JPH0332174A - 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ｆｆ１Ｌ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
する方法が賞月されている。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。

１Ｅ１５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（１２８１８）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ｌフィー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
ｉｔＩＪ９ｇ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 この様な中央優先の手法では、優先領域の設定大きく変
わるため、これに従って補正を行うと、画面全体の輝度
レベルが大きく変動してしまう。

逆に優先領域を大きくすると、安定にはなるが、主要被
写体の位置、形状によって優先領域内に主要被写体だけ
でなく背景も入るため、十分な補正が得られなくなる。

これを改善するためには、優先領域を細分化し、各領域
の優先度を可変にして種々の画面に対応することも考え
られる。しかしながら、実際の画面は多様で様々な輝度
分布が生じ、その全ての場合を数値的に条件分けし値を
設定することは、システムの容量、処理能力の面から厳
しい制約を受ける。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、画面の輝度分布に応じて画面の各領域の優先
度を決定するために予め少数のルールを設定し、この条
件による優先度の決定に際して、ファジィ推論を用いる
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、様々な画面に対応し
た詳細な条件設定を行うことなく、ファジィ推論を用い
ることで、予め実験的に決定された少数のルールに基づ
いた推論で画面の評価を行い、最適な優先度の決定が為
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ＣＯ
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（ＡＩ）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変換器
（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器（２９）と、この加算出力
をラッチするラッチ回路（２８）によりｈｌｌ戒される
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ｌフィールド毎
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（Ａｌ）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け回路に出力される。

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（Ｖ　１　）乃至（Ｖ６）（但しＶ
１＝Ｙ１／Ｓｔ、Ｖ２＝Ｙ２／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（ｖｌ
）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ｖ２が近いａｎｄＶ　１とｖ３が近くない ｔｈｅｎ領域（ＡＩ）（Ａ２）優先」 ［ルール（２）］ ｒｉｆＶｌとＶ２が近くないａｎｄＶ　１と■３が近い ｔｈｅｎ領域（Ａ１）、（Ａ３）優先」［ルール（３）
］ ｒｉｆ　　ＶｌとＶ２が近くないａｎｄＶｌとＶ３が近
くない ｔｈｅｎ領域（Ａ１）優先」 ［ルール（４）コ ｒｉｆ　　Ｖｌとｖ２が近いａｎｄＶｌとｖ３が近いｔ
ｈｅｎ領域（ＡＩ）、　（Ａ２）、　（Ａ３）優先」 ［ルール（５）］ ｒｉｆ　　ｍａｘ（Ｖｉ）　　（ｉ＝１〜６）が小さい
Ｌｈｅｎ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、￥Ｅ６図乃至第１１図に示す様に、
「近い」　「小さい」といった条件が、「Ｖ２／ＶＩＪ
　　ｒｍａｘ　（Ｖｉ）」とイッ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ｍ　
ｉ　ｎ　−ｍ　ａ　ｘ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ｒＶ
ｌ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（Ｖ　２／Ｖ　１　）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
輝度評価値（Ｖｌ）と領域（Ａ２）の正規化輝度評価値
（Ｖ２）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
（Ａ１）の正規化輝度評価値（Ｖｌ）と領域（Ａ３）の
正規化輝度評価値（Ｖ３）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＋ｓ）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、、）（ｕ＋ｔ）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Ｖ３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、、）　　（ｕｓｔ）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＋＋＞ｕｓｔとなるのでＩＪ２＝ｕ＊ｓ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ｖ２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値（ｕｓ＋）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、Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（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、ｕ３＋＜ｕ、どなるのでＵ　、＝　ｕ　、、に
設定される。

［ルール（４）］は第９９図ａ）（ｂ）の如く山型のメ
ン−バーシップ関数で定義され、ｒＶｌとＶ２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」というルール（４）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、Ｓ　Ｔ　Ｅ
　Ｐ　（１０１）にてメンバーシップ値（ｕｓ＋）（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、Ｕ。

１＞ｕ４ｍとなるので０４＝　ｕ　、、に設定される。

［ルール（５）］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ｍ
ａｘ（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（ｕｌ）はｍａｘ（Ｖｉ）
が大きくなるにつれて小さくなる。Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（
１０１）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Ｕ５＝ｕｇ＋に設定される。

［ルール（６）］は第１１図（ａ　）（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（■６）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
（Ｖｉ）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（ｕｏ）が決定できる。尚、このメンバ
ーシップ値（ｕ、、）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（２，）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（ｕｏ）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（ｕ、、）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　（ｔｏｏ）（ｔｏｌ）での
全ルールについての成立度（Ｕｆ）（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（Ａｌ）、（
Ａ２）を優先する」を数値にて示すために、結論部とし
て領域（ＡＩ）乃至（Ａ６）の優先度（Ｗ、）乃至（ｗ
　、、）は ｗ　、　、　＝　ｗ目８３ Ｗ　＋　ｓ　＝　Ｗ　ｔ　４　＝　Ｗ　＋　ｓ　＝　Ｗ
　＋　ｍ　＝　１と予め設定されている。即ち、ルール
（１）についての領域（ＡＩ）（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、、）はｗ、、＝ｗ、、＝３ Ｗｌ　ｇ　＝　Ｗ　１　＋＝　ＷＩ　Ｓ　”　Ｗ　！　
−＝　　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（Ｗ３．）は ｗ３．＝３ Ｗ　２２　＝　Ｗｚ　３　＝　Ｗ３　（°Ｗ！、＝Ｗ、
、＝１と予め設定されている。

ルール（４）については、「領域（Ａ１）、（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（Ｗ、、）乃至（Ｗ、、）はＷ　４１　＝　
Ｗ　４　！　＝　Ｗ　４　ｍ　＝　３ｗ　、４＝　ｗ　
、、＝　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（ｗｏ）乃
至（Ｗ□）は Ｖ／　５　ｌ＝　Ｗ　＠　１　＝　Ｗ　＠　ｓ＝　Ｖｌ
ｒ　＠　４　＝　Ｗ　目＝　Ｗ　ｌ　＠　＝　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ｊを結論部として示すために、各領域の優先度（
Ｗ□）乃至（Ｗ、）は、２＝１〜６とすると、 Ｖｔ＜単純平均値（２，）ならばｗＢ＝３Ｖｓ＞単純平
均値（Ｚｌ）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（２，）より大きい場
合には、 ＶｌＦ　ｇ　４　＝　Ｖｌｒ　４　ｓ　＝　Ｗ　ｓ　ｓ
　＝　３Ｗ　ａ　ｒ　＝　Ｗ　＊　＊　＝　Ｗ　＠　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（Ａ１）については、式（Ａ）がと
なる。

この式（Ｂ）において、 ＝ｕ　＋１３”ｕ　ｓ＊・３◆ｕ、１３◆ｕｏ・３”ｕ
　ｉ＋’ｌ＋ｕ　４ｔ４ ＝ｕ＋＋”ｕ友宜”ｕ３＋”ｕ４諺◆ｕ＃ｌ”ｕ＠１で
あるため、領域（Ａ１）の優先度（Ｗｌ）は、 Ｗ＋＝（３ｕ＋　＋＋３ｕｔｔ＋３１Ｊ）＋”３１１４
＊”Ｌｌｓｔ＋ｕｍｔ）／（ｕ＋　＋”ｕｓｔ”ｕｓｔ
”ｕ＜＊”ｕｓｔ”ｕｓｔ）となる。同様に優先度（Ｗ
、）乃至（Ｗ、）は 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、重み付け
回路（６１〉乃至（６６）に発せられる。重み付け回路
（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（Ｙ、）乃至（Ｙ６）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
全て重み付け平均回路（６７）に供給される。重み付け
平均回路（６７）は、重み付け回路（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
て重み付け平均値（Ｚ、）を出力する。即ち を算出する。尚、Ｓｉ　　（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（Ｙ　ｉ　）を
全て加算して、この加算値を画面全体の面積（Ｓ＋＋Ｓ
雪＋・・・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（Ｚ、）は各輝度評価値（Ｙｉ
）に重み付け回路（６１）乃至（６６〉にて優先度（Ｗ
ｌ）乃至（Ｗ、）を全て“１”として重み付けを行い、
重み付け平均回路（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（２，）と重み付け平
均値（Ｚ、）とは割算！（６９）に入力され、ｍ　”　
Ｚ　、／　Ｚ　Ｈ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（Ｚｌ）と重み付け平均値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（Ｐ６）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け平均値（２，
）が最適目標レベル（Ｐｏ）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
は重み付け処理を考慮した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　ｏの最適目標レベルに設定され、
割算値（ｍ）との間にＱ　＝　ｍ　ｑ　ｏ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け平均値（
Ｚ、）が最適目標レベル（ｑｏ）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
、積分器（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器（５）（７２）の目標レベル（
Ｐ　）（Ｑ　）は、重み付け処理が施された重み付け平
均値（Ｚ、）に応じて変化するため、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け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りが“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−１，２となって
目標レベル（Ｐ　）（Ｑ　’）は夫々Ｐ＝ｍＰ、、Ｑ＝
ｍｑ、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（Ａｔ）（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（Ａｌ
）（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］１ｍは、Ｖ
　１　＃Ｖ　３　＝＃Ｖ　２が戊り立ち、ルール（１）
＋７）条件（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（５）’］ 「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　６
　、　＝　ｗ　、　、　＝ｗ、＝ｗ、＝ｗ□＝ｗ、、＝
ｌとなる。この際、絞りの開放度の検出には、絞り機構
（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（Ｙ　ｉ　）
の最大値は小さくないにも拘らず単純平均値（Ｚｌ）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（２，）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！（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、重み付け平均
値（Ｚ８）に対する単純平均ＶＬ（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！（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
）を重み付け平均値（Ｚ、）と目標レベルメモリ（９１
）に記憶されている目標レベル（Ｐ６）（但し、Ｐ、Ｔ
は前記目標レベル（Ｐ、）をディジタル化した値である
）とを比較器（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、重み付け平均値（
ｚｌ）が目標レベル（Ｐｌ）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、Ｚ８＝Ｐ、　　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
け平均値（Ｚ、）が目標レベル（Ｐｌ）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、＝Ｐ
６′　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、画面の状態評価にファジィ
推論を用いることで、様々な画面に対応した詳細な条件
設定を行うことなく、予め実験的に決定された少′数の
ルールに基づいた推論で画面の評価を行うことができる
。

更に、画面の不安定さや不自然さを招くことなく、主要
被写体の位置及び形状に応じて適切な補正を行うことが
可能となる。

【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図は撮像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）・・・重み付け回路、（７０〉・・・利得
制御回路、（７１）・・・目標レベル制御回路、（５７
）・・・優先度決定回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号の輝度レベルを検出し、撮像画面全体の
   輝度レベルの仮代表値を決定する輝度レベル検出手段と
   、 画面内の輝度分布に応じて前記仮代表値の補正量を決定
   する補正量決定手段と、 前記仮代表値及び前記補正量に応じて、露出調整量を変
   化させ露出制御を行う露出制御手段を備え、 前記補正量決定手段における前記補正量の決定にファジ
   ィ推論を用いることを特徴とする自動露出調整装置。
2. （２）撮像画面を複数の領域に分割、各領域の輝度レベ
   ルを露出評価値として検出する輝度評価値検出手段と、 露出評価値より撮像画面全体の輝度レベルを代表する仮
   代表値を算出する代表値算出手段と、各露出評価値の相
   対関係に応じて前記仮代表値に対する補正量を決定する
   補正量決定手段と、前記仮代表値及び前記補正量に応じ
   て露出調整量を変化させ、露出制御を行う露出制御手段
   を備え、 前記補正量決定手段において、少なくとも各領域の露出
   評価値あるいは露出評価値から算術的に得られる値を入
   力変数とし、前記補正量を結論部として、ファジィ推論
   を行うことを特徴とする自動露出調整装置。
3. （３）映像信号の輝度レベルを検出し、撮像画面全体の
   輝度レベルの代表値を決定する輝度レベル検出手段と、 前記代表値に応じて露出調整量を変化させ露出制御を行
   う露出制御手段を備え、 前記輝度レベル検出手段における代表値の決定にファジ
   ィ推論を用いることを特徴とする自動露出調整装置。
4. （４）撮像画面を複数の領域に分割し、各領域の輝度レ
   ベルを露出評価値として検出する露出評価値検出手段と
   、 各領域の優先度を決定する優先度決定手段と、該決定手
   段により決定された優先度で、前記各領域の露出評価値
   に重み付け処理を施して画面全体の輝度レベルの代表値
   を得る演算部と、 前記代表値に応じて露出制御を行う露出制御手段を備え
   、 前記優先度決定手段において、少なくとも各領域の露出
   評価値あるいは露出評価値から算術的に得られる値を入
   力変数とし、前記優先度を結論部としてファジィ推論を
   行うことを特徴とする自動露出調整装置。