JPH02268080A

JPH02268080A - 露出制御装置

Info

Publication number: JPH02268080A
Application number: JP1089923A
Authority: JP
Inventors: Fumito Arai; 史人新井
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1990-11-01
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JP2506184B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は露出制御装置に関し、詳しくは固体撮像デバイ
スを被写体輝度の測光用に兼用したビデオカメラの露出
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ビデオカメラに搭載された露出制御装置としては、例え
ば特開昭６２−２０３１４１号公報記載のものが知られ
ている。これは、人物等の主要被写体までの距離と撮影
レンズの焦点距離情報から主要被写体の大きさが中心測
光領域に対応すると判断した場合には、中心測光領域と
隣接測光領域からの各出力によって得られる主要被写体
と背景の明るさの関係より露出補正量を求め、測光手段
の全測光領域からの各出力によって求められる中央重点
平均測光値に前記露出補正量を加えたものを露出値とし
、逆光シーン等においても適正露出が得られるように工
夫したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような露出制御装置では、主要被
写体が画面中央部にない場合や、順光シーンでも主要被
写体が顔に対して極めて反射率の高い（例えば白色）も
しくは低い（例えば黒色）服を着ている場合には、適正
露出が得られないという欠点がある。

（発明の目的〕本発明は上述のような課題を解決するためになされたも
ので、主要被写体（例えば人物）が身に着けている服の
反射率の高低に関わらず、また、被写体の位置が画面中
央部から多少外れていても顔の輝度を適正なレベルで再
現することができる露出制御装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の露出制御装置は、
固体撮像デバイスの測光領域を複数に分割し、各領域か
ら出力される輝度データを比較することによって被写体
輝度分布を検出してシーン判別を行い、それぞれのシー
ンに応じて、輝度データの所定レベル以上を同一輝度と
するクリップレベルを変更して各シーンに最適な測光値
を算出し、この測光値に基づいて露出制御を行うように
したものである。

〔作用〕

上記の手段によれば、まず固体撮像デバイスの各測光領
域から輝度データが読み出され、比較される。これによ
って、被写体の輝度分布が検出され、シーン判別が行わ
れる。それぞれのシーンに応じて、クリップレベルが変
更され、クリップされた輝度データに基づいて各シーン
に対応した適正測光値が算出される。この適正測光値に
基づいて露出制御が行われる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

〔実施例〕

本発明の実施例の露出制御装置１を搭載したビデオムー
ビーカメラ２の光学系及び回路ブロックを示す第１図に
おいて、撮影レンズ３の背後には絞り５が配置され、さ
らに絞り５の背後には、固体描像デバイスのＣＣＤ６が
配置されている。このＣＣＤ６には、クロックパルスを
発生するタイミングジェネレータ７が接続されており、
全体の制御を行うｃｐｕｓとの同期がとられている。ま
た、ＣＣＤ６には、読み出した画像信号を所定のサンプ
リング周波数（例えば３．５８ＭＨｚ）でサンプルホー
ルドして増幅するアンプ１０が接続されている。

このアンプ１０には、ＣＣＤ６から読み出された映像信
号をＮＴＳＣ信号に変換する映像信号処理部１２．ＮＴ
ＳＣ信号をビデオテープに書き込む記録部１３が順番に
接続されている。また、アンプ１０にはＡ／Ｄ変換回路
１５を介してクリップ回路１６が接続されている。この
クリップ回路１６は、第２図に示すように、アンプ１０
からの出力信号の高輝度信号、低輝度信号をクリップし
、画像信号に悪影響を及ぼす高輝度信号、低輝度信号を
制限する。

前記ＣＰＵ８には、画面分割回路１７．フレームメモリ
１Ｂ、２１．加算器１９．測光値演算回路２０が設けら
れている。前記画面分割回路１７は、フレームメモリ１
８に１画面分の画像信号を読み込み、第３図に示すよう
に、撮像画面２７を領域１〜５に５分割して加算器１９
に送出する。

ただし、領域５は、主要被写体の位置する場合が極めて
少ない領域であるから、これを除く。前記加算器１９は
、各領域１〜４の画像信号を加算平均して平均輝度値８
１〜Ｓ４を算出するとともに、各領域を複数個組み合わ
せた領域の平均輝度値Ｓ＝ｊｍ　（ｔ＋ｊ、に＝１〜４
）を算出する。

前記測光値演算回路２０は、前記平均輝度値Ｓ、〜Ｓ４
　＋　　５ｉｊｋを一旦フレームメモリ２１に書き込む
とともに、必要に応じて読み出し、これらを比較してシ
ーン判別を行い、各シーンに対応した演算式＃０〜６を
選択し、適正測光値を算出する。この演算式＃０〜６を
以下に示す。

＃０　：　Ｃ，＝３．□３ＷｚＩ十Ｚ＃　６　　：　Ｃ＝　　＝Ｓ　ｒｔｓａなお、重みｗ、
、、ｗ、！、Ｗ！、、ｗ、、、ｗ、□、Ｗ４１１　ｗｓ
＋の値は、各々例えばＷ＋＋−１０、Ｗ＋□＝Ｌ　、Ｗ
２＋−１０、Ｗ３□＝　１０．Ｗ３ｚ＝　１．ｗ、、＝
１０、　ＷＳ、＝　１０とする。

前記測光値演算回路２０には、算出された測光値に基づ
き、Ｄ／Ａ変換回路２２を介して絞り５を駆動するため
の絞りドライバ２３が接続されており、また、Ａ／Ｄ変
換回路２４を介して絞り５の絞り口径を測定するホール
素子２５が接続されている。

なお、第３図に示すように、前記領域１〜４の大きさを
示すｌ、＋、Ｌｘ　、Ｈｌ、Ｈｌを例えば以下のように
設定する。

０．０７６≦Ｌ＋／Ｌ≦０．３０５．　０．３０５≦Ｌ
、／Ｌ≦０．４３７０．１１０≦Ｈ１／Ｌ≦０．３６８
．　０．５２２≦Ｈ，／Ｌ≦０．７７２つぎに、以上の
ように構成された本発明の露出制御装置ｌの作用を説明
する。先ず、ビデオムービーカメラ２にビデオテープカ
セットを装填して電源を投入し、撮影レンズ３を被写体
に向ける。

撮影レンズ３を通過した被写体光は絞り５を介してＣＣ
Ｄ６に入射される。ＣＣＤ６はタイミングジェネレータ
７から発生されたクロックパルスに従って被写体光を画
像信号に変換し、アンプ１０へ送出する。アンプＩＯに
入力された画像信号は、所定のサンプリング周波数でサ
ンプルホールドされ、Ａ／Ｄ変換回路１５を介してクリ
ップ回路１６に送出される。

クリップ回路１６は、入力された画像信号をγ（例えば
ｒ＝ｌ　　Ｏ）変換し、信号の高輝度側は、第２図の実
線ａで示すように、例えば１００ＩＲＥ以上の信号は全
て１００ＩＲＥとする（レベルｌ）クリップを行うとと
もに、第２図の１点鎖線すで示すように、例えば１２０
ＩＲＥ以上の信号は全て１２０１ＲＥとする（レベル２
）クリップを各々行う。また、前記レベル１．２それぞ
れにおいて、低輝度側は例えば３１ＲＥ以下の信号は全
て３１ＲＥとする低輝度クリップを行う。

クリップ回路１６でクリップ処理された画像信号はＣＰ
Ｕ８に送出される。ＣＰＵ８は第４図のフローチャート
に示すように、内蔵されたプログラムシーケンスに従い
、まず、画面分割回路１７によってフレームメモリ１日
に読み込まれ、５つの領域に分割される（第３図参照）
。それぞれの領域の画像信号は加算器１９によって加算
され、平均輝度値Ｓ１〜Ｓ４及び５ｉｊｋ　（１＋ＪＪ
＝１〜４）が算出される。

例えば、前記レベル１でクリップ処理された画像信号に
基づいてＳ、−Ｓ、を算出すると、５１＝ＳＬ１，５２
＝ＳＬ２．Ｓ、＝ＳＬ３．Ｓ、＝ＳＬ４となる。前記レ
ベル２でクリップ処理された画像信号に基づいてＳ１〜
Ｓ４を算出すると、Ｓ　直　　＝ＳＨ１，Ｓｔ　　＝Ｓ
Ｈ２，Ｓ３　　＝ＳＨ３，Ｓ、＝ＳＨ４となる。これら
の平均輝度値は、前記フレームメモリ２１に書き込まれ
、必要に応じて測光値演算回路２０によって読み出され
る。

測光値演算回路２０は、まず、レベルｌにおける各領域
間の輝度差を算出する。画面の輝度レベルの目標値を、
ビデオ出力が例えば６０１ＲＥ（Ｔ＝４．５系）となる
ように設定し、これをＲＥＦとすると、この目標値ＲＥ
Ｆと領域ｌ、２゜３の平均輝度値Ｓ＋ＺＳとの輝度差Ｄ
０は、Ｄｏ　＝　ｌｏｇ　（Ｓ＋ｚａ　／　ＲＥ　Ｆ　
）　／　ｆｆｏｇ２となる。また、領域１と領域３との
輝度差り、は、Ｄｒ　＝ｌｏｇ　（３１／Ｓ３　）　／
ｌｏｇ２同様に、領域１と領域２との輝度差Ｄ！は、Ｄ
ｚ　＝ｌ−ｏｇ　（Ｓ＋　／Ｓｔ　）　／ｊ！ｏｇ２ま
た、領域１，３の平均輝度値ＳＩ３と領域４との輝度差
り、は、Ｄ：ｌ　＝ｌｏｇ　（Ｓ１３／Ｓ４　）　／ｌｏｇ２と
なる。

つぎに、ＩＤ０１を閾値ＴｈＯ（例えば２ＥＶ）と比較
する。ＩＤ０１≧Ｔｈ、である場合には、中央部（領域
１＋領域２＋領域３）の輝度と画面の目標輝度レベルと
の差がＴｈ６以上に大きいから、現在の画面の明るさと
、画面明るさの目標値がかけはなれている場合であると
判断し、制御に要する時間の短縮化をはかるために、測
光値の算出式として＃０を選択し、測光値Ｃ０を算出す
る。

Ｄ、ｌ≧Ｔｈ、でない場合には、ＩＤ、１と閾値Ｔｈｌ
　（例えば０．９ＥＶ）とを比較する。ＩＤ≧Ｔｈ、で
ある場合には、逆光時もしくはスポット光が被写体に当
たっているような状態の時である。ＩＤ、１≧Ｔｈｌか
つＤ＋＞Ｏ，即ち領域１の平均輝度値が領域３の平均輝
度値より高い場合には、スポット光シーンであるから、
クリップレベルとしてレベル２を選択し、フレームメモ
リ２ＩからＳ、　　＝ＳＨＩ、ｓｚ　＝ＳＨ２，Ｓ３　
＝ＳＨ３、Ｓ、＝ＳＨ４を読み出す、１ＤＩｌ≧Ｔｈ、
であるが、Ｄ、〉０でない場合には、領域３の平均輝度
値が領域１の平均輝度値より高いから、フレームメモリ
２１からＳ　＋　　−Ｓ　Ｌ　１　、　　Ｓ　ｔ　＝　
Ｓ　Ｌ　２Ｓｆｆ　＝ＳＬ３．　　＄４　＝ＳＬ４を読
み出す。

さらに、ＩＤ２１と閾値Ｔｈｚ　（例えば０．９Ｅ■）
とを比較する。ＩＤ２１≧Ｔｈ、の時は、被写体（例え
ば人物）の顔の輝度と服の輝度との間に差がある場合で
あるから、第５図（Ｂ）に示すように、顔が位置してい
るであろう領域１に重点を置いて測光値を算出する式＃
１を選択し、測光値Ｃ１を算出する。また、１Ｄｚｌ≧
Ｔｈ２でない場合には、被写体の顔と服に輝度差がほと
んど認められない状態であるから、第５図（Ｃ）に示す
ように、領域１と領域２との平均輝度値に重点を置いて
測光値を算出する式＃２を選択し、測光値Ｃ８を算出す
る。

ＤＩｌ≧Ｔｈ、でない場合には、領域１と領域３との輝
度差がない状態である。この時には、Ｄｆｆｉ　　Ｉと
闇値’ｒｈｚとを比較する。ＩＤ２１≧Ｔｈｚである場
合には、領域ｌと領域３との輝度差がなく、かつ領域１
と領域２との輝度差がある状態であるから、さらにＩＤ
、１≧’ｒｈ３（例えば０．　５ＥＶ）であるか否かを
判別する。ｌＤ：ｌｌ≧Ｔｈ。

である場合には、領域１，３の平均輝度値と領域４の平
均輝度値とに差があるから、第５図（Ｄ）に示すように
、領域１．３の平均輝度値Ｓ１３に重点を置いた式＃３
を選択し、測光値Ｃ３を算出する。

Ｄ、１≧Ｔｈ３でない場合には、第５図（Ｅ）に示すよ
うに、領域１，３の平均輝度値と領域４の平均輝度値と
に差がない状態であるから、領域１．３．４の平均輝度
値に重点を置いた式＃４を選択し、測光値Ｃ４を算出す
る。

Ｄ、ｌ≧Ｔｈ、でなく、かつ１０．　　≧Ｔｈ、でな−
く、かつＩＤ２１≧Ｔｈ、でない場合には、領域１．２
．３に輝度差がなく、かつ領域１，２．３の平均輝度値
Ｓｌ！３が前記目標値ｒｅｆに近い値であるから、ＩＤ
ｉ≧Ｔｈ、であるか否かの判別を行う、ＩＤ、ｌ≧Ｔｈ
、である場合には、第５図（Ｆ）に示すように、Ｓ、２
３に重点を置いた式＃５を選択し、測光値Ｃ２を算出す
る。また、ＩＤ３１≧Ｔｈ！でない場合には、第５図（
Ｇ）に示すように、領域１，２，３．４に輝度差がない
状態であるから式＃６を選択し、測光値Ｃｈを算出する
。

なお、上記闇値Ｔｈ、〜Ｔｈ□の値は、表１に示すよう
に、１回前に選択された測光値の算出式０１〜Ｃｈによ
って選択される。これにより、Ｄ、〜Ｄ：Ｉの値が微小
変動しても、算出式ＣＩ””’　Ｃｂの選択に迷いが生
じない。

なお、例えばｄＴｈｏ＝０．　　Ｉ　ＥＶ、　　ｄＴｈ
＋＝ｏ。

ＩＥＶ、　　ｄＴｈｚ＝ｏ、　　ＩＥＶ、　　ｄＴｈ２
＝ｏ、０５ＥＶである。

このように算出式が選択され、測光値が算出されると、
この測光値に基づき、ＣＰＵ８はＤ／Ａ変換回路２２を
介して絞りドライバ２３を駆動し絞り５を適正絞り値に
セットする。絞り５の絞り口径がホール素子２５によっ
て計測され、Ａ／Ｄ変換回路２４を介してＣＰＵ８に送
出される。ＣＰＵ８は、これによって絞り５の絞り口径
が測光値に基づいた口径になっているか否かを検出する
。

このように、算出された測光値に基づいて正確に絞り５
が制御されて露出が行われる。映像信号処理部１２で前
述のように処理された映像信号は記録部１３に送出され
、この記録部１３でＣＣＤ６から読み出された映像信号
がビデオテープに記録される。

なお、本発明の露出制御装置は、ビデオムービーカメラ
だけではなく、電子スチルビデオカメラの連写モードに
も有効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の露出制御装置によれば、
固体撮像デバイスの測光領域を複数に分割し、各領域か
ら出力される輝度データを比較することによって被写体
輝度分布を検出してシーン判別を行い、それぞれのシー
ンに応じて、輝度データの所定レベル以上を同一輝度と
するクリップレベルを変更して各シーンに最適な測光値
を算出し、この測光値に基づいて露出制御を行うように
したので、主要被写体の服の輝度レベルに影響されず、
また、被写体の位置が画面中央部から多少外れていても
頭の輝度を適正なレベルで再現することができる露出制
御装置を提供することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の概略を示すブロック図であ
る。第２図は、画像信号を低輝度側及び高輝度側でクリップ
した例を示すグラフである。第３図は、撮像画面を分割した状態を示す概略図である
。第４図は、本実施例のシーケンスプログラムの要部を示
したフローチャートである。第５図（Ａ）〜（Ｇ）は、シーン判別によって選択され
たシーンのパターンを示す概略図である。１　・　・　・２　・　・　・５　・　・　・６　・　・　・８　・　・　・１６　・　・１７　・　・１８、２１９　・　・２０　・　・露出制御装置ビデオムービーカメラ絞りＣＤＣＰＵクリップ回路画面分割回路・・フレームメモリ加算器測光値演算回路。（Ａ）（Ｄ）（Ｇ）第図（Ｂ）（Ｅ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結像面に配置され、光学画像を電気信号に変換し
て出力する固体撮像デバイスを被写体輝度の測光に兼用
するビデオカメラの露出制御装置において、前記固体撮像デバイスの測光領域を複数に分割し、各領
域から出力される輝度データを比較することによって被
写体輝度分布を検出してシーン判別を行うシーン判別手
段と、前記輝度データの所定レベル以上を同一輝度にす
るクリップ部と、このクリップ部のクリップレベルをそ
れぞれのシーンに応じて変更するクリップレベル変更手
段と、前記クリップ部によってクリップ処理の施された
輝度データに基づいて各シーンに最適な測光値を算出す
る演算処理部と、前記測光値に基づいて露出調節を行う
露出調節手段とを備えたことを特徴とする露出制御装置
。