JP3002298B2 - Exposure control method for imaging device - Google Patents

Exposure control method for imaging device

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JP3002298B2
JP3002298B2 JP3193632A JP19363291A JP3002298B2 JP 3002298 B2 JP3002298 B2 JP 3002298B2 JP 3193632 A JP3193632 A JP 3193632A JP 19363291 A JP19363291 A JP 19363291A JP 3002298 B2 JP3002298 B2 JP 3002298B2
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detection
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置の露光制御方法
に係り、特に、背景と目標被写体のコントラストにより
目標被写体の信号が飽和してしまう白飛びや、目標被写
体に充分な露光が得られない黒沈みを抑圧する手段を設
けた露光制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure control method for an image pickup apparatus, and more particularly to an overexposure method in which a signal of a target object is saturated due to a contrast between a background and the target object, and a sufficient exposure of the target object. The present invention relates to an exposure control system provided with a means for suppressing black sun sinking.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の撮像装置の露光制御手段は、例え
ば特開昭56−19274号公報などに開示されてお
り、概略図8に示す如き構成となっている。同図におい
て、101はレンズ、102は絞り、103は撮像素
子、104は信号処理回路、105は検波回路、106
は比較器、107は基準電圧源、108は絞りモータ、
109は出力端である。図8に示す構成において、レン
ズ101並びに絞り102を経て撮像素子103に入射
した光は撮像素子103で電気信号に変換され、この撮
像素子103の出力が信号処理回路104に送出され
て、該信号処理回路104で映像信号が生成され、出力
端109から出力される。ここで、検波回路105には
信号処理回路104から輝度信号が分岐されて入力さ
れ、該検波回路105から出力される露光制御信号電圧
110と基準電圧源107の基準電圧Vrefとが比較
器106に入力され、これによって露光制御信号電圧1
10と基準電圧Vrefとが一致するように絞りモ−タ
108が駆動され、撮像装置出力信号振幅は適正値に維
持されるようになっている。
2. Description of the Related Art Exposure control means of a conventional image pickup apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-19274, and has a structure as schematically shown in FIG. In the figure, 101 is a lens, 102 is an aperture, 103 is an image sensor, 104 is a signal processing circuit, 105 is a detection circuit, 106
Is a comparator, 107 is a reference voltage source, 108 is an aperture motor,
Reference numeral 109 denotes an output terminal. In the configuration shown in FIG. 8, light that has entered the image sensor 103 via the lens 101 and the aperture 102 is converted into an electric signal by the image sensor 103, and the output of the image sensor 103 is sent to the signal processing circuit 104, where the signal is output. A video signal is generated by the processing circuit 104 and output from the output terminal 109. Here, the luminance signal is branched and input from the signal processing circuit 104 to the detection circuit 105, and the exposure control signal voltage 110 output from the detection circuit 105 and the reference voltage Vref of the reference voltage source 107 are supplied to the comparator 106. The exposure control signal voltage 1
The aperture motor 108 is driven so that 10 and the reference voltage Vref coincide with each other, and the amplitude of the output signal of the imaging device is maintained at an appropriate value.

【0003】ここで検波回路について図9を用いて説明
する。図9は一般的なダイオ−ド検波回路であり、検波
トランジスタ111、抵抗(R1)112、抵抗(R
2)113、コンデンサ(C1)114とで構成されて
いる。このダイオード検波回路においては、抵抗(R
1)112の値を充分に大きくしておけば、コンデンサ
(C1)114にホ−ルドされる電圧は輝度信号の最大
値を示す値となり最大値検波が行われる。また、抵抗
(R1)112の値を充分に小さくしておけば、コンデ
ンサ(C1)114にホ−ルドされる電圧は輝度信号の
平均値を示す値となり平均値検波が行われる。従って、
抵抗(R1)112、抵抗(R2)113、コンデンサ
(C1)114の3つの素子の定数設定により、露光制
御信号電圧は輝度信号の最大値Pを重視した値にも、平
均値Avを重視した値にも設定することができる。
Here, the detection circuit will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a general diode detection circuit, which includes a detection transistor 111, a resistor (R1) 112, and a resistor (R).
2) 113, and a capacitor (C1) 114. In this diode detection circuit, the resistance (R
1) If the value of 112 is made sufficiently large, the voltage held in the capacitor (C1) 114 becomes a value indicating the maximum value of the luminance signal, and the maximum value is detected. If the value of the resistor (R1) 112 is sufficiently small, the voltage held in the capacitor (C1) 114 becomes a value indicating the average value of the luminance signal, and the average value detection is performed. Therefore,
By setting the three constants of the resistor (R1) 112, the resistor (R2) 113, and the capacitor (C1) 114, the exposure control signal voltage emphasizes the maximum value P of the luminance signal and the average value Av. Can also be set to a value.

【0004】なお、一般的な撮像装置では白一色の被写
体を撮像した場合、飽和100%に対して約60%から
80%の明るさに再生されるように設計されるのが普通
であるが、完全な最大値検波では100%に再生され、
完全な平均値検波では50%に再生されるため、上記し
た抵抗(R1)112、抵抗(R2)113、コンデン
サ(C1)114の定数設定により各々の中間の検波特
性が得られるようにしている。
It is to be noted that a general image pickup apparatus is usually designed so that, when an image of a single white object is picked up, the image is reproduced with a brightness of about 60% to 80% with respect to 100% of saturation. , With full maximum detection, it will be played back to 100%
Since the signal is reproduced to 50% in the complete average detection, an intermediate detection characteristic can be obtained by setting the above-described constants of the resistor (R1) 112, the resistor (R2) 113, and the capacitor (C1) 114. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記した一般的なダイ
オ−ド検波回路においても、露光制御信号を輝度信号の
最大値あるいは平均値のどちらを重視した設定にもでき
るが、平均値を重視した設定にすると図10の(a)に示
すような主要被写体に対し背景が非常に暗い状態である
過順光時に、主要被写体である人物が白く飛んでしま
う。一方、ピ−ク値を重視した設定にすると図10の
(b)に示すような主要被写体に対し背景が非常に明るい
状態である逆光時に被写体の人物は黒く沈んでしまう。
すなわち、白飛び抑止と黒沈み抑止とは相反する関係に
あり、白飛び抑止と黒沈み抑止とを同時に達成すること
は困難であった。
In the above-mentioned general diode detection circuit, the exposure control signal can be set so that either the maximum value or the average value of the luminance signal is emphasized, but the average value is emphasized. When the setting is made, the person who is the main subject flies white in over-direct lighting with the background being very dark with respect to the main subject as shown in FIG. On the other hand, when setting is made with emphasis on the peak value, FIG.
At the time of backlight, as shown in (b), where the background is very bright with respect to the main subject, the subject person sinks black.
That is, the suppression of the overexposure and the suppression of the black sun are in conflict with each other, and it has been difficult to simultaneously achieve the suppression of the overexposure and the suppression of the black sun.

【0006】従って、本発明の解決すべき技術的課題は
上記した従来技術のもつ問題点を解消することにあり、
その目的とするところは、画面内がどのような輝度分布
状態にあっても目標被写体に対して適正な露出が得ら
れ、白飛び並びに黒沈みが可及的に抑止可能な撮像装置
の露光制御方法を提供することにある。
Accordingly, a technical problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art.
The purpose is to control the exposure of an image pickup device that can obtain an appropriate exposure for a target subject and suppress as much as possible overexposure and undersaturation, regardless of the brightness distribution in the screen. It is to provide a method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による撮像装置の
露光制御方法は上記目的を達成するため、画面内の輝度
分布を検出する手段を設け、この検出結果に応じて露光
制御信号の生成における輝度信号の平均値Avの重み付
けと最大値Pの重み付けとを変化させ、平均値Avの重
み付けをX1からX2へ、最大値Pの重み付けをY1か
らY2へ遷移させる際には、X1<X3<X2,Y1<
Y3<Y2なる値X3,Y3を経由して連続的に遷移さ
せる。 また、本発明による撮像装置の露光制御方法は上
記目的を達成するため、撮像画面を複数の領域に分割す
るか、あるいは画面内の異なる位置に複数個の領域を設
定する手段と、各々の領域での輝度信号の平均値Avと
輝度信号の最大値Pを検出する検出手段と、平均値Av
と最大値Pの検出結果に応じて露光制御信号を生成する
手段とを設け、各領域における検出値Av、あるいはP
の領域ごとの差分、ないし比率から、撮像画面中の目標
被写体部分と背景部分のコントラストを判定し、目標被
写体部分が背景部分に比べて明るいときは最大値Pの重
み付けを大きくし、目標被写体部分が背景部分に比べて
暗い時は平均値Avの重み付けを大きくする。
In order to achieve the above object, an exposure control method for an image pickup apparatus according to the present invention is provided with means for detecting a luminance distribution in a screen, and generates an exposure control signal in accordance with the detection result. The weighting of the average value Av and the weighting of the maximum value P of the luminance signal are changed, and the weight of the average value Av is changed.
Weighting from X1 to X2, weighting of maximum value P is Y1
When transitioning from Y1 to Y2, X1 <X3 <X2, Y1 <
Continuous transition via values X3 and Y3 where Y3 <Y2
Let Further, the exposure control method of the image pickup apparatus according to the present invention is described above.
In order to achieve the purpose, the imaging screen is divided into multiple areas.
Or set multiple areas at different positions on the screen.
Means for determining the average value Av of the luminance signal in each region,
Detecting means for detecting the maximum value P of the luminance signal;
And an exposure control signal is generated according to the detection result of the maximum value P.
Means for detecting the detection value Av or P
From the difference or ratio of each area,
The contrast between the subject and background is determined, and the target
When the object part is brighter than the background part, the weight of the maximum value P
The target subject part compared to the background part
When dark, the weight of the average value Av is increased.

【0008】[0008]

【作用】画面内の輝度分布に応じて平均値Avの重み付
けをX1からX2へ、最大値Pの重み付けをY1からY
2へ遷移させる際には、X1<X3<X2,Y1<Y3
<Y2なる値X3,Y3を経由して連続的に遷移させる
ことにより、露光補正量が急変することによる絞り動作
の過渡的不安定を防止することができる。画面内の各領
域の輝度信号の平均値Avと最大値Pに応じて、露光制
御信号生成時の輝度信号の平均値Avの重み付けと最大
値Pの重み付けとを変化させ、目標被写体部分が背景部
分に比べて明るいときは前記最大値Pの重み付けを大き
くし、逆に目標被写体部分が背景部分に比べて暗い時は
前記平均値Avの重み付けを大きくする。こうすること
により、目標被写体と背景とのコントラストが著しく異
なる場合でも、目標被写体に対して適正な露出が得られ
る。
[Function] Weighting of average value Av according to luminance distribution in screen
From X1 to X2, and the maximum value P from Y1 to Y
X1 <X3 <X2, Y1 <Y3
<Continuous transition via values X3 and Y3 as Y2
Aperture operation due to sudden change in exposure correction amount
Can be prevented from being transiently unstable. Each area in the screen
The weighting of the average value Av and the weighting of the maximum value P of the luminance signal when the exposure control signal is generated are changed according to the average value Av and the maximum value P of the luminance signal of the area, so that the target subject portion is compared with the background portion. When bright, the weight of the maximum value P is increased, and when the target subject portion is darker than the background portion, the weight of the average value Av is increased. In this way, even when the contrast between the target subject and the background is significantly different, an appropriate exposure can be obtained for the target subject.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を図示した実施例によって説明
する。先ず本発明の第1実施例を図1〜図3を用いて説
明する。図1は本実施例に係る撮像装置の構成図であ
り、図2は撮像画の輝度分布を判定するために画面分割
例を示す説明図である。また、図3は過順光時、通常
時、逆光時の状態の撮像例を示す説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging device according to the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of screen division for determining a luminance distribution of a captured image. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of imaging in a state of excessive forward light, normal time, and backlight.

【0010】図1において、1はレンズ、2は絞り、3
は撮像素子、4はA/D変換器、5は信号処理回路、6
はD/A変換器、7は出力端、8は比較器、9は絞りモ
ータ、10は基準電圧源、11はマイコン(マイクロコ
ンピュータ)である。ここで、マイコン11は実際に
は、各種I/Oインターフェース、主制御プログラムや
固定データが格納されたROM、各種データやフラグが
読み書きされるRAM、全体の制御を司るCPU等を備
えたもので構成され、予め定められた各種プログラムに
よって各種制御処理を実行するものであるが、ここでは
説明の便宜上、D/A変換器111、第1の係数回路1
12、第2の係数回路113、第1の比較回路114、
ピーク基準値設定回路115、補正量計算回路(K倍回
路)116、加算回路117、第2の比較回路118、
第3の比較回路119、輝度分布判定回路120をもつ
ものとして以下の説明を行う。
In FIG. 1, 1 is a lens, 2 is an aperture, 3
Is an image sensor, 4 is an A / D converter, 5 is a signal processing circuit, 6
Is a D / A converter, 7 is an output terminal, 8 is a comparator, 9 is an aperture motor, 10 is a reference voltage source, and 11 is a microcomputer. Here, the microcomputer 11 actually includes various I / O interfaces, a ROM in which a main control program and fixed data are stored, a RAM in which various data and flags are read and written, and a CPU which controls the entire system. The D / A converter 111 and the first coefficient circuit 1 are configured and execute various control processes according to predetermined various programs.
12, a second coefficient circuit 113, a first comparison circuit 114,
A peak reference value setting circuit 115, a correction amount calculating circuit (K-fold circuit) 116, an adding circuit 117, a second comparing circuit 118,
The following description will be made assuming that the third comparison circuit 119 and the luminance distribution determination circuit 120 are provided.

【0011】図1の構成において、レンズ1、絞り2を
経て撮像素子3に入射した光は電気信号に変換された
後、A/D変換器4でディジタル信号に変換されて信号
処理回路5に入力される。信号処理回路5では、例えば
図2に示した撮像画面の各領域S1,S2での輝度情報
Yiの平均値Av1 ,Av2 を、平均値算出回路51で
図7の式により算出し、また、図7の式で示される
輝度情報の最大値P1 ,P2 を最大値算出回路52で求
め、これをマイコン11にそれぞれ出力する。マイコン
11では第1の係数回路112で上記した各領域S1,
S2での輝度情報Yiの平均値Av1 ,Av2 に係数を
持たせ、図7の式で示されるAv0が出力される。ま
た第2の係数回路113においては、各領域S1,S2
での輝度情報Yiの最大値P1 ,P2 に係数を持たせ、
図7の式で示されるP0 が出力される。
In the configuration shown in FIG. 1, light incident on the image pickup device 3 through the lens 1 and the aperture 2 is converted into an electric signal, then converted into a digital signal by an A / D converter 4 and transmitted to a signal processing circuit 5. Is entered. In the signal processing circuit 5, for example, the average values Av 1 and Av 2 of the luminance information Yi in the respective regions S1 and S2 of the imaging screen shown in FIG. The maximum values P 1 and P 2 of the luminance information expressed by the formulas in FIG. 7 are obtained by the maximum value calculation circuit 52 and output to the microcomputer 11. In the microcomputer 11, the first coefficient circuit 112 uses the above-described areas S1,
The average values Av 1 and Av 2 of the luminance information Yi in S2 are given a coefficient, and Av 0 shown in the equation of FIG. 7 is output. In the second coefficient circuit 113, each region S1, S2
The maximum values P 1 and P 2 of the luminance information Yi at
P 0 represented by the equation in FIG. 7 is output.

【0012】このような係数づけは図3の(a),
(b),(c)に示すように主要なる被写体(図では人
物)が画面中央部に配置されることが多いため、露光制
御をこの主要被写体の輝度情報に大きく依存させて行う
ためである。ここで例えば、Av0 をそのまま露光制御
信号VdとしてD/A変換器111より出力し、さらに
白一色の被写体を撮像して、撮像装置出力端7から、飽
和100%に対し50%の出力信号が得られるように設
定すれば、従来技術において記したように完全な平均値
検波による露光制御が行われる。なお、この時のVrの
値を本実施例ではVr1 とする。また、P0 をそのまま
露光制御信号VdとしてD/A変換器111より出力
し、白一色被写体撮像時の出力信号を100%になるよ
う基準電圧源10の基準電圧Vrを設定すれば、完全最
大値(ピ−ク値)検波による露光制御が行われる。ここ
で、実際には前述したように、両者の中間の露光制御特
性が得られる方が、様々な被写体に対し自然な露光制御
が得られることが多いため、本実施例でも、完全平均値
検波をもとに、最大値検波による補正を加えるような構
成としており、そのための処理に第1の比較回路11
4、ピーク基準値設定回路115、補正量計算回路(K
倍回路)116、加算回路117を用いる。
Such a coefficient assignment is shown in FIG.
As shown in (b) and (c), a main subject (a person in the figure) is often arranged at the center of the screen, so that exposure control is performed largely depending on luminance information of the main subject. . Here, for example, Av 0 is directly output as the exposure control signal Vd from the D / A converter 111, and further, an image of a single-color subject is taken, and an output signal of 50% with respect to 100% of saturation is output from the imaging device output terminal 7. Is set so as to obtain, exposure control by complete average detection is performed as described in the related art. The value of Vr at this time is set to Vr 1 in this embodiment. In addition, if the reference voltage Vr of the reference voltage source 10 is set so that P 0 is output as it is as the exposure control signal Vd from the D / A converter 111 and the output signal at the time of imaging a single-color subject becomes 100%, the maximum value is obtained. Exposure control based on value (peak value) detection is performed. Here, as described above, it is often the case that an exposure control characteristic intermediate between the two can provide natural exposure control for various subjects in many cases. , The correction by the maximum value detection is performed based on the first comparison circuit 11.
4. Peak reference value setting circuit 115, correction amount calculation circuit (K
(Multiplication circuit) 116 and an addition circuit 117 are used.

【0013】ピーク基準値設定回路(メモリ)115に
は、撮像装置出力端7においてほぼ100%の振幅を与
える輝度量に相当するデ−タPrが書き換え可能に格納
されている。このピーク基準値設定回路115のデータ
Prと、前記した第2の係数回路113の出力P0
は、第1の比較回路114によって比較され、この比較
結果Pdが補正量計算回路(K倍回路)116によって
K倍されて、補正信号K・Pdが生成される。そして、
この補正信号K・Pdと、前記第1の係数回路112の
出力Av0 が加算され、D/A変換器111から図7の
式に示した露光制御信号電圧Vdが出力される。な
お、このとき基準電圧源10の基準電圧Vrは前記した
Vr1 に設定される。
The peak reference value setting circuit (memory) 115 rewritably stores data Pr corresponding to an amount of luminance that gives an almost 100% amplitude at the output terminal 7 of the imaging device. The data Pr of the peak reference value setting circuit 115 and the output P 0 of the second coefficient circuit 113 are compared by a first comparison circuit 114, and the comparison result Pd is used as a correction amount calculation circuit (K-times circuit). ) 116 to generate a correction signal K · Pd. And
The correction signal K · Pd and the output Av 0 of the first coefficient circuit 112 are added, and the D / A converter 111 outputs the exposure control signal voltage Vd shown in the equation of FIG. The reference voltage Vr of the reference voltage source 10 at this time is set to Vr 1 described above.

【0014】このような構成において白一色を撮像した
場合、突出したピ−ク信号がないので、P0 は、ほぼ飽
和量に対し50%程度の値となり、この結果K・Pdは
正の値となり、絞りは完全平均値検波での安定点である
輝度信号振幅50%が得られる位置よりも開き、Kの値
によっては輝度信号振幅70%ないし80%の適正な値
が得られる。逆に、白一色の被写体の中の一箇所ないし
数箇所に突出した、撮像装置を飽和させるような大振幅
の信号があった場合には、K・Pdは負の値となり、絞
りはやや閉じて、突出部以外の信号振幅は30〜40%
となる。
In the case of picking up a white color image in such a configuration, since there is no prominent peak signal, P 0 is a value of about 50% of the saturation amount, and as a result, K · Pd is a positive value. The aperture is wider than the position where a luminance signal amplitude of 50%, which is a stable point in the complete average detection, is obtained. Depending on the value of K, an appropriate value of the luminance signal amplitude of 70% to 80% is obtained. Conversely, if there is a large-amplitude signal that saturates the imaging device and protrudes at one or several places in the white-white subject, K · Pd becomes a negative value, and the aperture is slightly closed. The signal amplitude other than the protrusion is 30 to 40%
Becomes

【0015】ところで以上の構成のみでは、極端な撮影
状況で必ずしも良好な再生画が得られない場合がある。
それらの場合を改善するために本実施例では、第2の比
較回路118、第3の比較回路119により、Av1
Av2 及びP1 ,P2 を比較し、輝度分布判定回路12
0でこれらの結果より輝度分布を判定し、この結果に応
じてKないしPrを変化させて最大値(ピ−ク値)によ
る補正量を変化させる。その具体的な一例を図3を用い
て説明する。図3の(a)では、人物の顔に対し背景が
非常に暗い過順光の場合を示し、図3の(c)では、人
物の顔に対し、背景が非常に明るい逆光の場合を示し、
図3の(b)では、顔と背景とのコントラストの少ない
通常の場合をそれぞれ示している。図3の(a)におい
て最も避けなければならないのは、顔が飽和して白飛び
してしまうことである。そこで、このような画面中央部
が明るく、それに対し周辺部が非常に暗い輝度分布が得
られた場合は、前記最大値Pに重点を置いた露光制御を
行う。例えば、輝度分布判定回路120からの信号で補
正量計算回路116のKを大きくして最大値(ピ−ク
値)による補正量を大きくする。こうすれば、人物の顔
が白飛びすることを防止することができる。また、図3
の(c)の逆光時においては、逆に最大値に重点を置い
た露光制御により背景を飽和させないところまで絞り込
んでしまうと、人物の顔が必要以上に暗くなってしまう
のでKを小さくして補正量を小さくし、前記平均値Av
に重点を置いた露光制御を行い、このような弊害を防止
する。
[0015] With the above configuration alone, there is a case where a satisfactory reproduced image cannot always be obtained in an extreme photographing situation.
In order to improve those cases, in the present embodiment, Av 1 , Av 1 ,
Av 2 and P 1 , P 2 are compared, and the luminance distribution determination circuit 12
At 0, the luminance distribution is determined from these results, and K or Pr is changed according to the results to change the correction amount by the maximum value (peak value). A specific example will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a case where the background is very dark with respect to the person's face, and FIG. 3C shows a case where the background is very bright with respect to the person's face. ,
FIG. 3B shows a normal case where the contrast between the face and the background is small. The most important thing to avoid in FIG. 3A is that the face is saturated and overexposed. Therefore, when such a luminance distribution is obtained in which the central portion of the screen is bright and the peripheral portion is very dark, exposure control is performed with emphasis on the maximum value P. For example, K of the correction amount calculation circuit 116 is increased by the signal from the luminance distribution determination circuit 120 to increase the correction amount by the maximum value (peak value). In this way, it is possible to prevent the face of the person from overexposing. FIG.
In the case of the backlight of (c), if the background is not narrowed down by the exposure control with emphasis on the maximum value, the face of the person becomes darker than necessary. The correction amount is reduced, and the average value Av is reduced.
Exposure control with an emphasis on is performed to prevent such adverse effects.

【0016】斯様な手法をとる本実施例によれば、どの
ような輝度分布においても目標被写体に対して適正な露
出が得られる撮像装置を提供することができる。
According to the present embodiment employing such a method, it is possible to provide an image pickup apparatus capable of obtaining an appropriate exposure for a target object in any luminance distribution.

【0017】次に、本発明の第2実施例を図4を用いて
説明する。前記第1実施例では露光制御における最大値
検波と平均値検波の重み付けを変化させるのに撮像画面
を複数の領域に分割して輝度分布を判定する手法を用い
たが、本実施例では画面内の輪郭情報を得て、これによ
り主要被写体部分と背景部分を判別し各々の部分の輝度
信号量の差分、ないし比率から露光制御における最大値
検波と平均値検波の重み付けを変化させるようにしてい
る。輪郭情報を得て主要被写体を抽出する方法について
は、例えば、R.Neuatia著 MACHINE-PERCEPTION (画像
認識と画像理解,南敏訳;啓学出版1986)などにお
いて論じられている。図4の本実施例の撮像装置の構成
は基本的には図1と同じものであるが、信号処理回路5
において、輪郭検出回路53により輪郭検出を行い、領
域分割回路54で主要被写体部と背景部の領域分割を行
い、各々の領域での輝度平均値Av及び輝度最大値Pを
平均値算出回路51並びに最大値算出回路52でそれぞ
れ算出し、これらをマイコン11に出力する。マイコン
11内での処理は前記実施例における処理と同様であ
り、主要被写体に対して背景が暗い場合には、最大値P
に重点をおいて露光制御信号を生成し、逆に主要被写体
に対して背景が明るい場合には、平均値Avに重点をお
いて露光制御信号を生成するようにしている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the method of dividing the imaging screen into a plurality of regions and determining the luminance distribution is used to change the weighting of the maximum value detection and the average value detection in the exposure control. , The main subject portion and the background portion are discriminated, and the weighting of the maximum value detection and the average value detection in the exposure control is changed from the difference or the ratio of the luminance signal amount of each portion. . The method of extracting the main subject by obtaining the contour information is discussed in, for example, MACHINE-PERCEPTION by R. Neuatia (Image recognition and image understanding, Minami Toshi Translate; Keigaku Shuppan 1986). The configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 4 is basically the same as that shown in FIG.
, An outline is detected by an outline detection circuit 53, an area is divided into a main subject part and a background part by an area division circuit 54, and the average luminance value Av and the maximum luminance value P in each area are calculated by the average value calculation circuit 51 and The maximum value calculation circuit 52 calculates each of them and outputs them to the microcomputer 11. The processing in the microcomputer 11 is the same as the processing in the above embodiment, and when the background is dark relative to the main subject, the maximum value P
, And the exposure control signal is generated with an emphasis on the average value Av when the background is brighter than the main subject.

【0018】斯様な手法をとる本実施例によっても、ど
のような輝度分布においても目標被写体に対して適正な
露出が得られる撮像装置を提供することができる。
According to the present embodiment employing such a method, it is possible to provide an imaging apparatus capable of obtaining an appropriate exposure for a target object in any luminance distribution.

【0019】次に本発明の第3実施例を図5を用いて説
明する。図5は本実施例による撮像装置の構成図であ
り、前記第1実施例と均等なものには同一符号を付して
ある。本実施例は特に動画撮像時に有効な手法に関する
ものである。撮像装置の構成は前記2つの実施例での構
成とほぼ同じであるが、本実施例では、同期回路12か
ら同期パルスFVをマイコン11に入力する。前記第
2,第3の比較回路118,119により判定された中
心領域ないし中心被写体領域と、周辺領域ないし、背景
領域との輝度信号量の差分、ないし比率に応じて補正量
を決定し、前記Kの値を定める。いま、Kの値がK1と
設定された状態で画面の一部の光量が急激に変化し、そ
れに応じて補正量を決定するKの値をK2まで遷移させ
る必要が生じた場合、本実施例では、実際のKの値を図
6に示すように連続的に遷移させるように遷移速度制御
手段121が付加されている。この遷移速度制御手段1
21によって例えばマイコン11に入力された同期信号
FVを用いて、1垂直帰線期間ごとに1ビットづつデ−
タをインクリメントないしディクリメントすればよい。
このようにすれば最大値検波による露光補正量が急変す
ることにより、絞り動作が一時的に不安定になることを
防止して、安定な再生画を得ることができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of an image pickup apparatus according to the present embodiment, in which components equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. This embodiment relates to a technique that is particularly effective when capturing a moving image. The configuration of the image pickup apparatus is almost the same as the configuration in the above two embodiments, but in this embodiment, a synchronization pulse FV is input from the synchronization circuit 12 to the microcomputer 11. A correction amount is determined according to a difference or a ratio of a luminance signal amount between the central region or the central subject region and the peripheral region or the background region determined by the second and third comparison circuits 118 and 119, and Determine the value of K. In the case where the light amount of a part of the screen suddenly changes in a state where the value of K is set to K1 and it becomes necessary to change the value of K for determining the correction amount to K2 accordingly, the present embodiment In FIG. 6, a transition speed control means 121 is added so that the actual value of K continuously changes as shown in FIG. This transition speed control means 1
For example, using the synchronizing signal FV input to the microcomputer 11 by the microcomputer 21, the data is output one bit at a time every one vertical blanking period.
The data may be incremented or decremented.
In this way, it is possible to prevent the aperture operation from being temporarily unstable due to a sudden change in the exposure correction amount due to the maximum value detection, and to obtain a stable reproduced image.

【0020】なお、上述した各実施例では露光制御手段
として絞りを用いているが、これが電子シャッタに代替
可能であることは当業者には自明である。
In each of the embodiments described above, the aperture is used as the exposure control means, but it is obvious to those skilled in the art that this can be replaced with an electronic shutter.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出され
た画面の輝度分布に応じて露光制御信号生成時における
輝度信号の平均値の重み付けと最大値の重み付けとを連
続的に変化させるので、常に目標被写体に対して適正な
露出が得られる撮像装置を提供することができ、該種撮
像装置にあってその価値は多大である。
As described above, according to the present invention, the weighting of the average value and the weighting of the maximum value of the luminance signal when the exposure control signal is generated are continuously changed according to the detected luminance distribution of the screen. Therefore, it is possible to provide an imaging apparatus that can always obtain an appropriate exposure for a target subject, and the value of the imaging apparatus is enormous.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例による撮像画面の分割例を
示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of dividing an imaging screen according to the first embodiment of the present invention.

【図3】過順光時、通常時、逆光時の撮像例を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of imaging at the time of excessive forward light, at the time of normal light, and at the time of backlight.

【図4】本発明の第2実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an imaging device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施例による補正係数Kの遷移の
様子を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of transition of a correction coefficient K according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例で用いられる数式を示す説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing mathematical expressions used in the embodiment of the present invention.

【図8】従来の撮像装置を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional imaging device.

【図9】従来の撮像装置の検波回路を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a detection circuit of a conventional imaging device.

【図10】過順光時、逆光時の撮像例を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of imaging at the time of overdirect light and at the time of backlight.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズ 2 絞り 3 撮像素子 4 A/D変換機 5 信号処理回路 6 D/A変換機 7 出力端 8 比較器 9 絞りモ−タ 10 基準電圧源 11 マイコン 12 同期回路 51 平均値算出回路 52 最大値算出回路 53 輪郭検出回路 54 領域分割回路 111 D/A変換器 112 第1の係数回路 113 第2の係数回路 114 第1の比較回路 115 ピーク基準値設定回路 116 補正量計算回路 117 加算回路 118 第2の比較回路 119 第3の比較回路 120 輝度分布判定回路 121 遷移速度制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens 2 Aperture 3 Image sensor 4 A / D converter 5 Signal processing circuit 6 D / A converter 7 Output terminal 8 Comparator 9 Aperture motor 10 Reference voltage source 11 Microcomputer 12 Synchronization circuit 51 Average value calculation circuit 52 Maximum Value calculation circuit 53 Outline detection circuit 54 Area division circuit 111 D / A converter 112 First coefficient circuit 113 Second coefficient circuit 114 First comparison circuit 115 Peak reference value setting circuit 116 Correction amount calculation circuit 117 Addition circuit 118 Second comparison circuit 119 Third comparison circuit 120 Luminance distribution determination circuit 121 Transition speed control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉重 知行 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 今出 宅哉 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (56)参考文献 特開 平4−222178(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/235 - 5/243 G03B 7/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tomoyuki Kurashige 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi Image Information Systems Co., Ltd. (56) References JP-A-4-222178 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 5/235-5/243 G03B 7 / 28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 輝度信号の平均値Avと最大値Pを検出
する第1の検出手段を具備し、この第1の検出手段の検
出結果に応じた露光制御信号を生成し、該露光制御信号
により、絞りや電子シャッタ等の露光制御手段を駆動
し、撮像装置の出力信号振幅を適切な値とする自動露光
制御機能を有する撮像装置において、 画面内の輝度分布を検出する第2の検出手段を設け、こ
の第2の検出手段の検出結果に応じて前記露光制御信号
の生成における前記輝度信号の平均値Avの重み付けと
最大値Pの重み付けとを変化させ 前記平均値Avの重み付けをX1からX2へ、前記最大
値Pの重み付けをY1からY2へ遷移させる際には、X
1<X3<X2,Y1<Y3<Y2なる値X3,Y3を
経由して連続的に遷移させる ことを特徴とする撮像装置
の露光制御方法。
A first detection means for detecting an average value Av and a maximum value P of a luminance signal; generating an exposure control signal in accordance with a detection result of the first detection means; In the imaging apparatus having an automatic exposure control function for driving an exposure control means such as an aperture and an electronic shutter to set an output signal amplitude of the imaging apparatus to an appropriate value, a second detection means for detecting a luminance distribution in a screen the provided, this in accordance with the detection result by changing the weighting of the mean value weighted and maximum value P of Av of the luminance signal in the generation of the exposure control signal of the second detecting means, weighting of the mean value Av X1 From X2 to the maximum
When shifting the weight of the value P from Y1 to Y2, X
1 <X3 <X2, Y1 <Y3 <Y2
An exposure control method for an image pickup apparatus , wherein the transition is performed continuously through the control unit.
【請求項2】 輝度信号の平均値Avと最大値Pを検出
する第1の検出手段を具備し、この第1の検出手段の検
出結果に応じた露光制御信号を生成し、該露光制御信号
により、絞りや電子シャッタ等の露光制御手段を駆動
し、撮像装置の出力信号振幅を適切な値とする自動露光
制御機能を有する撮像装置において、 撮像画面を複数の領域に分割するか、あるいは画面内の
異なる位置に複数個の領域を設定する手段と、各々の領
域での輝度信号の平均値Avと輝度信号の最大値Pを検
出する第2の検出手段と、前記平均値Avと前記最大値
Pの検出結果に応じて前記露光制御信号を生成する手段
とを設け、各領域における前記検出値Av、あるいはP
の領域ごとの差分、ないし比率から、撮像画面中の目標
被写体部分と背景部分のコントラストを判定し、目標被
写体部分が背景部分に比べて明るいときは前記最大値P
の重み付けを大きくし、目標被写体部分が背景部分に比
べて暗い時は前記平均値Avの重み付けを大きくするこ
とを特徴とする撮像装置の露光制御方法。
A first detecting means for detecting an average value Av and a maximum value P of the luminance signal; generating an exposure control signal according to a detection result of the first detecting means; In an imaging apparatus having an automatic exposure control function for driving exposure control means such as an aperture and an electronic shutter to set an output signal amplitude of the imaging apparatus to an appropriate value, the imaging screen is divided into a plurality of areas, means for setting a plurality of regions at different positions in the inner, second detecting means for detecting a maximum value P of the average value Av and luminance signal of the luminance signal in each region, and the average value Av said Means for generating the exposure control signal in accordance with the detection result of the maximum value P, wherein the detection value Av or P
The contrast between the target subject portion and the background portion in the imaged screen is determined from the difference or ratio of each region of the region, and when the target subject portion is brighter than the background portion, the maximum value P
Increasing the weighting, the exposure control method of the image pickup apparatus when the goal object portion is dark compared to the background portion, characterized in that to increase the weighting of the average value Av.
【請求項3】 請求項2記載において、前記平均値Av
の重み付けをX1からX2へ、前記最大値Pの重み付け
をY1からY2へ遷移させる際には、X1<X3<X
2,Y1<Y3<Y2なる値X3,Y3を経由して連続
的に遷移させることを特徴とする撮像装置の露光制御方
法。
3. The average value Av according to claim 2 , wherein
Is changed from X1 to X2 and the weight of the maximum value P is changed from Y1 to Y2, X1 <X3 <X
2. An exposure control method for an image pickup apparatus, wherein the transition is made continuously via values X3 and Y3 satisfying Y1 <Y3 <Y2.
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