JPH0399586A - 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に適切な露出を得られないこと
がある。

そこで、本件出願人は、先に特願昭６３−４３４４号に
て、これらの問題点に対する対策を提案している。

この対策とは、撮像画面を複数の領域に予め分割し、各
領域毎に撮像映像信号を取り出し、その低域成分を１フ
イ一ルド分積分することにより、各領域の輝度レベルを
示す輝度評価値を算出し、各輝度評価値を予め光源等の
異常輝度部が領域内に存在する時に得られると予想され
る基準値と比較し、基準値を越える領域については異常
輝度部が存在するものと判断し、この異常輝度部が存在
する領域以外の領域の輝度評価値の平均値を目標値に合
致させることにより、異常輝度部の撮像画面全体への影
響を排除し、異常輝度部が存在しない領域内にある被写
体が最適露出状態となる様に露出調整が為される構成と
することである。

（ハ）発明が解決しようとする課題 前述の如く、撮像画面を分割して、異常輝度部の有無あ
るいは異常輝度部の画面上での位置を検出する、所謂撮
像画面の輝度分布の検出結果に応じて露出調整を実行す
ることは、逆光または道順光状態での撮影に極めて有効
である。

ところが、前記従来例の様に輝度分布の検出に際して、
輝度評価値が基準値を越えるか否かにより単純に場合分
けをする構成では、輝度評価値が基準値を僅かに上回る
状態と、極端に上回る状態とを区別することは不可能で
ある。従って、例えば異常輝度部を含む領域の輝度評価
値が基準値と略等しい場合には、この輝度評価値がある
時点では基準値以上になり、またある時点では以下にな
り、異常輝度部の影響を無視して異常輝度部が存在しな
い領域を最適露出状態に保持したり、異常輝度部の影響
を受けて異常輝度部が存在する領域のみを最適露出状態
に保持する露出制御がその都度為され、これに伴って画
面全体の明るさが断続的に変化し、見苦しい画面となる
。

また、初期状態では低輝度であった光源が徐々に高輝度
になると、この光源を含む領域の輝度評価値がいずれ基
準値を越えることになり、基準値を越える直前と直後で
光源の露出調整に対する影響度が大きく変化するために
、撮像画面（光源を含まない領域）の明るさはここを境
界にして暗から明へと急激に切り換わり見苦しい画面と
なる。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、撮像画面の輝度分布の検出を、撮像画面を分
割した複数の領域の任意の２領域の輝度評価値の比を入
力変数とするファジィ推論を用いて行うことを特徴とす
る。

（ホ）作用 本発明は上述の如く構成したので、撮像画面の輝度分布
の検出が極めて容易に行え、またこの検出結果を用いて
露出制御を行えば、撮像画面の明るさが急激に変化する
ことのない滑らかな露出調整が可能となる。

（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ｔｉｌ！（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（２
３）、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（
ＡＩ）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！
（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）により構成されるディ
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（Ａ
２）（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）（４，４）（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、ｌフィールド毎にデータ更新
が為される。

ところで、領域（ＡＩ）乃至（八６）は、その面積が夫
々（Ｓｌ）乃至（Ｓ６）で、領域（Ａ１）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１フイ一ルド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（６８）、
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＝
Ｙ１／Ｓｌ、Ｖ　２　＝Ｙ　２／Ｓ２、・・・ンとして
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（■６）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）］ ｒｉｆ　　ＶｌとＶ２が近いａｎｄＶ　１とｖ３が近く
ない ｔｈｅｎ領域（ＡＩ）（Ａ２）優先ｊ ［ルール（２）］ ｒｉｆ　　Ｖｌとｖ２が近くないａｎｄＶ　１と■３が
近い ｔｈｅｎ領域（ＡＩ）、（Ａ３）優先」［ルール（３）
コ ｒｉｆＶｌと■２が近くないａｎｄＶ　１とＶ３が近く
ない ｔｈｅｎ領域（ＡＩ）優先」 ［ルール（４）］ ｒｉｒＶｌとＶ２が近いａｎｄＶ　１と■３が近いｔｈ
ｅｎ領域（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）優先」 ［ルール（５）］ 「百　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領域（Ａ１）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、「Ｖ２／ＶＩＪ　
　ｒｍａｘ　　（Ｖｉ）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ｍ
ｉｎ−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（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（Ｖ　２／Ｖ　１　）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（Ｕ３）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、、）（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ａ　ｌｌ＜　ｕ　＋ｔと
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Ｕ２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Ｕ３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
ｏ）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＠）＞ｕｓｔとなるのでＵ２＝ｕｘｔに設定さ
れる。

［ルール（３）］は第８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Ｕ２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（Ｕｌ、）が（ａ
）より、またｒＶｌとＵ３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（Ｕ３）として選択される。第８
図の例では、ｕｓｔ＜ｕｓｔとなるのでＵ　３　”　ｕ
　ｓ　１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、「ｖｌとＵ２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Ｕ３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（ｕ。

、）（Ｕ、、）の小さい方がルール（４）の成立度（Ｕ
４）として選択される。第９図の例では、Ｕｌｌ＞ｕＪ
ｔどなるのでＵ　４　＝　ｕ　４　ｔに設定される。

［ルール（５）］は］第１図の如く、全正規化輝度評価
値（Ｖｌ）乃至（Ｕ６）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　（１
０１）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＝ｕ、１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（Ｕ６）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（Ｕ、、）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（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（ｕ、、）と（１２１
）の小さい方を選択して、ルール（６）の成立度（Ｕ６
）はＵ６＝ｕｓｔ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　Ｉ）　（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（八６）の優先度（Ｗ、、）乃至（
ｗ　、、）は ｗ、、＝ｗ、！＝３ ｗ　、３＝　ｗ　、、：　ｗ　、、＝　ｗ　、、＝　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（ＡＩ）、（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鵞、＝Ｗ、、＝３ Ｗ言霊＝ｗ、４＝ｗ、、＝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 Ｗ３亥”　Ｗ　ｓ　Ｉ＝　Ｗ　ｓ　＋　＝　Ｗ　ｓ　ｌ
＝　Ｗ　ｘ　＊　＝　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（Ｗ４゜）はＷ　＋　＋　＝
　Ｗ　ｔ　ｓ　＝　Ｗ　４　ｓ　＝　３Ｗ　＋　＋　＝
　Ｗ口＝Ｗ、、＝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　ｓ１＝　Ｖｌ　５１　＝　Ｗ　Ｓ　３　＝　Ｗ　ｇ
　４　＝　Ｗ　６５　＝　Ｗ　５　＠　”　　ｌと予め
設定されている。

ルール（６）については、「領域（ＡＩ）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（ｗａｓ）は、 ｗ、、＝３ ｗ　、、：：　ｗ　、、：　ｗ　、、＝　ｗ　、、＝　
ｗ　、、：　　１と予め設定されている。尚、単純平均
値（Ｚ、）は、後述の如く単純平均回路（６８）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（ＡＩ）については、
式（Ａ）が となる。この式（Ｂ）において、 ”ｕ　＋＋’３＋ｕ　＊＊・３＋ｕ　３＋’３”１１　
、！−３＋ｕ、１・１＋ｕ、・３ ”ｕ　　ｔ＋”ｕ　　！鵞＋ｕ　　３＋＋ｕ　　＋ｔ”
ｕ　ｓ＋＋ｕ　ｓｔであるため、 領域（Ａ ）の優先度 （Ｗｌ） は、 Ｗ　ｔ＝（３ｕｔ＋”３ｕｉｓ＋３ｕｓ＋”３ｔＬ＊”
ｕｉ＋”３ｕｓｔ）／（ｕ＋＋”ｕｔｓ”ｕｓ＋＋ｕ４
ｔ＋ｕｓ＋＋ｕ＠＊）となるＯ優先度（Ｗ、）乃至（Ｗ
６）は 同様に 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（Ｗｌ）乃至
（Ｗ、）にて重み付け、所謂優先処理を行う。即ち、各
輝度評価値（Ｙｌ）乃至（Ｙ４）に該当する領域の優先
度（Ｗ、）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（６
６）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、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（Ｙｉ）を全て
加算して、この加算値を画面全体の面積（Ｓ。

＋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（
Ｙ　ｉ　）に重み付は回路（６１）乃至（６６）にて優
先度（Ｗ、）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，）とは割算器（６９）に入力され、ｍ＝ｚｌ
／ｚｌ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）と重み付は平均値Ｚ、）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　＝　ｍ　Ｐ　、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（Ｚ、
）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！（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　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　、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
（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！（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、重み付は処理が施された重み付は平均値
（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ＩＩＩ（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＝１．２となっ
て目標レベル（Ｐ　）（Ｑ　）は夫々Ｐ＝ｍＰ、、Ｑ＝
　ｍ　ｑ　、と」−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（ＡＩ）（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（Ａ１．）（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）にのみ太陽等の明るい背景が
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（Ａ１）（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＃Ｖ：ｌＶ２が成り立ち、ルール（１）の条件
（１）（２）、ルール（３）の条件（２）、ルール（４
）の条件（１）が成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（Ａ１）（Ａ３）の優先度
が高くなり、これらの領域（Ａ１）（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
に特に有効である。

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、、
＝ｗ、、＝ｗ、、＝ｗ、、＝ｗ、、＝ｗ□＝１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（２
００）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１１１
（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、所謂異常輝度部が入った場合に対応し、異常輝度
部がいずれかの領域に入っているために、正規化輝度評
価値（Ｖｉ）の最大値は小さくないが、単純平均値（Ｚ
ｌ）が小さく異常輝度部が存在している領域以外の領域
全体が暗いときには、無条件に領域（Ａ１）を優先して
いる。

そこで、撮影者が暗い背景の状況下で異常輝度部を撮影
するために画面中央の領域（Ａ１）内に、この異常輝度
部を位置させると、上述の如く、正規化輝度評価値（Ｖ
ｉ）の最大値は（Ｖｌ）となって大きな値となるが、単
純平均値（Ｚ、）は小さく、領域（ＡＩ）が優先される
。従って、領域（Ａ１）の輝度レベルが最適なレベルに
、即ち領域（Ａ１）中の異常輝度部が最適露出状態とな
る様に露出調整が為され、結果的に異常輝度部の撮影が
可能となる。この際、領域（Ａ２）乃至（Ａ６）は、上
述の露出調整で極めて低輝度な暗い状態となるが、異常
輝度部の撮影を最優先としているのでこの点はやむ得な
い。

また、異常輝度部が領域（ＡＩ）以外のいずれかの領域
に存在し、領域（Ａ１）には異常輝度部より低輝度な別
の被写体が存在する時には逆光状態となり、正規化輝度
評価値（Ｖｉ）の最大値は異常輝度部が存在する領域の
正規化輝度評価値となって大きく、逆光状態であるため
に異常輝度部が存在する領域以外の領域は暗くなり、単
純平均値（Ｚ、）が小さくなり、この場合にも領域（Ａ
１）の優先度が高くなる。従って、異常輝度部の影響を
低減させて、領域（Ａ１）の主要被写体が最適露出状態
となる様に露出調整が為される。

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
値（Ｚ、）に対する単純平均値（Ｚ、）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（２，）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、Ｐｏｏ
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ｔＷ（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（Ｐ＠’）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、Ｚｔ＝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
付は平均値（Ｚりが目標レベル（ｐｅｏ）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Ｚｔ＝
Ｐ、゛　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、撮像画面の輝度分布の検出
が極めて容易に行え、しかも輝度分布に応じて撮像画面
の明るさが急激に変化することのない滑らかな露出調整
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）・・・目標レベル制御回路、（５７
）・・・優先度決定回路

Claims (1)

【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レベル検出手段と
   、 前記撮像画面の輝度分布の検出を、前記複数の領域の任
   意の２領域の輝度評価値の比を入力変数とするファジィ
   推論を用いて行う輝度分布検出手段と、 該輝度分布検出手段出力に応じて露出制御を行う露出制
   御手段を備える自動露出調整装置。