JPH089243A - 自動露出調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 様々な撮像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い、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
じて適切な露出補正を行う。 【構成】 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し、各領域の優先度を
決定して、この優先度にて各領域の輝度評価値に重み付
け処理を施した露出制御を行うに際して、少なくとも各
領域の輝度評価値あるいは輝度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、予め
設定されている複数のルールを基にファジィ推論を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】これを解決するために、例えば特開昭６２
−１１０３６９号（Ｈ０４Ｎ５／２４３）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。

【０００５】図１５は、この様な手法を用いたシステム
のブロック図である。この図１５において、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
に、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。

【０００６】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。

【０００７】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フィールド分についての積分が為される。

【０００８】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。

【０００９】

【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、優先領域の設定が重要となる。例えば、優先領
域が小さいと、優先領域の輝度レベルが大きく変わるた
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。

【００１０】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
件分けして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。

【００１１】

【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、ファジイ推論を用いることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明は上述の如く構成したので、様々な画面
に対応した詳細な条件設定を行うことなく、ファジイ推
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。

【００１３】

【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。図１は本実施例装置の回路ブロック図であ
る。

【００１４】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ＬＰＦ２２、同期分離回路２３、積分器８０に供給さ
れる。

【００１５】ＬＰＦ２２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。

【００１６】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２
５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づいて、図
３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。

【００１７】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、ＬＰＦ２２
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。

【００１８】積算回路３１乃至３６は、いずれも図４の
如く切換回路２６出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２
７と、このＡ／Ｄ変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Ａ１内での輝度信号の
低域成分の１フィー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フィールド分の積分値は、積算回路３
２、３３、３４、３５、３６から夫々メモリ４２、４
３、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フィールド毎にデータ更新が為される。

【００１９】ところで、領域Ａ１乃至Ａ６は、その面積
が夫々Ｓ１乃至Ｓ６で、領域Ａ１は図３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Ａ３乃至Ａ６が配置されてい
る。

【００２０】１画面分である１フィールド分の積算が完
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フィールド分の積算値は、各領域の輝度評価値
Ｙ１乃至Ｙ６として後段の単純平均回路６８、各正規化
回路及び各重み付け回路に出力される。

【００２１】正規化回路５１乃至５６は、各領域での輝
度評価値Ｙ１乃至Ｙ６を各面積Ｓ１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Ｖ１乃至Ｖ６（但し、Ｖ１＝Ｙ１／Ｓ１、Ｖ２＝
Ｙ２／Ｓ２、・・・）として出力する。

【００２２】優先度決定回路５７は、各正規化輝度評価
値Ｖ１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、図２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イ推論が用いられ、具体的には
以下の６個のルールが使用されている。

【００２３】［ルール（１）］ 「ｉｆ Ｖ１とＶ２が近い ａｎｄ Ｖ１とＶ３が近く
ない ｔｈｅｎ 領域Ａ１、Ａ２優先」 ［ルール（２）］ 「ｉｆ Ｖ１とＶ２が近くない ａｎｄ Ｖ１とＶ３が
近い ｔｈｅｎ 領域Ａ１、Ａ３優先」 ［ルール（３）］ 「ｉｆ Ｖ１とＶ２が近くない ａｎｄ Ｖ１とＶ３が
近くない ｔｈｅｎ 領域Ａ１優先」 ［ルール（４）］ 「ｉｆ Ｖ１とＶ２が近い ａｎｄ Ｖ１とＶ３が近い ｔｈｅｎ 領域Ａ１、Ａ２、Ａ３優先」 ［ルール（５）］ 「ｉｆ ｍａｘ（Ｖｉ）（ｉ＝１〜６）が小さい ｔｈｅｎ 全領域同一優先度」 ［ルール（６）］ 「ｉｆ 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、図６乃至図１１に示す様に、「近
い」「小さい」といった条件が、「Ｖ２／Ｖ１」「ｍａ
ｘ（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（ｗｉ
ｋ）をもっている。尚、推論は通常のｍｉｎ−ｍａｘ法
で行われる。

【００２４】次に各ルールについて詳述する。

【００２５】［ルール（１）］は図６（ａ）（ｂ）の如
きメンバ−シップ関数で定義されている。図６（ａ）は
「Ｖ１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／Ｖ１）に対するメン
バ−シップ関数である。即ち、領域Ａ１の正規化輝度評
価値Ｖ１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／Ｖ１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／Ｖ１）を代入することによりメンバ−
シップ値ｕ11が求まる。尚、Ｖ２／Ｖ１＝１の時、メン
バ−シップ値ｕ11は最大となる。

【００２６】図６（ｂ）は「Ｖ１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／Ｖ１）に対するメンバ−シップ関数である。
即ち、領域Ａ１の正規化輝度評価値Ｖ１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／Ｖ１とし、
Ｖ３／Ｖ１＝１となる場合に極小値となる谷型のメンバ
−シップ関数に最新のフィールドでの入力変数（Ｖ３／
Ｖ１）を代入することによりメンバ−シップ値ｕ12が求
まる。尚、Ｖ３／Ｖ１＝１の時に、メンバ−シップ値ｕ
12は最小となる。こうして図６（ａ）（ｂ）によりルー
ル（１）の条件（１）（２）のメンバ−シップ値ｕ11、
ｕ12の算出が為されることになる。尚、この算出は図２
のフローチャートのＳＴＥＰ１００に該当する。

【００２７】前記メンバ−シップ値ｕ11、ｕ12は、ＳＴ
ＥＰ１０１にて両者の最小値、即ち小さい方のメンバ−
シップ値がルール（１）の成立度Ｕ１として選択され
る。図６の例ではｕ11＜ｕ12となるので、Ｕ１＝ｕ11に
設定される。

【００２８】上述のＳＴＥＰ１００、１０１の動作は、
残りの５つのルールについても実行される。

【００２９】［ルール（２）］は図７（ａ）（ｂ）の如
く谷型及び山型のメンバ−シップ関数で定義され、図６
の場合と同様に、「Ｖ１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−シップ値ｕ21
が（ａ）より、また「Ｖ１とＶ３が近い」というルール
（２）の条件（２）についてのメンバ−シップ値ｕ22が
（ｂ）より求まり、ＳＴＥＰ１０１にてメンバ−シップ
値ｕ21、ｕ22の小さい方がルール（２）の成立度Ｕ２と
して選択される。図７の例ではｕ21＞ｕ22となるのでＵ
２＝ｕ22に設定される。

【００３０】［ルール（３）］は図８（ａ）（ｂ）の如
く谷型のメンバ−シップ関数で定義され、図６の場合と
同様に、「Ｖ１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−シップ値ｕ31が（ａ）
より、また「Ｖ１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−シップ値ｕ32が
（ｂ）より求まり、ＳＴＥＰ１０１にてメンバ−シップ
値ｕ31、ｕ32の小さい方がルール（３）の成立度Ｕ３と
して選択される。図８の例ではｕ31＜ｕ32となるのでＵ
３＝ｕ31に設定される。

【００３１】［ルール（４）］は図９（ａ）（ｂ）の如
く山型のメンバ−シップ関数で定義され、「Ｖ１とＶ２
が近い」というルール（４）の条件（１）についてのメ
ンバ−シップ値ｕ41が（ａ）より、また「Ｖ１とＶ３が
近い」というルール（４）の条件（２）についてのメン
バ−シップ値ｕ42が（ｂ）より求まり、ＳＴＥＰ１０１
にてメンバ−シップ値ｕ41、ｕ42の小さい方がルール
（４）の成立度Ｕ４として選択される。図９の例ではｕ
41＞ｕ42となるのでＵ４＝ｕ42に設定される。

【００３２】［ルール（５）］は図１０の如く、全正規
化輝度評価値Ｖ１乃至Ｖ６の中の最大値（ｍａｘ（Ｖ
ｉ））（但し、ｉ＝１〜６）を入力変数とし、このｍａ
ｘ（Ｖｉ）の小さい度合を示す単純減少直線で示される
メンバ−シップ関数で定義され、ｍａｘ（Ｖｉ）が決ま
ると一義的にメンバ−シップ値ｕ51が求まる。尚、この
メンバ−シップ値ｕ51はｍａｘ（Ｖｉ）が大きくなるに
つれて小さくなる。ＳＴＥＰ１０１では、ルール５に関
してメンバ−シップ値は１つだけであるため、ルール５
の成立度Ｕ５はＵ５＝ｕ51に設定される。

【００３３】［ルール（６）］は図１１（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−シップ関数と、全
正規化輝度評価値Ｖ１乃至Ｖ６の単純平均値Ｚ１（数１
に示す）を入力変数とする単純減少直線のメンバ−シッ
プ関数で定義されている。

【００３４】

【数１】

【００３５】即ち、図１１（ａ）のメンバ−シップ関数
では、「ｍａｘ（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（Ｖ
ｉ）が決まれば、メンバ−シップ値ｕ61が決定できる。
尚、このメンバ−シップ値ｕ61はｍａｘ（Ｖｉ）が小さ
くなるにつれて小さくなる。また、図１１（ｂ）のメン
バ−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Ｚ１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−シップ値ｕ62が決定できる。尚、
このメンバ−シップ値ｕ62は単純平均値が大きくなるに
つれて小さくなる。ＳＴＥＰ１０１では、メンバ−シッ
プ値ｕ61とｕ62の小さい方を選択して、ルール６の成立
度Ｕ６はＵ６＝ｕ62と設定される。

【００３６】以上の様にＳＴＥＰ１００、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ＳＴＥＰ１０２にて判断されると、ＳＴＥＰ１
０３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Ａ（数２）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。

【００３７】

【数２】

【００３８】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。

【００３９】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ｗ１１乃至ｗ１６は ｗ11＝ｗ12＝３ ｗ13＝ｗ14＝ｗ15＝ｗ16＝１ と予め設定されている。即ち、ルール（１）についての
領域Ａ１、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われた実験
に基づく。

【００４０】ルール（２）については、「領域Ａ１、Ａ
３を優先する」を結論部として示すために、各領域の優
先度ｗ21乃至ｗ26は ｗ21＝ｗ23＝３ ｗ22＝ｗ24＝ｗ25＝ｗ26＝１ と予め設定されている。

【００４１】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
31乃至ｗ36は ｗ31＝３ ｗ32＝ｗ33＝ｗ34＝ｗ35＝ｗ36＝１ と予め設定されている。

【００４２】ルール（４）については、「領域Ａ１、Ａ
２、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ｗ41乃至ｗ46は ｗ41＝ｗ42＝ｗ43＝３ ｗ44＝ｗ45＝ｗ46＝１ と予め設定されている。

【００４３】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ｗ51乃至ｗ56は ｗ51＝ｗ52＝ｗ53＝ｗ54＝ｗ55＝ｗ56＝１ と予め設定されている。

【００４４】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ｗ61乃至ｗ66は、L＝１〜６とすると、 ＶL＜単純平均値Ｚ１ならばｗ6L＝３ ＶL＞単純平均値Ｚ１ならばｗ6L＝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Ｖ１乃至Ｖ３が単純平均値Ｚ１より大き
い場合には、 ｗ64＝ｗ65＝ｗ66＝３ ｗ61＝ｗ62＝ｗ63＝１ となる。尚、単純平均値Ｚ１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、図６乃至図１１の例で考えると、領域Ａ１に
ついては、式Ａが、次式Ｂ（数３）のように、

【００４５】

【数３】

【００４６】となる。この式Ｂにおいて、数４及び数５
が成り立つので、

【００４７】

【数４】

【００４８】

【数５】

【００４９】領域Ａ１の優先度Ｗ１は数６となる。同様
に優先度Ｗ２乃至Ｗ６は数７と算出される。

【００５０】

【数６】

【００５１】

【数７】

【００５２】と算出される。こうして全ルールについて
ファジイ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Ｗ１乃至Ｗ６に重み付
け、所謂優先処理を行う。即ち、各輝度評価値Ｙ１乃至
Ｙ６に該当する領域の優先度Ｗ１乃至Ｗ６を乗算してＹ
ｉ・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Ｚ２を出力する。即ち、次式Ｃ（数
８）を算出する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１〜６）は各領域の面
積を示す。

【００５３】

【数８】

【００５４】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（Ｓ１＋Ｓ
２＋Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６）で割り算して画面全体の
単純平均値Ｚ１を導出する。即ち、数９が成立する。
尚、この単純平均値Ｚ１は各輝度評価値Ｙｉに重み付け
回路６１乃至６６にて優先度Ｗ１乃至Ｗ６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。

【００５５】

【数９】

【００５６】上述の如く算出された単純平均値Ｚ１と重
み付け平均値Ｚ２とは割算器６９に入力され、ｍ＝Ｚ１
／Ｚ２の割算が為され、この割算値ｍは利得制御回路７
０及び目標レベル制御回路７１に入力される。

【００５７】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Ｚ１と重み付け平均値Ｚ２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＝ｍＰo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Ｚ２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。

【００５８】比較器５は、撮像映像信号を十分に長い時
定数（例えば１フィールド期間）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ことにより、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。

【００５９】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＝
ｑoの最適目標レベルに設定され、割算値ｍとの間にＱ
＝ｍｑo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Ｚ２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。

【００６０】比較器７２は前記目標レベルＱと積分器８
０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。

【００６１】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Ｚ２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Ｚ
１が「１２０」で、平均値Ｚ２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＝ｍＰo、
Ｑ＝ｍｑo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。

【００６２】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Ａ１、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。

【００６３】例えば、前記従来技術の如く、被写体が最
も存在する確率が高い領域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、図５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Ｖ１、Ｖ２、Ｖ
３には、Ｖ１≒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。これらの一連のルールは、逆光時や過度の順光
時に有効である。

【００６４】ルール（５）が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。

【００６５】［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−シップ関数を図示する
と図１２の如くなり、各領域の優先度は、ｗ51＝ｗ52＝
ｗ53＝ｗ54＝ｗ55＝ｗ56＝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
図１４の如く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−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、更には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。

【００６６】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Ｚ１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Ｚ１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。

【００６７】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、図１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。

【００６８】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Ｚ２に対する単純平均値Ｚ１の比である割算
値ｍを補正値として最適目標レベルＰo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、図１
３に示す様に、最適目標レベルＰoを重み付け平均値Ｚ
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
た絞り機構２の絞り量を制御して電気的及び光学的露出
調整を為すことも可能である。例えば、重み付け平均値
Ｚ２が目標レベルＰo’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、Ｚ２＝Ｐo’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Ｚ２が
目標レベルＰo’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Ｚ２＝Ｐo’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。

【００６９】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、画面の状態
評価にファジイ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。

【００７０】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
を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の回路ブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例のフローチャートである。

【図３】本発明の一実施例の画面分割の説明図である。

【図４】本発明の一実施例の要部回路ブロック図であ
る。

【図５】本発明の一実施例の撮像画面の一例を示す図で
ある。

【図６】本発明の一実施例のルール（１）の説明図であ
る。

【図７】本発明の一実施例のルール（２）の説明図であ
る。

【図８】本発明の一実施例のルール（３）の説明図であ
る。

【図９】本発明の一実施例のルール（４）の説明図であ
る。

【図１０】本発明の一実施例のルール（５）の説明図で
ある。

【図１１】本発明の一実施例のルール（６）の説明図で
ある。

【図１２】本発明の一実施例のルール（５）’の説明図
である。

【図１３】本発明の他の実施例の回路ブロック図であ
る。

【図１４】本発明の他の実施例の回路ブロック図であ
る。

【図１５】本発明の従来例の回路ブロック図である。

【符号の説明】

２ 絞り機構 ３１ 積算回路 ３２ 積算回路 ３３ 積算回路 ３４ 積算回路 ３５ 積算回路 ３６ 積算回路 ６１ 重み付け回路 ６２ 重み付け回路 ６３ 重み付け回路 ６４ 重み付け回路 ６５ 重み付け回路 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、 少なくとも各領域の輝度評価値あるいは輝度評価値から
   算術的に得られる値を入力変数、前記優先度を結論部と
   し、予め設定された複数のルールに基づいてファジィ推
   論を実行することにより各領域の優先度を決定する優先
   度決定手段と、 該優先度決定手段により決定された優先度で、前記各領
   域の輝度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
   る自動露出調整装置。