JPH0332173A - 自動露出調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、露出の自動整合を行うビデオカメラ等の撮像
装置に関する。

（ロ）従来の技術 ビデオカメラに於て、絞り及びゲイン等による撮像映像
信号の輝度レベルの制御、所謂露出調整は焦点制御と並
んで非常に重要な課題である。

従来、この自動露出調整機構としては、撮像画面の輝度
レベルの平均やピーク値等のレベルを検出し、これらを
基に絞り及び撮像映像信号に対するゲインを制御する方
法が賞用されている。この方法では、画面内に光源等の
高輝度部が存在したり、逆に背景が暗い等の場合には、
周囲の影響で主要被写体が適切な露出を得られないこと
がある。

これを解決するために、例えば特開昭６２−１１０３６
９号（ＨＯ４Ｎ５／２４３）に示される様な技術が提案
されている。これは、主要被写体が画面中央に位置する
可能性が高いという傾向をを利用したもので、撮像画面
を中央部とそれ以外の周辺部に分割し、各部の輝度レベ
ルを得て、この両者の比によって露出を調整して、画面
中央部にある主要被写体に適切な露出を得ようとするも
のである。

第１５図は、この様な手法を用いたシステムのブロック
図である。

入射光は、レンズ（１）を通過し、絞り機構（２）で光
量を調節された後、撮像回路（３）で光電変換されて撮
像映像信号として出力される。

この撮像映像信号は、可変利得アンプ（４）にて増幅さ
れた後に、ビデオ回路に送られる。この時、撮像回路（
３）の出力は、比較器（５）で目標輝度レベルと比較さ
れ、この差電圧で絞り機構（２）を制御する。

一方、前記撮像映像信号は、領域選択回路（１９）に送
られ、同期分離及び切換制御回路（１２）（１８）で得
られた領域分離のための切換信号により、優先領域の信
号はレベル検出のためのディジタル積分器である積分回
路（２０）に、非優先領域の信号は積分回路（２１）に
入力され、夫々１フイ一ルド分についての積分が為され
る。

両積分回路の出力は、除算回路（１５）に供給され、両
者の比が利得制御回路（１６）と絞りの目標輝度レベル
制御回路（１７）に送られる。両制御回路は、除算回路
（１５）で得られた結果を基に、絞りの目標輝度レベル
及び可変利得アンプ（４）の利得を可変することで補正
を行っている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 前記従来技術の様に、優先領域を画面中央に固定すると
、光源の様に極めて高輝度な被写体が優先領域に入る場
合や、画面内に大きな面積を占める場合には、補正が逆
効果になったり補正量が不足するために周囲の主要な被
写体が暗く落ち込んでしまう。

また、一般に夜間や暗い室内といった低輝度の画面では
、各領域間の輝度レベルの差は明暗よりも、白黒といっ
た被写体本来の反射率の違いによるものが支配的となる
が、このような画面に対して、前記従来技術の如く屋外
の明暗差の大きな画面と同様な補正を行うと、白や黒に
対して不必要に強い補正が行われ、不自然な画面が生じ
ることになる。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、撮像画面を複数の領域に分割し、各領域の輝
度レベルを輝度評価値として検出する輝度評価値検出手
段と、各領域毎に決定される優先度により各領域の輝度
評価値に重み付けを行う優先処理手段と、優先処理手段
出力に応じて露出調整量を変化させ露出制御を行う露出
制御手段と、撮像系への入射光量が少ない時に低輝度状
態と判断する低輝度検出手段または撮像画面内に高輝度
部が存在するか否かを判定する高輝度検出手段を備え、
低輝度状態において優先処理手段の重み付けを制限し、
また高輝度部が存在する時にこの高輝度部の存在する領
域の優先度を低下させることを特徴とする。

（ホ）作用 本発明は上述の如く溝底したので、画面全体が低輝度状
態であったり、高輝度部が画面に進入している状況にお
いても適正な露出調整が為される。

（へ）実施例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説明する。

第１図は本実施例装置の回路ブロック図である。

入射光は、レンズ（１）を通過し、絞り機構（２）で光
量を調節された後、撮像回路（３）で光電変換されて撮
像映像信号として出力される。この撮像映像信号は、利
得可変アンプ（４）にて増幅されてビデオ回路に送られ
、またＬ　Ｐ　Ｆ　（２２）、同期分離回路（２３）、
積分器（８０）に供給される。

Ｌ　Ｐ　Ｆ　（２２）は撮像映像信号中の輝度信号の低
域成分を取り出して、後段の切換回路（２６）に出力す
る。

同期分離回路（２３）は、撮像映像信号より垂直及び水
平同期信号を抜き出し、後段の切換制御回路（２５）で
は、この垂直及び水平同期信号と撮像回路（３）のＣＣ
Ｄの駆動に用いられる固定の発振器出力に基いて、第３
図の６個の領域（Ａ１）乃至（Ａ６）にわたる画面分割
のための切換信号を発する。

切換回路（２６）は、前記切換信号を受けて、各領域（
Ａ１）乃至（Ａ６）に応じて順次切換わり、Ｌ　Ｐ　Ｆ
　（２２）出力はこの切換回路（２６）により領域毎に
時分割されて、夫々積算回路（３１）乃至（３６）に供
給される。

積算回路（３１）乃至（３６）は、いずれも第４図の如
く切換回路（２６）出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換５
（２７）と、このＡ／Ｄ切換出力と後段のラッチ回路（
２８）出力を加算する加算！（２９）と、この加算出力
をラッチするラッチ回路（２８）によりｔｌ！戊される
ディジタル積分器であり、該当する領域内での輝度信号
の低域成分が所定のサンプリング周期にてＡ／Ｄ変換さ
れ、１フイ一ルド期間にわたってこのＡ／Ｄ変換データ
が積分されることになる。ここで積算回路（３１）は、
領域（Ａ１）内での輝度信号の低域成分の１フイ一ルド
分の積分値をメモリ（４１）に出力し、以下同様に領域
（Ａ２）（Ａ３）（Ａ４）（Ａ５）（Ａ６）内での輝度
信号の１フイ一ルド分の積分値は、積算回路（３２）（
３３）（３４）（３５）（３６）から夫々メモリ（４２
）（４３）（４４）（４５）（４６）に出力されること
になる。尚、前記ラッチ回路（２８）は１フイールド毎
にリセットされ、また各メモリは各ラッチ回路のリセッ
ト直前のデータを保持し、１フイールド毎にデータ更新
が為される。

ところで、領域（Ａ１）乃至（Ａ６）は、その面積が夫
々（Ｓｌ）乃至（Ｓ６）で、領域（ＡＩ）は第３図の様
に画面中央に位置し、領域（Ａ２）は領域（Ａ１）の外
周に位置する。更にこの領域（Ａ２）の周囲に領域（Ａ
３）乃至（Ａ６）が配置されている。

１画面分であるｌフィール１分の積算が完了すると、メ
モリ（４１）乃至（４６）に保持された最新の各領域で
の１フイ一ルド分の積算値は、各領域の輝度評価値（Ｙ
ｌ）乃至（Ｙ６）として後段の単純平均回路（３７）、
各正規化回路及び各重み付は回路に出力される。

正規化回路（５１）乃至（５６）は、各領域での輝度評
価値（Ｙｌ）乃至（Ｙ６）を各面積（Ｓｌ）乃至（Ｓ６
）にて割り算して、各領域の単位面積当りの輝度評価値
を正規化輝度評価値（Ｖｌ）乃至（Ｖ６）（但しＶ１＝
Ｙ１１５１、Ｖ　２　＝Ｙ　２／Ｓ２、・・・）として
出力する。

優先度決定回路（５７）は、各正規化輝度評価値（Ｖ　
１　）乃至（ｖ６）に基づいて各領域の優先度（重み）
を決定する。この優先度決定回路（５７）での優先度決
定処理は、第２図の如きフローチャートにより実行され
、またこの優先度決定処理には、境界のあいまいな情報
をあいまいなまま扱う所謂ファジィ推論が用いられ、具
体的には以下の６個のルールが使用されている。

［ルール（１）］ ｒｉｆＶｌとＶｌが近いａｎｄＶ　１とｖ３が近くない ｔｈｅｎ領域（ＡＩ）（Ａ２）優先」 ［ルール（２）］ ｒｉｒｖｔとｖ２が近くないａｎｄＶ　１とＶ３が近い ｔｈｅｎ領域（ＡＩ）、（Ａ３）優先」［ルール（３）
］ ｒｉｆＶｌとｖ２が近くないａｎｄＶ　１とｖ３が近く
ない ｔｈｅｎ領域（ＡＩ）優先」 ［ルール（４）］ ｒｉｆ　　Ｖｌとｖ２が近いａｎｄＶ　１とＶ３が近い
ｔｈｅｎ領域（Ａ１）、　（Ａ２）、　（Ａ３）優先ｊ ［ルール（５）］ ｒｉｆ　　ｍａｘ（Ｖｉ）　　（ｉ＝１−６）が小さい
ｔｈｅｎ全領域同一優先度」 ［ルール（６）］ ｒｉｆ　　ｍａｘ　（Ｖ　ｉ　）が小さくないａｎｄ単
純平均値が小さい ｔｈｅｎ単純平均値以下の領域優先」 これらのルールは、第６図乃至第１１図に示す様に、「
近い」　「小さい」といった条件が、「Ｖｌ　／　Ｖ　
Ｉ　Ｊ　　ｒ　ｍ　ａ　ｘ　（Ｖ　ｉ　）　Ｊといった
各入力変数に対するメンバーシップ関数で定義され、結
論部として各領域の優先度（ｗｉｋ）をもっている。尚
、推論は通常のｍｉｎ−ｍａｘ法で行なわれる。

次に各ルールについて詳述する。

［ルール（１）］は第６６図ａ）（ｂ）の如きメンバー
シップ関数で定義されている。第６図（ａ）は「Ｖｌと
ｖ２が近い」というルール（１）の条件（１）の成立度
を示す、入力変数（Ｖ２／Ｖｌ）に対するメンバーシッ
プ関数である。即ち、領域（Ａ１）の正規化輝度評価１
ｉｆ（Ｖｌ）と領域（Ａ２）の正規化輝度評価値（Ｖｌ
）がどの程度近いかを示す近さの度合を判断するために
、入力変数をＶ２／Ｖｌとし、Ｖ２／Ｖ１＝１となる場
合に極大値となる山型のメンバーシップ関数に最新のフ
ィールドでの入力変数（Ｖ２／Ｖｌ）を代入することに
よりメンバーシップ値（Ｕ、、）が求まる。尚、Ｖ２／
Ｖ１＝１の時、メンバーシップ値（Ｕ、）は最大となる
。

第６図（ｂ）はｒＶｌとＶ３が近くない」というルール
（１）の条件（２）の成立度を示す、入力変数（Ｖ３／
Ｖｌ）に対するメンバーシップ関数である。即ち、領域
（Ａｔ）の正規化輝度評価値（Ｖｌ）と領域（Ａ３）の
正規化輝度評価値（■３）がどの程度近くないかを示す
近くない度合を判断するために、入力変数をＶ３／Ｖｌ
とし、Ｖ３／ｖ１＝１となる場合に極小値となる谷型の
メンバーシップ関数に最新のフィールドでの入力変数（
Ｖ３／Ｖｌ）を代入することによりメンバーシップ値（
ｕ、、）が求まる。尚、Ｖ３／Ｖ１＝１の時に、メンバ
ーシップ値（Ｕ、）は最小となる。こうして第６図（ａ
）（ｂ）によりルール（１）の条件（１）（２）のメン
バーシップ値（ｕ、、）（ｕ。

、）の算出が為されることになる。尚、この算出は第２
図のフローチャートのＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１００）に該
当する。

前記メンバーシップ値（ｕ、１）（ｕ、−）は、ＳＴ　
Ｅ　Ｐ　（１０１）にて両者の最小値、即ち小さい方の
メンバーシップ値がルール（１）の成立度（Ｕｌ）とし
て選択される。第６図の例ではｕ　、、＜　ｕ　、、ど
なるので、Ｕ１＝ｕ＋＋に設定される。

上述のＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１００）（１０１）の動作は
、残りの５つのルールについても実行される。

［ルール（２）］は第７７図ａ）（ｂ）の如く谷型及び
山型のメンバーシップ関数で定義され、第６図の場合と
同様に、ｒＶｌとｖ２が近くない」というルール（２）
の条件（１）についてのメンバーシップ値（ｕ、、）が
（ａ）より、またｒＶｌと■３が近い」というルール（
２）の条件（２）についてのメンバーシップ値（ｕ、、
）が（ｂ）より求まり、５ＴＥＰ　（１０１）にてメン
バーシップ値（ｕ、、）（ｕ、、）の小さい方がルール
（２）の成立度（Ｕ２）として選択される。第７図の例
ではｕ、＞ｕ＊ｓとなるので０２＝ｕｍｓに設定される
。

［ルール（３）］は第８８図ａ）（ｂ）の如く谷型のメ
ンバーシップ関数で定義され、第６図の場合と同様に、
ｒＶｌとｖｌが近くない」というルール（３〉の条件（
１）についてのメンバーシップＭ（ｕ、１）が（ａ）よ
り、またｒＶｌとＶ３が近くない」というルール（３）
の条件（２）についてのメンバーシップ値（ｕ、、）が
（ｂ）より求まり、５ＴＥＰ（１０１）にてメンバーシ
ップ値（ｕ、、）（ｕ、、）の小さい方がルール（３）
の成立度（Ｕ、）として選択される。第８図の例では、
ｕ　、、＜　ｕ。どなるのでＵｓ＝ｕｓ＋に設定される
。

［ルール（４）］は第９図（ａ）（ｂ）の如く山型のメ
ンバーシップ関数で定義され、「ｖｌとｖｌが近い」と
いうルール（４）の条件（１）についてのメンバーシッ
プ値（ｕ、、）が（ａ）より、またｒＶｌとＶ３が近い
Ｊとい・うルール（４）の条件（２）についてのメンバ
ーシップ値（ｕｌ〉が（ｂ）より求まり、Ｓ　Ｔ　Ｅ　
Ｐ　（１０１）にてメンバーシップ値（ｕ４、）（Ｕ、
、）の小さい方がルール（４）の成立度（Ｕ、）として
選択される。第９図の例では、ｕ４１〉ｕ、どなるので
Ｕ４＝ｕ、、に設定される。

［ルール（５）コは第１０図の如く、全正規化輝度評価
値（ｖｌ）乃至（ｖ６）の中の最大値（ｍａｘ（Ｖｉ）
）（但し、ｉ＝１〜６）を入力変数とし、このｍａｘ　
（Ｖｉ）の小さい度合を示す単純減少直線で示されるメ
ンバーシップ関数で定義され、ｍａｘ（Ｖｉ）が決まる
と一義的にメンバーシップ値（Ｕ、）が求まる。尚、こ
のメンバーシップ値（ｕ　、、）はｍａｘ（Ｖｉ）が大
きくなるにつれて小さくなる。Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１０
１）では、ルール（５）に関してメンバーシップ値は１
つだけであるため、ルール（５）の成立後（Ｕ５）はＵ
５＝ｕ、１に設定される。

［ルール（６）］は第１１図（ａン（ｂ）の如く、ルー
ル（５）と同様にｍａｘ（Ｖｉ）を入力変数とする単純
増加直線を有するメンバーシップ関数と、全正規化輝度
評価値（ｖｌ）乃至（Ｖ６）の入力変数とする単純減少
直線のメンバーシップ関数で定義されている。即ち、第
１１図（ａ）のメンバーシップ関数では、ｒｍａｘ（Ｖ
ｉ）が小さくない」というルール（６）の条件（１）に
おいてｍａｘ（Ｖｉ）が小さくない度合を判断するため
に、入力変数としてｍａｘ　（Ｖｉ）が決まれば、メン
バーシップ値（Ｕ、）が決定できる。尚、このメンバー
シップ値（ｕｏ）はｍａｘ　（Ｖｉ）が小さくなるにつ
れて小さくなる。また、第１１図（ｂ）のメンバーシッ
プ関数では、「単純平均値が小さい」というルール（６
）の条件（２）において前記単純平均値（Ｚ、）が小さ
い度合を判断するために入力変数として単純平均値が決
まれば、メンバーシップ値（Ｕ、）が決定できる。尚、
このメンバーシップ値（Ｕ、）は単純平均値が大きくな
るにつれて小さくなる。Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１０１）で
は、メンバーシップ値（ｕｏ）と（Ｕ、）の小さい方を
選択して、ルール（６）の成立度（Ｕ、）はＵ　、＝　
ｕ　、。

と設定される。

以上の様にＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１００）（１０１）での
全ルールについての成立度（Ｕｉ）（ｉ＝１〜６）の算
出が完了したとＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１０２）にて判断さ
れると、ＳＴＥ　Ｐ　（１０３）にて各領域についての
優先度（Ｗｋ）（ｋ＝１〜６）の算出が為される。この
優先度（Ｗｋ）は次式の如く各ルールの成立度で結論部
を加重平均することで算出される。

この式（Ａ）においてｗｉｋは各ルールに関する各領域
についての優先度であり、ルール毎に個々に定められて
いる。

例えば、ルール（１）については、「領域（Ａ１）、（
Ａ２）を優先する」を数値にて示すために、結論部とし
て領域（Ａ１）乃至（Ａ６）の優先度（ｗ、、）乃至（
Ｗ、）は Ｗ　＋　＋　：Ｗ　Ｈ冨３３ ｗ　、、：　ｗ　、４：：　ｗ　＋ｓ＝　ｗ　＋ａ＝　
１と予め設定されている。即ち、ルール（１）について
の領域（Ａｔ）（Ａ２）の他の領域に対する優先度は３
倍に設定されている。尚、この優先度の設定は予め行な
われた実験に基づく。

ルール（２）については、「領域（Ａ１）、（Ａ３）を
優先する」を結論部として示すために、各領域の優先度
（Ｗ、、）乃至（Ｗ雪、）はＷ＊、＝Ｗ、、＝３ Ｗ　１１　＝　Ｗｌ　４　＝　Ｗ　！　ｌ　＝　Ｗｌ　
＠　＝　１と予め設定されている。

ルール（３）については、「領域（Ａ１）を優先する」
を結論部として示すために、各領域の優先度（Ｗ、、）
乃至（ｗ、、）は Ｗｓｔ＝３ Ｗ　Ｂ　＠　”　Ｗ３　ｚ　”　Ｗ　ｌ　４８Ｗ　ｇ　
＠　”　Ｗ３　＃　＝　１と予め設定されている。

ルール（４）については、「領域（Ａ　Ｉ　）、（Ａ２
）、（Ａ３）を優先する」を結論部として示すために、
各領域の優先度（Ｗｏ）乃至（Ｗ、、）はＷ４．＝Ｗ、
、：Ｗ０：３ Ｗ　ｓｓ”　Ｗ　４＄＝　Ｗ　４＄＝　１と予め設定さ
れている。

ルール（５）については、「全領域同一優先度とする」
を結論部として示すために、各領域の優先度（Ｗ、）乃
至（ｗ、、）は Ｗ　＊　Ｉ＝　Ｗ　ｓ　ｔ　＝　Ｗ　ｓ　ｓ　＝　Ｗ　
ｓ　４　＝　Ｗ　Ｉ　！　＝　Ｗ　ｓ　ａ　＝　１と予
め設定されている。

ルール（６）については、「単純平均値以下の領域を優
先する」を結論部として示すために、各領域の優先度（
Ｗ、、）乃至（Ｗ、、）は、ｇ＝ｔ〜６とすると、 Ｖｓ＜単純平均値（ｚｌ）ならばｗ、ａ＝３Ｖｔ＞単純
平均値（Ｚ、）ならばｗ、＝１と予め設定されている。

例えば、領域（Ａ１）乃至（Ａ３）の正規化輝度評価値
（Ｖｌ）乃至（ｖ３）が単純平均値（Ｚ、）より大きい
場合には、 Ｗ　＠４＝　Ｗ　ａ　ｓ　＝　Ｗ　ｓ　ｓ　＝　３Ｗ　
ａ　＋　＝　Ｗ　＊　ｔ　＝　Ｗ　ａ　ｓ　＝　１とな
る。尚、単純平均値（ｚｌ）は、後述の如く単純平均回
路（３７〉にて算出される。この様に設定された各ルー
ルにおける各領域の優先度を用いて全ルールを考慮した
優先度（Ｗｋ）を、第６図乃至第１１図の例で考えると
、領域（Ａ　Ｉ　）については、式（Ａ）がとなる。こ
の式（Ｂ）において、 ΣＵｆ　・１ｉＦｉ　＋＝Ｕ＋　’Ｌ　１４０！　”Ｉ
ｔ　１４’−＋Ｌ　’ｗｓ　１ｉ＝１ ＝ｕ、・３◆ｕ１１・３◆Ｕ、・３◆ｕｏ・３＋ｕ　ｓ
＋’ｌ＋Ｌ１　ａｓ’１ ΣＵｉ＝Ｕ＋◆Ｕ、◆Ｕ、◆Ｕ、◆Ｕ、◆Ｕ。

Ｌ＝１ ”ｕ　＋＋”Ｌｌ　　ｍｍ＋ｕ　　ｌｌ”ｕ　　４富＋
ｕ　Ｉｌ”ｕ　１ｍであるため、領域（Ａ１）の優先度
（Ｗｌ）は、 ｗｌ＝（３ｕｌ　Ｉ◆３ｕ＊＊’ｐ３ｕｓ＋◆３ｕ４ｔ
”ｕｓ＋”１Ｊｓｔ）／（ｕ＋＋”ＬＩｍｍ”ｕｓ＋◆
ｕ４ｔ”ｕＢ＋ｕｓ＊）となる。同様に優先度（Ｗ、）
乃至（Ｗ、）は １”１ と算出される。こうして全ルールについてファジィ推論
により決定された各領域の優先度（Ｗｋ）は、重み付は
回路（６１）乃至（６６）に発せられる。重み付は回路
（６１）乃至（６６）は、領域毎の優先度（Ｗ、）乃至
（Ｙ、）に重み付け、所謂優先処理を行う。即ち、各輝
度評価値（Ｙｌ）乃至（Ｙ、）に該当する領域の優先度
（Ｗｌ）乃至（Ｗ、＊　）を乗算してＹｉ−Ｗｉ（ｉ＝
１〜６）を算出する。こうして重み付けされた輝度評価
値は全て重み付は平均回路（６７）に供給される。重み
付は平均回路（６７）は、重み付は回路（６１）乃至（
６６）出力の加算値を、各優先度と面積の積の和で割り
算して重み付は平均値（Ｚ、）を出力する。即ち を算出する。尚、５ｉ（ｉ＝１〜６）は各領域の面積を
示す。

単純平均回路（６８）は、各輝度評価値（Ｙｉ）を全て
加算して、この加算値を画面全体の面積（Ｓ。

十Ｓ、＋・・・Ｓ、）で割り算して画面全体の単純平均
となる。尚、この単純平均値（Ｚｌ）は各輝度評価値（
Ｙｉ）に重み付は回路（６１）乃至（６６）にて優先度
（Ｗｌ）乃至（Ｗ、）を全て“１”として重み付けを行
い、重み付は平均回路（６７）にて式（Ｃ）の算出を行
ったものと同等の値である。

上述の如く算出された単純平均値（Ｚｌ）と重み付は平
均値（２，）とは割算！（６９）に入力され、ｍ＝Ｚ、
／Ｚ、の割算が為され、この割算値（ｍ）は利得制御回
路（７０）及び目標レベル制御回路（７１）に入力され
る。

利得制御回路（７０）は、可変利得アンプ（４）のゲイ
ンを制御する比較器（５）に目標レベル（Ｐ）を供給す
るものである。この目標レベル（Ｐ）はｍ＝１の時、即
ち単純平均値（Ｚ、）と重み付は平均値Ｚｌ）とが等し
く撮像画面の輝度分布を考慮しない時に、撮像画面に最
適な露出を得られる最適目標レベル（Ｐｏ）に設定され
、常にＰ＝ｍＰ、を満足する様に補正値である割算値（
ｍ）に追従する。

従って結果的には、露出調整にて重み付は平均値（２，
）が最適目標レベル（Ｐｌ）となる様に目標レベル（Ｐ
）が変化することになる。

比較器（５）は、撮像映像信号を十分に長い時定数（例
えば１フイ一ルド期間）にて積分して、該当フィールド
の輝度レベルを示す積分器（９０）出力と前記目標レベ
ル（Ｐ）とを比較するもので、この比較出力を利得可変
アンプ（４）に供給して、積分出力が目標レベル（Ｐ）
に一致する様にゲインを制御するとにより、映像信号に
は重み付は処理を考慮したＡＧＣが付与されることにな
る。

目標レベル制御回路（７１）は、絞り機構（２）の絞り
量を制御する比較器（７２）に目標レベル（Ｑ）を供給
するもので、この目標レベル（Ｑ）は前記目標レベル（
Ｐ）と同様に、前記割算値（ｍ）がｍ＝１の条件を満足
する時にはＱ　＝　ｑ　＊の最適目標レベルに設定され
、割算値（ｍ）との間にＱ＝ｍｑｓの式を満足する様に
変化し、結果的に露出調整にて重み付は平均値（２，）
が最適目標レベル（ｑ、）に常に一致する様に目標レベ
ル（Ｑ）が変化することになる。

比較器（７２）は前記目標レベル（Ｑ）と積分器（８０
）出力とを比較するもので、この比較出力を絞り機構（
２）に供給し、この比較出力に基づいて絞り機構（２）
を駆動させて、該当フィールドの輝度レベルを示す積分
出力が目標レベル（Ｑ）に一致する様に絞り機構（２）
の絞り量が＠制御される。尚、積分器（８０）の時定数
は、積分！（９０）のそれに等しく、絞り機構（２）が
撮像映像信号の瞬時的な変化には追従しない様に設定さ
れている。

以上の様に、可変利得アンプ（４）及び絞り機構（２）
の駆動を制御する比較Ｗ（５）（７２）の目標レベル（
Ｐ　）（Ｑ　）は、重み付は処理が施された重み付は平
均値（Ｚ、）に応して変化するため、可変利得アンプ（
４）による電気的な、また絞り機構（２）による光学的
な露出調整には重み付は処理が十分に考慮され、例えば
、画面全体の単純平均値（Ｚｌ）が“１２０″で、平均
値（Ｚ、）が“１００″の場合、画面全体にわたっては
十分な明るさが得られているが、ルール（１）乃至（６
）にて優先しなければならない領域にのみ注目すると十
分な明るさが得られておらず、中央の領域が暗い等の状
況にあることになり、割算値＜ｍ＞はｍ＝、２となって
目標レベル（Ｐ　）（Ｑ　’）は夫々Ｐ　＝　ｍ　Ｐ　
、、Ｑ＝ｍ　Ｑ　ｏと上昇し、この結果、利得可変アン
プ（４）のゲインも上昇し、絞り機構（２）の絞り量も
小さくなり、優先領域に対して最適な露出調整が為され
る。

次にルール（１）乃至（６）が露出調整にどの様な影響
を与えることになるのかをルール毎に説明する。ルール
（１）乃至（４）は、優先処理の基本をなす部分で、領
域（Ａｌ）（Ａ２）（Ａ３）の中で互いに輝度評価値が
近い時、その領域の優先度を高める様に作用する。

例えば、前記従来技術の如く、被写体が最も存在する確
率の高い領域（ＡＩ）（Ａ２）（Ａ３）について単純に
領域（Ａ４）（Ａ５）（Ａ６）に対して同一優先度をも
たせて、第５図の様に逆光の状況下で被写体（Ｓ）を撮
影すると、領域（Ａ２）にのみ明るい背景が入ってくる
ため被写体（Ｓ）に対して適正な補正ができない。そこ
でルール（１）乃至（４）を適用すると、領域（Ａｔ）
（Ａ３）は共に暗く、領域（Ａ２）のみが明るいので正
規化輝度評価値（Ｖｌ）（Ｖ２）（Ｖ３）には、Ｖ１＃
Ｖ３≠Ｖ２が成り立ち、ルール（１）の条ｆ’１−（１
）（２）、ルール（３）の条件（２）、ルール（４）の
条件（１）が戊り立ち難いのでルール（２）の成立度の
みが極めて高くなり領域（ＡＩ）（Ａ３）の優先度が高
くなり、これらの領域（ＡＩ）（Ａ３）に納まっている
被写体（Ｓ）を重視してこの被写体（Ｓ）に対して最適
な露出状態となる。これら一連のルールは、逆光時や過
度の順光時に有効である。

ルール（５）は画面全体が暗い場合に対応し、正規化輝
度評価値の最大値が大きくない時は、優先処理をせず画
面の平均値を代表値にしようとする。また、この画面全
体が暗い場合のルールとして、次に示すルール（５）゛
をルール（５）に代用するも可能である。

［ルール（ｓ）’］ 「ｉｆ絞りがかなり開いている。

ｔｈｅｎ全領域同一優先度とする」 このルール（５）゛は撮像画面の暗さを絞り機構（２）
の絞りの開放度で検出しようとするもので、絞りがかな
り開いている、即ち開放度がかなり大きい場合には、撮
像画面が暗いとして、全領域での優先度を同一にし、不
必要な補正を抑える働きをする。尚、この開放度を入力
変数とするルール（５）′のメンバーシップ関数を図示
すると第１２図の如くなり、各領域の優先度は、ｗ　、
　、　＝＝　ｗ　、　、　＝Ｗ　ｓｓ＝　Ｗ　！４＝　
Ｗ　ｉｓ＝　Ｗ　ｉｓ＝　１となる。この際、絞りの開
放度の検出には、絞Ｉ）機構（２）を作動させる駆動電
圧値を第１４図の如＜Ａ／Ｄ変換器（２００）にてＡ／
Ｄ変換して優先度決定回路（５７）にフィードバックし
て得るか、あるいは絞り機構（２）の駆動をロータの位
置が計数可能なステッピングモータにて行い、このモー
タの開放方向へのステップ数に開放度を対応させ、更に
ほこの開放度を検出するセンサーを別途設ける等、様々
な方法が考えられる。尚、絞り機構（２）の絞り量は比
較器（７２）の電圧値に反比例して変化する。即ち開放
度は前記電圧値に比例して変化する。尚、画面全体が暗
い場合に対応するルールとして、ルール（５）及び（５
）゛　を両方用いることも可能である。

ルール（６）は画面内に光源の様に極めて高輝度なもの
が入った場合に対応し、正規化輝度評価値（Ｙｉ）の最
大値は小さくないにも拘らず単純平均値（Ｚ、）が小さ
く画面全体としては暗い時には、輝度の低い領域を優先
する。ここで、画面に光源等が含まれると、この光源が
含まれる領域は十分な正規化輝度評価値を有しているに
も拘らず、単純平均値（Ｚｌ）は小さく暗い画面となっ
てしまう。この場合、光源の含まれていない正規化輝度
評価値の低い領域の優先度を高めることで、光源の影響
を低減させて、主要な被写体の露出を改善している。

尚、領域の分割及び各ルールの設定は本実施例に限らず
、様々な形態が考えられる。また、第１図の切換回路（
２６）乃至割算器（６９）の動作をマイクロコンピュー
タを用いてソフトウェア的に処理可能であることは言う
までもない。

また、前記実施例では、輝度分布を考慮しない撮像画面
の最適目標レベル（Ｐｏ）を予め設定し、重み付は平均
ｆｉ（Ｚ、）に対する単純平均値（Ｚｌ）の比である割
算値（ｍ）を補正値として最適目標レベル（Ｐ、）に乗
算して、撮像映像信号の輝度レベルを示す積分器（９０
）出力と比較することにより、最適な露出制御を実現し
ているが、第１３図に示す様に、最適目標レベル（Ｐｏ
）を重み付は平均値（・ｚ、）と目標レベルメモリ（９
１）に記憶されている目標レベル（Ｐｏ　　）（但し、
Ｐ６°は前記目標レベル（Ｐ、）をディジタル化した値
である）とを比較Ｗ　（９２）にて直接比較し、この比
較結果により利得可変アンプ（４）のゲインを制御し、
また絞り機構（２）の絞り量を制御して電気的及び光学
的露出調整も為すことも可能である。例えば、重み付は
平均値（２，）が目標レベル（Ｐａ’）より小さい時に
は、輝度分布を考慮した上での撮像画面が最適露出状態
に比べ露出不足であるとして、Ｚ。

＝Ｐ６゛　になる様に利得可変アンプ（４）のゲインを
上昇させると共に絞り機構（２）の絞り量を小さくして
輝度を上昇させ、逆に、重み付は平均値（Ｚ、）が目標
レベル（Ｐｏｏ）より大きい時には、最適露出状態に比
べ露出過多であるとしてｚ、＝Ｐ１　となる様に利得可
変アンプ（４）のゲインを降下させると共に絞り機構（
２）の絞り量を大きくして輝度を低下させればよい。

（ト）発明の効果 上述の如く本発明によれば、低輝度の画面に於いては、
これを画面の輝度レベル、もしくは絞りの開放度等より
、検出し、画面の輝度レベルの評価に特定の領域を優先
させる優先処理を制限することで不要な露出補正を防ぐ
ことができる。また、低輝度の判断にファジィ推論を用
いることで、高輝度から低輝度への切り替わりに於いて
、連続した自然な画面を得ることができる。

一方、光源の様に極めて高輝度の被写体が画面に含まれ
る場合には、これを検出し、通常の優先処理ではなく、
低輝度領域優先で画面評価を行うことで、高輝度部分の
位置、大きさ等に依らず適切な露出を得ることができる
。また、高輝度部分存在の判断にファジィ推論を用いる
ことで、その大きさ及び強度等の変化に対して連続した
自然な画面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１２図は本発明の一実施例に係り、第１図
は全体の回路ブロック図、第２図はフローチャート、第
３図は画面分割の説明図、第４図は要部回路ブロック図
、第５図は撮１ｆｌＬ画面の一例を示す図、第６図はル
ール（１）の説明図、第７図はルール（２）の説明図、
第８図はルール（３）の説明図、第９図はルール（４）
の説明図、第１０図はルール（５）の説明図、第１１図
はルール（６）の説明図、第１２図はルール（５）゛の
説明図であり、第１３図及び第１４図は本発明の他の実
施例の回路ブロック図、第１５図は従来例の回路ブロッ
ク図である。 （３１）（３２）（３３）（３４）（３５）（３６）・
・・積算回路、（６１）（６２）（６３）（６４）（６
５）（６６）・・・重み付は回路、（７０）・・・利得
制御回路、 （７１）・・・目標レベル制御口 路、 （５７）・・・優先度決定回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像画面を複数の領域に分割し、各領域の輝度レ
   ベルを輝度評価値として検出する輝度評価値検出手段と
   、 各領域毎に決定される優先度により各領域の輝度評価値
   に重み付けを行う優先処理手段と、該優先処理手段出力
   に応じて露出調整量を変化させて露出制御を行う露出制
   御手段と、 撮像系への入射光量が少ない時に低輝度状態と判断する
   低輝度検出手段を備え、 前記低輝度状態において前記優先処理手段における重み
   付けを制限することを特徴とする自動露出調整装置。
2. （２）前記低輝度検出手段は、各領域の輝度評価値の最
   大値が所定値に満たない時に低輝度状態と判断すること
   を特徴とする請求項１記載の自動露出調整装置。
3. （３）前記低輝度検出手段は、前記撮像系への入射光量
   の調整を為す光学絞り機構の開放状態に基づいて低輝度
   状態を判断することを特徴とする請求項１記載の自動露
   出調整装置。
4. （４）前記低輝度検出手段における判断にファジィ推論
   を用いることを特徴とする請求項１記載の自動露出調整
   装置。
5. （５）撮像画面を複数の領域に分割し、各領域の輝度レ
   ベルを輝度評価値として検出する輝度評価値検出手段と
   、各領域毎に決定される優先度により各領域の輝度評価
   値に重み付けを行う優先処理手段と、該優先処理手段出
   力に応じて露出調整量を変化させ露出制御を行う露出制
   御手段と、前記撮像画面内に高輝度部が存在するか否か
   を判定する高輝度検出手段を備え、 前記高輝度部が存在する時に前記高輝度部が存在する領
   域の優先度を低下させることを特徴とする自動露出調整
   装置。
6. （６）前記高輝度検出手段は、全輝度評価値の平均値が
   基準値を満たさず、輝度評価値の最大値が所定値を越え
   る時に高輝度部が存在すると判定することを特徴とする
   請求項５記載の自動露出調整装置。
7. （７）前記高輝度検出部における高輝度部の存在の判定
   にファジィ推論を用いることを特徴とする請求項５記載
   の自動露出調整装置。