JPH0399584A - 自動露出調整装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられる自動
露出調整装置に関する。

（ロ）従来の技術 ビデオカメラに於て、絞り及びゲイン等による撮像映像
信号の輝度レベルの制御、所謂露出調整は焦点制御と並
んで非常に重要な課題である。

従来、この自動露出調整機構としては、撮像画面の輝度
レベルの平均やピーク値等のレベルを検出し、これらを
基に絞り及び撮像映像信号に対するゲインを制御する方
法が賞用されている。

この方法では、画面内に光源等の高輝度部が存在したり
、逆に背景が暗い等の場合には、周囲の影響で主要被写
体に適切な露出を得られないことがある。

そこで、本出願人は先に特願昭６３−４３４４号にて、
これらの問題点に対する対策を提案している。

この対策では、撮像画面を複数の領域に分割し、これら
の領域の中で主要被写体が存在する確率が極めて高い画
面中央の領域を主要領域とし、通常の撮影状態ではこの
主要領域を他の領域に優先させて、主要領域の輝度レベ
ルが最適レベルとなる様に露出調整を行い、主要領域に
光源等の異常高輝度部あるいは深緑等の異常低輝度部が
入り込んでいる時には、この主要領域を除く他の領域の
平均輝度レベルが最適レベルになる様に露出調整を行っ
ている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 前記先願技術では、通常の撮影に際して主要被写体が存
在する確率の高い領域は画面中央の領域と指定し、他の
領域は一様に主要被写体が存在する確率の低い領域と決
め付けている。ところが、実際の撮影に際して画面中央
以外の領域についても主要被写体の存在する確率には微
妙に差があり、前記先願技術ではこれらの微妙な差に対
応できず、きめ細かな露出調整ができない。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、撮像画面を複数の領域に分割し、少なくとも
、画面の中央に設定された第１領域と、該第１領域を囲
む様に画面の中央に設定された第２領域と、該第２領域
の下側に設定された第３領域の輝度レベルを夫々第１．
第２．第３輝度レベルとして検出する輝度レベル検出手
段と、各領域毎に決定される優先度により各領域の輝度
レベルに重み付けを行う優先処理手段と、該優先処理手
段により重み付けされた各輝度レベルより画面全体の輝
度レベルの代表値を導出する代表値導出手段と、 該代表値に応じて露出調整を行う露出調整手段を備え、 前記第１輝度レベルが異常高レベルあるいは異常低レベ
ルであり、且つ第２及び第３輝度レベルが第１輝度レベ
ルに近くない時には、第２及び第３領域の優先度を大き
くし、第１輝度レベルが異常高レベルあるいは異常低レ
ベルであり、且つ第２及び第３輝度レベルが第１輝度レ
ベルに近くないか否かの判断にファジィ推論を用いるこ
とを特徴とする。

（ホ）作用 本発明は、上述の如く構成したので、画面中央の領域に
異常輝度部が存在する場合には、この領域より外側及び
下側の領域が次に主要被写体が存在する確率の高い領域
であるとして、これらの領域が適正露出状態となる様な
露出調整が為される。

（へ）実施例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説明する。

第１図は本実施例装置の回路ブロック図である。

入射光は、レンズ（１）を通過し、絞り機構（２）で光
量を調節された後、撮像回路（３）で光電変換されて撮
像映像信号として出力される。この撮像映像信号は、利
得可変アンプ（４）にて増幅されてビデオ回路に送られ
、またＬ　Ｐ　Ｆ　（２２）、同期分離回路（２３）、
積分器（８０）に供給される。

Ｌ　Ｐ　Ｆ　（２２）は撮像映像信号中の輝度信号の低
域成分を取り出して、後段の切換回路（２６）に出力す
る。

同期分離回路（２３）は、撮像映像信号より垂直及び水
平同期信号を抜き出し、後段の切換制御回路（２５）で
は、この垂直及び水平同期信号と撮像回路（３）のＣＣ
Ｄの駆動に用いられる固定の発振器出力に基いて、第３
図の６個の領域（Ａ１）乃至（Ａ６）にわたる画面分割
のための切換信号を発する。

切換回路（２６）は、前記切換信号を受けて、各領域（
ＡＩ）乃至（Ａ６）に応じて順次切換わり、Ｌ　Ｐ　Ｆ
　（２２）出力はこの切換回路（２６）により領域毎に
時分割されて、夫々積算回路（３１）乃至（３６）に供
給される。

積算回路（３１）乃至（３６）は、いずれも第４図の如
く切換回路（２６）出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換！
（２ｎと、このＡ／Ｄ切換出力と後段のラッチ回路（２
８）出力を加算する加算器（２９）と、この加算出力を
ラッチするラッチ回路（２８）により構成されるディジ
タル積分器であり、該当する領域内での輝度信号の低域
成分が所定のサンプリング周期にてＡ／Ｄ変換され、１
フイ一ルド期間にわたってこのＡ／Ｄ変換データが積分
されることになる。ここで積算回路（３１）は、領域（
Ａ］）内での輝度信号の低域成分の１フイ一ルド分の積
分値をメモリ（４１）に出力し、以下同様に領域（Ａ２
）（Ａ３）（Ａ４）（Ａ５）（Ａ６）内での輝度信号の
１フイ一ルド分の積分値は、積算回路（３２）（３３）
（３４）（３５）（３６）から夫々メモリ（４２）（４
３）（伺）（４５）（４６）に出力されることになる。

尚、前記ラッチ回路（２８）は１フイールド毎にリセッ
トされ、また各メモリは各ラッチ回路のリセット直前の
データを保持し、１フイールド毎にデータ更新が為され
る。

ところで、領域（Ａ１）乃至（八６）は、その面積が夫
々（Ｓｌ）乃至（Ｓ６）で、領域（Ａ１）は第３図の様
に画面中央に位置し、領域（Ａ２）は領域（Ａ１）の外
周に位置する。更にこの領域（Ａ２）の周囲に領域（Ａ
３）乃至（八６）が配置されている。

１画面分である１フイ一ルド分の積算が完了すると、メ
モリ（４１）乃至（４６）に保持された最新の各領域で
の１フイ一ルド分の積算値は、各領域の輝度評価値（Ｙ
ｌ）乃至（Ｙ６）として後段の単純平均回路（３７）、
各正規化回路及び各重み付は回路に出力される。

正規化回路（５１）乃至（５６）は、各領域での輝度評
価値（Ｙｌ）乃至（Ｙ６）を各面積（Ｓｌ）乃至（Ｓ６
）にて割り算して、各領域の単位面積当りの輝度評価値
を正規化輝度評価値（ｖｌ）乃至（Ｖ６）（但しＶ１＝
Ｙ１／Ｓｌ、Ｖ　２　＝Ｙ　２／Ｓ２、・・・）として
出力する。

優先度決定回路（５７）は、各正規化輝度評価値（Ｖｌ
）乃至（Ｖ６）に基づいて各領域の優先度（重み）を決
定する。この優先度決定回路（５７）での優先度決定処
理は、第２図の如きフローチャートにより実行され、ま
たこの優先度決定処理には、境界のあいまいな情報をあ
いまいなまま扱う所謂ファジィ推論が用いられ、具体的
には以下の６個のルールが使用されている。

［ルール（１）］ ｒｉｆＶｌとＶ２が近いａｎｄＶ　１とＶ３が近くない ｔｈｅｎ領域（Ａｌ）（Ａ２）優先」 ［ルール（２）］ ｒｉｆＶｌとＶ２が近くないａｎｄＶ　１と■３が近い ｔｈｅｎ領域（Ａ１．）、（Ａ３）優先」［ルール（３
）コ ｒｉｆＶｌとＶ２が近いａｎｄＶ　１とＶ３が近いｔｈ
ｅｎ領域（ＡＩ）、（Ａ２）、（Ａ３）優先」 ［ルール（４）］ ｒｉｆＶｌが単純平均値に近いａｎｄＶ　１と■２が近
くないａｎｄＶ　１とＶ３が近くないｔｈｅｎ領域（Ａ
Ｉ）優先」 ［ルール（５）］ ｒｉｆ　　Ｖｌが単純平均値より大きいａｎｄＶ　１と
■２が近くないａｎｄＶ　１とＶ３が近くないｔｈｅｎ
領域（Ａ２）（Ａ３）優先」 ［ルール（６）］ ｒｉｆ　　Ｖｌが単純平均値より小さいａｎｄＶ　１と
ｖ２が近くないａｎｄＶ　１とＶ３が近くないｔｈｅｎ
領域（Ａ２）（Ａ３）優先」 ［ルール（７）］ ｒｉｆ　　ｍａｘ（Ｖｉ）　　（ｉ＝１〜６）が小さい
ｔｈｅｎ全領域同一優先度」 ［ルール（８）］ ｒｉｆ　　ｍａｘ　（Ｖ　ｉ　）が小さくないａｎｄ単
純平均値が小さい ｔｈｅｎ領域（Ａ１）優先」 ［ルール（９）］ ｒｉｆ　　　（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／ 値）が大きい ｔｈｅｎ全領域同一優先度」 （３×単純平均 これらのルールは、第６図乃至第１４図に示す様に、「
近い」　「小さい」といった条件が、「Ｖ２／ＶＩＪ　
　ｒｍａｘ　（Ｖｉ）」といった各入力変数に対するメ
ンバーシップ関数で定義され、結論部として各領域の優
先度（ｗｉｋ）をもっている。尚、推論は通常のｍｉｎ
−ｍａｘ法で行なわれる。

次に各ルールについて詳述する。

［ルール（１）］は第６図（ａ　）（ｂ　）の如きメン
バーシップ関数で定義されている。第６図（ａ）はｒＶ
ｌとＵ２が近い」というルール（１）の条件（１）の成
立度を示す、入力変数（Ｖ　２　／Ｖ　１　）に対する
メンバーシップ関数である。即ち、領域（Ａ１）の正規
化輝度評価値（ｖ　ｉ　）と領域（Ａ２）の正規化輝度
評価値（Ｕ２）がどの程度近いかを示す近さの度合を判
断するために、入力変数をＶ２／Ｖｌとし、Ｖ２／Ｖ１
＝１となる場合に極大値となる山型のメンバーシップ関
数に最新のフィールドでの入力変数（Ｖ　２／Ｖ　１　
）を代入することによりメンバーシップ値（ｕ、、）が
求まる。尚、Ｖ２／Ｖ１＝１の時、メンバーシップ値（
ｕ、、）は最大となる。

第６図（ｂ）はｒＶｌとＵ３が近くない」というルール
（１）の条件（２）の成立度を示す、入力変数（Ｖ３／
Ｖｌ）に対するメンバーシップ関数である。即ち、領域
（ＡＩ）の正規化輝度評価値（Ｖｌ）と領域（Ａ３）の
正規化輝度評価値（Ｕ３）がどの程度近くないかを示す
近くない度合を判断するために、入力変数をＶ３／Ｖｌ
とし、Ｖ３／Ｖ１＝１となる場合に極小値となる谷型の
メンバーシップ関数に最新のフィールドでの入力変数（
Ｖ３／Ｖｌ）を代入することによりメンバーシップ値（
ｕ、、）が求まる。尚、Ｖ３／Ｖ１＝１の時に、メンバ
ーシップ値（ｕ、、）は最小となる。こうして第６図（
ａ）（ｂ）によりルール（１）の条件（１）（２）のメ
ンバーシップ値（ｕ、、）（ｕ。

、）の算出が為されることになる。尚、この算出は第２
図のフローチャートのＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１００）に該
当する。

前記メンバーシップ値（ｕ　、、）　　（ｕ　１−）は
、ＳＴ　Ｅ　Ｐ　（１０１）にて両者の最小値、即ち小
さい方のメンバーシップ値がルール（１）の成立度（Ｕ
ｌ）として選択される。第６図の例ではｕｌ、＜ｕ＋ｔ
となるので、［Ｊ１＝ｕ＋＋に設定される。

上述のＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１００）（１０，１）の動作
は、残りの５つのルールについても実行される。

［ルール（２）］は第７図（ａ　）（ｂ　）の如く谷型
及び山型のメンバーシップ関数で定義され、第６図の場
合と同様に、ｒＶｌとＵ２が近くない」というルール（
２）の条件（１）についてのメンバーシップ値（ｕ、、
）が（ａ）より、またｒＶｌとＵ３が近い」というルー
ル（２）の条件（２）についてのメンバーシップ値（ｕ
ｔｔ）が（ｂ）より求まり、５ＴＥＰ　（１０１）にて
メンバーシップ値（ｕ、、）　　（ｕｔｔ）の小さい方
がルール（２）の成立度（Ｕ２）として選択される。第
７図の例ではｕＨ＞ｕｔｔとなるのでＵ２＝ｕｔ＊に設
定される。

［ルール（３）］は第８８図ａ　）（ｂ　）の如く山型
のメンバーシップ関数で定義され、ｒＶｌとＵ２が近い
」というルール（３）の条件（１）についてのメンバー
シップ値（ｕ、、）が（ａ）より、また「ＶｌとＵ３が
近い」というルール（３）の条件（２）についてのメン
バーシップ値（Ｕ、）が（ｂ）より求まり、Ｓ　Ｔ　Ｅ
　Ｐ　（１０１）にてメンバーシップ値（ｕ、、）（ｕ
、、）の小さい方がルール（３）の成立度（Ｕ３）とし
て選択される。第８図の例では、ｕ　ｓｌ＞　ｕ　ｓｓ
となるのでＵ　３　＝　ｕ　Ｓ　１に設定される。

［ルール（４）］は第９９図ａ）の如く正規化輝度評価
値（Ｖｌ）と単純平均値（Ｚｌ）の比Ｖｌ／２、を入力
変数とし、Ｖｌ／Ｚ、＝１となる場合に極大値となる山
型のメンバーシップ関数と、第９図（ｂ　）（ｃ　）の
如く、Ｖ２／Ｖｌ、Ｖ３／Ｖｌを入力変数とする谷型の
メンバーシップ関数で定義され、ｒＶｌが単純平均値に
近い」というルール（４）の条件（１）についてのメン
バーシップ値（Ｕ、１）が（ａ）より、ｒＶｌとＵ２が
近くない」というルール（４）の条件（２）についての
メンバーシップ値（ｕ、、）が（ｂ）より、またｒＶｌ
とＵ３が近くない」というルール（４）の条件（３）に
ついてのメンバーシップ値（ｕ、、）が（ｃ）より求ま
り、ＳＴ　Ｅ　Ｐ　（１０１）にてメンバーシップ値（
ｕ、１）（ｕ。

、）　　（Ｕ、、）の中の最も小さいものがルール（４
）の成立度（Ｕ４）として選択される。第９図の例では
ｕ　ａｓ＞　ｕ　４１＞　ｕ　１！となるのでＵ　４　
＝　ｕ　ｔ　ｔに設定される。

「ルール（５）」は第１０図（ａ）の如（Ｖｌ／Ｚ、を
入力変数とする単純増加直線を含むメンバーシップ関数
と、第１０図（ｂ　）（ｃ　）の如く、谷型のメンバー
シップ関数で定義されている。尚、第１０図（ｂ　）（
ｃ　）は第９図（ｂ　）（ｃ　）と全く同一である。

「ｖｌが単純平均値より大きいＪというルール（５）の
条件（１）についてのメンバーシップ値（Ｕ６．）が（
ａ）より、ｒＶｌとＶ２が近くない」というルール（５
）の条件（２）についてのメンバーシップ値（ｕ、、）
が（ｂ）より、またｒＶｌとｖ３が近くない」というル
ール（５）の条件（３）についてのメンバーシップ値（
ｕ、、）が（ｃ）より求まり、ＳＴ　Ｅ　Ｐ　（Ｌｏｔ
）にてメンバーシップ値（ｕ、、）（ｕ。

ｔ）　　（Ｕ、、）の中の最も小さいものがルール（５
）の成立度（Ｕ５）として選択される。第１０図の例で
はｕ　、＞　ｕ　ｓｔ＞　ｕ　ｓｔとなるので、ＵＳ＝
ｕ、、。

に設定される。

［ルール（６）］は第１１図（ａ）の如（Ｖｌ／Ｚ、を
入力変数とする単純減少直線を含むメンバーシップ関数
と、第１１図（ｂ）（ｃ）の如く、谷型のメンバーシッ
プ関数で定義されている。尚、第１１図（ｂ　）（ｃ　
）は第９図（ｂ　）（ｃ　）と全く同一である。

ｒＶｌが単純平均値より大きい」というルール（６）の
条件（１）についてのメンバーシップ値（Ｕ６．）が（
ａ）より、ｒＶｌとＶ２が近くない」というルール（６
）の条件（２）についてのメンバーシップ値（ｕ、、）
が（ｂ）より、またｒＶｌとＶ３が近くない」というル
ール（６）の条件（３）についてのメンバーシップ値（
ｕｓｓ）が（Ｃ）より求まり、ＳＴ　Ｅ　Ｐ　（１０１
）にてメンバーシップ値（ｕｓ＋）（ｕ。

ｔ）　　（ｕ、、）の中の最も小さいものがルール（６
）の成立度（Ｕ６）として選択される。第１１図の例で
はｕ　ａｓ＞　ｕ　ｇ＊＞　ｕ　ｓｔとなるのでＵ　６
　＝　ｕ　ｓ　ｌとなる。

［ルール（７）コは第１２図の如く、全正規化輝度評価
値（Ｖ　１　）乃至（Ｖ６）の中の最大値（ｍａｘ（Ｖ
ｉ））（但し、ｉ　＝　１−６　）を入力変数とし、こ
のｍａｘ　（Ｖｉ）の小さい度合を示す単純減少直線を
有するメンバーシップ関数で定義され、ｍａｘ（Ｖｉ）
が決まると一義的にメンバーシップ値（ｕ　ｙ＋）が求
まる。尚、このメンバーシップ値（ｕ、、）はｍａｘ　
（Ｖｉ）が大きくなるにつれて小さくなる。Ｓ　Ｔ　Ｅ
　Ｐ　（１０１）では、ルール（７）に関してメンバー
シップ値は１つだけであるため、ルール（７）の成立度
（Ｕ７）はＵ７−ｕ７１に設定される。

［ルール（８）］は第１１図（ａ）（ｂ）の如く、ルー
ル（７）と同様にｍａｘ　（Ｖｉ）を入力変数とする単
純増加直線を有するメンバーシップ関数と、全正規化輝
度評価値（Ｖｌ）乃至（ｖ６）の入力変数とする単純減
少直線のメンバーシップ関数で定義されている。即ち、
第１３図（ａ）のメンバーシップ関数では、ｒｍ　ａ　
ｘ　（Ｖ　ｉ　）が小さくない」というルール（８）の
条件（１）においてｍａｘ（Ｖｉ）が小さくない度合を
判断するために、入力変数としてｍａｘ　（Ｖｉ）が決
まれば、メンバーシップ値（ｕ、、）が決定できる。尚
、このメンバーシップ値（Ｕ、）はｍａｘ　（Ｖｉ）が
小さくなるにつれて小さくなる。また、第１３図（ｂ）
のメンバーシップ関数では、「単純平均値が小さい」と
いうルール（８）の条件（２）において前記単純平均値
（Ｚｌ）が小さい度合を判断するために入力変数として
単純平均値が決まれば、メンバーシップ値（ｕｓｔ）が
決定できる。尚、このメンバーシップ値（ｕａｔ）は単
純平均値が大きくなるにつれて小さくなる。Ｓ　Ｔ　Ｅ
　Ｐ　（１０１）では、メンバーシップ値（ｕ、、）と
（ｕ、、）の小さい方を選択して、ルール（８）の成立
度（Ｕ８）はＵ８＝ｕ１と設定される。

［ルール（９）］は第１４図の如く、主要被写体が存在
する確率の高い領域（Ａ１）乃至（Ａ３）の正規化輝度
評価値（Ｖｌ）乃至（ｖ３）の平均値（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ
３）／３と全正規化輝度評価値（ｖｌ）乃至（ｖ６）の
単純平均値（Ｚ、）＋Ｖ３）／（３ＸＺＩ）を入力変数
とし、この入力変数の大きい度合を示す単純増加直線を
有するメンバーシップ関数で定義され、平均値（ｖ１＋
Ｖ２＋Ｖ３）／３と単純平均値（Ｚ、）が決まると一義
的にメンバーシップ値（ｕ、、）が求まる。

Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１０１）では、ルール（９）に関し
てメンバーシップ値は１つだけであるため、ルール（９
）の成立度（Ｕ９）はＵ　９　”　ｕ　ｓ　ｒに設定さ
れる。

以上の様にＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１００）（１０１）での
全てのルールについての成立度（Ｕｉ）（ｉ＝１〜９）
の算出が完了したとＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１０２）にて判
断されると、Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　（１０３）にて各領域に
ついての優先度（Ｗｋ）（ｋ＝１〜６）の算出が為され
る。この優先度（Ｗ　ｋ　）は次式の如く各ルールの成
立度で結論部を加重平均することで算出される。

この式（Ａ）においてｗｉｋは各ルールに関する各領域
についての優先度であり、ルール毎に個々に定められて
いる。

例えば、ルール（１）については、「領域（Ａ１）、（
Ａ２）を優先する」を数値にて示すために、結論部とし
て領域（Ａ１）乃至（Ａ６）の優先度（Ｗ、、）乃至（
Ｗ、、）は ｗ　、、：　ｗ　、諺：３ ｗ　、、＝　ｗ　、、＝　ｗ　、、＝＝　ｗ　、、＝　
１と予め設定されている。即ち、ルール（１）について
の領域（ＡＩ）（Ａ２）の他の領域に対する優先度は３
倍に設定されている。尚、この優先度の設定は予め行な
われた実験に基づく。

ルール（２）については、「領域（ＡＩ）、（Ａ３）を
優先する」を結論部として示すために、各領域の優先度
（Ｗ、、）乃至（Ｗ、）はｗ、、＝ｗ、、＝３ Ｗ　＊　ｓ　＝　Ｗ　ｓ　ｓ　＝　Ｗ　ｔ　ｓ　＝　Ｗ
　意＠８１と予め設定されている。

ルール（３）については、「領域（ＡＩ）、（Ａ２）、
（Ａ３）を優先する」を結論部として示すために、各領
域の優先度（Ｗ、、）乃至（Ｗ、、）はｗ　＠、＝　ｗ
　３．＝　ｗ　、、＝　　３Ｗｊ　４　：Ｗ　ｓ　ｓ　
”　Ｗ　３　＠　：１と予め設定されている。

ルール（４）については、「領域（Ａ１）を優先する」
を結論部として示すために、各領域の優先度（ｗ、、）
乃至（Ｗ、、）は ｗ、、＝３ Ｗ　４　＠　＝　Ｗ　４　Ｂ　＝　Ｖｌｒ　４４　＝　
Ｗ　４　＠　＝　Ｗ　４　＠　＝　１と予め設定されて
いる。

ルール（５）については、「領域（Ａ２）（Ａ３）を優
先する」を結論部として示すために、各領域の優先度（
Ｗ、、）乃至（Ｗｇｓ）は、ｗ、、＝ｗ、＝３ Ｗ　ｇ　Ｈ＝　Ｗ　＠　４　＝　Ｗ　＠　＠　＝　Ｗｇ
　＠　＝　１と予め設定されている。

ルール（６）については、「領域（Ａ２）（Ａ３）を優
先する」を結論部として示すために、各領域の優先度（
Ｗ、、）乃至（Ｗ藝＠）はｗ＠、＝ｗ、、＝３ Ｗ　＊　＋　＝　Ｗ　ａ　ａ　＝　Ｗ　ｓ　ｓ　＝　Ｗ
　＠　＠　＝　１と予め設定されている。

ルール（７）については、「全領域同一優先度とする」
を結論部として示すために、各領域の優先度（Ｗ、、）
乃至（Ｗ、、）は Ｖｉ　ｙ　Ｈ＝　Ｗｌ　２　＝　Ｗ？　３　＝　Ｗ　？
　４　＝　Ｗ　ｙ　＠　＝　Ｖｉ’　１　＄　＝　　１
と予め設定されている。

ルール（８）については、「領域（Ａ１）を優先する」
を結論部として示すために、各領域の優先度（Ｗ、、）
乃至（Ｗ、、）は ｗ、、＝３ Ｗ　＊ｓ＝　Ｗ　＊Ｓ＝　Ｗ　１４＝　Ｗ　＊ｓ＝　Ｗ
　Ｉ＠＝　１と予め設定されている。尚、単純平均値（
２、）は、後述の如く単純平均回路（６８）にて算出さ
れる。

ルール（９）については、「全領域同一優先度とする」
を結論部として示すために、各領域の優先度（ｗ　、、
）乃至（ｗ、、）は Ｗ　＠　Ｈ＝　Ｗ　曽ｚ　＝　Ｗ　＠　Ｓ　＝　Ｖ／　
＠　４　＝　Ｖ／　窒６　＝　Ｗ＠　＠　＝　１と予め
設定されている。

この様に設定された各ルールにおける各領域の優先度を
用いて全ルールを考慮した優先度（Ｗｋ）を、第６図乃
至第１４図の例で考えると、領域（Ａ　Ｉ　）について
は、式（Ａ、）がとなる。この式（Ｂ）において、 ＝ｕ　＋＋’３＋ｕ　ｚｔ’３”ｕ　ｘ１３◆ｕ　４　
Ｋ　・３”　ｕ　ｓｌ・１”ｕ　ｓ＋’ｌ”ｕ　ｙ＋　
４÷ｕ　ａｔ’３”ｕ　・Ｈ・１；ｕｚ”−１◆ｕｓ　
宜”ｕ４ｔｈｕｓ＋＋ｕｓ＋”ｕｙ　１”Ｌｌｍｓ”ｕ
豐＋であるため、領域（Ａ１）の優先度（Ｗ、）は、 Ｗ　＋＝（３Ｌｌ＋　＋”３ｕ＊茸＋３ｕｓｔ”３ｕ４
ｔ”ｕｓ＋”ｕｉ糞”ｕｙ＋”３ｕ蓼ｔ”Ｌｌｓ　ｌ）
／　（ｕｚ　＋＋ｕ＊　＊”ｕｓ　ｘ”ｕｓ　＊”ｕｉ
　＋＋υｍ　ｒ　”ｕｙ　＋　＋ｕｓ　ｔ”ｕｉ　ｌ）
となる。

同様に優先度 （Ｗ、） 乃至 （Ｗ　Ｓ　） は Ｗｔ＝　　（３ｕ＋＋＋ｕｓｔ”３ｕｓｔ”ｕ４ｓ＋３
ｕｌ＋”３ｕ＠＋＋ｔｌｔ＋＋ｕｓｓＷ＊＝　（ｕ＋＋
＋３ｕｔｔ”３ｕ■”ｕｎ＊＋ｕｓ＋”３ｕｓ＋”ｕｙ
　１”ｕ＊ｔＷ１＝　（ｕ口”ｕａｓ”ｕｓｓ”ｕａｓ
”ｕｘ”ｕ＠＋”ｕｔｌ”ｕｓ＊Ｗｓ＝（ｕ＋＋”ｕｓ
＊＋ｕｓ＊”ｕ４ｚ”１日”ｕ＠１＋ｕｙ＋＋ｕＢＷｓ
＝（ｕｚ”ＬＩｓ！”ｕｓｓ”ｕ４ｔ”ｕｇ＋”ｕｓ＋
”ｕｙ＋”ｕａ＊と算出される。こう して全ルールについてファ ジィ推論により決定された各領域の優先度（Ｗ ｋ）は、 重み付は回路（６１）乃至（６６）に発せられる。

重み付は回路（６１）乃至（６６）は、領域毎の優先 度 （Ｗ、） 乃至 （Ｗ、） にて重み付け、 所謂優先処 理を行う。

即ち、 各輝度評価値 （Ｙｌ） 乃至 （Ｙ ６）に該当する領域の優先度（Ｗ、）乃至（Ｗ、）を乗
算してＹｉ−Ｗｉ（ｉ＝１〜６）を算出する。こうして
重み付けされた輝度評価値は全て重み付は平均回路（６
７）に供給される。重み付は平均回路（６７）は、重み
付は回路（６１）乃至（６６）出力の加算値を、各優先
度と面積の積の和で割り算して重み付は平均値（Ｚ、）
を出力する。即ちを算出する。尚、Ｓｉ　　（ｉ＝１〜
６）は各領域の面積を示す。

単純平均回路（６８）は、各輝度評価値（Ｙｉ）を全て
加算して、この加算値を画面全体の面積（Ｓ１十Ｓ、＋
・・・Ｓ、）で割り算して画面全体の単純平均となる。

尚、この単純平均値（Ｚｌ）は各輝度評価値（Ｙ　ｉ　
）に重み付は回路（６１）乃至（６６）にて優先度（Ｗ
、）乃至（Ｗ、）を全て“１”として重み付けを行い、
重み付は平均回路（６７）にて式（Ｃ）の算出を行った
ものと同等の値である。

上述の如く算出された単純平均値（Ｚ、）と重み付は平
均値（Ｚ、）とは割算器（６９）に入力され、ｍ＝Ｚ、
／Ｚ、の割算が為され、この割算値（ｍ）は利得制御回
路（７０）及び目標レベル制御回路（７１）に入力され
る。

利得制御回路（７０）は、可変利得アンプ（４）のゲイ
ンを制御する比較器（５）に目標レベル（Ｐ）を供給す
るものである。この目標レベル（Ｐ）はｍ＝１の時、即
ち単純平均値（Ｚｌ）と重み付は平均値（Ｚ、）とが等
しく撮像画面の輝度分布を考慮しない時に、撮像画面に
最適な露出を得られる最適目標レベル（Ｐｏ）に設定さ
れ、常にＰ　＝　ｍ　Ｐ　、を満足する様に補正値であ
る割算値（ｍ）に追従する。

従って結果的には、露出調整にて重み付は平均値（Ｚ、
）が最適目標レベル（Ｐｏ）となる様に目標レベル（Ｐ
）が変化することになる。

比較器（５）は、撮像映像信号を十分に長い時定数（例
えば１フイ一ルド期間）にて積分して、該当フィールド
の輝度レベルを示す積分器（９０）出力と前記目標レベ
ル（Ｐ）とを比較するもので、この比較出力を利得可変
アンプ（４）に供給して、積分出力が目標レベル（Ｐ）
に一致する様にゲインを制御するとにより、映像信号に
は重み付は処理を考慮したＡＧＣが付与されることにな
る。

目標レベル制御回路（７１）は、絞り機構（２）の絞り
量を１１御する比較器（７２）に目標レベル（Ｑ）を供
給するもので、この目標レベル（Ｑ）は前記目標レベル
（Ｐ）と同様に、前記割算値（ｍ）がｍ＝１の条件を満
足する時にはＱ　＝　ｑ　ａの最適目標レベルに設定さ
れ、割算値（ｍ）との間にＱ　＝　ｍ　ｑ　、の式を満
足する様に変化し、結果的に露出調整にて重み付は平均
値（Ｚ＊）が最適目標レベル（ｑｏ）に常に一致する様
に目標レベル（Ｑ）が変化することになる。

比較器（７２）は前記目標レベル（Ｑ）と積分器（８０
）出力とを比較するもので、この比較出力を絞り機構（
２）に供給し、この比較出力に基づいて絞り機構（２）
を駆動させて、該当フィールドの輝度レベルを示す積分
出力が目標レベル（Ｑ）に一致する様に絞り機構（２）
の絞り量が制御される。尚、積分器（８０）の時定数は
、積分器（９０）のそれに等しく、絞り機構（２）が撮
像映像信号の瞬時的な変化には追従しない様に設定され
ている。

以上の様に、可変利得アンプ（４）及び絞り機構（２）
の駆動を制御する比較器（５）（７２）の目標レベル（
Ｐ　）（Ｑ　）は、重み付は処理が施された重み付は平
均値（Ｚ、）に応じて変化するため、可変利得アンプ（
４）による電気的な、また絞り機構（２）による光学的
な露出調整には重み付は処理が十分に考慮され、例えば
、画面全体の単純平均値（Ｚｌ）が“１２０″で、平均
値（Ｚ、）が“１００”の場合、画面全体にわたっては
十分な明るさが得られているが、ルール（１）乃至（９
）にて優先しなければならない領域にのみ注目すると十
分な明るさが得られておらず、中央の領域が暗い等の状
況にあることになり、割算値（ｍ）はｍ　＝　１　、２
となって目標レベル（Ｐ　）（Ｑ　）は夫々Ｐ＝ｍＰ、
、Ｑ＝ｍｑゆと上昇し、この結果、利得可変アンプ（４
）のゲインも上昇し、絞り機構（２）の絞り量も小さく
なり、優先領域に対して最適な露出調整が為される。

次にルール（１）乃至（９）が露出調整にどの様な影響
を与えることになるのかをルール毎に説明する。ルール
（１）乃至（３）は、優先処理の基本をなす部分で、領
域（Ａｌ）（Ａ２）（Ａ３）の中で互いに輝度評価値が
近い時、その領域の優先度を高める様に作用する。

例えば、前記従来技術の如く、被写体が最も存在する確
率の高い領域（ＡＩ）（Ａ２）（Ａ３）について単純に
領域（Ａ４）（Ａ５）（Ａ６）に対して同一優先度をも
たせて、第５図の様に逆光の状況下で被写体（Ｓ）を撮
影すると、領域（Ａ２）にのみ太陽等の明るい背景が入
ってくるため被写体（Ｓ）に対して適正な補正ができな
い。そこでルール（１）乃至（３）を適用すると、領域
（Ａ１）（Ａ３）は共に暗く、領域（Ａ２）のみが明る
いので正規化輝度評価値（Ｖｌ）（Ｖ２）（Ｖ３）には
、Ｖｌ！＝ｉＶ３＝Ｉ’Ｖ２が成り立ち、ルール（１）
の条件（１）（２）、ルール（３）の条件（１）が成り
立ち難いのでルール（２）の成立度のみが極めて高くな
り領域（ＡＩ）（Ａ３）の優先度が高くなり、これらの
領域（Ａｌ）（Ａ３）に納まっている被写体（Ｓ）を重
視してこの被写体（Ｓ）に対して最適な露出状態となる
。これら一連のルールは、逆光時に特に有効である。

ルール（４）乃至（６）は、ルール（１）乃至（３）の
全条件では満足させられない場合の対策であり、ルール
（４）は、領域（Ａ１）乃至（Ａ３）の中で領域（Ａ１
）が普通の輝度レベルである、即ち領域（Ａ１）に異常
輝度部が存在せず、評価値（Ｖｌ）が単純平均値（Ｚｌ
）に近い状況下で、領域（Ａ２）（Ａ３）のいずれにも
異常輝度部が存在する場合には、領域（Ａ１）乃至（Ａ
３）の中でも、通常撮影時に特に画面中央の領域（Ａ１
）内に主要被写体の存在する確率が著しく高い点を考慮
して領域（Ａ１）の優先度を高くして、中央優先を実現
しつつ異常輝度部の影響を取り除く逆光補正及び道順光
補正作用を為す。

ルール（５）（６）は、領域（Ａ１）に異常輝度部が存
在する状況下で、評価値（Ｖ２）（Ｖ３）が評価値（ｖ
ｌ）とは大きく異なる場合には、領域（Ａ　２　）　　
（Ａ　３　）には異常輝度部は存在しないと判断し、領
域（Ａ１）の優先をあきらめ、領域（Ａ２）（Ａ３）の
優先度を高めて、準中央優先を実現しつつ異常輝度部の
影響を取り除く逆光補正及び道順光補正を均す。

ルール（７）は画面全体が暗い場合に対応し、正規化輝
度評価値の最大値が大きくない時は、優先処理をせず画
面の平均値を代表値にしようとする。また、この画面全
体が暗い場合のルールとして、次に示すルール（７）゛
　をルール（７）に代用するも可能である。

［ルール（７）′コ ｒｉｆ絞りがかなり開いている。

ｔｈｅｎ全領域同一優先度とする」 このルール（７）゛は撮像画面の暗さを絞り機構（２）
の絞りの開放度で検出しようとするもので、絞りがかな
り開いている、即ち開放度がかなり大きい場合には、撮
像画面が暗いとして、全領域での優先度を同一にし、不
必要な補正を抑える働きをする。尚、この開放度を入力
変数とするルール（７）′のメンバーシップ関数を図示
すると第１５図の如くなり、各領域の優先度は、Ｗ　？
　、　＝　ｗ　、　、　＝ｗ、、＝ｗ、４＝ｗ□＝ｗ、
、＝ｌとなる。この際、絞りの開放度の検出には、絞り
機構（２）を作動させる駆動電圧値を第１７図の如（Ａ
／Ｄ変換器（２００）にてＡ／Ｄ変換して優先度決定回
路（５７）にフィードバックして得るか、あるいは絞り
機構（２）の駆動をロータの位置が計数可能なステッピ
ングモータにて行い、このモータの開放方向へのステッ
プ数に開放度を対応させ、更にほこの開放度を検出する
センサーを別途設ける等、様々な方法が考えられる。尚
、絞り機ｔ！ｖ（２）の絞り量は比較器（７２）の電圧
値に反比例して変化する。即ち開放度は前記電圧値に比
例して変化する。尚、画面全体が暗い場合に対応するル
ールとして、ルール（７）及び（７）゛　を両方用いる
ことも可能である。

ルール（８）は、画面内に光源の様に極めて高輝度なも
の、所謂異常輝度部が入った場合に対応し、異常輝度部
がいずれかの領域に入っているために、正規化輝度評価
値（Ｖｉ）の最大値は小さくないが、単純平均値（Ｚｌ
）が小さく異常輝度部が存在している領域以外の領域全
体が暗いときには、無条件に領域（ＡＩ）を優先してい
る。

そこで、撮影者が暗い背景の状況下で異常輝度部を撮影
するために画面中央の領域（Ａ１）内に、この異常輝度
部を位置させると、上述の如く、正規化輝度評価値（Ｖ
ｉ）の最大値は（■、）となって大きな値となるが、単
純平均値（Ｚｌ）は小さく、領域（Ａ１）が優先される
。従って、領域（ＡＩ）の輝度レベルが最適なレベルに
、即ち領域（Ａ１）中の異常輝度部が最適露出状態とな
る様に露出調整が為され、結果的に異常輝度部の撮影が
可能となる。この際、領域（Ａ２）乃至（Ａ６）は、上
述の露出調整で極めて低輝度な暗い状態となるが、異常
輝度部の撮影を最優先としているのでこの点はやむ得な
い。

また、異常輝度部が領域（Ａ１）以外のいずれかの領域
に存在し、領域（ＡＩ）には異常輝度部より低輝度な別
の被写体が存在する時には正規化輝度評価値（Ｖｉ）の
最大値は異常輝度部が存在する領域の正規化輝度評価値
となって大きく、更に異常輝度部が存在する領域以外の
領域は暗くなり、単純平均値（Ｚ、）が小さくなり、こ
の場合にも領域（Ａ１）の優先度が高くなる。従って、
異常輝度部の影響を低減させて、領域（Ａ１）の主要被
写体が最適露出状態となる様に露出調整が為される。

ルール（９）は、道順光の画面に対処するためのもので
、この道順光状態では、極端に明るい主要被写体（Ｓ）
が存在する確率が高い領域（Ａ１）（Ａ、２）（Ａ３）
の輝度レベルのみが著しく高くなり、この３つの領域の
正規化輝度評価値（Ｖｌ）（Ｖ２）（Ｖ３）の平均値（
Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３は画面全体の単純平均値（Ｚ、
）より大きくな一す、これに応じてルール（９）の入力
変数が上昇し、メンバーシップ値（Ｕ９）も大きくなる
。このメンバーシップ値（Ｕ９）の上昇に比例して、優
先処理をせず全領域を同一優先度にしようとする作用が
強くなる。この作用は前記ルール（１）乃至（６）に沿
って為される補正に、全領域同一優先度の要素を加える
ことになり、換言するとルール（１）乃至（６）での優
先処理を逆に抑えて、逆光時程の優先処理を為さず、道
順光時に被写体の周囲が暗く沈み込むことを防いでいる
。

尚、領域の分割及び各ルールの設定は本実施例に限らず
、様々な形態が考えられる。また、第１図の切換回路（
２６）乃至割算！（６９）の動作をマイクロコンピュー
タを用いてソフトウェア的に処理可能であることは言う
までもない。

また、前記実施例では、輝度分布を考慮しない撮像画面
の最適目標レベル（Ｐｌ）を予め設定し、重み付は平均
値（Ｚ、）に対する単純平均値（Ｚ、）の比である割算
値（ｍ）を補正値として最適目標レベル（Ｐｏ）に乗算
して、撮像映像信号の輝度レベルを示す積分器（９０）
出力と比較することにより、最適な露出制御を実現して
いるが、第１６図に示す様に、最適目標レベル（Ｐ、）
を重み付は平均値（Ｚ、）と目標レベルメモリ（９１）
に記憶されている目標レベル（Ｐ６’）（但し、Ｐ、°
は前記目標レベル（Ｐ、）をディジタル化した値である
）とを比較器（９２）にて直接比較し、この比較結果に
より利得可変アンプ（４）のゲインを制御し、また絞り
機構（２）の絞り量を制御して電気的及び光学的露出調
整も為すことも可能である。例えば、重み付は平均値（
２，）が目標レベル（Ｐゆ°）より小さい時には、輝度
分布を考慮した上での撮像画面が最適露出状態に比べ露
出不足であるとして、２゜＝Ｐ、゛になる様に利得可変
アンプ（４）のゲインを上昇させると共に絞り機構（２
）の絞り量を小さくして輝度を上昇させ、逆に、重み付
は平均値（Ｚ、）が目標レベル（Ｐａ“）より大きい時
には、最適露出状態に比べ露出過多であるとしてＺ、＝
Ｐ、　どなる様に利得可変アンプ（４）のゲインを降下
させると共に絞り機構（２）の絞り量を大きくして輝度
を低下させればよい。

（ト）発明の効果 上述の如く本発明によれば、中央優先のための画面中央
の領域を更に中央と周辺に細分化して、この細分化され
た領域の中で異常輝度部が存在しない領域を優先して露
出調整を行っているので、中央優先を実現しつつ、逆光
及び道順光補正が可能となる。また、これらの中央領域
内に異常輝度部が存在するか否かの判断にファジィ推論
を用いたので、滑らかな露出調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１５図は本発明の実施例に係り、第１図は
全体の回路ブロック図、第２図はフローチャート、第３
図は画面分割の説明図、第４図は要部回路ブロック図、
第５図は撮像画面の一例を示す図、第６図はルール（１
）の説明図、第７図はルール（２）の説明図、第８図は
ルール（３）の説明図、第９図はルール（４）の説明図
、第１Ｏ図はルール（５）の説明図、第１１図はルール
（６）の説明図、第１２図はルール（７）の説明図、第
１３図はルール（８）の説明図、第１４図はルール（９
）の説明図、第１５図はルール（７）゛の説明図であり
、第１６図及び第１７図は本発明の他の実施例の回路ブ
ロック図である。 （３１）（３２）（３３）（３４）（３５）（３６）・
・・積算回路、（６１）（６２）（６３）（６４）（６
５）（６６）・・・重み付は回路、（７０）・・・利得
制御回路、（７１）・・・目標レベル制御回路、（５７
）・・・優先度決定回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像画面を複数の領域に分割し、少なくとも、画
   面の中央に設定された第１領域と、該第１領域を囲む様
   に画面の中央に設定された第２領域と、該第２領域の下
   側に設定された第３領域の輝度レベルを夫々第１、第２
   、第３輝度レベルとして検出する輝度レベル検出手段と
   、 各領域毎に決定される優先度により各領域の輝度レベル
   に重み付けを行う優先処理手段と、該優先処理手段によ
   り重み付けされた各輝度レベルより画面全体の輝度レベ
   ルの代表値を導出する代表値導出手段と、 該代表値に応じて露出調整を行う露出調整手段を備え、 前記第１輝度レベルが異常高レベルあるいは異常低レベ
   ルであり、且つ第２及び第３輝度レベルが前記第１輝度
   レベルに近くない時には、前記第２及び第３領域の優先
   度を大きくすることを特徴とする自動露出調整装置。
2. （２）前記第１輝度レベルが異常高レベルあるいは異常
   低レベルであり、且つ前記第２及び第３輝度レベルが前
   記第１輝度レベルに近くないか否かの判断にファジィ推
   論を用いることを特徴とする請求項１記載の自動露出調
   整装置。