JPH088659B2

JPH088659B2 - 自動露出調整装置

Info

Publication number: JPH088659B2
Application number: JP1166134A
Authority: JP
Inventors: 俊宣春木; 健一菊地
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH0332174A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、露出の自動整合を行うビデオカメラ等の撮
像装置に関する。

（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が適切な露出を得られない
ことがある。

これを解決するために、例えば特開昭62-110369号（H
04N5/243）に示される様な技術が提案されている。これ
は、主要被写体が画面中央に位置する可能性が高いとい
う傾向をを利用したもので、撮像画面を中央部とそれ以
外の周辺部に分割し、各部の輝度レベルを得て、この両
者の比によって露出を調整して、画面中央部にある主要
被写体に適切な露出を得ようとするものである。

第15図は、この様な手法を用いたシステムのブロック
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、可変利得アンプ（４）にて増幅
された後に、ビデオ回路に送られる。この時、撮像回路
（３）の出力は、比較器（５）で目標輝度レベルと比較
され、この差電圧で絞り機構（２）を制御する。

一方、前記撮像映像信号は、領域選択回路（19）に送
られ、同期分離及び切換制御回路（12）（18）で得られ
た領域分離のための切換信号により、優先領域の信号は
レベル検出のためのディジタル積分器である積分回路
（20）に、非優先領域の信号は積分回路（21）に入力さ
れ、夫々１フィールド分についての積分が為される。

両積分回路の出力は、除算回路（15）に供給され、両
者の比が利得制御回路（16）と絞りの目標輝度レベル制
御回路（17）に送られる。両制御回路は、除算回路（1
5）で得られた結果を基に、絞りの目標輝度レベル及び
可変利得アンプ（４）の利得を可変することで補正を行
っている。

（ハ）発明が解決しようとする課題この様な中央優先の手法では、優先領域の設定が重要
となる。例えば、優先領域が小さいと優先領域の輝度レ
ベルが大きく変わるため、これに従って補正を行うと、
画面全体の輝度レベルが大きく変動してしまう。逆に優
先領域を大きくすると、安定にはなるが、主要被写体の
位置、形状によって優先領域内に主要被写体だけでなく
背景も入るため、十分な補正が得られなくなる。

これを改善するためには、優先領域を細分化し、各領
域の優先度を可変にして種々の画面に対応することも考
えられる。しかしながら、実際の画面は多様で様々な輝
度分布が生じ、その全ての場合を数値的に条件分けし値
を設定することは、システムの容量、処理能力の面から
厳しい制約を受ける。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、画面の輝度分布に応じて画面の各領域の優
先度を決定するために予め少数のルールを設定し、この
条件による優先度の決定に際して、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、様々な画面に対応
した詳細な条件設定を行うことなく、ファジィ推論を用
いることで、予め実験的に決定された少数のルールに基
づいた推論で画面の評価を行い、最適な優先度の決定が
為される。

（ヘ）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LPF（22）、同期分離回路（23）、積分器（8
0）に供給される。

LPF（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CCD
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
（A1）乃至（A6）に応じて順次切換わり、LPF（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変換器（27）と、
このA/D切換出力と後段のラッチ回路（28）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フィールド期間にわた
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（A1）内での輝度信号の低域
成分の１フィー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フィールド分の積分値は、積算回路
（32）（33）（34）（35）（36）から夫々メモリ（42）
（43）（44）（45）（46）に出力されることになる。
尚、前記ラッチ回路（28）は１フィ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フィールド毎にデータ更新が為され
る。

ところで、領域（A1）乃至（A6）は、その面積が夫々
（S1）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（A3）乃至（A6）
が配置されている。

１画面分である１フィー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フィールド分の積算値は、各領域の輝度評価値（Y1）
乃至（Y6）として後段の単純平均回路（68）、各正規化
回路及び各重み付け回路に出力される。

正規化回路（51）乃至（56）は、各領域での輝度評価
値（Y1）乃至（Y6）を各面積（S1）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（V1）乃至（V6）（但しV1＝Y1/S1、V2＝Y2/S
2、…）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（V1）
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）］「if V1とV2が近いandV1とV3が近くない then領域（A1）（A2）優先」［ルール（２）］「if V1とV2が近くないandV1とV3が近い then領域（A1）、（A3）優先」［ルール（３）］「if V1とV2が近くないandV1とV3が近くない then領域（A1）優先」［ルール（４）］「if V1とV2が近いandV1とV3が近い then領域（A1）、（A2）、（A3）優先」［ルール（５）］「if max（Vi）（ｉ＝１〜６）が小さい then全領域同一優先度」［ルール（６）］「if max（Vi）が小さくないand単純平均値が小さい then単純平均値以下の領域優先」これらのルールは、第６図乃至第11図に示す様に、
「近い」「小さい」といった条件が、「V2/V1」「max
（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「V1と
V2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（V2/V1）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（V1）と
領域（A2）の正規化輝度評価値（V2）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/V1
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（V2/V
1）を代入することによりメンバーシップ値（ｕ₁₁）が
求まる。尚、V2/V1＝１の時、メンバーシップ値
（ｕ₁₁）は最大となる。

第６図（ｂ）は「V1とV3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/V
1）に対するメンバーシップ関数である。即ち、領域（A
1）の正規化輝度評価値（V1）と領域（V3）の正規化輝
度評価値（V3）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/V1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/V1）を代入するこ
とによりメンバーシップ値（ｕ₁₂）が求まる。尚、V3/V
1＝１の時に、メンバーシップ値（ｕ₁₂）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（ｕ₁₁）（ｕ₁₂）
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STEP（100）に該当する。

前記メンバーシップ値（ｕ₁₁）（ｕ₁₂）は、STEP（10
1）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（U1）として選択される。第
６図の例シートではｕ₁₁＜ｕ₁₂となるので、U1＝ｕ₁₁に
設定される。

上述のSTEP（100）（101）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、「V1とV2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（ｕ₂₁）が
（ａ）より、また「V1とV3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（ｕ₂₂）が
（ｂ）より求まり、STEP（101）にてメンバーシップ値
（ｕ₂₁）（ｕ₂₂）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ｕ₂₁＞ｕ₂₂と
なるのでU2＝ｕ₂₂に設定される。

［ルール（３）］は第８図（ａ）（ｂ）の如く谷型の
メンバーシップ関数で定義され、第６図の場合と同様
に、「V1とV2が近くない」というルール（３）の条件
（１）についてのメンバーシップ値（ｕ₃₁）が（ａ）よ
り、また「V1とV3が近くない」というルール（３）の条
件（２）についてのメンバーシップ値（ｕ₃₂）が（ｂ）
より求まり、STEP（101）にてメンバーシップ値
（ｕ₃₁）（ｕ₃₂）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ｕ₃₁＜ｕ₃₂
となるのでＵ₃＝ｕ₃₁に設定される。

［ルール（４）］は第９図（ａ）（ｂ）の如く山型の
メンバーシップ関数で定義され、「V1とV2が近い」とい
うルール（４）の条件（１）についてのメンバーシップ
値（ｕ₄₁）が（ａ）より、また「V1とV3が近い」という
ルール（４）の条件（２）についてのメンバーシップ値
（ｕ₄₂）が（ｂ）より求まり、STEP（101）にてメンバ
ーシップ値（ｕ₄₁）（ｕ₄₂）の小さい方がルール（４）
の成立度（Ｕ₄）として選択される。第９図の例ではｕ
₄₁＞ｕ₄₂となるのでＵ₄＝ｕ₄₂に設定される。

［ルール（５）］は第10図の如く、全正規化輝度評価
値（V1）乃至（V6）の中の最大値（max（Vi））（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で示されるメンバーシップ
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（ｕ₅₁）が求まる。尚、このメンバーシップ
値（ｕ₅₁）はmax（Vi）が大きくなるにつれて小さくな
る。STEP（101）では、ルール（５）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（５）の成立後
（U5）はU5＝ｕ₅₁に設定される。

［ルール（６）］は第11図（ａ）（ｂ）の如く、ルー
ル（５）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（V1）乃至（V6）の単純平均値を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11図（ａ）のメンバーシップ
関数では、「max（Vi）が小さくない」というルール
（６）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（ｕ₆₁）が決定できる。尚、こ
のメンバーシップ値（ｕ₆₁）はmax（Vi）が小さくなる
につれて小さくなる。また、第11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
（６）の条件（２）において前記単純平均値（Ｚ₁）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（ｕ₆₂）が決定できる。
尚、このメンバーシップ値（ｕ₆₂）は単純平均値が大き
くなるにつれて小さくなる。STEP（101）では、メンバ
ーシップ値（ｕ₆₁）と（ｕ₆₂）の小さい方を選択して、
ルール（６）の成立度（Ｕ₆）はＵ₆＝ｕ₆₂と設定され
る。

以上の様にSTEP（100）（101）での全ルールについて
の成立度（Ui）（ｉ＝１〜６）の算出が完了したとSTEP
（102）にて判断されると、STEP（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（Wk）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（ｗ₁₁）乃至（ｗ₁₆）
はｗ₁₁＝ｗ₁₂＝３ｗ₁₃＝ｗ₁₄＝ｗ₁₅＝ｗ₁₆＝１と予め設定されている。即ち、ルール（１）について
の領域（A1）（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（A1）、（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
（ｗ₂₁）乃至（ｗ₂₆）はｗ₂₁＝ｗ₂₃＝３ｗ₂₂＝ｗ₂₄＝ｗ₂₅＝ｗ₂₆＝１と予め設定されている。

ルール（３）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（ｗ₃₁）乃
至（ｗ₃₆）はｗ₃₁＝３ｗ₃₂＝ｗ₃₃＝ｗ₃₄＝ｗ₃₅＝ｗ₃₆＝１と予め設定されている。

ルール（４）については、「領域（A1）、（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（ｗ₄₁）乃至（ｗ₄₆）はｗ₄₁＝ｗ₄₂＝ｗ₄₃＝３ｗ₄₄＝ｗ₄₅＝ｗ₄₆＝１と予め設定されている。

ルール（５）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
（ｗ₅₁）乃至（ｗ₅₆）はｗ₅₁＝ｗ₅₂＝ｗ₅₃＝ｗ₅₄＝ｗ₅₅＝ｗ₅₆＝１と予め設定されている。

ルール（６）については、「単純平均値以下の領域を
優先する」を結論部として示すために、各領域の優先度
（ｗ₆₁）乃至（ｗ₆₆）は、ｌ＝１〜６とすると、Ｖ_l単純平均値（Ｚ₁）ならばｗ_6l＝３Ｖ_l＞単純平均値（Ｚ₁）ならばｗ_6l＝１と予め設定されている。例えば、領域（A1）乃至（A
3）の正規化輝度評価値（V1）乃至（V3）が単純平均値
（Ｚ₁）より大きい場合には、ｗ₆₄＝ｗ₆₅＝ｗ₆₆＝３ｗ₆₁＝ｗ₆₂＝ｗ₆₃＝１となる。尚、単純平均値（Ｚ₁）
は、後述の如く単純平均回路（37）にて算出される。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
11図の例で考えると、領域（A1）については、式（Ａ）
がとなる。この式（Ｂ）において、であるため、領域（A1）の優先度（Ｗ₁）は、Ｗ₁＝3u₁₁＋3u₂₂＋3u₃₁＋3u₄₂＋ｕ₅₁＋ｕ₆₂）／（ｕ₁₁＋ｕ₂₂＋ｕ₃₁＋ｕ₄₂＋ｕ₅₁＋ｕ₆₂）となる。
同様に優先度（Ｗ₂）乃至（Ｗ₆）はと算出される。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（Wk）は、重み付け回
路（61）乃至（66）に発せられる。重み付け回路（61）
乃至（66）は、領域毎の優先度（Ｗ₁）乃至（Ｙ₆）に重
み付け、所謂優先処理を行う。即ち、各輝度評価値（Ｙ
₁）乃至（Ｙ₆）に該当する領域の優先度（Ｗ₁）乃至
（Ｗ₆）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け平均
回路（67）に供給される。重み付け平均回路（67）は、
重み付け回路（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け平均値（Ｚ₂）
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＋Ｓ₂＋…Ｓ
₆）で割り算して画面全体の単純平均値（Ｚ₁）を導出す
る。即ち、となる。尚、この単純平均値（Ｚ₁）は各輝度評価値（Y
i）に重み付け回路（61）乃至（66）にて優先度（Ｗ₁）
乃至（Ｗ₆）を全て“1"として重み付けを行い、重み付
け平均回路（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（Ｚ₁）と重み付け
平均値（Ｚ₂）とは割算器（69）に入力され、ｍ＝Ｚ₁/Z
₂の割算が為され、この割算値（ｍ）は利得制御回路（7
0）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（Ｚ₁）と重み付け平均値Ｚ₂）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（Ｐ₀）に設定され、
常にＰ＝mP₀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け
平均値（Ｚ₂）が最適目標レベル（Ｐ₀）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フィールド期間）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
信号には重み付け処理を考慮した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
量を制御する比較器（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＝ｑ₀の最適目標レベルに設定され、割
算値（ｍ）との間にＱ＝mq₀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け平均値（Ｚ₂）が最
適目標レベル（ｑ₀）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、重み付け処理が施された重み付け平
均値（Ｚ₂）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け処理が十分に考慮され、例え
ば、画面全体の単純平均値（Ｚ₁）が“120"で、平均値
（Ｚ₂）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（６）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＝mP₀、Ｑ＝mq₀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（６）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（４）は、優先処理の基本をなす部分で、
領域（A1）（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（A1）（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（４）を適用すると、領域（A1）（A2）（A
3）は共に暗く、領域（A2）のみが明るいので正規化輝
度評価値（V1）（V2）（V3）には、V1≒V3≠V2が成り立
ち、ルール（１）の条件（１）（２）、ルール（３）の
条件（２）、ルール（４）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
（A1）（A3）の優先度が高くなり、これらの領域（A1）
（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、逆光時や過度の順光時に有効である。

ルール（５）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
（５）′をルール（５）に代用するも可能である。

［ルール（５）′］「if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（５）′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（５）′のメンバーシップ関数
を図示すると第12図の如くなり、各領域の優先度は、ｗ
₅₁＝ｗ₅₂＝ｗ₅₃＝ｗ₅₄＝ｗ₅₅＝ｗ₅₆＝１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14図の如く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、更には
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、絞り機構（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（５）及び（５）′
を両方用いることも可能である。

ルール（６）は画面内に光源の様に極めて高輝度なも
のが入った場合に対応し、正規化輝度評価値（Yi）の最
大値は小さくないにも拘らず単純平均値（Ｚ₁）が小さ
く画面全体としては暗い時には、輝度の低い領域を優先
する。ここで、画面に光源等が含まれると、この光源が
含まれる領域は十分な正規化輝度評価値を有しているに
も拘らず、単純平均値（Ｚ₁）は小さく暗い画面となっ
てしまう。この場合、光源の含まれていない正規化輝度
評価値の低い領域の優先度を高めることで、光源の影響
を低減させて、主要な被写体の露出を改善している。

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）乃至割算器（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（Ｐ₀）を予め設定し、重み付け平
均値（Ｚ₂）に対する単純平均値（Ｚ₁）の比である割算
値（ｍ）を補正値として最適目標レベル（Ｐ₀）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13図に示す様に、最適目標レベル（Ｐ₀）を重
み付け平均値（Ｚ₂）と目標レベルメモリ（91）に記憶
されている目標レベル（Ｐ₀′）（但し、Ｐ₀′は前記目
標レベル（Ｐ₀）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、重み付け平均値（Ｚ₂）が目
標レベル（Ｐ₀′）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、Ｚ₂＝Ｐ₀′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、重み付け平均値（Ｚ
₂）が目標レベル（Ｐ₀′）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Ｚ₂＝Ｐ₀′となる様に
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、画面の状態評価にファジ
ィ推論を用いることで、逆光時や過度の順光時に生じる
様々な画面に対応した詳細な条件設定を行うことなく、
予め実験的に決定された少数のルールに基づいた推論で
画面の評価を行うことができ、逆光時にも画面の不安定
さや不自然さを招くことなく、主要被写体のに対して適
切な露出補正を実行することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第12図は本発明の一実施例に係り、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10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（５）′の説明図であ
り、第13図及び第14図は本発明の他の実施例の回路ブロ
ック図、第15図は従来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）（65）（66）……重み付け回
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

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像画面を複数の領域に分割し、各領域の
輝度レベルを輝度評価値として検出する輝度評価値検出
手段と、各領域の優先度を決定する優先度決定手段と、該優先度決定手段により決定された優先度で、前記各領
域の輝度評価値に重み付け処理を施して画面全体の輝度
レベルの代表値を得る演算部と、前記代表値に応じて露出制御を行う露出制御手段を備
え、前記優先度決定手段において、少なくとも各領域の輝度
評価値あるいは輝度評価値から算術的に得られる値を入
力変数とし、前記優先度を結論部とし、輝度評価値が互
いに近い領域の優先度を他の領域の優先度より大きくす
る複数のルールに基づいてファジィ推論を行うことを特
徴とする自動露出調整装置。