專利名稱：自動(dòng)色彩溫度校正的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)色彩溫度校正的裝置和方法，用來自動(dòng)校正數(shù)字靜物照相機(jī)、攝像機(jī)等中圖象信號的白色平衡。
近來，對提高自動(dòng)溫度校正裝置的性能的要求日益增大，這種裝置用來在各種各樣的光源下用數(shù)字靜物照相機(jī)、攝像機(jī)等的拍攝中產(chǎn)生自然色調(diào)的圖象。
下面描述現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)色彩溫度校正裝置。
人們已經(jīng)知道一種如日本專利公開號為H03-85073的自動(dòng)色彩溫度校正裝置，這是一種通過辨別光源的性質(zhì)來校正色彩的裝置。

圖1是這樣一種傳統(tǒng)的自動(dòng)色彩溫度校正裝置的方框圖。
首先，從透鏡1進(jìn)入的光信號由圖象拾取元件2轉(zhuǎn)換成電信號，并輸入到彩色信號發(fā)生器3中。彩色信號發(fā)生器3從輸入信號中產(chǎn)生彩色信號，并將該信號輸入到色彩溫度檢測器6內(nèi)。紅外線傳感器4根據(jù)光源的紅外線成份產(chǎn)生電信號，并將該電信號提供到色彩溫度檢測器6。色彩溫度檢測器6根據(jù)來自紅外線傳感器4的輸入信號識別具有紅外光成份(如用鎢絲產(chǎn)生的鹵素光)和室外光的光源和沒有紅外光成份(如熒光)的光源。另外，色彩溫度檢測器6還確定從彩色信號發(fā)生器3輸入的信號得到的色彩溫度，并控制色彩溫度補(bǔ)償器7，使之保持圖象信號的恰當(dāng)?shù)陌坠馄胶?。色彩溫度補(bǔ)償器7按照檢測的色彩溫度校正色彩溫度。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)的上述例子中，會(huì)在從圖象拾取元件2得到的信號中根據(jù)光源性質(zhì)的不同而出現(xiàn)白光平衡偏離。換言之，只有在物體是純白色的情況下，才能精確地測得物體的色彩溫度。然而實(shí)際上，物體是由具有各種各樣的顏色的不連貫的物體的組合組成的，所以測量的是這些色彩混合的平均色彩溫度，此外，來自紅外線傳感器4的信息并不能區(qū)分鹵素光和室外光。所以，如果在這些條件下自動(dòng)進(jìn)行色彩溫度校正的話，白光平衡會(huì)發(fā)生偏離，產(chǎn)生不自然的色調(diào)，并且這種偏離會(huì)由于室外光和鹵素光之間的色彩溫度差異較大而進(jìn)一步增大。
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的自動(dòng)色彩溫度校正裝置通過響應(yīng)于紅外光而獲得的第一電信號和響應(yīng)于紫外光而獲得的第二電信號的組合來確定光源的性質(zhì)，并按照光源的性質(zhì)校正輸入彩色信號的色彩溫度。
本發(fā)明的輸入色彩信號的自動(dòng)色彩溫度校正裝置包含根據(jù)紅外光產(chǎn)生電信號的紅外線傳感器；根據(jù)紫外光產(chǎn)生電信號的紫外線傳感器；色彩溫度檢測器，它接收ⅰ)輸入彩色信號，ⅱ)紅外線傳感器的輸出信號和ⅱ)紫外線傳感器的輸出信號，用來根據(jù)紅外線傳感器的輸出信號和紫外線傳感器的輸出信號確定光源的性質(zhì)，并根據(jù)光源性質(zhì)的判斷和輸入彩色信號計(jì)算色彩溫度；以及色彩溫度補(bǔ)償器，它接收色彩溫度檢測器的輸出信號，用來按照計(jì)算的色彩溫度檢測器的色彩溫度校正輸入彩色信號的色彩溫度。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的自動(dòng)色彩溫度校正裝置能夠通過加入的紫外線傳感器把室外光與鹵素光辨別開來，本發(fā)明的裝置與現(xiàn)有技術(shù)的裝置不同，用來校正相應(yīng)于鹵素光、熒光和室外光的各個(gè)光源的性質(zhì)的色彩溫度。
本發(fā)明的自動(dòng)色彩溫度校正方法是按照光源的性質(zhì)對輸入色彩信號的色彩溫度進(jìn)行校正。而這是通過將根據(jù)紅外光得到的第一電信號和根據(jù)紫外光得到的第二電信號的組合來確定的。
本發(fā)明的自動(dòng)色彩溫度校正方法包含下述步驟輸入彩色信號；根據(jù)紅外光產(chǎn)生電信號；根據(jù)紫外光產(chǎn)生電信號；根據(jù)響應(yīng)于紅外光產(chǎn)生的電信號和響應(yīng)于紫外光產(chǎn)生的電信號判斷光源的性質(zhì)，并根據(jù)輸入彩色信號和判斷的光源性質(zhì)計(jì)算色彩溫度；以及按照計(jì)算的色彩溫度校正輸入彩色信號的色彩溫度。
這些方法可以通過響應(yīng)于紫外光獲得的電信號把室外光與鹵素光辨別開來，并可以根據(jù)鹵素光、熒光和室外光的光源性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)色彩溫度校正。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)色彩溫度校正裝置的方框圖；圖2是本發(fā)明典型實(shí)施例的自動(dòng)色彩溫度校正裝置的方框圖；圖3是各種光源發(fā)光波長特征的特征圖；圖4是一例典型紅外線傳感器頻譜靈敏特征的特征圖；圖5是一例典型紫外線傳感器頻譜靈敏特征的特征圖。
下面參照圖2描述本發(fā)明典型實(shí)施例的自動(dòng)色彩溫度校正裝置。
本實(shí)施例的自動(dòng)色彩溫度校正裝置包含透鏡1；將來自透鏡1的光信號轉(zhuǎn)換成電信號的圖象拾取元件2；從通過圖象拾取元件2的光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換得到的電信號中產(chǎn)生彩色信號的彩色信號發(fā)生器3；構(gòu)成用來響應(yīng)于紅外光而產(chǎn)生電信號的紅外線檢測裝置的紅外線傳感器4；構(gòu)成用來響應(yīng)于紫外光而產(chǎn)生電信號的紫外線檢測裝置的紫外線傳感器5；色彩溫度檢測器16，用來從紅外線傳感器4和紫外線傳感器5的電信號，判斷光源的性質(zhì)，并從判斷結(jié)果和彩色信號發(fā)生器3的彩色信號中檢測出色彩溫度；以及按照色彩溫度檢測器16檢測的色彩溫度校正色彩溫度的色彩溫度補(bǔ)償器7。
下面用圖2描述如上結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的自動(dòng)色彩溫度校正裝置。
首先，由圖象拾取元件2將進(jìn)入透鏡1的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將該電信號輸入到彩色信號發(fā)生器3。彩色信號發(fā)生器3從輸入電信號中產(chǎn)生彩色信號，并將該彩色信號提供到色彩溫度檢測器16。彩色信號通常是紅-綠-藍(lán)彩色信號(“RGB”彩色信號)，但也可以是藍(lán)綠色-深紅色-黃色的彩色信號(“CMY”彩色信號)或色差信號。
另一方面，紅外線傳感器4根據(jù)光源的紅外成份產(chǎn)生電信號，并將信號輸出到色彩溫度檢測器16。與此類似，紫外線傳感器5根據(jù)光源的紫外成份產(chǎn)生電信號，并將該信號輸出到色彩溫度檢測器16。
圖3是各種光源的發(fā)光波長特征。圖3中，曲線A、曲線B和曲線C分別表示鎢絲光源(如鹵素光)、太陽光和日光熒光的發(fā)光波長特征。
圖4描繪了一例紅外線傳感器的頻譜靈敏特性，而圖5描繪了一例紫外線傳感器的頻譜靈敏特性。從這些圖中所示，紅外線傳感器檢測波長約800毫微米或以上的光，而紫外線傳感器檢測波長約400毫微米或以下的光。從圖3中的曲線A所示，鎢光源(如鹵素光)的頻譜主要在800毫微米以上，而曲線B的太陽光在這一區(qū)域內(nèi)逐漸下降。
由于采用鎢光源(如鹵素光源)的紫外線傳感器僅在400毫微米或以下的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生較小的輸出，所以，如果比較紅外線傳感器4的輸出和紫外線傳感器5的輸出，則可以辨別光源之間的差異。在采用日光類型的熒光光源C的情況時(shí)，可以不用紫外線傳感器5來辨別它與其他光源的不同點(diǎn)，這是因?yàn)榧t外線傳感器4不會(huì)產(chǎn)生輸出，而紫外線傳感器5會(huì)產(chǎn)生輸出。
色彩溫度檢測器16根據(jù)從紅外線傳感器4的輸入信號，辨別含有紅外光(如鹵素光)的光源和不含有紅外光(如熒光)的室外光。如果色彩溫度檢測器16判斷某一光源是一個(gè)含有紅外光的光源，則色彩溫度檢測器16由紫外線傳感器5估算包括在輸入信號中的紫外線量。如果紫外線高于一預(yù)定量則色彩溫度檢測器16判斷該光源為室外光，而如果紫外線小于該預(yù)定量則判斷該光源為鹵素光。另外，色彩溫度檢測器16還從彩色信號發(fā)生器3輸入彩色信號中確定色彩溫度。色彩溫度檢測器16最終從紅外線傳感器4的輸出和紫外線傳感器5的輸出確定的光源性質(zhì)和彩色信號確定的色彩溫度來確定色彩溫度，并向色彩溫度補(bǔ)償器7輸出控制信號。根據(jù)該控制信號，色彩溫度補(bǔ)償器7保持通過色彩溫度檢測器16從彩色信號發(fā)生器3接收的彩色信號的白色平衡。
在這一過程中，可以配備一個(gè)系數(shù)表，該系數(shù)表與光源數(shù)對應(yīng)，并將從彩色信號計(jì)算得到的色彩溫度乘以當(dāng)確定光源時(shí)從該表讀出的一個(gè)系數(shù)。
正如所描述的那樣，本實(shí)施例采用紅外線傳感器4和紫外線傳感器5可以精確確定光源的性質(zhì)，并通過排除現(xiàn)有技術(shù)中鹵素光和室外光之間出現(xiàn)的較大的白光平衡偏離，根據(jù)條件，將投射的圖象調(diào)整成接近自然顏色。
本發(fā)明的自動(dòng)色彩溫度校正裝置和方法分別采用辨別鹵素光和室外光的紫外線傳感器來校正色彩，能夠保持與這些光所對應(yīng)的恰當(dāng)?shù)陌坠馄胶?，從而在將投射的圖象調(diào)整成自然色彩時(shí)給出很好的結(jié)果。
盡管上面描述的是校正攝像機(jī)的白光平衡的方法，但該方法也適用于校正數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的白光平衡。
與此類似，該方法也同樣適用于液晶顯示監(jiān)視器和液晶顯示電視機(jī)的光量控制，這兩種裝置采用的是液晶顯示器件，采用環(huán)境光諸如室外光和室內(nèi)光，而不是采用背光。這時(shí)，無需透鏡1、圖象拾取元件2和彩色信號發(fā)生器3，監(jiān)視器電路內(nèi)的彩色信號可以直接輸入到色彩溫度檢測器16內(nèi)。色彩溫度補(bǔ)償器7從彩色信號和由紅外線傳感器4和紫外線傳感器5的輸出確定的光源的性質(zhì)來計(jì)算光源的色彩溫度，并根據(jù)使用環(huán)境光時(shí)的色彩溫度，通過校正輸入彩色信號的顏色來恰當(dāng)執(zhí)行光量控制。同時(shí)，也可以在監(jiān)視用于攝像機(jī)系數(shù)時(shí)改變各個(gè)系數(shù)。
另外，彩色信號發(fā)生器、色彩溫度檢測器和色彩溫度補(bǔ)償器可以用硬件以外的手段如用于微處理機(jī)的軟件來實(shí)施。本發(fā)明也可以用許多其他方式來實(shí)現(xiàn)。因此，后文中的權(quán)利要求書中包含了這些變異，即，這些變異均落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種采用輸入彩色信號和光源的自動(dòng)色彩溫度校正裝置，其特征在于，所述裝置包含判斷裝置，根據(jù)向應(yīng)于紅外光獲得的第一電信號和響應(yīng)于紫外光獲得的第二電信號的組合確定光源的性質(zhì)，以及校正裝置，按照所述光源的性質(zhì)校正所述輸入彩色信號的色彩溫度。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，它還包含響應(yīng)于紅外光產(chǎn)生第一信號的紅外線檢測裝置；響應(yīng)于紫外光產(chǎn)生第二信號的紫外線檢測裝置；色彩溫度檢測器，它接收ⅰ)輸入彩色信號，ⅱ)所述紅外線檢測裝置的所述第一信號和ⅲ)所述紫外線檢測裝置的所述第二信號，用來根據(jù)所述紅外線檢測裝置的所述第一信號和所述紫外線檢測裝置的所述第二信號判斷所述光源的性質(zhì)，并計(jì)算所述輸入彩色信號的色彩溫度；以及色彩溫度補(bǔ)償器，用來按照計(jì)算的色彩溫度檢測器的色彩溫度校正所述輸入彩色信號的色彩溫度。
3．如權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，它還包含將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的圖象拾取元件；以及從所述電信號產(chǎn)生所述輸入彩色信號的彩色信號發(fā)生器。
4．一種采用光信號和光源的攝像機(jī)，其特征在于，它包含將光信號轉(zhuǎn)換成第一電信號的圖象拾取元件；從所述第一電信號產(chǎn)生彩色信號的彩色信號發(fā)生裝置；響應(yīng)于紅外光產(chǎn)生第二電信號的紅外線檢測裝置；響應(yīng)于紫外光產(chǎn)生第三電信號的紫外線檢測裝置；色彩溫度檢測器，它接收ⅰ)彩色信號，ⅱ)第二電信號，以及ⅲ)第三電信號，用來根據(jù)所述紅外線檢測裝置的第二電信號和所述紫外線檢測裝置的第三電信號判斷所述光源的性質(zhì)，并計(jì)算所述彩色信號的色彩溫度；以及色彩溫度補(bǔ)償器，用來按照所述色彩溫度檢測器計(jì)算的色彩溫度校正所述彩色信號的色彩溫度。
5．一種采用光信號和光源的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)，其特征在于，它包含將光信號轉(zhuǎn)換成第一電信號的圖象拾取元件；從所述第一電信號產(chǎn)生彩色信號的彩色信號發(fā)生裝置；響應(yīng)于紅外光產(chǎn)生第二電信號的紅外線檢測裝置；響應(yīng)于紫外光產(chǎn)生第三電信號的紫外線檢測裝置；色彩溫度檢測器，它接收ⅰ)彩色信號，ⅱ)第二電信號，和ⅲ)第三電信號，用來根據(jù)所述紅外線檢測裝置的第二電信號和所述紫外線檢測裝置的第三電信號判斷所述光源的性質(zhì)，并計(jì)算所述彩色信號的色彩溫度；以及色彩溫度補(bǔ)償器，用來按照所述色彩溫度檢測器計(jì)算的色彩溫度校正所述彩色信號的色彩溫度。
6．一種采用輸入信號的液晶顯示裝置，其特征在于，它包含響應(yīng)于紅外光產(chǎn)生第一電信號的紅外線檢測裝置；響應(yīng)于紫外光產(chǎn)生第二電信號的紫外線檢測裝置；色彩溫度檢測器，它接收ⅰ)彩色信號，ⅱ)第二電信號，和ⅲ)第三電信號，用來根據(jù)所述紅外線檢測裝置的第二電信號和所述紫外線檢測裝置的第三電信號判斷所述光源的性質(zhì)，并計(jì)算所述輸入彩色信號的色彩溫度；以及色彩溫度補(bǔ)償器，通過按照所述色彩溫度檢測器計(jì)算的色彩溫度校正所述輸入彩色信號的色彩溫度來控制亮度。
7．一種自動(dòng)校正采用色彩輸入信號和光源的色彩溫度的方法，其特征在于，所述方法包含下述步驟從響應(yīng)于紅外光獲得的第一電信號和響應(yīng)于紫外光獲得的第二電信號的組合，判斷所述光源的性質(zhì)；以及按照所述判斷的光源的性質(zhì)校正所述輸入彩色信號的色彩溫度。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，它包含下述步驟接收彩色輸入信號；響應(yīng)于紅外光產(chǎn)生第一電信號；響應(yīng)于紫外光產(chǎn)生第二電信號；根據(jù)響應(yīng)于所述紅外光產(chǎn)生的第一電信號和響應(yīng)于所述紫外光產(chǎn)生的第二電信號判斷所述光源的性質(zhì)；根據(jù)所述輸入彩色信號和光源的性質(zhì)計(jì)算彩色輸入信號的色彩溫度；以及按照所述計(jì)算的色彩溫度校正輸入彩色信號的色彩溫度。
9．如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，它還包含下述步驟將光信號光電轉(zhuǎn)換成電信號；以及從所述電信號產(chǎn)生彩色輸入信號。
10．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，它還包含下述步驟將光信號轉(zhuǎn)換成電信號；根據(jù)ⅰ)從所述電信號產(chǎn)生的彩色信號，ⅱ)所述第一電信號，和ⅲ)所述第二電信號，計(jì)算色彩溫度；以及按照計(jì)算的色彩溫度校正所述彩色輸入信號的色彩溫度。
11．如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，它還包含下述步驟將光信號轉(zhuǎn)換成電信號；根據(jù)ⅰ)從所述電信號產(chǎn)生的彩色信號，ⅱ)所述第一電信號，和ⅲ)所述第二電信號，計(jì)算色彩溫度；以及按照計(jì)算的色彩溫度校正所述彩色輸入信號的色彩溫度。
12．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述圖象拾取元件將所述光信號光電轉(zhuǎn)換成所述電信號。
13．如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述圖象拾取元件將所述光信號光電轉(zhuǎn)換成所述電信號。
14．如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述圖象拾取元件將所述光信號光電轉(zhuǎn)換成所述電信號。
全文摘要
一種自動(dòng)色彩溫度校正裝置和方法。裝置包含:輸入彩色信號、紅外線檢測裝置、紫外線檢測裝置、色彩溫度檢測器和色彩溫度補(bǔ)償器。方法包含:從第一電信號和第二電信號判斷光源的性質(zhì),并按照判斷的光源性質(zhì)校正輸入彩色信號的色彩溫度。采用本發(fā)明的裝置和方法,可以自動(dòng)進(jìn)行鹵素光和室外光之間的色彩校正,并進(jìn)行控制,產(chǎn)生自然顏色的圖象。
文檔編號H04N9/04GK1211137SQ9811668
公開日1999年3月17日 申請日期1998年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月25日
發(fā)明者谷口祐佳, 榊原和仁 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社