JP2000138942A - イメ―ジセンサにおける緑色画素の平均値を利用する自動露出調節装置及びその方法 - Google Patents
イメ―ジセンサにおける緑色画素の平均値を利用する自動露出調節装置及びその方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ソフトウェア及びハードウェアの負担を減ら
し、イメージセンサの性能を向上させる。 【解決手段】 イメージセンサにおける多数の緑色画素
から出力される緑色画素値を全部加算する第1段階と、
緑色画素値を緑色画素の個数で割って緑色画素値の平均
値を求める第2段階と、平均値及び所定値を有する基準
値間の差に対する絶対値を求める第3段階と、絶対値と
所定値を有する境界値とを比較する第4段階と、絶対値
が境界値より小さければ現在の露出時間によって次のイ
メージをキャプチャし、大きければ露出調節率を求めた
後自動露出調節モードがイネーブルされたかどうかを判
断する第5段階と、自動露出調節モードがイネーブルさ
れなかった場合には現在の露出時間によって次のイメー
ジをキャプチャし、イネーブルされた場合には現在の露
出時間に露出調節率を乗じて求めた露出時間によって次
のイメージをキャプチャする第6段階とを含む自動露出
調節方法。
し、イメージセンサの性能を向上させる。 【解決手段】 イメージセンサにおける多数の緑色画素
から出力される緑色画素値を全部加算する第1段階と、
緑色画素値を緑色画素の個数で割って緑色画素値の平均
値を求める第2段階と、平均値及び所定値を有する基準
値間の差に対する絶対値を求める第3段階と、絶対値と
所定値を有する境界値とを比較する第4段階と、絶対値
が境界値より小さければ現在の露出時間によって次のイ
メージをキャプチャし、大きければ露出調節率を求めた
後自動露出調節モードがイネーブルされたかどうかを判
断する第5段階と、自動露出調節モードがイネーブルさ
れなかった場合には現在の露出時間によって次のイメー
ジをキャプチャし、イネーブルされた場合には現在の露
出時間に露出調節率を乗じて求めた露出時間によって次
のイメージをキャプチャする第6段階とを含む自動露出
調節方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイメージセンサに関
し、特にイメージセンサの性能向上のために画面の明る
さ(illuminance)に最も大きい影響を及ぼす緑色画素の
平均値を利用して画面の明るさを調節のための自動露出
調節装置及び方法に関するものである。
し、特にイメージセンサの性能向上のために画面の明る
さ(illuminance)に最も大きい影響を及ぼす緑色画素の
平均値を利用して画面の明るさを調節のための自動露出
調節装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、イメージセンサでキャプチャさ
れたイメージから、ソフトウェア的な手段を利用して現
在の明るさを先に求めて、その得られた明るさがあまり
に明るいとか暗いと判定される時に、イメージセンサ外
部の明るさの調節装置を介して再調節した後、再び読み
出して判定していた。
れたイメージから、ソフトウェア的な手段を利用して現
在の明るさを先に求めて、その得られた明るさがあまり
に明るいとか暗いと判定される時に、イメージセンサ外
部の明るさの調節装置を介して再調節した後、再び読み
出して判定していた。
【０００３】しかし、前記のように行われる従来のこの
ような明るさの調節は、ソフトウェアを通じて行われる
明るさに対する実際の判定が、既にイメージセンサ内部
的に２画面以上が進行した状態で起きるために、問題が
発生する可能性があると共に、ソフトウェアの計算量が
増加してソフトウェアに大きい負担を与える。そして、
計算した結果を利用してプログラミングインターフェー
スを介してまたプログラミングし、そのプログラミング
された結果をまたイメージキャプチャの過程に反映させ
る場合、相当の遅延時間が必要になるという問題もあ
る。また、CCTV(Closed Circuit TeleVision)のように
ソフトウェアで明るさの調節をすることが難しい分野で
は、画面の明るさ調節に大きな問題点を持っている。
ような明るさの調節は、ソフトウェアを通じて行われる
明るさに対する実際の判定が、既にイメージセンサ内部
的に２画面以上が進行した状態で起きるために、問題が
発生する可能性があると共に、ソフトウェアの計算量が
増加してソフトウェアに大きい負担を与える。そして、
計算した結果を利用してプログラミングインターフェー
スを介してまたプログラミングし、そのプログラミング
された結果をまたイメージキャプチャの過程に反映させ
る場合、相当の遅延時間が必要になるという問題もあ
る。また、CCTV(Closed Circuit TeleVision)のように
ソフトウェアで明るさの調節をすることが難しい分野で
は、画面の明るさ調節に大きな問題点を持っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解決するために案出されたものであって、イメ
ージセンサにおける緑色画素の平均値を利用してソフト
ウェア及びハードウェアの負担を減らし、自動的に露出
時間を調節することによってイメージセンサの性能を向
上させることのできる自動露出調節装置及び方法を提供
することにその目的がある。
問題点を解決するために案出されたものであって、イメ
ージセンサにおける緑色画素の平均値を利用してソフト
ウェア及びハードウェアの負担を減らし、自動的に露出
時間を調節することによってイメージセンサの性能を向
上させることのできる自動露出調節装置及び方法を提供
することにその目的がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、イメージセンサにより画面の明るさを自動
的に調節するための方法であって、前記イメージセンサ
における多数の緑色画素から出力される緑色画素値を全
部加算する第1段階と、前記第1段階で加算された緑色画
素値を前記緑色画素の個数で割って前記緑色画素値の平
均値を求める第2段階と、前記第2段階で得られた前記平
均値及び所定値を有する基準値間の差に対する絶対値を
求める第3段階と、前記絶対値と所定値を有する境界値
とを比較する第4段階と、前記第4段階の比較結果、前記
絶対値が前記境界値より小さければ現在の露出時間によ
って次のイメージをキャプチャし、前記絶対値が前記境
界値より大きければ露出調節率を求めた後自動露出調節
モードがイネーブルされたかどうかを判断する第5段階
と、前記第5段階における判断の結果、前記自動露出調
節モードがイネーブルされなかった場合には、前記現在
の露出時間によって次のイメージをキャプチャし、前記
自動露出調節モードがイネーブルされた場合には、前記
現在の露出時間に前記露出調節率を乗じて求めた露出時
間によって次のイメージをキャプチャする第6段階とを
含んでなる。
の本発明は、イメージセンサにより画面の明るさを自動
的に調節するための方法であって、前記イメージセンサ
における多数の緑色画素から出力される緑色画素値を全
部加算する第1段階と、前記第1段階で加算された緑色画
素値を前記緑色画素の個数で割って前記緑色画素値の平
均値を求める第2段階と、前記第2段階で得られた前記平
均値及び所定値を有する基準値間の差に対する絶対値を
求める第3段階と、前記絶対値と所定値を有する境界値
とを比較する第4段階と、前記第4段階の比較結果、前記
絶対値が前記境界値より小さければ現在の露出時間によ
って次のイメージをキャプチャし、前記絶対値が前記境
界値より大きければ露出調節率を求めた後自動露出調節
モードがイネーブルされたかどうかを判断する第5段階
と、前記第5段階における判断の結果、前記自動露出調
節モードがイネーブルされなかった場合には、前記現在
の露出時間によって次のイメージをキャプチャし、前記
自動露出調節モードがイネーブルされた場合には、前記
現在の露出時間に前記露出調節率を乗じて求めた露出時
間によって次のイメージをキャプチャする第6段階とを
含んでなる。
【０００６】また、本発明は、イメージセンサでの画面
の明るさを自動的に調節するための装置であって、前記
イメージセンサでウィドウモード時に入力されるウィド
ウの大きさ、前記イメージセンサで多数の緑色画素から
出力される緑色画素値、現在の露出時間及び基準値が入
力されて制御信号に応じて加算及びシフト演算を実行す
る演算手段と、クロック信号に応じて前記演算手段から
出力される明るさ調節率、平均値、画素個数及び新しい
露出時間を含む演算結果を貯蔵する貯蔵手段と、前記貯
蔵手段から出力される演算結果、前記ウィドウモード時
の前記緑色画素の個数を求めるためのウィンドウの広さ
及びライン番号が入力されて前記制御信号を出力する演
算制御手段と、前記基準値、境界値及び前記貯蔵手段か
らの平均値に応答して露出時間の更新如何を決定して更
新制御信号を出力する更新決定手段と、前記更新決定手
段からの更新制御信号及び自動露出調節モードに応答し
て前記新しい露出時間を入力されて次のイメージ捕獲に
対する露出時間として出力する集積時間発生手段とを含
んでなる。
の明るさを自動的に調節するための装置であって、前記
イメージセンサでウィドウモード時に入力されるウィド
ウの大きさ、前記イメージセンサで多数の緑色画素から
出力される緑色画素値、現在の露出時間及び基準値が入
力されて制御信号に応じて加算及びシフト演算を実行す
る演算手段と、クロック信号に応じて前記演算手段から
出力される明るさ調節率、平均値、画素個数及び新しい
露出時間を含む演算結果を貯蔵する貯蔵手段と、前記貯
蔵手段から出力される演算結果、前記ウィドウモード時
の前記緑色画素の個数を求めるためのウィンドウの広さ
及びライン番号が入力されて前記制御信号を出力する演
算制御手段と、前記基準値、境界値及び前記貯蔵手段か
らの平均値に応答して露出時間の更新如何を決定して更
新制御信号を出力する更新決定手段と、前記更新決定手
段からの更新制御信号及び自動露出調節モードに応答し
て前記新しい露出時間を入力されて次のイメージ捕獲に
対する露出時間として出力する集積時間発生手段とを含
んでなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図1は、本発明を適用するための
一般的なベイヤー(Bayer)パターン形態の画素アレイ(pi
xel array)を図示した構成図である。N×M行列で配列さ
れた画素アレイは、第1ラインのRGRG形態、第2ラインの
GBGB形態で繰り返し構成される。ここで、"R"は赤色(re
d color)のみ透過させる赤色画素を、"G"は緑色(green
color)のみ透過させる緑色画素を、"B"は青色(blue col
or)のみ透過させる青色画素を表す。
一般的なベイヤー(Bayer)パターン形態の画素アレイ(pi
xel array)を図示した構成図である。N×M行列で配列さ
れた画素アレイは、第1ラインのRGRG形態、第2ラインの
GBGB形態で繰り返し構成される。ここで、"R"は赤色(re
d color)のみ透過させる赤色画素を、"G"は緑色(green
color)のみ透過させる緑色画素を、"B"は青色(blue col
or)のみ透過させる青色画素を表す。
【０００８】図1に示したように、ベイヤーパターン
で、緑色画素や青色画素に比べて緑色画素がその2倍と
なっている理由は、光の3元素(赤色、緑色、青色)から
明るさYを求める下記の数式1に示すように、緑色が明る
さYに最も大きい影響を与えるためである。
で、緑色画素や青色画素に比べて緑色画素がその2倍と
なっている理由は、光の3元素(赤色、緑色、青色)から
明るさYを求める下記の数式1に示すように、緑色が明る
さYに最も大きい影響を与えるためである。
【０００９】
【数1】 ここで、Yは画面の明るさ(illuminance)を、Rは赤色画
素の画素値、Gは緑色画素の画素値、Bは青色画素の画素
値を各々表す。
素の画素値、Gは緑色画素の画素値、Bは青色画素の画素
値を各々表す。
【００１０】前記数式1によってイメージセンサから明
るさを求めるためにはR、G及びBの全ての画素値を使用
するべきであるが、このような場合計算量が多くなる。
るさを求めるためにはR、G及びBの全ての画素値を使用
するべきであるが、このような場合計算量が多くなる。
【００１１】したがって、本発明では図1に示すよう
に、2個の画素ごとにチェック状に配列されている緑色
画素の画素値だけを利用して明るさを求めることによっ
て、計算量を効果的に減らすことができる。
に、2個の画素ごとにチェック状に配列されている緑色
画素の画素値だけを利用して明るさを求めることによっ
て、計算量を効果的に減らすことができる。
【００１２】図2は図1の画素アレイを構成する各単位画
素の一般的な構成図である。この単位画素は、物体から
反射される光の光子によって生じた光電荷(photoelectr
ic charge)を蓄積するフォトダイオード(200)、伝達制
御信号(Tx)に応答して前記フォトダイオード(200)で生
成された電荷をセンシングノード(N)に伝達するための
トランスファトランジスタ(MT)、リセット制御信号(Rx)
に応答して前記センシングノード(N)を通じて前記フォ
トダイオード(200)及び出力バッファ(210)にリセット電
圧レベル(reset voltage level）を出力するためのリセ
ットトランジスタ(MR)、及び、バッファ制御信号(Bx)に
応答して前記フォトダイオード(200)及び前記リセット
トランジスタ(MR)からの出力信号を出力する出力バッフ
ァ(210)からなる。
素の一般的な構成図である。この単位画素は、物体から
反射される光の光子によって生じた光電荷(photoelectr
ic charge)を蓄積するフォトダイオード(200)、伝達制
御信号(Tx)に応答して前記フォトダイオード(200)で生
成された電荷をセンシングノード(N)に伝達するための
トランスファトランジスタ(MT)、リセット制御信号(Rx)
に応答して前記センシングノード(N)を通じて前記フォ
トダイオード(200)及び出力バッファ(210)にリセット電
圧レベル(reset voltage level）を出力するためのリセ
ットトランジスタ(MR)、及び、バッファ制御信号(Bx)に
応答して前記フォトダイオード(200)及び前記リセット
トランジスタ(MR)からの出力信号を出力する出力バッフ
ァ(210)からなる。
【００１３】図2を参照して、単位画素の動作を簡単に
説明すれば次の通りである。
説明すれば次の通りである。
【００１４】トランスファトランジスタ(MT)及びリセッ
トトランジスタ(MR)をターンオンさせ、フォトダイオー
ド(200)内に完全空乏領域を形成する。次に、リセット
トランジスタがターンオン状態を維持する間、トランス
ファトランジスタ(MT)をターンオフさせてフォトダイオ
ード(200)に光電荷を蓄積する。次に、トランスファト
ランジスタ(MT)を再びターンオンさせて、フォトダイオ
ード(200)に蓄積された光電荷を、バッファ制御信号(B
x)に応じて出力バッファ(210)を介して画素値として出
力する。ここで、バッファ制御信号(Bx）は通常のメモ
リのように、各画素が画素アレイのライン別にビットラ
インを共有するためにライン別に同時にイネーブルされ
る。
トトランジスタ(MR)をターンオンさせ、フォトダイオー
ド(200)内に完全空乏領域を形成する。次に、リセット
トランジスタがターンオン状態を維持する間、トランス
ファトランジスタ(MT)をターンオフさせてフォトダイオ
ード(200)に光電荷を蓄積する。次に、トランスファト
ランジスタ(MT)を再びターンオンさせて、フォトダイオ
ード(200)に蓄積された光電荷を、バッファ制御信号(B
x)に応じて出力バッファ(210)を介して画素値として出
力する。ここで、バッファ制御信号(Bx）は通常のメモ
リのように、各画素が画素アレイのライン別にビットラ
インを共有するためにライン別に同時にイネーブルされ
る。
【００１５】一方、フォトダイオード(200)に蓄積され
る光電荷量は、入力された光子数、及びトランスファ制
御信号(Tx)を"ロー(low)"にしてトランスファトランジ
スタ(MT)がターンオフされている時間に比例する。した
がって、暗い所でイメージをキャプチャする場合には、
トランスファトランジスタ(MT）のターンオフ時間を長
くすべきであり、明るい所では、ターンオフ時間を短く
すべきである。ここで、トランスファトランジスタ(MT)
がターンオフされた状態にある時間を、露出時間(expos
ure time)または集積時間(integration time)と呼ぶ。
る光電荷量は、入力された光子数、及びトランスファ制
御信号(Tx)を"ロー(low)"にしてトランスファトランジ
スタ(MT)がターンオフされている時間に比例する。した
がって、暗い所でイメージをキャプチャする場合には、
トランスファトランジスタ(MT）のターンオフ時間を長
くすべきであり、明るい所では、ターンオフ時間を短く
すべきである。ここで、トランスファトランジスタ(MT)
がターンオフされた状態にある時間を、露出時間(expos
ure time)または集積時間(integration time)と呼ぶ。
【００１６】イメージセンサでのイメージキャプチャ、
及びキャプチャされたイメージの読み出し動作は、光学
的写真機のように一つのフレームずつ実行されるが、ピ
ン(pin)またはバス(bus)のような処理手段の制限によっ
て、一つのラインずつなされる。すなわち、トランスフ
ァ制御信号(Tx)及びバッファ制御信号(Bx）は一つのラ
インずつ制御する。
及びキャプチャされたイメージの読み出し動作は、光学
的写真機のように一つのフレームずつ実行されるが、ピ
ン(pin)またはバス(bus)のような処理手段の制限によっ
て、一つのラインずつなされる。すなわち、トランスフ
ァ制御信号(Tx)及びバッファ制御信号(Bx）は一つのラ
インずつ制御する。
【００１７】図3は図1のN×M画素アレイと制御信号発生
部との連結関係を示したブロック図であり、露出時間に
応じてN個のトランスファ制御信号(Tx)、N個のリセット
制御信号(Rx)及びN個のバッファ制御信号(Bx)を各々発
生する制御信号発生部(300)と、これらトランスファ制
御信号(Tx)、リセット制御信号(Rx)及びバッファ制御信
号(Bx)に応じてM個の画素値を出力するN×M画素アレイ
(310)とからなる。
部との連結関係を示したブロック図であり、露出時間に
応じてN個のトランスファ制御信号(Tx)、N個のリセット
制御信号(Rx)及びN個のバッファ制御信号(Bx)を各々発
生する制御信号発生部(300)と、これらトランスファ制
御信号(Tx)、リセット制御信号(Rx)及びバッファ制御信
号(Bx)に応じてM個の画素値を出力するN×M画素アレイ
(310)とからなる。
【００１８】図3を参照して、画素アレイの全体動作を
説明する。まず、各画素の初期化段階として、トランス
ファ制御信号(Tx)及びリセット制御信号(Rx)を"ハイ(hi
gh)"にイネーブルさせ、各画素のフォトダイオード(図2
の200)を完全空乏させる。次に、一つのラインを読み出
す時間に相当する第1所定時間、ラインのトランスファ
制御信号(Tx)をディスエーブルさせる。次に、第2所定
時間後に前記トランスファ制御信号(Tx)をイネーブルさ
せて、該当ラインのバッファ制御信号(Bx)をイネーブル
させ、出力バッファ(図2の210)を通じて各画素のフォト
ダイオード(200)に蓄積した光電荷量に相当する電気的
信号を画素値として出力する。次に、その次のラインに
対して前記の過程を繰り返す。このとき、トランスファ
制御信号(Tx)がディスエーブル状態にある時間が露出時
間になる。
説明する。まず、各画素の初期化段階として、トランス
ファ制御信号(Tx)及びリセット制御信号(Rx)を"ハイ(hi
gh)"にイネーブルさせ、各画素のフォトダイオード(図2
の200)を完全空乏させる。次に、一つのラインを読み出
す時間に相当する第1所定時間、ラインのトランスファ
制御信号(Tx)をディスエーブルさせる。次に、第2所定
時間後に前記トランスファ制御信号(Tx)をイネーブルさ
せて、該当ラインのバッファ制御信号(Bx)をイネーブル
させ、出力バッファ(図2の210)を通じて各画素のフォト
ダイオード(200)に蓄積した光電荷量に相当する電気的
信号を画素値として出力する。次に、その次のラインに
対して前記の過程を繰り返す。このとき、トランスファ
制御信号(Tx)がディスエーブル状態にある時間が露出時
間になる。
【００１９】このように読み出した画素値はアナログ値
であり、アナログ−デジタル変換器によりデジタル値に
変換されて、外部回路に出力される。前記画素値は、キ
ャプチャする対象と露出時間によって変わり、キャプチ
ャする対象が同じ場合、画素値、即ち画面の明るさは、
露出時間のみによって決定される。すなわち、露出時間
が長くなるほど画面の明るさは明るくなり、露出時間が
短いほど画面は暗くなる。したがって、現在の画面の明
るさがあまりに明るいと露出時間を減らし、あまりに暗
いと露出時間を増やす方法で画面の明るさを調節するこ
とが可能である。
であり、アナログ−デジタル変換器によりデジタル値に
変換されて、外部回路に出力される。前記画素値は、キ
ャプチャする対象と露出時間によって変わり、キャプチ
ャする対象が同じ場合、画素値、即ち画面の明るさは、
露出時間のみによって決定される。すなわち、露出時間
が長くなるほど画面の明るさは明るくなり、露出時間が
短いほど画面は暗くなる。したがって、現在の画面の明
るさがあまりに明るいと露出時間を減らし、あまりに暗
いと露出時間を増やす方法で画面の明るさを調節するこ
とが可能である。
【００２０】図４は、本発明に係る画面の明るさの調節
のために前記露出時間を計算するフローチャートであ
る。
のために前記露出時間を計算するフローチャートであ
る。
【００２１】図４を参照すれば、画素アレイからライン
別に画素値を出力し（ステップ４００）、前記画素値中
の緑色画素の画素値を積算して緑色画素の全体画素値を
求めた後（ステップ４０１）、前記緑色画素の全体画素
値を緑色画素の個数で除して、その平均値を求める（ス
テップ４０２）。このとき、前記平均値が現在の画面の
明るさの程度を表す。
別に画素値を出力し（ステップ４００）、前記画素値中
の緑色画素の画素値を積算して緑色画素の全体画素値を
求めた後（ステップ４０１）、前記緑色画素の全体画素
値を緑色画素の個数で除して、その平均値を求める（ス
テップ４０２）。このとき、前記平均値が現在の画面の
明るさの程度を表す。
【００２２】次に、前記平均値と、予め使用者によりプ
ログラミングされた所定値を有する基準値との差の絶対
値である偏差値を求める（ステップ４０３）。ここで、
前記基準値が選択可能とされているのは、使用者が画面
の明るさについて常に一定のものを望まない場合もある
ことから、より明るく又はより暗くなるように画面全体
の明るさを調節できるようにするためである。
ログラミングされた所定値を有する基準値との差の絶対
値である偏差値を求める（ステップ４０３）。ここで、
前記基準値が選択可能とされているのは、使用者が画面
の明るさについて常に一定のものを望まない場合もある
ことから、より明るく又はより暗くなるように画面全体
の明るさを調節できるようにするためである。
【００２３】次に、前記偏差値と、所定値を有する境界
値とを比較する（ステップ４０４）。前記偏差値が前記
境界値より小さい場合は、現在の画面が略所望の明るさ
であることを意味し、前記偏差値が前記境界値より大き
い場合は、所望の明るさを得るために露出時間を調節す
る必要があるということを意味する。前記境界値は状況
により調節可能であり、使用者によってプログラミング
することができる。
値とを比較する（ステップ４０４）。前記偏差値が前記
境界値より小さい場合は、現在の画面が略所望の明るさ
であることを意味し、前記偏差値が前記境界値より大き
い場合は、所望の明るさを得るために露出時間を調節す
る必要があるということを意味する。前記境界値は状況
により調節可能であり、使用者によってプログラミング
することができる。
【００２４】前記比較の結果、偏差値が境界値より小さ
ければ次のイメージキャプチャの露出時間は現在の露出
時間と同じにする（ステップ４０５）。偏差値が境界値
より大きければ、前記基準値を前記平均値で割って露出
調節率(exposure control rate）を求めた後（ステップ
４０６）、自動露出調節モードがイネーブルされたかど
うかを判断する（ステップ４０７）。
ければ次のイメージキャプチャの露出時間は現在の露出
時間と同じにする（ステップ４０５）。偏差値が境界値
より大きければ、前記基準値を前記平均値で割って露出
調節率(exposure control rate）を求めた後（ステップ
４０６）、自動露出調節モードがイネーブルされたかど
うかを判断する（ステップ４０７）。
【００２５】前記判断の結果、自動露出調節モードがイ
ネーブルされない場合には、現在の露出時間で次のイメ
ージをキャプチャし続けて(ステップ４０５，４０９)、
自動露出調節モードがイネーブル状態でなければ次のイ
メージ捕獲(capture）の露出時間は現在露出時間と同じ
であるし(405)、自動露出調節モードがイネーブル状態
であるならば現在の露出時間に前記露出調節率を乗じて
次の露出時間を求めた後（ステップ４０８）、得られた
次の露出時間によって次のイメージをキャプチャして、
ステップ４０１以降を繰り返す（ステップ４０９）。自
動露出調節モードの存在は、ユーザが明るさの自動調節
を望まない場合のためである。
ネーブルされない場合には、現在の露出時間で次のイメ
ージをキャプチャし続けて(ステップ４０５，４０９)、
自動露出調節モードがイネーブル状態でなければ次のイ
メージ捕獲(capture）の露出時間は現在露出時間と同じ
であるし(405)、自動露出調節モードがイネーブル状態
であるならば現在の露出時間に前記露出調節率を乗じて
次の露出時間を求めた後（ステップ４０８）、得られた
次の露出時間によって次のイメージをキャプチャして、
ステップ４０１以降を繰り返す（ステップ４０９）。自
動露出調節モードの存在は、ユーザが明るさの自動調節
を望まない場合のためである。
【００２６】図4のようになされる露出時間計算のため
には、加算器、乗算器及除算器を必要とするが、乗算器
及び除算器は大きな領域を占めるため、ロジックの最小
化のために加算器とシフタ(shifter)だけを利用する。
すなわち、本発明では加算、除算及び乗算が同時に起こ
らないので、リソースシェアリングディメンジョン(res
ource-sharing dimensison)で、乗数のビット値に従っ
てシフト及び加算で乗算を処理し、除数のビット値に従
ってシフト及び減算で除算を処理する。
には、加算器、乗算器及除算器を必要とするが、乗算器
及び除算器は大きな領域を占めるため、ロジックの最小
化のために加算器とシフタ(shifter)だけを利用する。
すなわち、本発明では加算、除算及び乗算が同時に起こ
らないので、リソースシェアリングディメンジョン(res
ource-sharing dimensison)で、乗数のビット値に従っ
てシフト及び加算で乗算を処理し、除数のビット値に従
ってシフト及び減算で除算を処理する。
【００２７】図5は本発明の一実施形態に係る画面の明
るさを自動的に調節するための緑色画素の平均画素値及
び新しい露出時間を求める装置についてのブロック図で
ある。この装置は、ウィンドウモード時にウィンドウの
大きさ、ライン別緑色画素値、現在の露出時間及び基準
値が入力されて、制御信号に応答して加算及びシフト演
算を遂行する加算及びシフト部(510)と、クロック信号
に応答して前記加算及びシフト部(510)からの演算結果
(平均値、緑色画素個数、露出調節率、次の露出時間)を
一時貯蔵した後出力するレジスタ(520)と、前記レジス
タ(520)に貯蔵された平均値、露出調節率、及び画素個
数、更に、クロック信号、ウィンドウモード時緑色画素
の個数を求めるためのウィンドウの広さ、ライン番号が
入力されて前記制御信号を出力する演算制御部(500)と
からなる。
るさを自動的に調節するための緑色画素の平均画素値及
び新しい露出時間を求める装置についてのブロック図で
ある。この装置は、ウィンドウモード時にウィンドウの
大きさ、ライン別緑色画素値、現在の露出時間及び基準
値が入力されて、制御信号に応答して加算及びシフト演
算を遂行する加算及びシフト部(510)と、クロック信号
に応答して前記加算及びシフト部(510)からの演算結果
(平均値、緑色画素個数、露出調節率、次の露出時間)を
一時貯蔵した後出力するレジスタ(520)と、前記レジス
タ(520)に貯蔵された平均値、露出調節率、及び画素個
数、更に、クロック信号、ウィンドウモード時緑色画素
の個数を求めるためのウィンドウの広さ、ライン番号が
入力されて前記制御信号を出力する演算制御部(500)と
からなる。
【００２８】本発明では効率的なリソースシェアリング
のために最初のライン及び最後のラインの緑色画素値は
無視し、前記最初のライン及び最後のラインの処理時間
に除算と乗算を実施するが、最初のラインと最後のライ
ンの緑色画素値を考慮しなくても、画面の明るさの決定
には大きな影響を及ぼさない。
のために最初のライン及び最後のラインの緑色画素値は
無視し、前記最初のライン及び最後のラインの処理時間
に除算と乗算を実施するが、最初のラインと最後のライ
ンの緑色画素値を考慮しなくても、画面の明るさの決定
には大きな影響を及ぼさない。
【００２９】最初のラインの処理時間に緑色画素の個数
を求める乗算演算、すなわち(N−2)×(M／2)を遂行す
る。２番目のラインで(N−1)ラインの処理時間には緑色
画素値を加算、最後のNライン処理時間で緑色画素に対
する最終和を緑色画素の個数で除して平均値を求め、得
られた平均値で基準値を除して露出調節率を求め、得ら
れた露出調節率に現在の露出時間を乗じて新しい露出時
間を求める。
を求める乗算演算、すなわち(N−2)×(M／2)を遂行す
る。２番目のラインで(N−1)ラインの処理時間には緑色
画素値を加算、最後のNライン処理時間で緑色画素に対
する最終和を緑色画素の個数で除して平均値を求め、得
られた平均値で基準値を除して露出調節率を求め、得ら
れた露出調節率に現在の露出時間を乗じて新しい露出時
間を求める。
【００３０】最初のラインで緑色画素の個数を求める乗
算をする理由は、イメージセンサのウィンドウ(window)
モードのように全体画面で一部分だけを見ようとする場
合開かれるウィンドウの大きさが可変的であるために、
画素の個数を求める演算を実施しなければならないため
である。
算をする理由は、イメージセンサのウィンドウ(window)
モードのように全体画面で一部分だけを見ようとする場
合開かれるウィンドウの大きさが可変的であるために、
画素の個数を求める演算を実施しなければならないため
である。
【００３１】前記演算制御部(500)から加算及びシフト
部(510)から出力される4ビットの制御信号は加算及びシ
フト部(510)で遂行する演算を制御するが、前記制御信
号の各ビットによる演算は下記のように定義する。 1)制御信号[3]='1'である時加算演算を遂行 2)制御信号[2]='1'である時減算演算を遂行 3)制御信号[1]='1'である時左側シフト演算を遂行 4)制御信号[0]='1'である時右側シフト演算を遂行
部(510)から出力される4ビットの制御信号は加算及びシ
フト部(510)で遂行する演算を制御するが、前記制御信
号の各ビットによる演算は下記のように定義する。 1)制御信号[3]='1'である時加算演算を遂行 2)制御信号[2]='1'である時減算演算を遂行 3)制御信号[1]='1'である時左側シフト演算を遂行 4)制御信号[0]='1'である時右側シフト演算を遂行
【００３２】2番目のラインで(N−1)ラインまでの緑色
画素値に対する加算のためには制御信号[3]だけ'1'にな
れば良いし、NラインでG画素値の総合に対する平均値を
求める場合と基準値を平均値で割って露出調節率を求め
る場合は制御信号[2]及び制御信号[0]を制御して除算演
算を実行すればよい。また最初のラインで画素個数を求
めたり、得られた露出調節率を利用して次の露出時間を
求める場合は、制御信号[3]と制御信号[1]を制御して乗
算演算を実行する。
画素値に対する加算のためには制御信号[3]だけ'1'にな
れば良いし、NラインでG画素値の総合に対する平均値を
求める場合と基準値を平均値で割って露出調節率を求め
る場合は制御信号[2]及び制御信号[0]を制御して除算演
算を実行すればよい。また最初のラインで画素個数を求
めたり、得られた露出調節率を利用して次の露出時間を
求める場合は、制御信号[3]と制御信号[1]を制御して乗
算演算を実行する。
【００３３】演算制御部(500）は、2つの画素ごとに緑
色画素が配置されるのでクロック信号が必要であり、ま
たベイヤーパターンで現在のラインの奇数／偶数如何に
よって緑色画素の情報が変わるのでライン番号が入力さ
れて、除算演算に必要とする平均値と画素個数、乗算演
算に必要とする露出調節率が必要である。乗算演算では
露出調節率とウィンドウの広さが乗数になり、これらの
各ビットの値によって加算及びシフト部での加算処理が
決定される。同じく平均値と画素個数が除数になり、こ
れらの各ビットの値によって加算及びシフト部での減算
処理が決定される。
色画素が配置されるのでクロック信号が必要であり、ま
たベイヤーパターンで現在のラインの奇数／偶数如何に
よって緑色画素の情報が変わるのでライン番号が入力さ
れて、除算演算に必要とする平均値と画素個数、乗算演
算に必要とする露出調節率が必要である。乗算演算では
露出調節率とウィンドウの広さが乗数になり、これらの
各ビットの値によって加算及びシフト部での加算処理が
決定される。同じく平均値と画素個数が除数になり、こ
れらの各ビットの値によって加算及びシフト部での減算
処理が決定される。
【００３４】加算及びシフト部(510）は最初のラインで
は画素の個数を求めて、ウィンドウの大きさが被乗数に
なる。2番目のラインで(N−1)番目のラインまではレジ
スター(520)に貯蔵された緑色画素値の部分和にライン
別緑色画素値を加えて最終緑色画素和を求める。前記緑
色画素最終和はN番目のライン処理時画素個数で割ると
きの被除数になり、商は平均値になる。得られた平均値
で基準値(この値がやはり被除数）を除して露出調節率
を求めて、この得られた露出調節率に現在の露出時間を
乗ずることにより次の露出時間になる。
は画素の個数を求めて、ウィンドウの大きさが被乗数に
なる。2番目のラインで(N−1)番目のラインまではレジ
スター(520)に貯蔵された緑色画素値の部分和にライン
別緑色画素値を加えて最終緑色画素和を求める。前記緑
色画素最終和はN番目のライン処理時画素個数で割ると
きの被除数になり、商は平均値になる。得られた平均値
で基準値(この値がやはり被除数）を除して露出調節率
を求めて、この得られた露出調節率に現在の露出時間を
乗ずることにより次の露出時間になる。
【００３５】図6は本発明に係る露出時間発生装置に対
するブロック図で、基準値、境界値及び図5において出
力される平均値に応じて露出時間の更新如何を決定して
更新制御信号を出力する更新決定部(600)と、前記更新
決定部(600)からの更新制御信号及び自動露出調節モー
ドに応じて図5において出力される新しい露出時間が入
力されて、次の露出時間を出力する露出時間発生部(61
0)とからなる。
するブロック図で、基準値、境界値及び図5において出
力される平均値に応じて露出時間の更新如何を決定して
更新制御信号を出力する更新決定部(600)と、前記更新
決定部(600)からの更新制御信号及び自動露出調節モー
ドに応じて図5において出力される新しい露出時間が入
力されて、次の露出時間を出力する露出時間発生部(61
0)とからなる。
【００３６】図4及び図6を参照すれば、図5において得
られた平均値と基準値との差の絶対値すなわち偏差値と
境界値とを比較して、前記偏差値が前記境界値より大き
い場合に露出時間を更新し、自動露出調節モードと更新
制御信号がイネーブル状態の場合のみ図５において出力
される新しい露出時間を次の露出時間として出力して、
前記露出時間によって次のイメージをキャプチャするこ
とによって画面の明るさが調節される。
られた平均値と基準値との差の絶対値すなわち偏差値と
境界値とを比較して、前記偏差値が前記境界値より大き
い場合に露出時間を更新し、自動露出調節モードと更新
制御信号がイネーブル状態の場合のみ図５において出力
される新しい露出時間を次の露出時間として出力して、
前記露出時間によって次のイメージをキャプチャするこ
とによって画面の明るさが調節される。
【００３７】前記のようになされる緑色画素値の平均値
を利用した画面の明るさの自動調節装置は、ベイヤーパ
ターンのイメージセンサだけでなく、緑色画素が異なる
二つの画素(赤色画素、青色画素)に比べて画面の明るさ
に大きい影響をおよぼすために他のパターンの画素配列
を有するイメージセンサにもそのまま適用することがで
きる。
を利用した画面の明るさの自動調節装置は、ベイヤーパ
ターンのイメージセンサだけでなく、緑色画素が異なる
二つの画素(赤色画素、青色画素)に比べて画面の明るさ
に大きい影響をおよぼすために他のパターンの画素配列
を有するイメージセンサにもそのまま適用することがで
きる。
【００３８】本発明の技術思想は前記望ましい実施形態
によって具体的に記述されたが、前記した実施形態はそ
の説明のためのものであり、その制限のためのものでは
ないことを注意するべきである。また、本発明の技術分
野の通常の専門家であるならば、本発明の技術思想の範
囲内で多様な実施形態の変更が可能であることを理解す
るべきである。
によって具体的に記述されたが、前記した実施形態はそ
の説明のためのものであり、その制限のためのものでは
ないことを注意するべきである。また、本発明の技術分
野の通常の専門家であるならば、本発明の技術思想の範
囲内で多様な実施形態の変更が可能であることを理解す
るべきである。
【００３９】
【発明の効果】前記のように、本発明により、イメージ
センサで緑色画素値の平均値を利用して自動的に画面の
明るさを調節するように構成することによって、ソフト
ウェア及びハードウェアの負担を減らし、イメージセン
サの性能を向上させることができるという効果が得られ
る。
センサで緑色画素値の平均値を利用して自動的に画面の
明るさを調節するように構成することによって、ソフト
ウェア及びハードウェアの負担を減らし、イメージセン
サの性能を向上させることができるという効果が得られ
る。
【図１】 本発明を適用するための一般的なベイヤーパ
ターンの画素アレイを図示した構成図。
ターンの画素アレイを図示した構成図。
【図２】 前記図1の画素アレイを構成する各単位画素
の一般的な構成図。
の一般的な構成図。
【図３】 前記図1の画素アレイとその画素アレイを制
御するための制御部の連結関係を図示したブロック図。
御するための制御部の連結関係を図示したブロック図。
【図４】 本発明に係る自動露出調節のために露出時間
を計算する実施形態のフローチャート。
を計算する実施形態のフローチャート。
【図５】 本発明の一実施形態に係る自動露出調節する
ための緑色画素の平均値及び新しい露出時間を求める装
置のブロック図。
ための緑色画素の平均値及び新しい露出時間を求める装
置のブロック図。
【図６】 本発明に係る露出時間発生装置のブロック
図。
図。
500 演算制御部 510 加算及びシフト部 520 レジスタ 600 更新決定部 610 露出時間発生部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月５日（１９９９．１１．
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
Claims (8)
- 【請求項1】 イメージセンサにより画面の明るさを自
動的に調節するための方法であって、 前記イメージセンサにおける多数の緑色画素から出力さ
れる緑色画素値を全部加算する第1段階と、 前記第1段階で加算された緑色画素値を前記緑色画素の
個数で割って前記緑色画素値の平均値を求める第2段階
と、 前記第2段階で得られた前記平均値及び所定値を有する
基準値間の差に対する絶対値を求める第3段階と、 前記絶対値と所定値を有する境界値とを比較する第4段
階と、 前記第4段階の比較結果、前記絶対値が前記境界値より
小さければ現在の露出時間によって次のイメージをキャ
プチャし、前記絶対値が前記境界値より大きければ露出
調節率を求めた後自動露出調節モードがイネーブルされ
たかどうかを判断する第5段階と、 前記第5段階における判断の結果、前記自動露出調節モ
ードがイネーブルされなかった場合には、前記現在の露
出時間によって次のイメージをキャプチャし、前記自動
露出調節モードがイネーブルされた場合には、前記現在
の露出時間に前記露出調節率を乗じて求めた露出時間に
よって次のイメージをキャプチャする第6段階とを含ん
でなる、イメージセンサにおける緑色画素の平均値を利
用する自動露出調節方法。 - 【請求項2】 前記第1段階は、ライン別に前記緑色画素
値を加算することを特徴とする請求項1記載の、イメー
ジセンサにおける緑色画素の平均値を利用する自動露出
調節方法。 - 【請求項3】 前記基準値は、所定の明るさを使用者が
指定することができるプログラミング可能な値であるこ
とを特徴とする請求項1記載の、イメージセンサにおけ
る緑色画素の平均値を利用する自動露出調節方法。 - 【請求項4】 前記境界値は、使用者によりプログラミ
ング可能なことを特徴とする請求項1記載の、イメージ
センサにおける緑色画素の平均値を利用する自動露出調
節方法。 - 【請求項5】 前記第5段階の前記露出調節率は、前記基
準値を前記平均値で除した値であることを特徴とする請
求項1記載の、イメージセンサにおける緑色画素の平均
値を利用する自動露出調節方法。 - 【請求項6】 イメージセンサでの画面の明るさを自動
的に調節するための装置であって、 前記イメージセンサでウィドウモード時に入力されるウ
ィドウの大きさ、前記イメージセンサで多数の緑色画素
から出力される緑色画素値、現在の露出時間及び基準値
が入力されて制御信号に応じて加算及びシフト演算を実
行する演算手段と、 クロック信号に応じて前記演算手段から出力される明る
さ調節率、平均値、画素個数及び新しい露出時間を含む
演算結果を貯蔵する貯蔵手段と、 前記貯蔵手段から出力される演算結果、前記ウィドウモ
ード時の前記緑色画素の個数を求めるためのウィンドウ
の広さ及びライン番号が入力されて前記制御信号を出力
する演算制御手段と、 前記基準値、境界値及び前記貯蔵手段からの平均値に応
答して露出時間の更新如何を決定して更新制御信号を出
力する更新決定手段と、 前記更新決定手段からの更新制御信号及び自動露出調節
モードに応答して前記新しい露出時間を入力されて次の
イメージ捕獲に対する露出時間として出力する集積時間
発生手段とを含んでなる、イメージセンサにおける緑色
画素の平均値を利用する自動露出調節装置。 - 【請求項7】 前記基準値は、使用者によりプログラミ
ング可能な値であることを特徴とする請求項6記載の、
イメージセンサにおける緑色画素の平均値を利用する自
動露出調節装置。 - 【請求項8】 前記境界値は、使用者によりプログラミ
ング可能であることを特徴とする請求項6記載の、イメ
ージセンサにおける緑色画素の平均値を利用する自動露
出調節装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980045280A KR100284305B1 (ko) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 이미지 센서에서 녹색 화소의 평균값을 이용하여 화면의 밝기를조절하기 위한 장치 및 방법 |
| KR1998-45280 | 1998-10-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000138942A true JP2000138942A (ja) | 2000-05-16 |
| JP4397079B2 JP4397079B2 (ja) | 2010-01-13 |
Family
ID=19555697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30766299A Expired - Fee Related JP4397079B2 (ja) | 1998-10-28 | 1999-10-28 | イメージセンサにおける緑色画素の平均値を利用する自動露出調節装置及びその方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6784939B1 (ja) |
| JP (1) | JP4397079B2 (ja) |
| KR (1) | KR100284305B1 (ja) |
| TW (1) | TW468350B (ja) |
Cited By (1)
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| US8274715B2 (en) | 2005-07-28 | 2012-09-25 | Omnivision Technologies, Inc. | Processing color and panchromatic pixels |
| US7916362B2 (en) | 2006-05-22 | 2011-03-29 | Eastman Kodak Company | Image sensor with improved light sensitivity |
| US8031258B2 (en) * | 2006-10-04 | 2011-10-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Providing multiple video signals from single sensor |
| US7738019B2 (en) * | 2006-10-11 | 2010-06-15 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | System and method for providing automatic gain control in an imaging device |
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| KR102152697B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2020-09-07 | 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 | 이미징 장치 및 그 구동방법 |
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| JP3932601B2 (ja) * | 1997-06-13 | 2007-06-20 | ソニー株式会社 | カラー撮像装置 |
-
1998
- 1998-10-28 KR KR1019980045280A patent/KR100284305B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-10-28 US US09/428,534 patent/US6784939B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-28 TW TW088118680A patent/TW468350B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-10-28 JP JP30766299A patent/JP4397079B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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