JPH0832866A - 自動露光制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力映像信号の特徴に応じて測光信号のゲイ
ンを制御して適切な映像信号が得られるようにする。 【構成】 画像相関検出回路９は、入力された２つの映
像信号を複数のブロックに分割し、それぞれのブロック
において、前フレーム（フィールド）の画素データを現
フレーム（フィールド）との画素データとの差分絶対値
和を所定の検索範囲にわたって求め、その差分絶対値和
の分布の情報を出力する。画像特徴抽出回路１０では、
差分絶対値和の分布の情報から、例えばどのブロックに
空などの高輝度領域が位置しているか等、入力映像信号
の特徴を求める。そして、測光回路４は、空などの高輝
度領域から得られる測光信号については、そのゲインを
小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等のカメ
ラに装備される自動露光制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラに装備されるの自動
露光制御装置では、出力映像信号レベルが一定になるよ
うに、光学系の絞り及び映像信号レベルを制御してい
る。絞りや映像信号レベルを制御するための測光方式と
しては、平均測光方式、ピーク検出測光方式、固定枠重
点測光方式などの方式が実用化されている。

【０００３】図５に、従来の自動露光制御装置を適用し
た一般的なビデオカメラの露光制御系のブロック図を示
す。図５において、１は撮影レンズであり、撮影レンズ
１を介して入射した入射光は絞り２により光量を調節さ
れ、ＣＣＤ等の撮像素子３に入射しその撮像面に結像す
る。撮像素子３の出力映像信号は、測光回路４に入力さ
れると共に信号処理回路５にも入力される。信号処理回
路５は、ガンマ補正、ブランキング処理、同期信号の付
加等の信号処理を行い、モニタディスプレイあるいはビ
デオレコーダーに供給するのに適した信号に変換するも
のである。

【０００４】測光回路４は、図６に示すように、ゲート
回路２２、信号レベル検出回路２３、測光領域枠生成回
路２４を有しており、測光領域枠生成回路２４では、同
期信号とマイクロコンピュータ（図示省略）により与え
られた指示信号から、撮影モードに応じた測光領域枠信
号が生成され、ゲート回路２２に出力される。

【０００５】ゲート回路２２には、測光領域枠信号と共
に撮像素子３からの映像信号が入力され、このゲート回
路２２では、測光領域枠信号で示される領域の映像信号
が抽出される。そして、信号レベル検出回路２３によ
り、抽出された映像信号の平均値を求め、その平均値を
露光制御信号として絞り駆動回路６を介して絞り２を制
御し、映像信号の出力が一定になるようにする。

【０００６】ここで、上記マイクロコンピュータにより
与えられた指示信号とは、平均測光モード、固定枠重点
測光モードなどの測光モードを設定するための信号であ
る。

【０００７】平均測光モードのときは、画面全体の映像
信号から信号レベルを検出して露光制御を行う。また、
ピーク検出測光モードのときは、画面全体の映像信号か
らピーク位置を検出して、そのピーク位置を中心とする
所定領域を測光領域として測光を行って露光制御を行
う。

【０００８】また、固定枠重点測光モードでは、固定枠
の大きさや位置など（測光領域）は予めいくつか設定さ
れており、測光領域を各種撮影モードによって変更す
る。例えば、風景を撮影するときには、画面の上半分に
空があることが多く、空は明るく高輝度部となるので、
測光対象からはずさないと露光制御が空の部分の信号に
よって支配され、画面下部の被写体が黒くつぶれた状態
となる。そこで、風景を撮影する風景モードの時には、
図７（ｂ）に示すように、測光領域枠を画面下部に設定
し、画面下部の測光領域から得られた測光信号のみによ
って絞り制御信号を生成し、絞り駆動回路６に入力して
絞り２を制御し、映像信号の出力が一定になるようにす
る。

【０００９】なお、図７（ａ）のハッチング部分は、平
均測光モード時の測光領域枠信号で示される測光領域を
示し、図７（ｃ）のハッチング部分は、ピーク検出測光
モード時の測光領域枠信号で示される測光領域例を示し
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記各測光方
式においては、それぞれ次のような欠点を有していた。
すなわち、平均測光方式においては、空あるいは光源の
ような高輝度部が画面内を大きく占めた場合に撮影した
い対象物が黒く沈み、また、背景が暗くなった場合は被
写体が白とびを生じる。

【００１１】また、ピーク測光方式においては、画面内
の一部に僅かでも高輝度部が入った場合画面全体が暗く
沈む。

【００１２】また、固定測光枠重点方式においては、各
種の撮影状況に対応した露光制御の実現が困難である。
例えば、風景撮影では画面上部に空が入る逆光状態がし
ばしば生じるので、測光枠を画面下部に設定して露出制
御を行うが、撮影中たまたま画面下部に空が映ったとき
には、測光枠内に高輝度の背景が入ることになり、被写
体は黒くつぶれてしまう。

【００１３】そこで、これら問題点を解決すべく種々検
討した結果、入力映像信号の特徴に応じて測光信号のゲ
インを制御するという着想を得た。

【００１４】本発明は、このような背景の下になされた
もので、その目的は、入力映像信号の特徴に応じて測光
信号のゲインを制御して適切な映像信号が得られるよう
にすることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、１画面分の入力映像信号を
複数の領域に分割し、各領域毎に入力映像信号の特徴を
抽出する特徴抽出手段と、１画面分の入力映像信号を複
数の領域に分割し、各領域における露光量に対応する測
光信号を生成する測光手段と、前記特徴抽出手段により
抽出された各領域の入力映像信号の特徴に基づいて前記
測光手段により生成されるべき各領域の測光信号のゲイ
ンを制御するゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段に
よりゲイン制御された前記測光手段からの各領域の測光
信号に基づいて露出制御信号を生成する露出制御信号生
成手段とを備えている。

【００１６】上記目的を達成するため、請求項２記載の
発明では、請求項１における前記特徴抽出手段は、１画
面分の入力映像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の
入力映像信号の前フレームと現フレームとのフレーム差
分絶対値和の分布状況に基づいて各領域毎に入力映像信
号の特徴を抽出するように構成されている。

【００１７】上記目的を達成するため、請求項３記載の
発明では、請求項２における前記特徴抽出手段は、１画
面分の入力映像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の
入力映像信号の前フレームと現フレームとのフレーム差
分絶対値和の分布状況に基づいて空などの高輝度領域を
判定し、前記ゲイン制御手段は、判定された高輝度領域
では測光信号のゲインを小さくするように構成されてい
る。

【００１８】上記目的を達成するため、請求項４記載の
発明では、請求項１における前記特徴抽出手段は、１画
面分の入力映像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の
入力映像信号の前フィールドと現フィールドとのフィー
ルド差分絶対値和の分布状況に基づいて各領域毎に入力
映像信号の特徴を抽出するように構成されている。

【００１９】上記目的を達成するため、請求項５記載の
発明では、請求項４における前記特徴抽出手段は、１画
面分の入力映像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の
入力映像信号の前フィールドと現フィールドとのフィー
ルド差分絶対値和の分布状況に基づいて空などの高輝度
領域を判定し、前記ゲイン制御手段は、判定された高輝
度領域では測光信号のゲインを小さくするように構成さ
れている。

【００２０】上記目的を達成するため、請求項６記載の
発明では、請求項１における前記特徴抽出手段と測光手
段とは、同様のフォーマットで１画面分の入力映像信号
を複数の領域に分割するように構成されている。

【００２１】

【作用】請求項１記載の発明では、前記ゲイン制御手段
は、前記特徴抽出手段により抽出された各領域の入力映
像信号の特徴に基づいて前記測光手段により生成される
べき各領域の測光信号のゲインを制御し、前記露出制御
信号生成手段は、前記ゲイン制御手段によりゲイン制御
された前記測光手段からの各領域の測光信号に基づいて
露出制御信号を生成することにより、入力映像信号の特
徴に応じて測光信号のゲインを制御して適切な映像信号
が得られるようにする。

【００２２】請求項２記載の発明では、請求項１におけ
る前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映像信号を複数
の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号の前フレーム
と現フレームとのフレーム差分絶対値和の分布状況に基
づいて各領域毎に入力映像信号の特徴を抽出することに
より、入力映像信号の特徴に応じて測光信号のゲインを
制御して適切な映像信号が得られるようにする。

【００２３】請求項３記載の発明では、請求項２におけ
る前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映像信号を複数
の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号の前フレーム
と現フレームとのフレーム差分絶対値和の分布状況に基
づいて空などの高輝度領域を判定し、前記ゲイン制御手
段は、判定された高輝度領域では測光信号のゲインを小
さくすることにより、入力映像信号の特徴に応じて測光
信号のゲインを制御して適切な映像信号が得られるよう
にする。

【００２４】請求項４記載の発明では、請求項１におけ
る前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映像信号を複数
の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号の前フィール
ドと現フィールドとのフィールド差分絶対値和の分布状
況に基づいて各領域毎に入力映像信号の特徴を抽出する
ことにより、入力映像信号の特徴に応じて測光信号のゲ
インを制御して適切な映像信号が得られるようにする。

【００２５】請求項５記載の発明では、請求項４におけ
る前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映像信号を複数
の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号の前フィール
ドと現フィールドとのフィールド差分絶対値和の分布状
況に基づいて空などの高輝度領域を判定し、前記ゲイン
制御手段は、判定された高輝度領域では測光信号のゲイ
ンを小さくすることにより、入力映像信号の特徴に応じ
て測光信号のゲインを制御して適切な映像信号が得られ
るようにする。

【００２６】請求項６記載の発明では、請求項１におけ
る前記特徴抽出手段と測光手段とは、同様のフォーマッ
トで１画面分の入力映像信号を複数の領域に分割するこ
とにより、入力映像信号の特徴に応じて測光信号のゲイ
ンを制御して適切な映像信号が得られるようにする。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４を参照
しながら説明する。

【００２８】図１は、本発明の一実施例による自動露光
制御装置の概略構成を示すブロック図である。図１にお
いて、１は撮影レンズであり、撮影レンズ１を介して入
射した入射光は絞り２により光量を調節され、ＣＣＤ等
の撮像素子３に入射しその撮像面に結像する。撮像素子
３の出力映像信号は、測光回路４に入力されると共に信
号処理回路５に入射される。信号処理回路５は、ガンマ
補正、ブランキング処理、同期信号の付加等の信号処理
を行い、モニタディスプレイあるいはビデオレコーダー
に供給するのに適した信号に変換するものである。

【００２９】ここで、測光回路４について詳細に説明す
ると、測光回路４は、図２に示したように、加算器２
０、測光領域枠生成回路２１、信号レベル検出回路２
２、ゲイン制御回路２３を有している。

【００３０】測光領域枠生成回路２１では、同期信号に
基づいて画面を均等に垂直にＮ個、水平にＭ個の領域に
分割する領域枠信号を生成する（図３参照）。前記Ｎ×
Ｍ個のそれぞれの領域を示す枠信号は、信号レベル検出
回路２２に入力され、入力映像信号のそれぞれの枠信号
内の映像信号をゲート回路２２ａ1〜２２ａｎで抽出
し、信号レベル検出部２２ｂ1〜２２ｂｎにより、抽出
した各映像信号の積分値を測光信号として検出し、ゲイ
ン制御回路２３に出力する。

【００３１】そして、ゲイン制御回路２３は、前記領域
毎の測光信号のゲインを、後述する画像特徴検出回路１
０からの判定信号によって制御する。ゲイン制御された
測光信号は、加算回路２０により加算され、その加算結
果を露出制御信号として絞り駆動回路６に出力すること
により絞り２を制御し、映像信号レベルが一定になるよ
うにする。

【００３２】一方、図１において、７は入力映像信号の
所定の成分の信号を取り出すフィルター回路であり、８
はフィルター回路７の出力信号を１フレーム、または１
フィールド遅延させる遅延回路であり、９はフィルター
回路７の出力信号と遅延回路８によって１フレーム、ま
たは１フィールド遅延した信号とのマッチング演算を行
う画像相関検出回路であり、１０は画像相関検出回路９
から求められた情報をもとに入力映像信号の特徴を抽出
する画像特徴抽出回路である。

【００３３】次に、入力映像信号から入力信号の特徴を
抽出するまでの動作について説明する。フィルター回路
７では、入力映像信号の輝度変化による誤動作を防止し
たり、ノイズによる影響を少なくするために、入力映像
信号からＤＣ成分と高周波成分を除去する空間ＢＰＦ処
理を行う。また、信号の情報量を少なくするために空間
ＢＰＦ処理した信号を２値化しても良い。空間ＢＰＦ処
理された映像信号は、画像相関検出回路９に直接入力さ
れると共に、遅延回路８にも入力され、遅延回路８にお
いて１フレーム、または１フィールド遅延させられた
後、画像相関検出回路９に入力される。

【００３４】画像相関検出回路９では、入力された２つ
の映像信号を複数のブロックに分割し（図４（ａ）参
照）、それぞれのブロックにおいて、前フレーム（また
は１フィールド）の画素データを現フレーム（または１
フィールド）との画素データとの差分絶対値和を所定の
検索範囲（±１６画素分位）にわたって求め、その差分
絶対値和の分布の情報を出力する。

【００３５】画像特徴抽出回路１０では、画像相関検出
回路９の出力信号である差分絶対値和の分布の情報から
入力映像信号の特徴を求める。例えば、入力被写体が空
であるブロックの映像信号は、被写体にはっきりとした
輪郭が無くランダムノイズ成分が多いので、前フィール
ド（または１フィールド）の画像とのマッチングを取っ
たとき相関のある画像がなく、差分絶対値和の分布は、
図４（ｃ）に示すようにピークのない分布となる。

【００３６】一方、入力被写体として山とか家などが映
っているブロックの差分絶対値和の分布は図４（ｂ）に
示すように鋭いピークのある分布となる。従って、画像
相関検出回路９の出力信号である差分絶対値和の分布に
ピークがあるかどうかを検出し、ピークのないブロック
の分布を求めることによって被写体（画面）のどの位置
に空があるかを知得することができる。差分絶対値和の
分布から空であるかどうかを判断するには、差分絶対値
和の最大値が所定の値より大きいかどうかによって判断
できる。また、差分絶対値和の最大値と平均値の差の値
が所定の値より大きいかどうかによっても判断できる。

【００３７】なお、映像信号の分割数を多くして各ブロ
ックを小さくすれば、同様の手法により空以外の高輝度
部分を判定することも可能である。

【００３８】このようにして検出した入力映像信号に含
まれる空のあるブロック位置の情報を、判定信号として
測光回路４に入力する。測光回路４において、前記判定
信号はゲイン制御回路２３に入力され、領域毎に検出し
た測光信号の信号レベルの大きさ、すなわちゲインが制
御される。

【００３９】なお、ゲイン制御は、上述の差分絶対値和
の分布のピーク値のレベル、あるいは差分絶対値和の最
大値と平均値の差の値によって制御を行っても良いし、
あるいは、ＯＮ−ＯＦＦ制御でも良い。差分絶対値和の
分布のピーク値のレベルが高い領域、すなわち高輝度で
ない領域（図４（ｄ）のＤの領域）では、検出した測光
信号の信号レベルはそのままとし、差分絶対値和の分布
のピーク値のレベルが低い領域、すなわち空などの高輝
度領域（図４（ｄ）のＥの領域）では、検出した測光信
号の信号レベルをピーク値のレベルに応じて小さくして
出力するようにしたり、或いは出力しないようにする。

【００４０】このように、撮影しているときに急に空な
どの高輝度被写体が映ったときでも、自動的にその高輝
度被写体の映った領域を検出し、その領域の測光信号の
レベルを小さくすることにより、空などの高輝度被写体
の影響を押さえることが出来るので、被写体が黒つぶれ
になることが無くなる。

【００４１】なお、フィルター回路７、遅延回路路８、
画像相関検出回路９、画像特徴抽出回路１０等からなる
映像信号の特徴抽出手段は、画像振れ補正装置等におい
て画像信号から動きベクトルを求める動きベクトル検出
手段と共用できるので、コストアップの問題はない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１画面分の入力映像信号を複数の領域に分割し、各領域
毎に入力映像信号の特徴を抽出する特徴抽出手段と、１
画面分の入力映像信号を複数の領域に分割し、各領域に
おける露光量に対応する測光信号を生成する測光手段
と、前記特徴抽出手段により抽出された各領域の入力映
像信号の特徴に基づいて前記測光手段により生成される
べき各領域の測光信号のゲインを制御するゲイン制御手
段と、前記ゲイン制御手段によりゲイン制御された前記
測光手段からの各領域の測光信号に基づいて露出制御信
号を生成する露出制御信号生成手段とを備えたので、入
力映像信号の特徴に応じて測光信号のゲインを制御して
適切な映像信号が得られ、被写体の黒つぶれ等を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による自動露光制御装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】上記実施例における測光回路の概略構成を示す
ブロック図である。

【図３】上記実施例における測光回路にて生成される測
光領域枠信号を説明するための説明図である。

【図４】上記実施例における測光信号のゲイン制御動作
を説明するための説明図である。

【図５】従来の自動露光制御装置の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図６】従来の測光回路の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図７】従来の測光回路にて生成される測光領域枠信号
を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１…撮影レンズ ２…絞り ３…撮像素子 ４…測光回路 ５…信号処理回路 ６…絞り駆動回路 ７…フィルター回路 ８…遅延回路 ９…画像相関検出回路 １０…画像特徴抽出回路 ２０…加算器 ２１…測光領域枠生成回路 ２２…信号レベル検出回路 ２３…ゲイン制御回路 ２２ａ１〜２２ａｎ…ゲート回路 ２２ｂ１〜２２ｂｎ…信号レベル検出部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １画面分の入力映像信号を複数の領域に
   分割し、各領域毎に入力映像信号の特徴を抽出する特徴
   抽出手段と、 １画面分の入力映像信号を複数の領域に分割し、各領域
   における露光量に対応する測光信号を生成する測光手段
   と、 前記特徴抽出手段により抽出された各領域の入力映像信
   号の特徴に基づいて前記測光手段により生成されるべき
   各領域の測光信号のゲインを制御するゲイン制御手段
   と、 前記ゲイン制御手段によりゲイン制御された前記測光手
   段からの各領域の測光信号に基づいて露出制御信号を生
   成する露出制御信号生成手段と、 を備えたことを特徴とする自動露光制御装置。
2. 【請求項２】 前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映
   像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号
   の前フレームと現フレームとのフレーム差分絶対値和の
   分布状況に基づいて各領域毎に入力映像信号の特徴を抽
   出することを特徴とする請求項１記載の自動露光制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映
   像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号
   の前フレームと現フレームとのフレーム差分絶対値和の
   分布状況に基づいて空などの高輝度領域を判定し、前記
   ゲイン制御手段は、判定された高輝度領域では測光信号
   のゲインを小さくすることを特徴とする請求項２記載の
   自動露光制御装置。
4. 【請求項４】 前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映
   像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号
   の前フィールドと現フィールドとのフィールド差分絶対
   値和の分布状況に基づいて各領域毎に入力映像信号の特
   徴を抽出することを特徴とする請求項１記載の自動露光
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記特徴抽出手段は、１画面分の入力映
   像信号を複数の領域に分割し、各領域毎の入力映像信号
   の前フィールドと現フィールドとのフィールド差分絶対
   値和の分布状況に基づいて空などの高輝度領域を判定
   し、前記ゲイン制御手段は、判定された高輝度領域では
   測光信号のゲインを小さくすることを特徴とする請求項
   ４記載の自動露光制御装置。
6. 【請求項６】 前記特徴抽出手段と測光手段とは、同様
   のフォーマットで１画面分の入力映像信号を複数の領域
   に分割することを特徴とする請求項１記載の自動露光制
   御装置。