JP2003174583A - Camera device and automatic exposure control method therefor - Google Patents

Camera device and automatic exposure control method therefor

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JP2003174583A
JP2003174583A JP2001372489A JP2001372489A JP2003174583A JP 2003174583 A JP2003174583 A JP 2003174583A JP 2001372489 A JP2001372489 A JP 2001372489A JP 2001372489 A JP2001372489 A JP 2001372489A JP 2003174583 A JP2003174583 A JP 2003174583A
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JP
Japan
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exposure control
image pickup
template
camera device
image
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Application number
JP2001372489A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Hirakoso
洋人 平社
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform optimum automatic exposure control as much as possible even in the case of image pickup of a backlight state, an excessive light state or an object (all white) for which the entire image pickup surface is uniform or the like. <P>SOLUTION: First, a DSP 6 of a camera device is provided with an OPD (optical detection circuit) 13 detecting a luminance distribution (histogram) of image pickup signals. Then, a situation with a specified exposure state is set beforehand and the histogram detected in actually picking up the image in the situation and a luminance integrated value (exposure control amount) obtained from the OPD 13 enabling optimum exposure control at that time are set to one template as a reference value. Then, when the photographing is actually performed, the histogram in the exposure state is measured, a correlation of the histogram and the histogram included in two or more pieces of the templates is taken, a reference value of the exposure control amount preserved in the template is corrected by the correlation value, and the optimum exposure control in the present exposure state is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像画像の輝度分
布(ヒストグラム)を検波し、最適な露光制御を行うカ
メラ装置及び自動露光制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera device and an automatic exposure control method for detecting a brightness distribution (histogram) of a picked-up image and performing optimum exposure control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば各種の固体撮像素子を
用いて被写体の撮像を行うカメラ装置が提供されてい
る。そして、この種のカメラ装置におけるAE(自動露
光制御)としては、撮像信号の処理回路部内に撮像した
映像の輝度を検出する光学検波回路(オプティカルディ
テクタ;OPD)を設け、このOPDによって検出され
た輝度情報を用いて露光量を制御する方法が用いられて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a camera device for picking up an image of a subject using various solid-state image pickup devices. As an AE (automatic exposure control) in this type of camera device, an optical detection circuit (optical detector; OPD) for detecting the brightness of the imaged image is provided in the processing circuit section of the image pickup signal, and this is detected by this OPD. A method of controlling the amount of exposure using luminance information is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のAE(自動露光制御)においては、OPDより撮像
映像の輝度情報のみを得て最適化露光制御を行っていた
ため、例えば、逆光状態、過順光状態、または撮像面全
体が一様な被写体(全白)などを撮像した場合、最適露
光値とOPDから出力される輝度情報との間に差が生
じ、最適な露光制御がなされない状況が起こるという問
題があった。
However, in the above-mentioned conventional AE (automatic exposure control), the optimized exposure control is performed by obtaining only the brightness information of the picked-up image from the OPD. When a subject (all white) or the like whose light state or the entire image pickup surface is uniform is imaged, a difference occurs between the optimum exposure value and the brightness information output from the OPD, and optimum exposure control may not be performed. There was a problem that would happen.

【0004】そこで本発明の目的は、例えば、逆光状
態、過順光状態、または撮像面全体が一様な被写体(全
白)などを撮像した場合でも、できるだけ最適な自動露
光制御を行うことが可能なカメラ装置およびその自動露
光制御方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to perform the optimum automatic exposure control as much as possible even in the case of shooting a backlit state, an over-forwarding state, or a subject (all white) having a uniform image pickup surface. A possible camera device and its automatic exposure control method are provided.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、撮像素子によって撮像した画像信号を出
力するカメラ装置において、前記撮像素子から出力され
る撮像信号に所定の信号処理を行う信号処理手段と、前
記信号処理手段によって信号処理された撮像信号に基づ
いて撮像画像の輝度分布を検波する輝度分布検波手段
と、予め設定される特定の露光状態のシチュエーション
で撮像した時の輝度分布と、その際に最適露光制御を可
能にする露光制御量とをテンプレートとして記憶するテ
ンプレート記憶手段と、撮像時に前記輝度分布検波手段
から得られる輝度分布と前記テンプレート記憶手段に記
憶されている輝度分布とを比較して相関値を算出する演
算手段と、前記演算手段によって得られた相関値に基づ
いて露光制御量を修正し、露光制御を行う露光制御手段
とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a camera device for outputting an image signal picked up by an image pickup device, which performs predetermined signal processing on the image pickup signal outputted from the image pickup device. A signal processing unit, a brightness distribution detecting unit that detects a brightness distribution of a captured image based on an image pickup signal signal-processed by the signal processing unit, and a brightness distribution when an image is captured in a preset specific exposure state situation. And a template storage unit that stores an exposure control amount that enables optimum exposure control as a template, a brightness distribution obtained from the brightness distribution detection unit at the time of imaging, and a brightness distribution stored in the template storage unit. And an exposure control amount is corrected based on the correlation value obtained by the operation means for calculating the correlation value by comparing , And having an exposure control means for performing exposure control.

【0006】また、本発明は、撮像素子によって撮像し
た画像信号を出力するカメラ装置の自動露光制御方法に
おいて、前記撮像素子から出力される撮像信号に所定の
信号処理を行う信号処理ステップと、前記信号処理ステ
ップによって信号処理された撮像信号に基づいて撮像画
像の輝度分布を検波する輝度分布検波ステップと、予め
設定される特定の露光状態のシチュエーションで撮像し
た時の輝度分布と、その際に最適露光制御を可能にする
露光制御量とをテンプレートとしてテンプレート記憶手
段に記憶するテンプレート記憶ステップと、撮像時に前
記輝度分布検波ステップから得られる輝度分布と前記テ
ンプレート記憶手段に記憶されている輝度分布とを比較
して相関値を算出する演算ステップと、前記演算ステッ
プによって得られた相関値に基づいて露光制御量を修正
し、露光制御を行う露光制御ステップとを有することを
特徴とする。
According to the present invention, in an automatic exposure control method of a camera device for outputting an image signal picked up by an image pickup device, a signal processing step for performing a predetermined signal processing on an image pickup signal outputted from the image pickup device, A brightness distribution detection step that detects the brightness distribution of the captured image based on the image-processed signal processed by the signal processing step, a brightness distribution when the image is captured in a preset specific exposure state situation, and at that time optimal A template storage step of storing an exposure control amount that enables exposure control in the template storage means as a template, a brightness distribution obtained from the brightness distribution detection step at the time of imaging, and a brightness distribution stored in the template storage means. The calculation step of comparing and calculating the correlation value, and Based on the correlation value to correct the exposure control amount, and having an exposure control step of performing exposure control.

【0007】本発明のカメラ装置では、撮像信号に基づ
いて撮像画像の輝度分布を検波する輝度分布検波手段を
設けるとともに、予め設定される特定の露光状態のシチ
ュエーションで撮像した時の輝度分布と、その際に最適
露光制御を可能にする露光制御量とをテンプレートとし
てテンプレート記憶手段に記憶しておき、撮像時に輝度
分布検波手段から得られる輝度分布とテンプレート記憶
手段に記憶されている輝度分布とを比較して相関値を算
出し、この相関値に基づいて露光制御量を修正し、露光
制御を行うことから、例えば、例えば、逆光状態、過順
光状態、または撮像面全体が一様な被写体(全白)など
を撮像した場合でも、近似した露光状態を用いて作成し
たテンプレートを用いて露光制御量を最適化でき、最適
な自動露光制御を行うことが可能となる。
In the camera device of the present invention, a luminance distribution detecting means for detecting the luminance distribution of the picked-up image based on the picked-up image signal is provided, and the luminance distribution when the image is picked up in a preset specific exposure state situation, At that time, the exposure control amount that enables the optimum exposure control is stored in the template storage means as a template, and the brightness distribution obtained from the brightness distribution detection means at the time of imaging and the brightness distribution stored in the template storage means are stored. Since the correlation value is calculated by comparison, the exposure control amount is corrected based on the correlation value, and the exposure control is performed, for example, a backlight condition, an over-forward condition, or a subject with a uniform imaging surface is used. Even if you take an image of (all white) etc., you can optimize the exposure control amount by using the template created using the approximate exposure state, and perform the optimum automatic exposure control. Ukoto is possible.

【0008】また、本発明のカメラ装置の自動露光方法
でも同様に、撮像信号に基づいて出力画像の輝度分布を
検波する輝度分布検波ステップを設けるとともに、予め
設定される特定の露光状態のシチュエーションで撮像し
た時の輝度分布と、その際に最適露光制御を可能にする
露光制御量とをテンプレートとしてテンプレート記憶手
段に記憶しておき、撮像時に輝度分布検波ステップによ
って得られる輝度分布とテンプレート記憶手段に記憶さ
れている輝度分布とを比較して相関値を算出し、この相
関値に基づいて露光制御量を修正し、露光制御を行うこ
とから、例えば、例えば、逆光状態、過順光状態、また
は撮像面全体が一様な被写体(全白)などを撮像した場
合でも、近似した露光状態を用いて作成したテンプレー
トを用いて露光制御量を最適化でき、最適な自動露光制
御を行うことが可能となる。
Also, in the automatic exposure method of the camera device of the present invention, similarly, a brightness distribution detection step for detecting the brightness distribution of the output image based on the image pickup signal is provided, and a preset specific exposure state situation is set. The brightness distribution at the time of image capturing and the exposure control amount that enables optimal exposure control at that time are stored as templates in the template storage means, and the brightness distribution obtained by the brightness distribution detection step at the time of image capturing and the template storage means are stored in the template storage means. A correlation value is calculated by comparing with the stored luminance distribution, the exposure control amount is corrected based on this correlation value, and since exposure control is performed, for example, a backlight condition, an over-forward condition, or Even when capturing an image of a subject (all white) with a uniform imaging surface, the exposure control is performed using a template created using similar exposure conditions. The amount can be optimized, it is possible to perform optimal automatic exposure control.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。本実施の形態によるカメラ装置は、次のようなAE
(自動露光制御)アルゴリズムを特徴とするものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the present invention in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments. The camera device according to the present embodiment has the following AE
The feature is an (automatic exposure control) algorithm.

【0010】まず、本カメラ装置には、撮像信号の輝度
分布(ヒストグラム)を検波するOPD(光学検波回
路)を設け、予め特定の露光状態を有するシチュエーシ
ョンを設定し、このシチュエーションで実際に撮像した
時に検波されるヒストグラムと、その時の最適露光制御
を可能にするOPDから得れる輝度積分値(すなわち、
露光制御量)とを基準値(リファレンス)として1つの
テンプレートに設定する。このようなテンプレートを様
々な露光状態で複数個収集し、これらを露光制御プログ
ラムの内部に設けておく。そして、実際のカメラ装置に
よる撮影時に、その露光状態でのヒストグラムを測定
し、このヒストグラムと上述した複数個のテンプレート
に含まれるヒストグラムとの相関をとり、その相関値に
よってテンプレートに保存されている露光制御量の基準
値を修正し、現在の露光状態における最適な露出制御を
行うようにする。
First, the present camera device is provided with an OPD (optical detection circuit) for detecting the luminance distribution (histogram) of the image pickup signal, a situation having a specific exposure state is set in advance, and an image is actually taken in this situation. A histogram that is sometimes detected and a luminance integrated value obtained from the OPD that enables optimum exposure control at that time (that is,
Exposure control amount) and a reference value (reference) are set in one template. A plurality of such templates are collected in various exposure states, and these templates are provided inside the exposure control program. Then, at the time of shooting with an actual camera device, a histogram in the exposure state is measured, the histogram is correlated with the histograms included in the plurality of templates, and the exposure stored in the template is obtained by the correlation value. The reference value of the control amount is modified so that optimum exposure control in the current exposure state is performed.

【0011】図1は、本実施の形態によるカメラ装置の
構成を示すブロック図である。本例のカメラ装置は、レ
ンズ1と、CCD撮像素子2と、CDS(相関2重サン
プリング)回路3と、AGC(自動利得制御)回路4
と、A/D変換器5と、DSP(デジタルシグナルプロ
セッサ)6と、D/A変換器7と、TG(タイミングジ
ェネレータ)8と、アイリス型絞り9と、絞り駆動用モ
ータ11と、マイクロコンピュータ(μ−COM)10
と、内部バス12を有する。また、DSP6には上述し
たOPD(光学検波回路)13を有し、マイクロコンピ
ュータ10には、内部バスインタフェース(I/F)1
4、CPU15、ROM16、およびRAM17が設け
られている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a camera device according to this embodiment. The camera device of this example includes a lens 1, a CCD image sensor 2, a CDS (correlation double sampling) circuit 3, and an AGC (automatic gain control) circuit 4.
, A / D converter 5, DSP (digital signal processor) 6, D / A converter 7, TG (timing generator) 8, iris diaphragm 9, diaphragm driving motor 11, and microcomputer (Μ-COM) 10
And has an internal bus 12. Further, the DSP 6 has the OPD (optical detection circuit) 13 described above, and the microcomputer 10 has an internal bus interface (I / F) 1.
4, a CPU 15, a ROM 16, and a RAM 17 are provided.

【0012】このようなカメラ装置において、被写体か
らの光は、レンズ1を通過してCCD撮像素子2により
光電変換され、撮像信号として出力される。そして、こ
の撮像信号は、CDS回路3によってサンプリングさ
れ、AGC回路4によって適切なゲインになるようコン
トロールされた後、A/D変換器5でデジタル信号に変
換される。このデジタル信号は、DSP6で信号処理さ
れ、D/A変換器7でアナログ信号に変換され、映像出
力として後段の画像出力部に供給される。また、TG8
は、以上のような動作を実行するための各種タイミング
信号を各部に供給するものである。
In such a camera device, light from a subject passes through the lens 1 and is photoelectrically converted by the CCD image pickup device 2 to be output as an image pickup signal. Then, this image pickup signal is sampled by the CDS circuit 3, controlled by the AGC circuit 4 to have an appropriate gain, and then converted into a digital signal by the A / D converter 5. This digital signal is processed by the DSP 6, converted into an analog signal by the D / A converter 7, and supplied as an image output to the image output unit in the subsequent stage. Also, TG8
Supplies various timing signals for performing the above-described operations to each unit.

【0013】次に、本例のカメラ装置におけるAE(自
動露光制御)アルゴリズムについて説明する。本アルゴ
リズムを実行するソフトウェアは、マイクロコンピュー
タ10で実行されるものであり、ROM16上のプログ
ラムをCPU15が読み取り、必要なコマンドおよびデ
ータをI/F14および内部バス12を介して各部に供
給することにより各処理を実行する。また、本アルゴリ
ズムに必要な露光情報は、DSP6内のOPD(光学検
波回路)13より得る。
Next, an AE (automatic exposure control) algorithm in the camera apparatus of this example will be described. The software that executes this algorithm is executed by the microcomputer 10, and the CPU 15 reads the program on the ROM 16 and supplies necessary commands and data to each unit via the I / F 14 and the internal bus 12. Execute each process. The exposure information necessary for this algorithm is obtained from the OPD (optical detection circuit) 13 in the DSP 6.

【0014】図2および図3は、様々なシチュエーショ
ンにおいて従来のカメラ装置で行われていた通常AE制
御を行い、収束した場合の撮像映像と、その輝度分布
(ヒストグラム)および露光制御状態を示す説明図であ
る。まず、図2の(A)は、ヒストグラムが全輝度に渡
って分散しているような通常の映像を撮影した場合を示
している。このような場合には、通常AE制御でも適正
な露光を得ることができる。この場合の基準輝度積分値
との差分Δrefは0となる。
FIG. 2 and FIG. 3 are explanatory views showing a picked-up image, a luminance distribution (histogram), and an exposure control state when the normal AE control performed by the conventional camera device in various situations is performed and converged. It is a figure. First, FIG. 2A shows a case where a normal image in which the histogram is dispersed over the entire brightness is shot. In such a case, proper exposure can be obtained even with normal AE control. In this case, the difference Δref from the reference luminance integrated value is 0.

【0015】また、図2の(B)は、撮像面全体が一様
な被写体(全白)などを撮像した場合を示している。こ
のような場合には、ヒストグラムがある輝度周辺に集中
し、アンダー(暗)気味に収束する。この場合、最適露
光を得るためには基準輝度積分値を増大させる必要があ
る。すなわち、Δrefは正(+)の値となる。また、
図3の(C)は、逆光状態で撮像した場合を示してい
る。この場合にも、ヒストグラムが低輝度側に集中する
ため、最適露光を得るためには基準輝度積分値を増大さ
せる必要があり、Δrefは正(+)の値となる。ま
た、図3の(D)は、過順光状態で撮像した場合を示し
ている。この場合、ヒストグラムは低輝度側と高輝度飽
和による最高輝度部とに偏った状態になる。このため、
最適露光を得るには、基準輝度積分値を減少させ必要が
あり、Δrefは負(−)の値となる。
Further, FIG. 2B shows a case where a subject (all white) or the like having a uniform image pickup surface is picked up. In such a case, the histogram concentrates around a certain luminance and converges to an under (dark) appearance. In this case, it is necessary to increase the reference brightness integral value to obtain the optimum exposure. That is, Δref has a positive (+) value. Also,
FIG. 3C shows a case where an image is captured in a backlit state. Also in this case, since the histogram is concentrated on the low luminance side, it is necessary to increase the reference luminance integration value to obtain the optimum exposure, and Δref becomes a positive (+) value. Further, FIG. 3D shows a case where an image is taken in an over-forward light state. In this case, the histogram is biased toward the low-luminance side and the highest-luminance portion due to high-luminance saturation. For this reason,
In order to obtain the optimum exposure, it is necessary to reduce the reference brightness integral value, and Δref becomes a negative (−) value.

【0016】なお、通常AE制御では、図4に示すよう
に、OPD13より得られる輝度積分値(OPD値)と
露光制御収束時のOPD13の出力値である基準輝度積
分値refとの関係を捉えて、OPD値<refならア
ンダーと判断し、AGC回路4のゲイン増加し、アイリ
ス型絞り9を開く方向に制御し、TG8によるCCD蓄
積時間(電子シャッタ時間)を長くする等の制御によっ
てカメラ装置のゲインを増大させて最適露光を得る。逆
に、OPD値>refならオーバーと判断し、AGC回
路4のゲイン増加し、アイリス型絞り9を閉じる方向に
制御し、TG8によるCCD蓄積時間(電子シャッタ時
間)を短くする等の制御によってカメラ装置のゲインを
減少させて最適露光を得る。
In the normal AE control, as shown in FIG. 4, the relationship between the brightness integrated value (OPD value) obtained from the OPD 13 and the reference brightness integrated value ref which is the output value of the OPD 13 when the exposure control is converged is grasped. If the OPD value <ref, it is judged as under, the gain of the AGC circuit 4 is increased, the iris diaphragm 9 is controlled to open, and the CCD storage time (electronic shutter time) by the TG 8 is lengthened. The gain is increased to obtain the optimum exposure. On the other hand, if the OPD value> ref, it is judged to be over, the gain of the AGC circuit 4 is increased, the iris diaphragm 9 is controlled to be closed, and the CCD accumulation time (electronic shutter time) by the TG 8 is shortened. Obtain the optimum exposure by reducing the device gain.

【0017】しかし、本例では、このような従来のAE
制御では逆光状態、過順光状態、または撮像面全体が一
様な被写体(全白)などを撮像した場合にも、最適露光
制御ができるようにしたものであり、具体的には以下の
ような制御処理を行うものである。まず、本例では、通
常の輝度積分値を算出するOPDの他に輝度分布を検波
するためのヒストグラムOPDを設ける。図5は、本例
で用いるヒストグラムOPDの原理を示す説明図であ
る。このヒストグラムOPDは、閾値Th1、Th2、
Th3、Th4、……によって区切られる輝度範囲の画
素数hist1、hist2、hist3、hist
4、hist5を算出するヒストグラムOPDを有す
る。
However, in this example, such a conventional AE is used.
In the control, the optimal exposure control can be performed even in the case of shooting a backlit state, an over-forward lighting state, or a subject (all white) whose entire image pickup surface is uniform. It performs various control processes. First, in this example, a histogram OPD for detecting the brightness distribution is provided in addition to the OPD for calculating the normal brightness integrated value. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the principle of the histogram OPD used in this example. This histogram OPD has thresholds Th1, Th2,
The number of pixels in the luminance range delimited by Th3, Th4, ... Hist1, hist2, hist3, hist
4 has a histogram OPD for calculating hist5.

【0018】そして、このOPDを使い、予め、ある露
光状態のシチュエーションを撮像した時のヒストグラム
と、その時の最適露光制御を可能にする輝度積分値と基
準輝度積分値との差をΔrefとして求めておく。この
ヒストグラムとΔrefの組み合わせを1つのテンプレ
ートと呼ぶ。そして、露光状態の異なる様々なシチュエ
ーションでのテンプレートをプログラム中にデータベー
スとして蓄える。このデータベースは、逆光、過順光な
ど性質の異なる露光状態のものであることが好ましい。
そして、実際の撮影時には、このデータベース内のテン
プレートを用いて現在の露光状態における最適な露出制
御を行うようにする。
Then, using this OPD, the difference between the histogram when a situation of a certain exposure state is picked up and the luminance integrated value and the reference luminance integrated value that enables the optimum exposure control at that time is obtained as Δref. deep. The combination of this histogram and Δref is called one template. Then, templates for various situations with different exposure states are stored in the program as a database. It is preferable that this database is for an exposure state with different properties such as backlight and over-forward light.
Then, at the time of actual photographing, the template in this database is used to perform optimum exposure control in the current exposure state.

【0019】図6および図7は、このような本例の実際
の撮影時におけるアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。まず、現在の露光状態におけるヒストグラムをプ
ログラム中の各テンプレート1〜Nとのマッチングをと
り、それぞれの相関値Δrefを求める。まず、ステッ
プS1〜ステップS3では、テンプレート1による相関
値Δref1を求める。この相関値の求め方は、例えば
図8に示すような演算を行うものとする。すなわち、ま
ず、ヒストグラムにおける輝度範囲の順番を示す2つの
変数をm、nとし、今回の撮像によって得られた各評価
値histとし、テンプレートの値Tistとし、次の
演算を行う。 Imn=(histm/histn)/(Tistm/
Tistn) なお、Imn>1のときには、Imnの逆数を用いる。
FIG. 6 and FIG. 7 are flow charts showing an algorithm of the present example at the time of actual photographing. First, the histogram in the current exposure state is matched with each of the templates 1 to N in the program, and each correlation value Δref is obtained. First, in steps S1 to S3, the correlation value Δref1 based on the template 1 is obtained. The method of obtaining the correlation value is, for example, a calculation as shown in FIG. That is, first, two variables indicating the order of the luminance range in the histogram are set to m and n, the evaluation values hist obtained by the current imaging, the template value Tist, and the following calculation is performed. Imn = (histm / histn) / (Tistm /
Tistn) When Imn> 1, the reciprocal of Imn is used.

【0020】そして、このような演算によって算出した
複数のImnを互いに乗算することにより、0〜1の範
囲で表される相関値を求めることが可能である。なお、
このような相関値の求め方は、本例に限らず、種々採用
できるものである。そして、このテンプレート1内の最
適露光制御を可能にする輝度積分値と基準積分値との差
Δref1をΔrefと相関値とを掛け合わせることに
より求める(ステップS3)。
Then, by multiplying a plurality of Imns calculated by such an operation with each other, it is possible to obtain a correlation value represented by a range of 0 to 1. In addition,
The method of obtaining such a correlation value is not limited to this example, and various methods can be adopted. Then, the difference Δref1 between the luminance integration value and the reference integration value that enables the optimum exposure control in the template 1 is obtained by multiplying Δref by the correlation value (step S3).

【0021】このような動作を他のテンプレート2〜N
についても同様に行い(ステップS4、S5)、プログ
ラムに内含されるテンプレートの数(本例ではN個)の
Δref1〜Nを求め、最後にこれらの総和をもとめる
(ステップS6)。これにより、最終的な最適露光制御
を可能にする輝度積分値と基準輝度積分値との差をΔr
efとして算出する。その後、ステップS7に示すよう
に、基準輝度積分値refとΔrefを足したものを最
終基準積分値として、通常のAE制御と同様に、OPD
より得られる現在の輝度値と比較し、その結果、システ
ムゲインを制御して最適露光を得る(ステップS8)。
Such an operation is performed by another template 2 to N.
Is similarly performed (steps S4 and S5), Δref1 to N of the number of templates (N in this example) included in the program are obtained, and finally the sum of these is obtained (step S6). As a result, the difference between the integrated luminance value and the reference integrated luminance value that enables the final optimum exposure control is Δr.
Calculate as ef. After that, as shown in step S7, the sum of the reference luminance integrated value ref and Δref is set as the final reference integrated value, and the OPD is performed in the same manner as in the normal AE control.
Compared with the current brightness value obtained more, as a result, the system gain is controlled to obtain the optimum exposure (step S8).

【0022】なお、上述したテンプレートのデータベー
スは学習的にプログラム内に増大・整理蓄積していくこ
とにより、性能を向上していくことができる。例えば、
新たに撮像した際に、テンプレートに保存されている露
光制御量の基準値を修正した場合に、その修正結果を新
たなテンプレートとしてデータベースにそのまま残した
り、他のテンプレートと置き換えるようにする。また、
ユーザの手動操作によって露光量が修正された場合に、
この露光状態を最適化状態とみなして、その撮影時にお
ける輝度分布等を求め、新たなテンプレートを作成し、
データベースに追加するようにすることも可能である。
また、シチュエーションを蓄積・整理していくことで、
AEの性能を向上させることも可能である。もちろん、
このようなテンプレートの修正を自動的な処理でなく、
人為的に行う(データの入れ換え、更新)ことが可能で
ある。
The above-mentioned template database can be improved in performance by increasing and organizing and accumulating it in a program in a learning manner. For example,
When the reference value of the exposure control amount stored in the template is corrected when a new image is captured, the correction result is left as it is in the database as a new template or is replaced with another template. Also,
When the exposure amount is corrected by the user's manual operation,
Considering this exposure state as an optimized state, obtaining the brightness distribution etc. at the time of shooting, creating a new template,
It is also possible to add it to the database.
Also, by accumulating and organizing situations,
It is also possible to improve the performance of the AE. of course,
This kind of template modification is not an automatic process,
It is possible to artificially perform (data exchange, update).

【0023】以上のような本例のAE(自動露光制御)
の方法によれば、次のような効果を得ることが可能であ
る。すなわち、従来のAE(自動露光制御)において
は、OPDより撮像映像の輝度情報のみを得て最適露光
制御を行っていたが、逆光状態、過順光状態、または撮
像面全体が一様な被写体(全白)などを撮像した場合、
最適露光値とOPDから出力される輝度情報に差が生
じ、適切な露光制御がなされない状況が起こってしま
う。そこで本例のように、予め様々なシチュエーション
に応じたヒストグラムをテンプレートとして記憶してお
き、これを用いて実際の撮影時における露光状態を修正
することから、上述した逆光状態、過順光状態、または
撮像面全体が一様な被写体(全白)などを撮像した場合
においても最適な露出制御を行うことができる。
The AE (automatic exposure control) of this example as described above
According to this method, the following effects can be obtained. That is, in the conventional AE (automatic exposure control), the optimum exposure control is performed by obtaining only the brightness information of the imaged image from the OPD, but it is a backlit state, an over-forwarding state, or a subject with a uniform image pickup surface. When you take an image of (all white),
A difference occurs between the optimum exposure value and the brightness information output from the OPD, which causes a situation in which proper exposure control is not performed. Therefore, as in this example, a histogram corresponding to various situations is stored in advance as a template, and the exposure state at the time of actual shooting is corrected using this, so the above-mentioned backlight condition, over-forward condition, Alternatively, optimal exposure control can be performed even when a subject (all white) or the like whose image pickup surface is uniform is picked up.

【0024】なお、本発明のカメラ装置およびその自動
露光制御方法は、以上の実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能
である。例えば、上述した各種の演算処理は一例であ
り、他の演算手法を用いてもよいものである。また、図
1で示したCCD撮像素子やアイリス型絞り等の構成に
ついても、他の撮像素子や絞り機構を用いることが可能
である。さらに、上述したテンプレートのデータベース
は、当該カメラ装置自体で作成することを前提に説明し
たが、このように当該カメラ装置自体で作成するものに
限らず、他のカメラシステムで作成したデータベースを
汎用的に用いるような構成であってもよい。
The camera device and the automatic exposure control method thereof according to the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the various types of arithmetic processing described above are examples, and other arithmetic methods may be used. Further, with respect to the configuration of the CCD image pickup device, the iris diaphragm, etc. shown in FIG. 1, it is possible to use other image pickup devices and diaphragm mechanisms. Further, the template database described above has been described on the premise that it is created by the camera device itself, but the database created by another camera system is not limited to being created by the camera device itself. It may be configured to be used for.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、本発明のカメラ装置で
は、撮像信号に基づいて撮像画像の輝度分布を検波する
輝度分布検波手段を設けるとともに、予め設定される特
定の露光状態のシチュエーションで撮像した時の輝度分
布と、その際に最適露光制御を可能にする露光制御量と
をテンプレートとしてテンプレート記憶手段に記憶して
おき、撮像時に輝度分布検波手段から得られる輝度分布
とテンプレート記憶手段に記憶されている輝度分布とを
比較して相関値を算出し、この相関値に基づいて露光制
御量を修正し、露光制御を行うようにした。したがっ
て、例えば、例えば、逆光状態、過順光状態、または撮
像面全体が一様な被写体(全白)などを撮像した場合で
も、近似した露光状態を用いて作成したテンプレートを
用いて露光制御量を最適化でき、最適な自動露光制御を
行うことが可能となる。
As described above, the camera device of the present invention is provided with the luminance distribution detecting means for detecting the luminance distribution of the picked-up image based on the picked-up image signal, and the image is picked up in the situation of the preset specific exposure state. The brightness distribution at the time of exposure and the exposure control amount that enables optimal exposure control at that time are stored as templates in the template storage means, and are stored in the template storage means and the brightness distribution obtained from the brightness distribution detection means at the time of imaging. The correlation value is calculated by comparing with the brightness distribution that has been set, and the exposure control amount is corrected based on the correlation value to perform the exposure control. Therefore, for example, even when a backlit state, an over-forward state, or a subject (all white) with a uniform image pickup surface is imaged, the exposure control amount is adjusted using a template created using an approximated exposure state. Can be optimized, and optimum automatic exposure control can be performed.

【0026】また、本発明のカメラ装置の自動露光方法
では、撮像信号に基づいて出力画像の輝度分布を検波す
る輝度分布検波ステップを設けるとともに、予め設定さ
れる特定の露光状態のシチュエーションで撮像した時の
輝度分布と、その際に最適露光制御を可能にする露光制
御量とをテンプレートとしてテンプレート記憶手段に記
憶しておき、撮像時に輝度分布検波ステップによって得
られる輝度分布とテンプレート記憶手段に記憶されてい
る輝度分布とを比較して相関値を算出し、この相関値に
基づいて露光制御量を修正し、露光制御を行うようにし
た。したがって、例えば、例えば、逆光状態、過順光状
態、または撮像面全体が一様な被写体(全白)などを撮
像した場合でも、近似した露光状態を用いて作成したテ
ンプレートを用いて露光制御量を最適化でき、最適な自
動露光制御を行うことが可能となる。
Further, in the automatic exposure method of the camera device of the present invention, a luminance distribution detection step for detecting the luminance distribution of the output image based on the image pickup signal is provided, and the image is picked up in a preset specific exposure state situation. The brightness distribution at that time and the exposure control amount that enables optimum exposure control at that time are stored as templates in the template storage means, and are stored in the template storage means and the brightness distribution obtained by the brightness distribution detection step at the time of imaging. The correlation value is calculated by comparing the brightness distribution with the brightness distribution, and the exposure control amount is corrected based on the correlation value to perform the exposure control. Therefore, for example, even when a backlit state, an over-forward state, or a subject (all white) with a uniform image pickup surface is imaged, the exposure control amount is adjusted using a template created using an approximated exposure state. Can be optimized, and optimum automatic exposure control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態によるカメラ装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a camera device according to an embodiment of the present invention.

【図2】様々なシチュエーションでの撮像時で通常AE
制御を行い、収束した場合の撮像映像と、その輝度分布
(ヒストグラム)および露光制御状態を示す説明図であ
る。
[Fig. 2] Normal AE when capturing images in various situations
It is explanatory drawing which shows the image pick-up image at the time of controlling and converging, its brightness | luminance distribution (histogram), and an exposure control state.

【図3】様々なシチュエーションでの撮像時で通常AE
制御を行い、収束した場合の撮像映像と、その輝度分布
(ヒストグラム)および露光制御状態を示す説明図であ
る。
[Fig. 3] Normal AE at the time of imaging in various situations
It is explanatory drawing which shows the image pick-up image at the time of controlling and converging, its brightness | luminance distribution (histogram), and an exposure control state.

【図4】通常AE制御による制御方法を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a control method by normal AE control.

【図5】図1に示すカメラ装置のヒストグラムを示す説
明図である。
5 is an explanatory diagram showing a histogram of the camera device shown in FIG. 1. FIG.

【図6】図1に示すカメラ装置の動作例を示すフローチ
ャートである。
6 is a flowchart showing an operation example of the camera device shown in FIG.

【図7】図1に示すカメラ装置の動作例を示すフローチ
ャートである。
7 is a flowchart showing an operation example of the camera device shown in FIG.

【図8】図1に示すカメラ装置の演算例を示す説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a calculation example of the camera device shown in FIG. 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……レンズ、2……CCD撮像素子、3……CDS回
路、4……AGC回路、5……A/D変換器、6……D
SP、7……D/A変換器、8……TG、9……アイリ
ス型絞り、10……マイクロコンピュータ、11……絞
り駆動用モータ、12……内部バス、13……OPD、
14……I/F、15……CPU、16……ROM、1
7……RAM。
1 ... Lens, 2 ... CCD image sensor, 3 ... CDS circuit, 4 ... AGC circuit, 5 ... A / D converter, 6 ... D
SP, 7 ... D / A converter, 8 ... TG, 9 ... Iris type diaphragm, 10 ... Microcomputer, 11 ... Diaphragm drive motor, 12 ... Internal bus, 13 ... OPD,
14 ... I / F, 15 ... CPU, 16 ... ROM, 1
7 ... RAM.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像素子によって撮像した画像信号を出
力するカメラ装置において、 前記撮像素子から出力される撮像信号に所定の信号処理
を行う信号処理手段と、 前記信号処理手段によって信号処理された撮像信号に基
づいて撮像画像の輝度分布を検波する輝度分布検波手段
と、 予め設定される特定の露光状態のシチュエーションで撮
像した時の輝度分布と、その際に最適露光制御を可能に
する露光制御量とをテンプレートとして記憶するテンプ
レート記憶手段と、 撮像時に前記輝度分布検波手段から得られる輝度分布と
前記テンプレート記憶手段に記憶されている輝度分布と
を比較して相関値を算出する演算手段と、 前記演算手段によって得られた相関値に基づいて露光制
御量を修正し、露光制御を行う露光制御手段と、 を有することを特徴とするカメラ装置。
1. A camera device for outputting an image signal picked up by an image pickup device, comprising: signal processing means for performing a predetermined signal processing on an image pickup signal outputted from the image pickup device; and image pickup processed by the signal processing means. Luminance distribution detection means for detecting the luminance distribution of the picked-up image based on the signal, luminance distribution when the image is picked up in a preset specific exposure state situation, and exposure control amount that enables optimum exposure control at that time A template storing means for storing as a template, a computing means for calculating a correlation value by comparing a luminance distribution obtained from the luminance distribution detecting means at the time of imaging with a luminance distribution stored in the template storing means, Exposure control means for correcting the exposure control amount on the basis of the correlation value obtained by the computing means, and performing exposure control. Camera device characterized by.
【請求項2】 前記テンプレート記憶手段には、複数の
シチュエーションに対応する複数のテンプレートが記憶
されていることを特徴とする請求項1記載のカメラ装
置。
2. The camera device according to claim 1, wherein the template storage means stores a plurality of templates corresponding to a plurality of situations.
【請求項3】 前記テンプレート記憶手段に記憶される
テンプレートを学習的に修正する修正手段を有すること
を特徴とする請求項1記載のカメラ装置。
3. The camera device according to claim 1, further comprising a correction unit that learnably corrects the template stored in the template storage unit.
【請求項4】 前記特定の露光状態のシチュエーション
には、逆光状態での撮像、過順光状態での撮像、または
撮像面全体が一様な被写体の撮像を含むことを特徴とす
る請求項1記載のカメラ装置。
4. The situation of the specific exposure state includes image pickup in a backlit state, image pickup in a super-forward light state, or image pickup of a subject whose entire image pickup surface is uniform. The described camera device.
【請求項5】 前記演算手段は、マイクロコンピュータ
のソフトウエア処理によって演算を行う手段であること
を特徴とする請求項1記載のカメラ装置。
5. The camera device according to claim 1, wherein the arithmetic means is means for performing arithmetic operations by software processing of a microcomputer.
【請求項6】 撮像素子によって撮像した画像信号を出
力するカメラ装置の自動露光制御方法において、 前記撮像素子から出力される撮像信号に所定の信号処理
を行う信号処理ステップと、 前記信号処理ステップによって信号処理された撮像信号
に基づいて撮像画像の輝度分布を検波する輝度分布検波
ステップと、 予め設定される特定の露光状態のシチュエーションで撮
像した時の輝度分布と、その際に最適露光制御を可能に
する露光制御量とをテンプレートとしてテンプレート記
憶手段に記憶するテンプレート記憶ステップと、 撮像時に前記輝度分布検波ステップから得られる輝度分
布と前記テンプレート記憶手段に記憶されている輝度分
布とを比較して相関値を算出する演算ステップと、 前記演算ステップによって得られた相関値に基づいて露
光制御量を修正し、露光制御を行う露光制御ステップ
と、 を有することを特徴とするカメラ装置の自動露光制御方
法。
6. An automatic exposure control method for a camera device, which outputs an image signal captured by an image sensor, comprising: a signal processing step of performing a predetermined signal process on the image signal output from the image sensor; Luminance distribution detection step that detects the luminance distribution of the captured image based on the signal-processed image pickup signal, luminance distribution when the image is captured in a preset specific exposure state situation, and optimal exposure control is possible at that time A template storage step of storing the exposure control amount as a template in the template storage means, and a correlation by comparing the brightness distribution obtained from the brightness distribution detection step during imaging with the brightness distribution stored in the template storage means. A calculation step for calculating the value, and a correlation value obtained by the calculation step. There Correct exposure control amount, the automatic exposure control method for a camera apparatus characterized by having an exposure control step of performing exposure control.
【請求項7】 前記テンプレート記憶ステップは、複数
のシチュエーションに対応する複数のテンプレートをテ
ンプレート記憶手段に記憶することを特徴とする請求項
6記載のカメラ装置の自動露光制御方法。
7. The method according to claim 6, wherein the template storing step stores a plurality of templates corresponding to a plurality of situations in the template storing means.
【請求項8】 前記テンプレート記憶手段に記憶される
テンプレートを学習的に修正する修正ステップを有する
ことを特徴とする請求項6記載のカメラ装置の自動露光
制御方法。
8. The automatic exposure control method for a camera device according to claim 6, further comprising a correction step of learning-correcting the template stored in said template storage means.
【請求項9】 前記特定の露光状態のシチュエーション
には、逆光状態での撮像、過順光状態での撮像、または
撮像面全体が一様な被写体の撮像を含むことを特徴とす
る請求項6記載のカメラ装置の自動露光制御方法。
9. The situation of the specific exposure state includes image pickup in a backlit state, image pickup in an over-forward light state, or image pickup of a subject whose entire image pickup surface is uniform. An automatic exposure control method for the described camera device.
【請求項10】 前記演算ステップは、マイクロコンピ
ュータのソフトウエア処理によって演算を行うことを特
徴とする請求項6記載のカメラ装置の自動露光制御方
法。
10. The automatic exposure control method for a camera device according to claim 6, wherein the calculation step is performed by software processing of a microcomputer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014143613A (en) * 2013-01-24 2014-08-07 Fujitsu Semiconductor Ltd Image processor, image processing method, program and imaging apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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