JPH08237543A - 露出制御装置、露出制御方法及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、露出制御装置、露出制御方法及び撮
像装置について、画面全体の輝度レベルで露出を制御す
るのではなく、飽和度の高い色情報をもつ画素の輝度レ
ベルに基づいて露出を制御するようにする。 【構成】本発明は、絞り手段を介して撮像された被写体
像をデイジタル化してなる画像データを周期的に画像メ
モリに取り込み、その画像メモリに取り込まれた画像デ
ータのうち飽和度の高い色情報を持つ画素の輝度レベル
に基づいて絞り手段を制御手段によつて制御することに
より常に適性な露出で映像を得ることができる露出制御
装置、露出制御方法及び撮像装置を実現し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例（図１、図２及び図３） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は露出制御装置、露出制御
方法及び撮像装置に関し、例えば小さい被写体を撮像す
る際に有効な露出制御装置、露出制御方法及び撮像装置
に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、露出制御装置を用いた撮像装置
は、画面全体をいくつかの領域に分割し、その各領域に
重みをつけた輝度の平均レベルを一定にするようにレン
ズの絞りを自動的に調節するようになされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがかかる構成の
撮像装置においては、被写体が小さい場合、絞り調節は
被写体を除く画面全体の輝度レベルに注目してしまうた
め、背景画面等の大きい面積の輝度レベルに依存する。
従つて、撮影しながらカメラの方向を水平に旋回させる
パンニングによつて画面に空などの背景が大きく入つた
りすると、その空の部分の輝度レベルに合わせて絞りが
調節されてしまう。これにより、画面全体の輝度レベル
が上がつてしまい、小さい被写体の部分的な情報は反映
されにくく被写体に対して適性な露出を得ることができ
なくなるという問題があつた。

【０００５】また逆光の場合、ビデオカメラシステム
は、画面の輝度レベルが全体的にかなり高くなるので絞
りをさらに絞つて光量を減らすようにする。ところがこ
れにより被写体は、逆に黒く潰れてしまうという問題が
あつた。

【０００６】あるいは舞台のスポツトライト等による過
順光の場合、ビデオカメラシステムは、画面の大部分を
占める背景が暗いので絞りを開けて光量を増やそうとす
る。ところがこれによりスポツトライトの当たつている
被写体は白く飽和してしまうことがある。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、被写体の背景の明るさに係わらず被写体を適切な露
光量で撮像することができる露出制御装置、露出制御方
法及び撮像装置を提案しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、絞り手段を介して撮像された被写
体像をデイジタル化してなる画像データを周期的に取り
込む画像メモリと、その画像メモリに取り込まれた画像
データのうち飽和度の高い色情報をもつ画素の輝度レベ
ルに基づいて絞り手段を制御する制御手段とを設けるよ
うにする。

【０００９】

【作用】被写体の背景の明るさに係わらず画像メモリに
取り込まれた画像データのうち飽和度の高い色情報をも
つ画素の輝度レベルに基づいて絞り手段を制御手段によ
つて制御するようにする。

【００１０】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１１】図１においては全体として、本発明による
撮像装置１の一実施例を示す。本発明では画面を構成し
ている重要な要素の殆どは色情報を持つていると考えら
れるため、画面中の重要な要素となる色情報を持つ被写
体の輝度レベルに着目して輝度レベルを一定にするよう
に露出を制御している。

【００１２】この撮像装置１においては、被写体から到
来する撮像光をレンズブロツク２のレンズ３、アイリス
４を介して、例えばＣＣＤでなる撮像素子５で受光し、
被写体像に対応する撮像出力信号Ｓ１を信号分離／自動
利得調整回路部６に与える。

【００１３】信号分離／自動利得調整回路部６は撮像出
力信号Ｓ１をサンプルホールドすると共に、オートアイ
リス（ＡＥ）システム（図示せず）からの制御信号によ
つて所定のゲインを持つように利得制御され、かくして
得られる撮像出力信号Ｓ２をアナログ／デイジタル変換
回路部７を介して信号処理手段としてのデイジタルカメ
ラ処理回路８に供給する。デイジタルカメラ処理回路８
はデイジタル化された撮像出力信号Ｓ２に基づいて輝度
信号Ｙ、クロマ信号Ｃ、色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを形
成し、輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃをデイジタル／アナ
ログ変換回路部９を介してビデオ信号Ｓ３として送出す
る。

【００１４】これに加えてデイジタルカメラ処理回路８
はアイリス制御画像信号Ｓ４として輝度信号Ｙ及び色差
信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙをアイリス制御回路部１０の例え
ばフレームメモリで構成された画像メモリ１１に供給す
る。アイリス制御回路部１０は、このアイリス制御画像
信号Ｓ４に基づいてレンズブロツク２のアイリス４を制
御するアイリスモータ１３にアイリス制御信号Ｓ９を発
生する。画像メモリ１１は、制御手段としてのマイクロ
プロセツサ構成のアイリス制御信号処理回路部１２から
送出される書き込み許可信号Ｓ５が来た後、色差信号Ｒ
−Ｙ及びＢ−Ｙと輝度信号Ｙをそれぞれ独立に各画素単
位で記憶する。

【００１５】画像メモリ１１にアイリス制御画像信号Ｓ
４の格納が終了すると、アイリス制御信号処理回路１２
に対して読みだし許可信号Ｓ６を送出する。アイリス制
御信号処理回路１２は読みだし許可信号Ｓ６を確認した
後、任意のメモリアドレス指定信号Ｓ７を画像メモリ１
１に与えることにより、画像メモリ１１内は所定の位置
のデータをデータ信号Ｓ８としてアイリス制御信号処理
回路１２に供給する。アイリス制御信号処理回路１２内
でアイリスモータ制御値の算出処理終了後、書き込み許
可信号Ｓ５を再び画像メモリ１１に発生し、これを画像
メモリ１１が確認した後、メモリの書き換えする。

【００１６】ここで、図２においてアイリス制御信号処
理回路１２は、画素抽出手段としての画素抽出回路１４
と積分手段としての積分回路１５及び絞り制御手段とし
ての絞り制御回路１６から構成され、ＣＰＵ１７によつ
てそれぞれ制御されている。このＣＰＵ１７から送出さ
れる書き込み許可信号Ｓ５に基づいて画像メモリ１１は
輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを記憶する。そ
の後、画像メモリ１１は、ＣＰＵ１７に読みだし許可信
号Ｓ６を送出し、ＣＰＵ１７で読みだし許可信号Ｓ６を
確認する。すると、ＣＰＵ１７から任意のメモリアドレ
ス指定信号Ｓ７を画像メモリ１１に与えることにより、
画像メモリ１１内は所定の位置のデータをデータ信号Ｓ
８として画素抽出回路１４に供給する。

【００１７】画素抽出回路１４は、画素抽出回路１４に
与えられたデータ信号Ｓ８を積分回路１５に出力する。
その積分回路１５で初期画面の飽和度の高い色情報をも
つ画素の輝度値を積分して規準値を設定すると共に、各
画面についての飽和度の高い色情報をもつ画素の輝度値
を積分して規準値と比較するための比較値を算出してい
る。そして積分回路１５は、その比較値を絞り制御回路
１６に送出し、絞り制御回路１６はその比較値に基づい
た絞りの量をアイリス制御信号Ｓ９としてアイリスモー
タ１３に出力している。

【００１８】次に、アイリス制御信号処理回路１２の内
部で行われるアイリスモータ制御値算出の一連の処理を
述べる。図３に示すように、まずステツプＳＰ０でアイ
リスモータ制御値算出処理を開始する。そしてステツプ
ＳＰ１からステツプＳＰ３までの処理工程において、露
出制御のために用いる規準値を設定する。ここでステツ
プＳＰ１とステツプＳＰ２では、規準値を設定するため
初期画面内の飽和度の高い色情報をもつ画素についての
処理がなされている。次にステツプＳＰ４からステツプ
ＳＰ６までの処理工程において、露出制御のために用い
る比較値を設定する。さらにステツプＳＰ７からステツ
プＳＰ９までの処理工程において、アイリスモータ制御
信号を算出している。

【００１９】すなわちアイリス制御信号処理回路１１内
では、アイリス制御信号算出処理手順ＳＰ０が実行され
る。このフローチヤートにおいて、ステツプＳＰ０は全
体の処理の開始であり、ステツプＳＰ１は初期画面の各
画素について飽和度Ｓが閾値εを越えたか否かの判定処
理であり、閾値εより大きい場合はステツプＳＰ２に移
り、閾値εより小さい場合はステツプＳＰ１に戻り判定
処理を繰り返す。

【００２０】そして、ステツプＳＰ２はその輝度値を積
分する処理であり、この工程を初期画面中の飽和度Ｓが
閾値εを越えた全ての画素について行う。その後、ステ
ツプＳＰ３で積分値の正規化を行う。ここまでの処理に
おいて正規化された積分値を規準値として設定してい
る。ところでここでは飽和度Ｓは計算の簡略化と高速化
のため、色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｒ−Ｂの絶対値和と
している。

【００２１】続いて、ステツプＳＰ４は初期画面で規準
値を設定したときと同様に、各画面中において各画素に
ついての飽和度Ｓが閾値εを越えたか否かの判定処理で
あり、閾値εより大きい場合はステツプＳＰ５に移り、
閾値εより小さい場合はステツプＳＰ４に戻り判定処理
を繰り返す。ステツプＳＰ５はその輝度値を積分する処
理であり、この工程を各画面中の飽和度Ｓが閾値εを越
えた全ての画素について行う。その後、ステツプＳＰ６
で積分値の正規化を行う。ここまでの処理において正規
化された積分値を先の規準値の比較値として算出してい
る。

【００２２】さらに続くステツプＳＰ７は、ステツプＳ
Ｐ３で設定された規準値とステツプＳＰ６で求められた
比較値を比較する処理である。次のステツプＳＰ８は、
比較値が規準値より大きい場合、レンズの絞りを閉じる
信号を出力する処理であり、ステツプＳＰ９は、比較値
が規準値より小さい場合、レンズの絞りを開ける信号を
出力する処理である。この処理結果における各画面中の
各画素の輝度に基づいて露出を制御するため、ステツプ
ＳＰ４に戻され以降の処理を繰り返す。ここでステツプ
ＳＰ８及びステツプＳＰ９における信号値の大きさは、
規準値と比較値の差に比例した値とする。さらに飽和度
Ｓが閾値εを越えある値αより小さい場合は、制御信号
のＳ／Ｎ比が劣化するため、通常の自動露出で制御され
るようになされている。

【００２３】以上の構成において、例えば逆光のような
画面の輝度レベルが全体的に高い場合、ステツプＳＰ４
でその画面の各画素についての飽和度Ｓが閾値εを越え
たか否かの判定を行い、閾値εより大きい場合ステツプ
ＳＰ５において飽和度Ｓが閾値εを越えた全ての画素の
輝度値を積分し、その後ステツプＳＰ６で積分値の正規
化を行う。この正規化された積分値をステツプＳＰ７で
先の規準値と比較すると、規準値より大きくなるのでス
テツプＳＰ７からステツプＳＰ８の処理に進みレンズの
絞りをさらに閉めるアイリス制御信号Ｓ９をアイリスモ
ータ１３に出力してレンズブロツク２のアイリス４を制
御する。

【００２４】逆に、過順光のような画面の輝度レベルが
全体的に低い場合、ステツプＳＰ４でその画面の各画素
についての飽和度Ｓが閾値εを越えたか否か判定をし、
閾値εより大きい場合、ステツプＳＰ５において飽和度
Ｓが閾値εを越えた全ての画素の輝度値を積分し、その
後ステツプＳＰ６で積分値を正規化する。この正規化さ
れた積分値をステツプＳＰ７で先の規準値と比較する
と、規準値より小さくなるので、ステツプＳＰ７からス
テツプＳＰ９の処理に進みレンズの絞りを開くアイリス
制御信号Ｓ９をアイリスモータ１３に出力してレンズブ
ロツク２のアイリス４を制御する。

【００２５】以上の構成によれば、アイリス制御信号処
理回路１２において初期画面中の飽和度の高い色情報を
もつ画素についての輝度値から設定された規準値と各画
面中の飽和度の高い色情報をもつ画素についての輝度値
から求めた比較値とを比較して、その結果に基づいたア
イリス制御信号Ｓ９をアイリスモータ１３に出力してレ
ンズブロツク２のアイリス４を制御するようにしたこと
により、逆光や過順光の場合においても背景等の輝度レ
ベルで露出を制御されることなく、画面中の重要な要素
となる色情報を持つ被写体の輝度レベルに着目して露出
を制御することができる。

【００２６】なお上述の実施例においては、アイリス制
御信号処理回路１２内で初期画面の各画素について飽和
度Ｓが閾値εを越えたか否かの判定をし、その結果に基
づいて輝度値を積分し、その積分値を正規化したものを
規準値として用いるようにしたものについて述べたが、
本発明はこれに限らず、規準値を予め決められた値に設
定しておいても良い。

【００２７】また上述の実施例においては、本発明を被
写体が小さい場合、画面中の重要な要素となる飽和度の
高い色情報をもつ画素の輝度レベルに着目して露出を制
御するようにした場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、飽和度の高い色情報をもつ画素数が所定値よ
り少ない場合、画面全体の輝度レベルに基づいて露出を
制御するようにしても良い。

【００２８】また上述の実施例においては、一定の閾値
εを用いたものについて述べたが、本発明はこれに限ら
ず、閾値εを任意の値に変更するようにしても良い。こ
れにより規準値の設定条件を変えることができるので、
常に適性な露出を得ることができる。

【００２９】さらに上述の実施例においては、飽和度Ｓ
を色差信号Ｒ−Ｙ、Ｒ−Ｂの絶対値和としたものについ
て述べたが、本発明はこれに限らず、３原色色度信号
Ｒ、Ｇ、Ｂの絶対値和としたものを用いる他、イエロ、
マゼンタ、シアンの絶対値和としたものを用いても良
い。

【００３０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、飽和度の
高い色情報をもつ画素の輝度レベルに着目して露出制御
することにより、被写体を常に適性な露出に制御し得る
露出制御装置、露出制御方法及び撮像装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるビデオカメラシステムの
構成を示すブロツク図である。

【図２】アイリス制御信号処理回路の構成を示すブロツ
ク図である。

【図３】アイリス制御信号算出アルゴリズムを示すフロ
ーチヤートである。

【符号の説明】

１……撮像装置、２……レンズブロツク、３……レン
ズ、４……アイリス、５……撮像素子、６……信号分離
／自動利得調整回路部、７……アナログ／デイジタル変
換回路部、８……デイジタルカメラ処理回路部、９……
デイジタル／アナログ変換回路部、１０……アイリス制
御回路部、１１……画像メモリ、１２……アイリス制御
信号処理回路部、１３……アイリスモータ、１４……画
素抽出回路、１５……積分回路、１６……絞り制御手
段、１７……ＣＰＵ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絞り手段を介して撮像された被写体像をデ
   イジタル化してなる画像データを周期的に取り込む画像
   メモリと、 上記画像メモリに取り込まれた上記画像データのうち飽
   和度の高い色情報をもつ画素の輝度レベルに基づいて上
   記絞り手段を制御する制御手段と、 を具えることを特徴とする露出制御装置。
2. 【請求項２】上記制御手段は、 上記画像メモリに記憶されている画像から飽和度の高い
   色情報をもつ画素を抽出する画素抽出手段と、 上記画素抽出手段によつて抽出された画素の輝度レベル
   を積分する積分手段と、 上記積分手段において算出された積分値に基づいて上記
   絞り手段の絞り量を調節し、露出を制御する絞り制御手
   段とを具えることを特徴とする請求項１に記載の露出制
   御装置。
3. 【請求項３】上記積分手段は、初期画面の飽和度の高い
   色情報をもつ画素の輝度レベルを積分して規準値を設定
   し、各画面についての飽和度の高い色情報をもつ画素の
   輝度レベルを積分して規準値と比較するための比較値を
   算出することを特徴とする請求項２に記載の露出制御装
   置。
4. 【請求項４】上記積分手段は、色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−
   Ｙの絶対値和として与えられる輝度レベルを積分するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の露出制御装置。
5. 【請求項５】上記絞り制御手段は、各画面の飽和度の高
   い画素数が所定値より少ない場合、画面全体の輝度レベ
   ルに基づいて露出を制御することを特徴とする請求項２
   に記載の露出制御装置。
6. 【請求項６】絞り手段を介して撮像された被写体像をデ
   イジタル化してなる画像データを周期的に画像メモリに
   取り込み、 上記画像メモリに取り込まれた上記画像データのうち飽
   和度の高い色情報をもつ画素の輝度レベルに基づいて上
   記絞り手段を制御手段によつて制御することを特徴とす
   る露出制御方法。
7. 【請求項７】被写体からの入射光量を制御する絞り手段
   と、 上記絞り手段を介して被写体像を撮像する撮像手段と、 上記被写体像をデイジタル化し、画像データに変換する
   信号処理手段と、 上記画像データを周期的に取り込む画像メモリと、 上記画像メモリに取り込まれた上記画像データのうち飽
   和度の高い色情報をもつ画素の輝度レベルに基づいて上
   記絞り手段を制御する制御手段と、 を具えることを特徴とする撮像装置。