JPH0399587A - 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１２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。

例えば、逆光状態即ち非優先領域に光源が存在し、優先
領域の輝度レベルが非優先領域の輝度レベルの３倍で、
しかも両頭域の面積が同一であれば、両横分出力の比は
１／３となり、目標輝度レベルを通常の１７３に設定す
ることで優先領域について被写体に対して適正な明るさ
が得られることになる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 前記従来技術によると、非優先領域内に光源等の異常高
輝度部が入り込み、優先領域内になる主要被写体に比べ
、非優先領域内にある背景の方が著しく明るい、所謂逆
光状態の補正には有効であるが、逆に主要被写体が背景
に比べ著しく明るい、所謂逆光状態では悪影響を及ぼす
惧れがある。即ち、一般に道順光状態では、これを逆光
の場合と同レベルまで補正すると背景が存在する画面の
周囲が暗く沈み、実際の場面から受ける印象と異なった
画面となる。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、優先領域と非優先領域の輝度レベルを比較し
、優先領域が明るい順光状態と判断できる時に、露出調
整を行う上での優先領域の輝度レベルを非優先領域のそ
れに優先させる優先処理を制限し、また順光状態の判断
に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、上述の如く構成したので、撮像画面が道順光
状態であっても、逆光補正時に比べ補正量が抑えられ画
面の不自然な沈み込みが防げる。

また、ファジィ推論を用いることで、両頭域の輝度差に
応じて連続した補正量が得られる。

（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、
■フィー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
（ＡＩ）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）（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（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（八６）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、・・・）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（■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）］ ｒｉｆＶｌとＶ２が近いａｎｄＶ　１とｖ３が近くない ｔｈｅｎ領域（Ａｔ）（Ａ２）優先」 ［ルール（２）］ ｒｉｆＶｌとＶ２が近くないａｎｄＶ　１とｖ３が近い ｔｈｅｎ領域（Ａ］）、（Ａ３）優先」［ルール（３）
］ ｒｉｆ　　ＶｌとＶ２が近くないａｎｄＶ　１とｖ３が
近くない ｔｈｅｎ領域（Ａ１）優先」 ［ルール（４）］ ｒｉｆＶｌとｖ２が近いａ、ｎｄＶ　１とｖ３が近いｔ
ｈｅｎ領域（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）優先」 ［ルール（５）］ ｒｉｆ　　（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／　（３ｘ単純平均値
）が大きい ｔｈｅｎ　　全領域同一優先度」 ［ルール（６）］ ｒｉｆ　　ｍａｘ　（Ｖｉ）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、「Ｖ２／ＶＩＪ　
　ｒｍａｘ　（Ｖｉ）　」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ｍｉ
ｎ−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６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ｒＶｌと
Ｕ２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（Ｕ２）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Ｕ３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（Ｖ　３
／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（Ａ
３）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（ｕｌ、）（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ｕｌｌ＜ｕ＋＊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７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、「ｖｌ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、、
）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　ｓ　＋　＞　ｕ□となるのでＵ２＝ｕｓ＊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（Ｕ、１）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（ｕｓｔ）　　（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、Ｕ３１＜ｕ３ｔとなるのでＵ３＝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、ｒＶｌ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「Ｖｌ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（Ｕ４）と
して選択される。第９図の例では、ｕＨ＞ｕ＜ｔとなる
のでＵ４＝ｕ＜ｍに設定される。

［ルール（５）］は］第１図の如く、主要被写体が存在
する確率の高い領域（Ａ１）乃至（Ａ３）の正規化輝度
評価値（Ｖｌ）乃至（Ｕ３）の平均値（Ｖｌ＋Ｖ２＋Ｖ
３）／３と全正規化輝度評価値（ｖｌ）乃至（Ｕ６）の
単純平均値（ｚｌ）＋Ｖ３）／（３ＸＺ、）を入力変数
とし、この入力変数の大きい度合を示す単純増加直線で
示されるメンバーシップ関数で定義され、平均値（Ｖｌ
＋Ｖ２＋Ｖ３）／３と単純平均値（Ｚｌ）カ決まると一
義的にメンバーシップ値（ｕ、、）がもとまる。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＝ｕｉ＋に設定される。

［ルール（６）］は第１１図（ａ　）（ｂ　）の如く、
全正規化輝度評価値（Ｖｌ）乃至（Ｖ６）の中の最大値
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、 単純平均値（Ｚ、）を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ｍ
ａｘ（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（ｕｏ）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。ＳＴＥ　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（Ｕ６）はＵ６＝ｕｓ
ｍ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 ｗｌ、°ｗ＋、°３ ｗ　、、＝　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）（Ａ、２）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 Ｗ鵞＊　＝　Ｗ　ｔ　ｓ　＝　Ｗ　ｔ　ｓ　＝　Ｗ奮・
：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 ｗ、、＝３ ｗ　、、＝　ｗ、、：　ｗ　、、＝　ｗ　■：ｗ　３．
＝　１と予め設定されている。

ルール（４）については、「領域（ＡＩ）、（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＝４，８＝４．
＝ｗ、）＝３ ｗ、、＝ｗ、、＝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　ｓｌ＝　ｗ　ｓ、＝　ｗ　ｓ、＝　ｗ　ｓ４°ｗ、
、＝ｗ、、＝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（
ｗｓｉ）乃至（ｗａｓ）は、２＝１〜６とすると、 Ｖｓ＜単純平均値（Ｚｌ）ならばｗ＝！＝３Ｖｓ＞単純
平均値（Ｚ、）ならばｗ１＝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、Ｗ・４＝ｗ、１＝ｗ、−０３ ｗ　、、：　ｗ　、、＝　ｗ　、３＝　１となる。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（Ａ１）については、
式（Ａ）が となる。この式（Ｂ）において、 ＝Ｕ目゛３＋ｕ　ｓｔ゛３”ｕ　ｓ＋°３”ｕａ＊’３
＋ｕ、１・ｌ＋ｕ４ｍ・１ ＝ｕ　＋ｔ”ｕ　ｓ＊÷ｕ　１＋＋ｕ　４＊”ｕ　ｓｌ
＋ｕ　ｓ＊であるため、領域（Ａ１）の優先度（Ｗ、）
は、 Ｌ−（３ｕ＋＋＋３ｕ＊＊”３ｕ、＋＋３ｕ＊＊”ｕｓ
＋”ｕｓ＊）／（ｕ＋＋”ｕ＊＊÷ｕｓｔ◆ｕｓ　ｔ”
ｕｓ　ｒ÷Ｕ、、）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、領域毎の優先る。重み付は回
路（６１）乃至（６６）は、領域毎の優先度（Ｗ、）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（Ｙ、）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（
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、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。

＋Ｓｔ＋・・・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（ｚ８）とは割算６（６９）に入力され、ｍ　＝　
ｚ　１　／　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（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（Ｐ、）に設定さ
れ、當に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（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＝ｑｅ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は平均値（Ｚ
、）が最適目標レベル（ｑ６）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（２，）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会、
０２ｍ　ｑｅ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）は逆光補正のための、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（Ａｔ）（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、Ｖｌ；Ｖ３≠Ｖ２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（ＡＩ）（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）は道順光の画面の対処するためのもので、
この道順光状態では、極端に明るい主要被写体（Ｓ）が
存在する確率が高い領域（ＡＩ）（Ａ２）（Ａ３）の輝
度レベルのみが著しく高くなり、この３つの領域の正規
化輝度評価値（■１）（Ｖ２）（Ｖ３）の平均値（Ｖ１
＋Ｖ２＋Ｖ３）／３は画面全体の単純平均値（Ｚｌ）よ
り大きくなり、これに応じてルール（５）の入力変数が
上昇し、メンバーシップ値（Ｕ５）も大きくなる。この
メンバーシップ値（Ｕ５）の上昇に比例して、優先処理
をせず全領域を同一優先度にしようとする作用が強くな
る。この作用は前記ルール（１）乃至（４）に沿って為
される補正に、全領域同一優先度の要素を加えることに
なり、換言するとルール＜１）乃至（４）での優先処理
を逆に抑えて、道順光状態時に被写体の周囲が暗く沈み
込むことを防いでいる。

ルール（６）は画面内に光源の様に極めて高輝度なもの
ガイ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（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（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（２，）に対する単純平均値（２、）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（ｐｏ’）（但し、Ｐｏ“
は前記目標レベル（Ｐｏ）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ｆｉｌ（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（Ｚ８）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。

＝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（２，）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、道順光の画面に対し、過剰
な補正を制限し、画面が暗く沈み込むことが防止される
。また、この道順光の判断にファジィ推論を用いること
で、逆光から道順光まで、連続した自然な画面が得られ
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１１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１３図は本発明の他の実施例の回
路ブロック図、第１２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）・・・目標レベル制御回路、（５７
）・・・優先度決定回路

Claims (2)

【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
   ベルを検出する輝度レベル検出手段と、各領域毎に決定
   される優先度により各領域の輝度レベルに重み付けを行
   う優先処理を為す優先処理手段と、 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を備え、優先度の高い領域の
   輝度レベルが優先度の低い領域の輝度レベルより大きい
   時に、前記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）優先度の高い領域の輝度レベルが優先度の低い領
   域の輝度レベルより大きいか否かの判断に、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。