、背景の高輝度部分の出力がオーバーフローしてしま
い、撮影画像の濃度バランスが著しく損なわれることと
なる。
As described above, the normal CCD image sensor has a linear photoelectric conversion characteristic (see FIG. 14).
), CCD output voltage range (dynamic range)
The range A1 of the amount of incident light with respect to is very narrow, and for example, a subject with a background of a ski slope or a snow scene in clear weather is CC
When shooting is performed by controlling only the exposure time of the D image sensor, the output of the high-brightness portion of the background overflows, and the density balance of the shot image is significantly impaired.

【0052】このため、通常のCCDイメージセンサを
用いたカメラでは、被写体からの入射光量を制限する絞
りを設け、この入射光量と上記露光時間とを調整するこ
とによりCCDイメージセンサの光電変換特性の傾きを
小さくしてダイナミックレンジを拡張するようにしてい
る。
Therefore, in a camera using a normal CCD image sensor, a diaphragm for limiting the amount of incident light from a subject is provided, and the photoelectric conversion characteristic of the CCD image sensor is adjusted by adjusting the amount of incident light and the exposure time. The inclination is reduced to extend the dynamic range.

【0053】一方、本発明に係るCCDイメージセンサ
6は、図6に示すように、対数圧縮して出力するノンリ
ニアな光電変換特性を有しているので、CCD出力電圧
の範囲(ダイナミックレンジ)Dに対する入射光量の範
囲A3が非常に広く、通常のCCDイメージセンサのよ
うに絞りや蓄積時間制御を用いて入射光量を調整する必
要はなく、ダイナミックレンジA3について適正露出を
得ることができるようになっている。
On the other hand, the CCD image sensor 6 according to the present invention has a non-linear photoelectric conversion characteristic of logarithmically compressing and outputting as shown in FIG. 6, so that the CCD output voltage range (dynamic range) D Since the range A3 of the incident light amount is extremely wide, it is not necessary to adjust the incident light amount by using a diaphragm and storage time control as in a normal CCD image sensor, and it is possible to obtain an appropriate exposure for the dynamic range A3. ing.

【0054】また、上述のようにDC電圧VRは上記第
2電極M2直下のポテンシャルの井戸W1の深さを決定
し、DC電圧VRによりCCDイメージセンサ6のダイ
ナミックレンジの範囲が変化するようになっている。こ
れは図6において、DC電圧VRによりCCDイメージ
センサ6のダイナミックレンジのオフセットレベルVL
を変化することに相当する。
As described above, the DC voltage V R determines the depth of the potential well W1 immediately below the second electrode M2, and the DC voltage V R changes the dynamic range of the CCD image sensor 6. It has become. This is because the offset level V L of the dynamic range of the CCD image sensor 6 is changed by the DC voltage V R in FIG.
Is equivalent to changing.

【0055】従って、CCDイメージセンサ6では、上
記DC電圧VRを調整することにより等価的にダイナミ
ックレンジD′〜Dの範囲で適正露出が可能になるの
で、本撮像装置1では、上記DC電圧VRにより露出制
御を行うようにしている。
[0055] Thus, in the CCD image sensor 6, since it is possible to correct exposure equivalent to the dynamic range D'to D by adjusting the DC voltage V R, in this imaging apparatus 1, the DC voltage and to perform the exposure control by V R.

【0056】図1に戻り、タイミングジェネレータ7は
CCDイメージセンサ6(R),6(G),6(B)、相関二重
サンプリング回路81の駆動を制御するクロックを生成
するとともに、露出制御演算回路95から入力される露
出値に基づき上記制御パルスφD、シフトパルスφS、第
1,第2転送パルスφ1,φ2等の各種制御信号を生成
する。
Returning to FIG. 1, the timing generator 7 generates a clock for controlling the driving of the CCD image sensors 6 (R), 6 (G), 6 (B) and the correlated double sampling circuit 81, and performs exposure control calculation. Based on the exposure value input from the circuit 95, various control signals such as the control pulse φ D , the shift pulse φ S , the first and second transfer pulses φ1 and φ2 are generated.

【0057】信号処理系は撮像系から出力される画像信
号(アナログ信号)に所定の信号処理を施し、デジタル
信号に変換するアナログ信号処理回路8とデジタル信号
に変換された画像信号(以下、画像データという。)に
所定の信号処理を施して出力するデジタル信号処理回路
9とから構成されている。
The signal processing system subjects the image signal (analog signal) output from the image pickup system to predetermined signal processing and converts it to a digital signal, and an image signal converted to a digital signal (hereinafter referred to as image signal). Data) and a digital signal processing circuit 9 for performing a predetermined signal processing and outputting the data.

【0058】アナログ信号処理回路8は、上記CCDイ
メージセンサ6から出力される画像信号のノイズを抑圧
する相関二重サンプリング回路81(図中、CDSで示
す。以下、CDS回路81という。)、上記画像信号を
所定の規定レベルに増幅するプリアンプ82、上記画像
信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス回
路83(以下、WB回路83という。)及び画像信号を
A/D変換するA/Dコンバータ84を備えている。
The analog signal processing circuit 8 includes a correlated double sampling circuit 81 (indicated by CDS in the drawing, hereinafter referred to as a CDS circuit 81) for suppressing noise of the image signal output from the CCD image sensor 6, and the above. A preamplifier 82 that amplifies the image signal to a prescribed level, a white balance circuit 83 (hereinafter referred to as a WB circuit 83) that adjusts the white balance of the image signal, and an A / D converter 84 that A / D converts the image signal. I have it.

【0059】WB回路83はR,G,Bの各色成分の画
像信号のゲインを調整する3個のWBアンプ(図中、V
CAで示す。)を備え、G色の画像信号を所定の基準レ
ベルに設定するとともに、R色及びB色の各画像信号の
レベルを色補正演算回路98からD/Aコンバータ99
を介して入力されるアンプゲイン制御値AGR,AGB
基づき調整する。
The WB circuit 83 has three WB amplifiers (V in the figure) for adjusting the gains of the image signals of the R, G and B color components.
Indicated by CA. ), The G color image signal is set to a predetermined reference level, and the levels of the R color and B color image signals are changed from the color correction arithmetic circuit 98 to the D / A converter 99.
Adjustment is made based on the amplifier gain control values AG R and AG B input via.

【0060】A/Dコンバータ84は3個のA/Dコン
バータ84(R),84(G),84(B)を有し、R,G,B
の各色成分の画像信号を構成する画素信号をそれぞれ1
0ビットの画像データに変換する。この画像データはデ
ジタル信号処理回路9内のγ補正回路91、Yマトリッ
クス回路94、光源判別回路97及び色補正演算回路9
8に入力される。
The A / D converter 84 has three A / D converters 84 (R), 84 (G), 84 (B), and R, G, B
1 for each pixel signal forming the image signal of each color component of
Convert to 0-bit image data. This image data is used as a γ correction circuit 91, a Y matrix circuit 94, a light source discrimination circuit 97 and a color correction calculation circuit 9 in the digital signal processing circuit 9.
8 is input.

【0061】デジタル信号処理回路9は、A/Dコンバ
ータ84から入力される画像データのγ特性を補正する
γ補正回路91、画像データの輪郭補正を行うエンハン
サ92、デジタル信号処理後の画像データをアナログ信
号に変換して出力するD/Aコンバータ93、R,G,
Bの画像データから輝度データを生成するYマトリック
ス回路94、このYマトリックス回路94で生成された
輝度データから露出制御値(DC電圧VR)、プリアン
プ5のゲイン調整値及びγ補正回路91のγ補正テーブ
ルを生成する露出制御演算回路95、エンハンサ92の
輪郭補正を制御する輪郭補正制御回路96、画像データ
から光源の色温度を検出するとともに、この検出確度を
演算する光源判別回路97、上記アンプゲイン制御値を
演算する色補正演算回路98及びこの色補正演算回路9
8から出力されるアンプゲイン制御値をアナログデータ
に変換するD/Aコンバータ99を備えている。
The digital signal processing circuit 9 includes a γ correction circuit 91 for correcting the γ characteristic of the image data input from the A / D converter 84, an enhancer 92 for correcting the contour of the image data, and the image data after the digital signal processing. D / A converters 93, R, G, which convert to analog signals and output
A Y matrix circuit 94 that generates luminance data from the B image data, an exposure control value (DC voltage V R ) from the luminance data generated by the Y matrix circuit 94, a gain adjustment value of the preamplifier 5, and a γ of the γ correction circuit 91. An exposure control calculation circuit 95 that generates a correction table, a contour correction control circuit 96 that controls the contour correction of the enhancer 92, a light source determination circuit 97 that detects the color temperature of the light source from the image data and calculates the detection accuracy, and the amplifier described above. Color correction calculation circuit 98 for calculating a gain control value and this color correction calculation circuit 9
A D / A converter 99 for converting the amplifier gain control value output from 8 into analog data is provided.

【0062】γ補正回路91はR,G,Bの各色成分の
画像データに対応して3個のγ補正回路を有している。
各γ補正回路91(R),91(G),91(B)は露出制御演
算回路95で作成された階調補正用のルックアップテー
ブルを用いてR,G,Bの各色成分の画像データを構成
する各画素データのγ変換を行う。なお、このとき、各
画素データは10ビットデータから8ビットデータに変
換される。
The γ correction circuit 91 has three γ correction circuits corresponding to the image data of the R, G, and B color components.
Each of the γ correction circuits 91 (R), 91 (G), 91 (B) uses the look-up table for gradation correction created by the exposure control calculation circuit 95 to generate image data of R, G, B color components. .Gamma.-conversion is performed on each pixel data forming the. At this time, each pixel data is converted from 10-bit data to 8-bit data.

【0063】本実施の形態では、入力部で対数変換され
ていて入力画像のレンジが広いため、画像入力時には入
力画像により主要被写体のレベルを適正値に変換し、更
にこの変換後のレベルに対して最適なγ特性を持たせる
必要がある。この出力に対する露出レベル調整とγ調整
とを各γ補正回路91(R),91(G),91(B)で行って
いる。
In this embodiment, since the input section is logarithmically converted and the range of the input image is wide, the level of the main subject is converted to an appropriate value by the input image at the time of image input, and the level after the conversion is changed. Therefore, it is necessary to provide optimum γ characteristics. The exposure level adjustment and γ adjustment for this output are performed by the γ correction circuits 91 (R), 91 (G), and 91 (B).

【0064】エンハンサ92もR,G,Bの各色成分の
画像データに対して3個のエンハンサを有している。各
エンハンサ92(R),92(G),92(B)は、輪郭補正制
御回路96から入力される輪郭制御信号に基づき画像デ
ータの水平方向及び垂直方向に輪郭信号を付加して画像
のエッジ部を強調し、解像度感を高める。
The enhancer 92 also has three enhancers for the image data of the R, G and B color components. Each of the enhancers 92 (R), 92 (G), 92 (B) adds an edge signal in the horizontal and vertical directions of the image data based on the edge control signal input from the edge correction control circuit 96 to add an edge of the image. The parts are emphasized to enhance the resolution.

【0065】D/Aコンバータ93もR,G,Bの各色
成分の画像データに対して3個のD/Aコンバータ93
(R),93(G),93(B)を有し、所定の信号処理後の画
像データをアナログ信号に変換して出力する。
The D / A converters 93 are also three D / A converters 93 for the image data of each of the R, G and B color components.
(R), 93 (G), 93 (B), which converts the image data after predetermined signal processing into an analog signal and outputs it.

【0066】Yマトリックス回路94は、R,G,Bの
各色成分の画像データを比視感度に近い所定の割合(例
えば、R:G:B:=0.33:0.59:0.11)で合成して輝度データ
を生成する。この輝度データは露出制御演算回路95、
光源判別回路97に入力されるとともに、露出制御演算
回路95を介して輪郭補正制御回路96に入力される。
The Y matrix circuit 94 synthesizes the image data of each of the R, G, and B color components at a predetermined ratio close to the relative luminous efficiency (for example, R: G: B: = 0.33: 0.59: 0.11) and luminance. Generate data. This brightness data is stored in the exposure control calculation circuit 95,
It is input to the light source determination circuit 97 and also to the contour correction control circuit 96 via the exposure control calculation circuit 95.

【0067】露出制御演算回路95はYマトリックス回
路94で生成された輝度データから予め設定されたテー
ブルを用いてCCDイメージセンサ6のDC電圧VR
びプリアンプ5のゲイン調整値を演算し、DC電圧VR
をタイミングジェネレータ7に出力し、ゲイン調整値を
プリアンプ5に出力する。
The exposure control calculation circuit 95 calculates the DC voltage V R of the CCD image sensor 6 and the gain adjustment value of the preamplifier 5 from the brightness data generated by the Y matrix circuit 94 by using a preset table, and calculates the DC voltage. V R
Is output to the timing generator 7, and the gain adjustment value is output to the preamplifier 5.

【0068】輪郭補正制御回路96は、輝度データに基
づきR,G,Bの各色成分の画像データに対する輪郭強
調レベルを設定し、輪郭制御信号としてそれぞれエンハ
ンサ92(R),92(G),92(B)に出力する。
The contour correction control circuit 96 sets the contour emphasis level for the image data of each of the R, G, and B color components based on the luminance data, and enhancers 92 (R), 92 (G), and 92 as contour control signals, respectively. Output to (B).

【0069】光源判別回路97はR,G,Bの各色成分
の画像データから所定レベルの高輝度領域の画像データ
を抽出し、この画像データから光源の色温度を検出する
とともに、ホワイトバランス調整データWBD1(R1
/G1,B1/G1)を演算する。なお、上記R1,G
1,B1は上記高輝度領域に含まれるR,G,Bの各色
成分の画像データの平均レベルである。
The light source discriminating circuit 97 extracts the image data of the high brightness region of a predetermined level from the image data of the R, G and B color components, detects the color temperature of the light source from this image data, and the white balance adjustment data. WBD1 (R1
/ G1, B1 / G1) is calculated. In addition, the above R1, G
1 and B1 are average levels of image data of R, G, and B color components included in the high-luminance region.

【0070】また、光源判別回路97は上記光源の色温
度の検出精度を判別し、この判別結果から上記アンプゲ
イン制御値(AGR,AGB)を生成するための制御信号
を生成する。
Further, the light source discriminating circuit 97 discriminates the detection accuracy of the color temperature of the light source, and generates a control signal for generating the amplifier gain control values (AG R , AG B ) from the discrimination result.

【0071】なお、上記アンプゲイン制御値(AGR
AGB)は、後述するように高輝度領域の画像データか
ら算出されたホワイトバランス調整データWBD1と上
記高輝度領域を除く領域(以下、低輝度領域という。)
の画像データから算出されたホワイトバランス調整デー
タWBD2(R2/G2,B2/G2)とを所定の比率
αで加算し、更にこの加算結果の逆数を演算することで
生成され、上記制御信号は上記加算比率αを指示する信
号である。なお、上記R2,G2,B2は上記低輝度領
域に含まれるR,G,Bの各色成分の画像データの平均
レベルである。
The amplifier gain control value (AG R ,
AG B ) is a region excluding the white balance adjustment data WBD1 calculated from the image data in the high-brightness region and the high-brightness region as described later (hereinafter referred to as a low-brightness region).
Is generated by adding the white balance adjustment data WBD2 (R2 / G2, B2 / G2) calculated from the image data of 1 at a predetermined ratio α, and calculating the reciprocal of the addition result. This is a signal indicating the addition ratio α. Note that R2, G2, and B2 are average levels of image data of R, G, and B color components included in the low luminance area.

【0072】色補正演算回路98は、R,G,Bの各色
成分の画像データから上記低輝度領域の画像データを抽
出し、この画像データから上記ホワイトバランス調整デ
ータWBD2を演算するとともに、光源判別回路97か
ら入力される加算比率αに基づきこのホワイトバランス
調整データWBD2と上記ホワイトバランス調整データ
WBD1とを加算し、更にこの加算結果の逆数を演算し
てアンプゲイン制御値(AGR,AGB)を算出する。こ
のアンプゲイン制御値(AGR,AGB)はD/Aコンバ
ータによりアナログ信号に変換された後、WB回路83
のWBアンプ83(R),83(B)に入力される。
The color correction arithmetic circuit 98 extracts the image data of the low luminance area from the image data of the R, G and B color components, calculates the white balance adjustment data WBD2 from the image data, and determines the light source. based on the addition ratio α supplied from the circuit 97 adds the white balance adjustment data WBD2 and the white balance adjustment data WBD1, further amplifier gain control value by calculating the reciprocal of the addition result (AG R, AG B) To calculate. This amplifier gain control value (AG R , AG B ) is converted into an analog signal by the D / A converter, and then the WB circuit 83
Is input to the WB amplifiers 83 (R) and 83 (B).

【0073】図2は、光源判別回路及び色補正演算回路
の回路構成図である。光源判別回路97は、ローライト
(lowlight)クリップ回路(領域抽出手段)971、ハ
イライト部面積演算回路972、重み付け回路973、
積分回路974、色補正ゲイン演算回路975、色度デ
ータ変換回路(検出手段)976及び光源判別確度演算
回路(判別手段、確度算出手段及びデータ生成制御手
段)977からなる。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the light source discrimination circuit and the color correction arithmetic circuit. The light source discriminating circuit 97 includes a low light clipping circuit (region extracting means) 971, a highlight area calculating circuit 972, a weighting circuit 973,
It includes an integrating circuit 974, a color correction gain calculation circuit 975, a chromaticity data conversion circuit (detection means) 976, and a light source discrimination accuracy calculation circuit (discrimination means, accuracy calculation means, and data generation control means) 977.

【0074】一方、色補正演算回路98は、ハイライト
(highlight)クリップ回路981、重み付け回路98
2、積分回路983、色補正ゲイン演算回路984、カ
ラーフェリアクリップ回路985、MIX回路986
(データ生成手段)及びカウンタ(周期変更手段)98
7からなる。
On the other hand, the color correction calculation circuit 98 includes a highlight clip circuit 981 and a weighting circuit 98.
2, an integrating circuit 983, a color correction gain computing circuit 984, a color ferria clip circuit 985, a MIX circuit 986.
(Data generating means) and counter (cycle changing means) 98
It consists of 7.

【0075】タイミングジェネレータ7から出力される
DC電圧VR及びR,G,Bの各色成分の画像データ
は、上記ローライトクリップ回路971とハイライトク
リップ回路981とに入力される。
The DC voltage V R and the image data of each color component of R, G, B output from the timing generator 7 are input to the low light clip circuit 971 and the high light clip circuit 981.

【0076】上記ローライトクリップ回路971は、所
定のクリップレベルで画像データの低輝度部をクリップ
し、高輝度部の画像データのみを取り出す回路である。
上記クリップレベルはCCDイメージセンサ6のDC電
圧VR、すなわち、ダイナミックレンジのオフセットレ
ベルに応じて可変設定され、これにより画像データに含
まれる光源の色温度を示す領域(光源の光が直接入射さ
れた領域)又は光源の色温度を反映している領域(光源
からの光が正反射して入射された領域)を絶対値として
正確に抽出できるようになっている。
The low light clipping circuit 971 is a circuit for clipping the low luminance portion of the image data at a predetermined clipping level and extracting only the image data of the high luminance portion.
The clipping level is variably set in accordance with the DC voltage V R of the CCD image sensor 6, that is, the offset level of the dynamic range, whereby the region indicating the color temperature of the light source included in the image data (the light from the light source is directly incident Region) or a region reflecting the color temperature of the light source (region where light from the light source is specularly reflected and is incident) can be accurately extracted as an absolute value.

【0077】例えば撮影画像が、図7に示す晴天又は曇
天の屋外撮影シーンでは、空を示す領域(斜線で示す領
域)S1が光源の色温度を反映しているので、この領域
S1がハイライト部として抽出される。
For example, in an outdoor shooting scene of clear or cloudy weather shown in FIG. 7, the photographed image reflects the color temperature of the light source in the region S1 indicating the sky (region shaded by diagonal lines), so that this region S1 is highlighted. It is extracted as a part.

【0078】また、図8に示す逆光シーンでは、太陽を
示す領域S2(点線斜線で示す領域)が光源の色温度を
示し、白い雲を示す領域S3及びパラソルの白色部分を
示す領域S4(斜線で示す領域)が光源の色温度を反映
しているので、これらの領域S2〜S4がハイライト部
として抽出される。
In the backlight scene shown in FIG. 8, the area S2 indicating the sun (the area indicated by the dotted diagonal lines) indicates the color temperature of the light source, the area S3 indicating the white clouds and the area S4 indicating the white portion of the parasol (the oblique lines). (Region indicated by) reflects the color temperature of the light source, and these regions S2 to S4 are extracted as the highlight portion.

【0079】また、図9に示す夜景シーンでは、月を示
す領域S5(斜線で示す領域)及びビルの灯を示す領域
S6(点線斜線で示す領域)が光源の色温度を示してい
るので、これらの領域S5,S6がハイライト部として
抽出され、図10に示す電飾逆光シーンでは、照明を示
す領域S7(点線斜線で示す領域)が光源の色温度を示
しているので、この領域S7がハイライト部として抽出
される。
Further, in the night view scene shown in FIG. 9, since the area S5 indicating the moon (area indicated by diagonal lines) and the area S6 indicating building lights (area indicated by dotted diagonal lines) indicate the color temperature of the light source, These areas S5 and S6 are extracted as highlight portions, and in the illuminated backlight scene shown in FIG. 10, since the area S7 indicating illumination (the area indicated by the dotted diagonal lines) indicates the color temperature of the light source, this area S7 Is extracted as a highlight part.

【0080】ローライトクリップ回路971で抽出され
たハイライト部のR色,B色の各画像データは重み付け
回路973に入力され、G色の画像データはハイライト
部面積演算回路982及び重み付け回路973に入力さ
れる。
The R color and B color image data of the highlight portion extracted by the low light clip circuit 971 are input to the weighting circuit 973, and the G color image data is input to the highlight portion area calculation circuit 982 and the weighting circuit 973. Entered in.

【0081】ハイライト部面積演算回路972はローラ
イトクリップ回路971で抽出されたハイライト部の撮
像画面内における総面積を演算する回路である。ハイラ
イト部面積演算回路972は、例えばハイライト部を構
成する画素数からその総面積を演算し、この演算結果を
光源判別確度演算回路976に出力する。
The highlight area calculation circuit 972 is a circuit for calculating the total area of the highlight area extracted by the low clip circuit 971 in the image pickup screen. The highlight area calculation circuit 972 calculates the total area from the number of pixels forming the highlight section, for example, and outputs the calculation result to the light source discrimination accuracy calculation circuit 976.

【0082】上記重み付け回路973は、ローライトク
リップ回路971で抽出されたハイライト部の画像デー
タに所定の係数を乗じてレベルの重み付けを行う回路で
ある。また、上記積分回路974は、例えばCR積分回
路からなり、上記ハイライト部の画像データを所定の周
期Tで所定時間τだけ積分し、そのハイライト部のレベ
ルを平均化する回路である。
The weighting circuit 973 is a circuit for weighting the level by multiplying the image data of the highlight portion extracted by the low light clipping circuit 971 by a predetermined coefficient. The integrating circuit 974 is, for example, a CR integrating circuit, and is a circuit that integrates the image data of the highlight portion for a predetermined time τ in a predetermined cycle T and averages the level of the highlight portion.

【0083】上記積分回路978の積分開始タイミング
と上記積分時間τとは、後述するカウンタ987により
制御される。上記積分時間τは予め適宜の時間が設定さ
れており、上記積分開始タイミングはハイライト部の画
像データから検出された光源の色温度の信頼度に応じて
決定されるようになっている。
The integration start timing of the integration circuit 978 and the integration time τ are controlled by a counter 987 described later. The integration time τ is set in advance as appropriate, and the integration start timing is determined according to the reliability of the color temperature of the light source detected from the image data of the highlight portion.

【0084】積分回路974はカウンタ987から入力
される積分開始タイミングでハイライト部の画像データ
のレベルの積分(平均化)を開始し、所定の積分時間τ
だけ積分を行うと、この積分結果を次の積分開始タイミ
ングまでホールドする。これによりハイライト部のR,
G,Bの各色成分の平均レベルR1,G1,B1は上記
所定の周期Tで更新される。
The integrating circuit 974 starts integration (averaging) of the level of the image data in the highlight portion at the integration start timing input from the counter 987, and a predetermined integration time τ
When only the integration is performed, this integration result is held until the next integration start timing. As a result, R of the highlight part,
The average levels R1, G1, and B1 of the G and B color components are updated at the predetermined cycle T.

【0085】積分回路974から出力されるR,Bの各
色成分の画像データの平均レベルR1,B1は色補正ゲ
イン演算回路975と色度データ変換回路976とに入
力され、Gの色成分の画像データの平均レベルG1は色
補正ゲイン演算回路975、色度データ変換回路976
及び光源判別確度演算回路977に入力される。
The average levels R1 and B1 of the image data of the R and B color components output from the integration circuit 974 are input to the color correction gain calculation circuit 975 and the chromaticity data conversion circuit 976, and the image of the G color component is input. The average level G1 of the data is the color correction gain calculation circuit 975 and the chromaticity data conversion circuit 976.
And the light source discrimination accuracy calculation circuit 977.

【0086】なお、上記ローライトクリップ回路97
1、重み付け回路973及び積分回路974ではR,
G,Bの各色成分の画像データについてそれぞれ信号処
理が行われる。
The low light clip circuit 97 is used.
1, in the weighting circuit 973 and the integrating circuit 974, R,
Signal processing is performed on the image data of each of the G and B color components.

【0087】上記色補正ゲイン演算回路985は、上記
R,G,Bの各色成分の画像データの平均レベルR1,
G1,B1からホワイトバランス調整データWBD1
(R1/G1,B1/G1)を演算するものである。こ
の演算結果はMIX回路986に入力される。
The color correction gain calculation circuit 985 outputs the average level R1 of the image data of each of the R, G and B color components.
White balance adjustment data WBD1 from G1 and B1
(R1 / G1, B1 / G1) is calculated. The calculation result is input to the MIX circuit 986.

【0088】上記色度データ変換回路976は上記R,
G,Bの各色成分の画像データの平均レベルR1,G
1,B1をCIE(国際照明委員会)xy色度図におけ
る色度データ(x座標値,y座標値)に変換するもので
ある。この色度データ(x,y)への変換はハイライト
部に光源が含まれていると判断した場合、その判断の確
度(信頼性)を算出するためのものである。
The chromaticity data conversion circuit 976 uses the R,
Average levels R1 and G of image data of G and B color components
1, B1 is converted into chromaticity data (x coordinate value, y coordinate value) in a CIE (International Commission on Illumination) xy chromaticity diagram. This conversion into chromaticity data (x, y) is for calculating the accuracy (reliability) of the judgment when it is judged that the highlight part includes a light source.

【0089】すなわち、CIExy色度図によれば、図
11に示すように、黒体の温度変化による色温度軌跡A
(以下、黒体軌跡Aという。)が示され、タングステン
白色電球(図中、a点)、太陽光(図中、b点)、昼光
(図中、c点)等の各種光源の色温度を知ることができ
るから、上記色度データ(x,y)と上記黒体軌跡Aと
を比較することによりハイライト部に光源が含まれてい
るか否かを推定することができる。
That is, according to the CIExy chromaticity diagram, as shown in FIG. 11, the color temperature locus A due to the temperature change of the black body is shown.
(Hereinafter referred to as black body locus A) is shown, and the color of various light sources such as a tungsten white light bulb (point a in the figure), sunlight (point b in the figure), daylight (point c in the figure), etc. Since the temperature can be known, by comparing the chromaticity data (x, y) with the black body locus A, it can be estimated whether or not the highlight portion includes a light source.

【0090】色度データ(x,y)が黒体軌跡A上若し
くはその近傍に位置していれば、ハイライト部が光源の
色温度を示していると判断してもその判断の確度は略1
00%信頼し得るものであるが、色度データ(x,y)
が黒体軌跡Aから離れてくると、ハイライト部が光源の
色温度を含んでいるとの判断の信頼性は低下してくる。
If the chromaticity data (x, y) is located on or near the black body locus A, even if it is determined that the highlight portion indicates the color temperature of the light source, the accuracy of the determination is almost zero. 1
00% reliable, but chromaticity data (x, y)
As is away from the black body locus A, the reliability of the determination that the highlight portion includes the color temperature of the light source is reduced.

【0091】そこで、本実施の形態においては、色度デ
ータ(x,y)からハイライト部が光源の色温度を含ん
でいるとの判断をした場合の確度を予め経験的に求めて
おき、上記色度データ変換回路976で変換された色度
データ(x,y)からハイライト部に光源が含まれてい
ると判断した場合の確度を算出するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the accuracy when it is determined from the chromaticity data (x, y) that the highlight portion includes the color temperature of the light source is empirically obtained in advance, The chromaticity data (x, y) converted by the chromaticity data conversion circuit 976 is used to calculate the accuracy when it is determined that the highlight portion includes a light source.

【0092】図11において、xy色度図の中央部(白
色領域)に設けられた3個の楕円で囲まれた領域Q1,
Q2,Q3は上記確度を示す領域である。領域Q1は黒
体軌跡Aを含む近傍領域で、ハイライト部に光源が含ま
れているとの判断の確度が略100%の高確度領域であ
る。また、その外側の領域Q2は上記判断の確度が中位
の中確度領域、更に外側の領域Q3は上記判断の確度が
低い低確度領域である。
In FIG. 11, a region Q1 surrounded by three ellipses provided in the central portion (white region) of the xy chromaticity diagram.
Q2 and Q3 are areas showing the above-mentioned accuracy. The area Q1 is a near area including the black body locus A, and is a high accuracy area in which the accuracy of the determination that the light source is included in the highlight portion is approximately 100%. The area Q2 outside the area is a medium accuracy area where the accuracy of the above determination is medium, and the area Q3 outside is a low accuracy area where the accuracy of the above determination is low.

【0093】また、各領域Q1,Q2,Q3に設定され
たα1は、上述の加算比率αを算出するために用いられ
る光源判別確度係数である。なお、上記領域Q3の外側
の領域は上記判断の確度が略0%となる領域で、光源判
別確度係数α1は「0」である。
Further, α1 set in each area Q1, Q2, Q3 is a light source discrimination accuracy coefficient used for calculating the above-mentioned addition ratio α. The area outside the area Q3 is an area where the accuracy of the judgment is approximately 0%, and the light source discrimination accuracy coefficient α1 is “0”.

【0094】上記色度データ(x,y)は、R,G,B
の各色成分の画像データの平均レベル(R1,G1,B
1)をXYZ表色系の3刺激値(X,Y,Z)に変換
し、この3刺激値に所定の演算(x=X/(X+Y+
Z),y=Y/(X+Y+Z))を施して算出される。
そして、この算出結果はG色の画像データの平均レベル
G1とはともに、上記光源判別確度演算回路977とM
IX回路986とに入力される。
The above chromaticity data (x, y) is R, G, B
Average level of image data of each color component (R1, G1, B
1) is converted into tristimulus values (X, Y, Z) of the XYZ color system, and a predetermined calculation (x = X / (X + Y +) is applied to these tristimulus values.
Z), y = Y / (X + Y + Z)).
The result of this calculation, together with the average level G1 of the G color image data, together with the light source discrimination accuracy calculation circuit 977 and M
It is input to the IX circuit 986.

【0095】上記光源判別確度演算回路977は上記色
度データ(x,y)から上記光源判別確度係数α1を算
出するとともに、ハイライト部の輝度レベル(G色の画
像データの平均レベルG1)から予め設定されたテーブ
ルに基づき後述する加算係数α2を算出し、これら光源
判別確度係数α1,加算係数α2及びハイライト部面積
演算回路972から入力されるハイライト部の総面積デ
ータから予め設定されたテーブルに基づいて上記加算比
率αを演算するものである。
The light source discrimination accuracy calculation circuit 977 calculates the light source discrimination accuracy coefficient α1 from the chromaticity data (x, y), and from the luminance level of the highlight portion (average level G1 of G color image data). An addition coefficient α2, which will be described later, is calculated based on a preset table, and is preset from the light source discrimination accuracy coefficient α1, the addition coefficient α2, and the total area data of the highlight part input from the highlight part area calculation circuit 972. The addition ratio α is calculated based on the table.

【0096】図12は、加算係数α2の算出テーブルの
一例を示す図である。同図において、横軸はハイライト
部の輝度レベル(すなわち、ハイライト部のG色の画像
データの平均レベルG1)であり、縦軸は加算係数α2
である。横軸の「max」は、CCDイメージセンサ6
のダイナミックレンジの上限値(図6、ダイナミックレ
ンジの上限値参照)に相当し、ローライトクリップレベ
ルは、CCDイメージセンサ6のDC電圧VRに基づき
ローライトクリップ回路971に設定されるレベルであ
る。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a calculation table for the addition coefficient α2. In the figure, the horizontal axis is the brightness level of the highlight part (that is, the average level G1 of the G color image data of the highlight part), and the vertical axis is the addition coefficient α2.
It is. “Max” on the horizontal axis is the CCD image sensor 6
Corresponding to the upper limit value of the dynamic range (see FIG. 6, upper limit value of the dynamic range), and the low light clip level is a level set in the low light clip circuit 971 based on the DC voltage V R of the CCD image sensor 6. .

【0097】同図に示すテーブルは、CCDイメージセ
ンサ6の光電変換特性(図6参照)に基づきハイライト
部の輝度レベル(G1)が所定のハイレベル閾値GH
上であれば、ハイライト部にはほぼ確実に光源が含まれ
ていると推定して加算係数α2を「1」に設定し、ハイ
ライト部の輝度レベルが上記ハイレベル閾値GHより小
さいときは、ハイライト部に光源が含まれるとの判断の
信頼性は十分でないので、実験等で得られた所定の線図
によりハイライト部の輝度レベルに応じて所定の加算係
数α2を設定するようにしている。
The table shown in the figure shows that if the luminance level (G1) of the highlight portion is equal to or higher than a predetermined high level threshold value G H based on the photoelectric conversion characteristic of the CCD image sensor 6 (see FIG. 6), the highlight portion Is assumed to include a light source almost certainly, the addition coefficient α2 is set to “1”, and when the brightness level of the highlight portion is smaller than the high level threshold G H , the light source is placed in the highlight portion. Since the reliability of the determination that it is included is not sufficient, the predetermined addition coefficient α2 is set according to the brightness level of the highlight part according to a predetermined diagram obtained by an experiment or the like.

【0098】また、図13は、ハイライト部の色温度の
判別結果に基づくWB制御の一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of WB control based on the discrimination result of the color temperature of the highlight portion.

【0099】上記加算比率αを算出するためのテーブル
は、図13に示すWB制御に基づいて予め設定されてお
り、加算比率αは同図の各ケースに応じて「加算比率」
の欄に示すように設定される。
The table for calculating the addition ratio α is preset based on the WB control shown in FIG. 13, and the addition ratio α is "addition ratio" according to each case in FIG.
It is set as shown in the column.

【0100】同図において、「ハイライト部面積」はロ
ーライトクリップ回路971により抽出されるハイライ
ト部の総面積で、ハイライト部面積演算回路972の出
力内容である。
In the figure, "highlight portion area" is the total area of the highlight portion extracted by the lowlight clip circuit 971 and is the output content of the highlight portion area calculation circuit 972.

【0101】「黒体軌跡判別」は色度データ(x,y)
によるハイライト部の光源判別で、「黒体軌跡」はハイ
ライト部に光源が含まれる可能性がある(図11におい
て、色度データ(x,y)が領域Q1〜Q3にある)こ
とを示し、「黒体軌跡外」は、ハイライト部に光源が含
まれる可能性がない(図11において、色度データ
(x,y)が領域Q3の外側にある)ことを示してい
る。
"Black body locus discrimination" is chromaticity data (x, y).
According to the light source discrimination of the highlight portion by, the “black body locus” may include the light source in the highlight portion (in FIG. 11, the chromaticity data (x, y) is in the areas Q1 to Q3). “Outside the black body locus” indicates that there is no possibility that a light source is included in the highlight portion (in FIG. 11, the chromaticity data (x, y) is outside the area Q3).

【0102】また、「ハイライト輝度レベル」はハイラ
イト部のG色の画像データの平均レベルG1で、実質的
にハイライト部の輝度レベルを示し、「想定シーン」は
上記「ハイライト部面積」、「黒体軌跡判別」及び「ハ
イライト輝度レベル」の判別結果の組み合わせから想定
される被写体の撮影シーンを示している。
The "highlight brightness level" is the average level G1 of the G color image data of the highlight part, and substantially indicates the brightness level of the highlight part, and the "assumed scene" is the "highlight part area". , "Black body locus discrimination" and "highlight luminance level" discrimination results are shown, showing a shooting scene of a subject assumed.

【0103】そして、「WB制御内容」はホワイトバラ
ンスの定性的な調整内容を示し、「加算比率」はMIX
回路986における加算制御の内容を示し、「光源」は
高輝度領域の画像データから算出されたホワイトバラン
ス調整データWBD1(R1/G1,B1/G1)の加
算比率(α×100〔%〕)、「通常」は低輝度領域の
画像データから算出されたホワイトバランス調整データ
WBD2(R2/G2,B2/G2)の加算比率((1
−α)×100〔%〕)を示している。
"WB control content" indicates qualitative white balance adjustment content, and "addition ratio" is MIX.
The content of the addition control in the circuit 986 is shown, and the “light source” is the addition ratio (α × 100 [%]) of the white balance adjustment data WBD1 (R1 / G1, B1 / G1) calculated from the image data in the high luminance area, “Normal” means the addition ratio of the white balance adjustment data WBD2 (R2 / G2, B2 / G2) calculated from the image data in the low luminance area ((1
-Α) × 100 [%]).

【0104】同図の(1)〜(3)は抽出されたハイラ
イト部の面積が大きく、このハイライト部に光源の色温
度が含まれていると推定されるケースである。
The cases (1) to (3) in the figure are cases in which the area of the extracted highlight portion is large and it is estimated that the color temperature of the light source is included in this highlight portion.

【0105】ケース(1)は、ハイライト部の輝度レベ
ルが高く、ハイライト部に光源が存在すると推定される
ケースで、例えば図8に示す逆光シーンである。また、
ケース(2)は、ハイライト部の輝度レベルが中位で、
ハイライト部に光源からの反射光が存在すると推定され
るケースで、例えば図7に示すような順光シーンであ
る。
Case (1) is a case where the brightness level of the highlight portion is high and it is estimated that a light source exists in the highlight portion, and is a backlight scene shown in FIG. 8, for example. Also,
In case (2), the highlight brightness level is medium,
In the case where it is estimated that the reflected light from the light source exists in the highlight part, for example, a normal light scene as shown in FIG.

【0106】ケース(1),(2)では、ハイライト部
のG色の平均レベルG1はハイレベル閾値GHを越え、
ハイライト部から正確な色温度情報が得られるから、加
算係数αは「1」に設定される。すなわち、アンプゲイ
ン制御値(AGR,AGB)はホワイトバランス調整デー
タWBD1(R1/G1,B1/G1)に基づき生成さ
れる。
In cases (1) and (2), the average level G1 of G color in the highlight portion exceeds the high level threshold G H ,
Since accurate color temperature information can be obtained from the highlight part, the addition coefficient α is set to “1”. That is, the amplifier gain control values (AG R , AG B ) are generated based on the white balance adjustment data WBD1 (R1 / G1, B1 / G1).

【0107】ケース(3)はハイライト部の輝度が低
く、ハイライト部に光源の色温度を反映する物はないが
白い反射物が存在すると推定されるケースである。ケー
ス(3)では、ハイライト部のG色の平均レベルG1は
ハイレベル閾値GHより低くなるので、加算係数α2は
所定の線図から平均レベルG1に応じて設定される。
Case (3) is a case where the brightness of the highlight portion is low and it is estimated that there is a white reflective object in the highlight portion although there is no object reflecting the color temperature of the light source. In case (3), the average level G1 of G color in the highlight portion becomes lower than the high level threshold G H , and therefore the addition coefficient α2 is set according to the average level G1 from a predetermined diagram.

【0108】従って、ケース(3)では、色度データ
(x,y)から算出された光源判別確度係数α1とハイ
ライト部のG色の平均レベルG1から算出された加算係
数α2との平均値により加算比率α(=(α1+α2)
/2)が設定され、アンプゲイン制御値(AGR,A
B)は高輝度領域から得られるホワイトバランス調整
データWBD1(R1/G1,B1/G1)と低輝度領
域から得られるホワイトバランス調整データWBD2
(R2/G2,B2/G2)とを上記加算比率αで加算
した値に基づき生成される。
Therefore, in case (3), the average value of the light source discrimination accuracy coefficient α1 calculated from the chromaticity data (x, y) and the addition coefficient α2 calculated from the average level G1 of the G color of the highlight portion. Therefore, the addition ratio α (= (α1 + α2)
/ 2) is set and the amplifier gain control value (AG R , A
G B ) is white balance adjustment data WBD1 (R1 / G1, B1 / G1) obtained from the high luminance area and white balance adjustment data WBD2 obtained from the low luminance area.
(R2 / G2, B2 / G2) is added based on the value obtained by adding the addition ratio α.

【0109】また、同図のケース(4),(5)は抽出
されたハイライト部の面積が小さく、画面内に点光源が
含まれていると推定されるケースである。この場合は、
ハイライト部から光源の色温度情報が得られても、点光
源のため、被写体に与える影響は少ないので、ハイライ
ト部の光源の色温度情報は考慮しないようにしている。
In addition, cases (4) and (5) in the figure are cases where the area of the extracted highlight portion is small and it is estimated that a point light source is included in the screen. in this case,
Even if the color temperature information of the light source is obtained from the highlight part, since it is a point light source and has little influence on the subject, the color temperature information of the light source of the highlight part is not considered.

【0110】従って、ケース(4),(5)では、加算
比率αは「0」に設定され、アンプゲイン制御値(AG
R,AGB)は、低輝度領域から得られるホワイトバラン
ス調整データWBD2(R2/G2,B2/G2)に基
づき生成される。
Therefore, in cases (4) and (5), the addition ratio α is set to "0" and the amplifier gain control value (AG
R, AG B) is generated on the basis of the white balance adjustment data obtained from the low luminance region WBD2 (R2 / G2, B2 / G2).

【0111】また、同図のケース(6),(7)はハイ
ライト部が大きく、その部分の輝度レベルも中位以上で
あるが、ハイライト部の輝度レベルは白色光源を反映し
たものではないと判断されるケースで、撮影シーンが、
例えばカラー電球を光源とする場合や夕焼け等のカラー
フェリアシーンと推定される場合である。
Further, in the cases (6) and (7) in the figure, the highlight part is large and the brightness level of that part is also above the middle level, but the brightness level of the highlight part does not reflect the white light source. In the case that it is judged that there is not, the shooting scene,
For example, it is a case where a color light bulb is used as a light source or a case where it is estimated to be a color feria scene such as a sunset.

【0112】ケース(6),(7)ではハイライト部の
光源の色温度を考慮すると、却ってWB調整を悪化させ
る可能性があるので、加算比率αはケース(4),
(5)と同様に「0」に設定され、アンプゲイン制御値
(AGR,AGB)は、低輝度領域から得られるホワイト
バランス調整データWBD2(R2/G2,B2/G
2)に基づき生成される。
In the cases (6) and (7), considering the color temperature of the light source of the highlight part, the WB adjustment may be deteriorated, so the addition ratio α is set to the case (4),
Similar to (5), it is set to "0", and the amplifier gain control values (AG R , AG B ) are the white balance adjustment data WBD2 (R2 / G2, B2 / G) obtained from the low luminance area.
It is generated based on 2).

【0113】なお、低輝度領域の画像データから生成さ
れるホワイトバランス調整データWBD2は、後述する
ようにカラーフェリアクリップ回路985によりカラー
フェリアを抑制するように補正されるので、撮影シーン
がカラーフェリアシーンの場合(ケース(7))は、W
B調整で同時にカラーフェリア補正も行われる。
Since the white balance adjustment data WBD2 generated from the image data in the low luminance area is corrected by the color ferria clipping circuit 985 so as to suppress the color ferria as described later, the photographed scene is the color ferria scene. In the case of (case (7)), W
At the same time, the color adjustment is performed by adjusting B.

【0114】また、同図のケース(8)はハイライト部
が抽出されないケースで、この場合は被写体から光源の
色温度情報が得られないので、上記ケース(8)と同様
のWB制御が行われる。
Further, the case (8) in the figure is a case where the highlight portion is not extracted. In this case, since the color temperature information of the light source cannot be obtained from the subject, the WB control similar to the case (8) is performed. Be seen.

【0115】図2に戻り、上記ハイライトクリップ回路
981は、画像データのハイライト部をクリップし、低
輝度領域の画像データを抽出する回路である。クリップ
レベルには上記ローライトクリップ回路981と同一の
レベルが設定される。このハイライトクリップ回路98
1では、例えば図7〜図10の撮影シーンの例では、領
域S1〜領域S7を除く領域が低輝度領域として抽出さ
れる。
Returning to FIG. 2, the highlight clipping circuit 981 is a circuit for clipping the highlight portion of the image data and extracting the image data in the low luminance area. The same level as the low light clip circuit 981 is set as the clip level. This highlight clip circuit 98
1, the areas excluding the areas S1 to S7 are extracted as the low-brightness areas in the example of the shooting scenes of FIGS.

【0116】上記重み付け回路983及び積分回路98
4はそれぞれ光源判別回路97内の重み付け回路971
と積分回路972とに対応し、低輝度領域におけるR,
G,Bの各色成分の画像データの平均レベルR2,G
2,B2を算出するものである。
The weighting circuit 983 and the integrating circuit 98
4 is a weighting circuit 971 in the light source discrimination circuit 97.
And an integrating circuit 972 corresponding to R,
Average levels R2 and G of image data of G and B color components
2, B2 is calculated.

【0117】なお、上記積分回路984の積分開始タイ
ミング及び積分定数τもカウンタ987により制御さ
れ、低輝度領域におけるR,G,Bの各色成分の画像デ
ータの平均レベルR2,G2,B2も上記所定の周期T
で更新される。
The integration start timing of the integration circuit 984 and the integration constant τ are also controlled by the counter 987, and the average levels R2, G2, B2 of the image data of each color component of R, G, B in the low luminance area are also the above-mentioned predetermined values. Cycle T
Will be updated with.

【0118】色補正ゲイン演算回路984は上記色補正
ゲイン演算回路975に対応し、低輝度領域のR,G,
Bの各色成分の画像データの平均レベルR2,G2,B
2からホワイトバランス調整データWBD1(R1/G
1,B1/G1)を演算するものである。この演算結果
はカラーフェリアクリップ回路985に入力される。
The color correction gain calculation circuit 984 corresponds to the color correction gain calculation circuit 975, and corresponds to R, G, and
Average level R2, G2, B of image data of each color component of B
2 to white balance adjustment data WBD1 (R1 / G
1, B1 / G1) is calculated. The calculation result is input to the color ferria clip circuit 985.

【0119】カラーフェリアクリップ回路985は、W
B調整の過補正によるカラーフェリアを抑制するもの
で、上記ホワイトバランス調整データWBD2(R2/
G2,B2/G2)が所定のハイレベルを越えるとき、
このハイレベルでクリップしてMIX回路986に出力
するものである。
The color ferria clip circuit 985 has a W
The color balance is suppressed by overcorrection of the B adjustment, and the white balance adjustment data WBD2 (R2 /
G2, B2 / G2) exceeds a predetermined high level,
The high level is clipped and output to the MIX circuit 986.

【0120】MIX回路986は、上記色補正ゲイン演
算回路975から入力されるホワイトバランス調整デー
タWBD1(R1/G1,B1/G1)とカラーフェリ
アクリップ回路985から入力されるホワイトバランス
調整データWBD2(R2/G2,B2/G2)とを、
上記光源判別確度演算回路977から入力される加算比
率αで加算し、この加算結果の逆数を演算してアンプゲ
イン制御値(AGR,AGB)を生成するものである。
The MIX circuit 986 receives the white balance adjustment data WBD1 (R1 / G1, B1 / G1) input from the color correction gain calculation circuit 975 and the white balance adjustment data WBD2 (R2 input from the color rear clipping circuit 985. / G2, B2 / G2),
The addition is performed with the addition ratio α input from the light source discrimination accuracy calculation circuit 977, and the reciprocal of the addition result is calculated to generate the amplifier gain control values (AG R , AG B ).

【0121】なお、アンプゲイン制御値(AGR,A
B)は、下記,式で算出される。
The amplifier gain control value (AG R , A
G B ) is calculated by the following equation.

【0122】[0122]

【数5】 (Equation 5)

【0123】上記カウンタ987は積分回路974,9
83の積分時間を制御するとともに、上記光源判別確度
演算回路987から入力される光源判別確度係数α1に
基づき積分回路974,983の積分開始タイミングを
制御するものである。カウンタ987は所定時間τだけ
積分回路974,983を動作させると、この積分結果
を所定時間THLDだけホールドさせ、この積分動作とホ
ールド動作を交互に繰り返すことによりアンプゲイン制
御値(AGR,AGB)を周期T(=THLD+τ)で更新
させる。なお、通常時はTHLD=0、T=τに設定され
る。
The counter 987 is an integrating circuit 974, 9
The integration time of 83 is controlled, and the integration start timing of the integration circuits 974, 983 is controlled based on the light source discrimination accuracy coefficient α1 input from the light source discrimination accuracy calculation circuit 987. The counter 987 operates the integrator circuits 974 and 983 for a predetermined time τ, holds the integration result for a predetermined time T HLD , and alternately repeats the integration operation and the hold operation to obtain amplifier gain control values (AG R , AG B ) is updated at the cycle T (= THLD + τ). In the normal state, T HLD = 0 and T = τ are set.

【0124】上記積分時間τは、数画面分について画像
データの平均化が行われるように、数秒程度の適宜の時
間が設定されている。少なくとも1画面分について画像
データの平均レベルが算出できれば、上記アンプゲイン
制御値の演算は可能であるが、例えば動体を撮影する場
合や同一被写体に対してパンニングやズーミングにより
画角を変化させて撮影する場合、フレーム画像の変化に
応じてアンプゲイン制御値を演算し、WB調整を行う
と、上記アンプゲイン制御値が変化し、色バランスのふ
らつきが生じるおそれがあるため、かかる不具合を防止
するため、上記積分時間τは、上記のように比較的長く
設定されている。
The integration time τ is set to an appropriate time of about several seconds so that the image data is averaged for several screens. If the average level of the image data can be calculated for at least one screen, the above-mentioned amplifier gain control value can be calculated. However, for example, when shooting a moving object or changing the angle of view by panning or zooming for the same subject. In such a case, if the amplifier gain control value is calculated according to the change of the frame image and the WB adjustment is performed, the above-mentioned amplifier gain control value may change and the color balance may fluctuate. The integration time τ is set relatively long as described above.

【0125】また、上記積分結果のホールド時間THLD
は、上記光源判別確度係数α1が大きくなるのに応じて
長くなるように変更設定されるようになっている。上記
動体撮影やパンニング又はズーミングによる撮影におい
て、光源が安定しているのであれば、撮影画面が変化し
ても光源の色温度は略一定であるから、上記WB調整周
期は上記積分時間τよりも長い、より好適な周期で行う
ことが望ましい。
The hold time T HLD of the integration result is also
Is changed and set so as to become longer as the light source discrimination accuracy coefficient α1 becomes larger. If the light source is stable in the moving object shooting, the panning or zooming shooting, the color temperature of the light source is substantially constant even if the shooting screen changes. Therefore, the WB adjustment cycle is longer than the integration time τ. It is desirable to carry out a longer and more suitable cycle.

【0126】本実施の形態では、撮影画像から光源の色
温度を検出するとともに、その検出確度を演算するよう
にしているので、この演算結果に応じて上記積分結果の
ホールド時間THLDを変化させ、上記WB調整周期Tを
より細かく調整するようにしている。
In this embodiment, the color temperature of the light source is detected from the photographed image and the detection accuracy is calculated. Therefore, the hold time T HLD of the integration result is changed according to the calculation result. The WB adjustment cycle T is adjusted more finely.

【0127】すなわち、光源判別確度係数α1が大きい
ときは、撮影画面内から検出される光源の色温度の精度
が高く、被写体の光源が安定している推定されるから、
上記積分結果のホールド時間THLDを長くしてアンプゲ
イン制御値(AGR,AGB)の更新周期(THLD+τ)
を長くするようにしている。
That is, when the light source discrimination accuracy coefficient α1 is large, it is estimated that the accuracy of the color temperature of the light source detected from the photographing screen is high and the light source of the subject is stable.
The hold time T HLD of the integration result is lengthened to update the amplifier gain control value (AG R , AG B ) update cycle (T HLD + τ).
I try to make it longer.

【0128】次に、上記撮像装置1の撮像動作につい
て、図7の撮影シーンを撮影する場合を例に簡単に説明
する。レンズ系2を通して入射された被写体光像はダイ
クロイックプリズム5によりR,G,Bの各色成分の光
像に分離され、それぞれCCDイメージセンサ6(R),
6(G),6(B)の撮像面に結像される。
Next, the image pickup operation of the image pickup apparatus 1 will be briefly described by taking as an example the case of shooting the shooting scene shown in FIG. The subject light image incident through the lens system 2 is separated by the dichroic prism 5 into light images of R, G, and B color components, and the CCD image sensor 6 (R),
An image is formed on the 6 (G) and 6 (B) imaging planes.

【0129】CCDイメージセンサ6(R),6(G),6
(B)にタイミングジェネレータ7から制御パルスφDが入
力されると、露光が開始され、露出制御演算回路95に
より設定された所定の露光時間Tvが経過すると、タイ
ミングジェネレータ7から上記CCDイメージセンサ6
(R),6(G),6(B)にシフトパルスφSが入力されて露光
が停止される。
CCD image sensor 6 (R), 6 (G), 6
When the control pulse φ D is input from the timing generator 7 to (B), the exposure is started, and when the predetermined exposure time Tv set by the exposure control calculation circuit 95 has elapsed, the CCD image sensor 6 from the timing generator 7 is started.
The shift pulse φ S is input to (R), 6 (G), and 6 (B) to stop the exposure.

【0130】CCDイメージセンサ6(R),6(G),6
(B)の電荷蓄積部62には上記露光時間Tv内に入射光
量に対して対数圧縮された電荷量が蓄積され、この蓄積
電荷からなる画像信号はタイミングジェネレータ7から
入力された第1,第2転送パルスφ1,φ2に同期して
CDS回路81に出力される。R,G,Bの各色成分の
画像信号はそれぞれ、CDS回路81によりノイズが抑
圧された後、プリアンプ82により所定の規定レベルに
増幅され、更に色補正演算回路98からD/Aコンバー
タ99を介して入力されたアンプゲイン制御値(A
R,AGB)に基づいてWB回路83によりホワイトバ
ランスが調整される。
CCD image sensor 6 (R), 6 (G), 6
An electric charge amount logarithmically compressed with respect to the incident light amount is accumulated in the electric charge accumulating portion 62 of (B) within the exposure time Tv, and the image signal composed of the accumulated electric charges is supplied to the first and the first It is output to the CDS circuit 81 in synchronization with the two transfer pulses φ1 and φ2. After the noise is suppressed by the CDS circuit 81, the image signals of the R, G, and B color components are amplified to a predetermined prescribed level by the preamplifier 82, and further, from the color correction arithmetic circuit 98 to the D / A converter 99. Amplifier gain control value (A
G R, the white balance is adjusted by the WB circuit 83 based on the AG B).

【0131】ホワイトバランスが調整されたR,G,B
の各色成分の画像信号は、A/Dコンバータ91により
デジタルの画像データに変換され、露出制御演算回路9
5から入力されたγ補正データと輪郭補正制御回路96
から入力された輪郭補正データとに基づきγ補正回路9
1及びエンハンサ92でγ補正と輪郭補正とが行われた
後、D/Aコンバータ93により再度、アナログの画像
信号に変換され、図略の後段の回路に出力される。
R, G, B whose white balance has been adjusted
The image signal of each color component of is converted into digital image data by the A / D converter 91, and the exposure control arithmetic circuit 9
Γ correction data and contour correction control circuit 96 input from
Γ correction circuit 9 based on the contour correction data input from
After the .gamma. Correction and the contour correction are performed by 1 and the enhancer 92, the D / A converter 93 converts the .gamma.-correction and the contour correction again into an analog image signal and outputs the analog image signal to a circuit at a subsequent stage (not shown).

【0132】なお、上記R,G,Bの各色成分の画像デ
ータはYマトリックス回路94にも入力され、このYマ
トリックス回路94で生成された輝度データから露出制
御演算回路95でDC電圧VR、γ補正データが演算さ
れるとともに、輪郭補正制御回路96で輪郭補正データ
が生成される。
The image data of each of the R, G, and B color components is also input to the Y matrix circuit 94, and from the brightness data generated by the Y matrix circuit 94, the DC voltage V R , The γ correction data is calculated, and the contour correction control circuit 96 generates the contour correction data.

【0133】また、上記R,G,Bの各色成分の画像デ
ータは光源判別回路97に入力され、この光源判別回路
97により高輝度領域(空の領域S1)が抽出され、こ
の空の領域S1を構成するR,G,Bの各色成分の画像
データからホワイトバランス調整データWBD1(R1
/G1,B1/G1)が演算される。また、空の領域S
1の総面積、平均輝度レベル及び色度データによる光源
の色温度が算出され、この3要素から空の領域S1の光
源の色温度を推定し、この推定の確度(光源判別確度係
数α1,加算係数α2)に基づき加算比率αが設定され
る。
The image data of the R, G, and B color components are input to the light source discriminating circuit 97, and the light source discriminating circuit 97 extracts a high-luminance region (empty region S1). From the image data of the R, G, and B color components that make up the white balance adjustment data WBD1 (R1
/ G1, B1 / G1) is calculated. Also, the empty area S
The color temperature of the light source is calculated from the total area of 1, the average luminance level and the chromaticity data, and the color temperature of the light source of the sky region S1 is estimated from these three elements, and the accuracy of this estimation (light source discrimination accuracy coefficient α1, addition The addition ratio α is set based on the coefficient α2).

【0134】また、上記R,G,Bの各色成分の画像デ
ータは色補正演算回路98に入力され、この色補正演算
回路98により低輝度領域(空の領域S1以外の領域)
が抽出され、この低輝度領域を構成するR,G,Bの各
色成分の画像データからホワイトバランス調整データW
BD2(R2/G2,B2/G2)が演算される。
The image data of each of the R, G, and B color components is input to the color correction calculation circuit 98, and the color correction calculation circuit 98 causes a low luminance area (areas other than the empty area S1).
Is extracted, and white balance adjustment data W is obtained from the image data of each of the R, G, and B color components forming this low-luminance region.
BD2 (R2 / G2, B2 / G2) is calculated.

【0135】そして、上記加算比率αに基づき上記ホワ
イトバランス調整データWBD1(R1/G1,B1/
G1)とホワイトバランス調整データWBD2(R2/
G2,B2/G2)とを加算し、この加算結果の逆数を
演算して上記アンプゲイン制御値(AGR,AGB)が生
成される。
Then, based on the addition ratio α, the white balance adjustment data WBD1 (R1 / G1, B1 /
G1) and white balance adjustment data WBD2 (R2 /
G2, B2 / G2), and the reciprocal of the addition result is calculated to generate the amplifier gain control value (AG R , AG B ).

【0136】このアンプゲイン制御値(AGR,AGB
はD/Aコンバータ99によりアナログ信号に変換され
た後、上記WB回路83にフィードバックされる。
This amplifier gain control value (AG R , AG B )
Is converted into an analog signal by the D / A converter 99 and then fed back to the WB circuit 83.

【0137】なお、起動時の最初の撮像動作において
は、DC電圧VR、露光時間Tv及びアンプゲイン制御
値(AGR,AGB)は予め設定された初期値に設定され
て撮像及び画像信号の信号処理が行われるが、その後は
露出制御演算回路95並びに光源判別回路97及び色補
正演算回路98により設定されたDC電圧VR及びアン
プゲイン制御値(AGR,AGB)が所定のタイミング若
しくは所定周期で更新的に設定される。
In the first image pickup operation at the time of startup, the DC voltage V R , the exposure time Tv and the amplifier gain control values (AG R , AG B ) are set to preset initial values, and the image pickup and image signal are obtained. Although signal processing is performed, then the set DC voltage V R and the amplifier gain control value by the exposure control calculation circuit 95 and the light source discrimination circuit 97 and the color correction operation circuit 98 (AG R, AG B) is a predetermined timing Alternatively, it is updated and set in a predetermined cycle.

【0138】上記のように、本実施の形態によれば、対
数型の光電変換特性を有するCCDイメージセンサ6を
用いてオーバーフローすることなく高輝度領域の画像信
号を取り込み、この高輝度領域の画像信号から被写体の
光源の色温度を推定するとともに、その推定の確度を演
算し、この確度に基づき上記光源の色温度を加味してホ
ワイトバランス調整用のアンプゲイン制御値(AGR
AGB)を設定するようにしているので、ホワイトバラ
ンス調整を高い精度で行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the CCD image sensor 6 having a logarithmic photoelectric conversion characteristic is used to capture an image signal in a high-luminance region without overflowing, and an image in the high-luminance region is captured. The color temperature of the light source of the subject is estimated from the signal, and the accuracy of the estimation is calculated. Based on this accuracy, the color temperature of the light source is added to the amplifier gain control value (AG R ,
Since so as to set the AG B), it is possible to perform white balance adjustment with high accuracy.

【0139】特に高輝度領域の面積、平均輝度レベル及
び色度データの3要素から高輝度領域の光源の色温度の
推定確度を設定するようにしているので、種々の撮影シ
ーンにおける光源の色温度の推定が比較的高い確度で行
え、撮影シーンに応じた好適なホワイトバランス調整を
行うことができる。
Especially, since the estimation accuracy of the color temperature of the light source in the high brightness region is set from the three elements of the area of the high brightness region, the average brightness level and the chromaticity data, the color temperature of the light source in various shooting scenes is set. Can be estimated with relatively high accuracy, and a suitable white balance adjustment can be performed according to the shooting scene.

【0140】また、上記推定確度が高い程、積分97
5,983の積分結果のホールド時間THLDが長くなる
ように変更し、被写体の光源が安定しているときは、ホ
ワイトバランス調整の更新周期を長くするようにしてい
るので、不必要なホワイトバランス調整による不快な色
バランスのふらつき等を防止することができる。
Further, the higher the above-mentioned estimation accuracy is, the integration 97
The hold time T HLD of the integration result of 5,983 is changed to be long, and when the light source of the subject is stable, the update cycle of the white balance adjustment is set to be long. It is possible to prevent unpleasant color balance fluctuation due to adjustment.

【0141】[0141]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対数特性を備えた複数の光電変換素子からなる撮像手段
により被写体を撮像し、所定の周期で撮像画像内の所定
の高輝度領域に含まれる光源の色温度に基づきホワイト
バランス調整用データを生成するとともに、光源の色温
度の判別確度に応じてホワイトバランス調整用データの
生成周期を変更するようにしたので、同一光源下で画面
構成を変化させた場合にも画面構成の変化に応じて発生
する不快な色バランスのふらつきを防止することができ
る。
As described above, according to the present invention,
An image of an object is picked up by an image pickup unit including a plurality of photoelectric conversion elements having a logarithmic characteristic, and white balance adjustment data is generated at a predetermined cycle based on the color temperature of a light source included in a predetermined high brightness region in the captured image. At the same time, the generation cycle of the white balance adjustment data is changed according to the accuracy of determining the color temperature of the light source. Therefore, even when the screen configuration is changed under the same light source, it occurs according to the change in the screen configuration. Unpleasant color balance fluctuation can be prevented.

【0142】例えばパンニングやズーミングにより同一
光源下で画面構成を変化させた場合、ホワイトバランス
調整周期を長くし、画面構成の変化に拘らずホワイトバ
ランス調整用データを一定にすることにより色バランス
のふらつきを抑制することができ、安定した色補正制御
が可能になる。
When the screen configuration is changed under the same light source by, for example, panning or zooming, the white balance adjustment cycle is lengthened to make the white balance adjustment data constant regardless of the change in the screen configuration. Can be suppressed, and stable color correction control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る撮像装置のブロック構成図であ
る。
FIG. 1 is a block configuration diagram of an image pickup apparatus according to the present invention.

【図2】光源判別回路及び色補正演算回路の回路構成図
である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a light source determination circuit and a color correction calculation circuit.

【図3】イメージセンサの各画素の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of each pixel of the image sensor.

【図4】イメージセンサの駆動制御のタイムチャートで
ある。
FIG. 4 is a time chart of drive control of the image sensor.

【図5】露光時の各タイミングにおける電荷蓄積部のポ
テンシャルの状態を示すもので、(a)〜(f)はそれ
ぞれ図4のタイムチャートの時刻t1〜t6の各タイミ
ングにおけるポテンシャルの状態を示す図である。
5A and 5B show potential states of the charge storage portion at each timing during exposure, and FIGS. 5A to 5F respectively show potential states at timings t1 to t6 in the time chart of FIG. It is a figure.

【図6】イメージセンサの光電変換特性を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing photoelectric conversion characteristics of an image sensor.

【図7】晴天又は曇天の撮影シーンにおける高輝度領域
の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a high-luminance region in a clear or cloudy shooting scene.

【図8】逆光シーンにおける高輝度領域の一例を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a high-luminance region in a backlight scene.

【図9】夜景シーンにおける高輝度領域の一例を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a high-luminance region in a night scene.

【図10】電飾逆光シーンにおける高輝度領域の一例を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a high-luminance region in an illuminated backlit scene.

【図11】CIE色度図から高輝度領域の色温度の検出
確度を判別する方法を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a method of discriminating the detection accuracy of the color temperature of the high luminance region from the CIE chromaticity diagram.

【図12】加算係数α2の算出テーブルを示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a calculation table of an addition coefficient α2.

【図13】ハイライト部の色温度の判別結果に基づくW
B制御の一例を示す図である。
FIG. 13 shows W based on the determination result of the color temperature of the highlight portion.
It is a figure which shows an example of B control.

【図14】従来のCCDイメージセンサの光電変換特性
を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing photoelectric conversion characteristics of a conventional CCD image sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像装置 2 レンズ系 3 アイリス 4 アイリスドライバ 5 ダイクロイックプリズム 6 CCDイメージセンサ 61 感光部 62 電荷蓄積部 7 タイミングジェネレータ 8 アナログ信号処理回路 81 相関二重サンプリング回路 82 プリアンプ 83 ホワイトバランス回路 84 A/Dコンバータ 9 デジタル信号処理回路 91 γ補正回路 92 エンハンサ 93 D/Aコンバータ 94 Yマトリックス回路 95 露出制御演算回路 96 輪郭補正制御回路 97 光源情報検出回路 971 ローライトクリップ回路 972 ハイライト部面積演算回路 973 重み付け回路 974 積分回路 975 色補正ゲイン演算回路 976 光源色温度演算回路 977 光源判別確度演算回路 98 色補正演算回路 981 ハイライトクリップ回路 982 重み付け回路 983 積分回路 984 色補正ゲイン演算回路 985 カラーフェリアクリップ回路 986 MIX回路 987 カウンタ 99 D/Aコンバータ 1 Imaging Device 2 Lens System 3 Iris 4 Iris Driver 5 Dichroic Prism 6 CCD Image Sensor 61 Photosensitive Section 62 Charge Storage Section 7 Timing Generator 8 Analog Signal Processing Circuit 81 Correlated Double Sampling Circuit 82 Preamplifier 83 White Balance Circuit 84 A / D Converter 9 Digital Signal Processing Circuit 91 γ Correction Circuit 92 Enhancer 93 D / A Converter 94 Y Matrix Circuit 95 Exposure Control Calculation Circuit 96 Contour Correction Control Circuit 97 Light Source Information Detection Circuit 971 Low Light Clip Circuit 972 Highlight Area Calculation Circuit 973 Weighting Circuit 974 Integration circuit 975 Color correction gain calculation circuit 976 Light source color temperature calculation circuit 977 Light source discrimination accuracy calculation circuit 98 Color correction calculation circuit 981 Highlight clip circuit 982 Weight Only circuit 983 integrating circuit 984 color correction gain calculating circuit 985 color failure clipping circuit 986 MIX circuit 987 Counter 99 D / A converter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光をその光量に対して対数圧縮され
た電気信号に変換して出力する対数特性を備えた複数の
光電変換素子からなる撮像手段と、上記撮像手段で撮像
された画像から所定の高輝度領域を抽出する領域抽出手
段と、抽出された高輝度領域における光源の有無を判別
する判別手段と、上記判別手段の判別結果の確度を算出
する確度算出手段と、上記高輝度領域から光源の色温度
を検出する検出手段と、検出された光源の色温度に基づ
き上記撮像画像のホワイトバランス調整用データを生成
するデータ生成手段と、所定の周期で上記ホワイトバラ
ンス調整用データを生成するデータ生成制御手段と、上
記確度算出手段の算出結果に応じて上記ホワイトバラン
ス調整用データの生成周期を変更する周期変更手段とを
備えたことを特徴とする撮像装置。
1. An image pickup means comprising a plurality of photoelectric conversion elements having a logarithmic characteristic for converting incident light into an electric signal logarithmically compressed with respect to the light quantity and outputting the electric signal, and an image picked up by the image pickup means. Area extraction means for extracting a predetermined high-brightness area, determination means for determining the presence or absence of a light source in the extracted high-brightness area, accuracy calculation means for calculating the accuracy of the determination result of the determination means, and the high-brightness area Detecting means for detecting the color temperature of the light source, data generating means for generating the white balance adjustment data of the captured image based on the detected color temperature of the light source, and the white balance adjustment data at a predetermined cycle. And a cycle changing means for changing the generation cycle of the white balance adjusting data according to the calculation result of the accuracy calculating means. Imaging device.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1347655A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-24 Eastman Kodak Company Method for automatic white balance of digital images
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