JPH11164190A - 自動露出制御方法 - Google Patents

自動露出制御方法

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JPH11164190A
JPH11164190A JP9327417A JP32741797A JPH11164190A JP H11164190 A JPH11164190 A JP H11164190A JP 9327417 A JP9327417 A JP 9327417A JP 32741797 A JP32741797 A JP 32741797A JP H11164190 A JPH11164190 A JP H11164190A
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JP
Japan
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luminance
correction value
histogram
level
exposure control
Prior art date
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Pending
Application number
JP9327417A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriaki Maehara
典明 前原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9327417A priority Critical patent/JPH11164190A/ja
Publication of JPH11164190A publication Critical patent/JPH11164190A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影環境に合わせて絞り、シャッターの最適
な設定を行なったとしても、撮影対象物体に当たる光量
等の環境条件によりさまざまな影響を受けやすく、必ず
しも良好な画像を得ることは出来ない。本発明は、最大
頻度位置周辺の輝度レベルの階調を向上させ、良好な画
像を得ることを目的とする。 【解決手段】 1画面分の輝度の積分データを元にした
絞り/シャッターの制御を行うとともに、輝度のヒスト
グラムを作成し、その内容を複数の領域に分割するとと
もにそれぞれの領域における最大頻度を抽出し、それを
もとにもっとも頻度の高い領域について輝度レベルに重
み付けを行なうように各領域についての輝度レベルに対
する適正輝度補正値を算出し、算出した輝度補正をガン
マ補正とともに行なう。これにより、ヒストグラムにお
いて頻度の高い輝度レベル周辺のコントラストが向上す
ることになり画質改善効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置における
露出を自動的に決定する自動露出制御方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の撮像装置のブロック図であ
る。図中、1はレンズ、2は絞り、3はCCD(Cha
rged−Coupled−Device)と呼ばれる
固体撮像素子、4はCCDのリセットノイズを低減させ
るCDS(Collinated−Double−Sa
mpling=相関2重サンプリング)及びアンプのゲ
インをコントロールするAGC(Auto−Gain−
Controll)、5はアナログ/デジタル変換を行
うA/D変換部、6はCCDからのデータを色信号と輝
度信号に分離する色分離処理部、7はホワイトバランス
/色差マトリクス変換などを行う色信号処理部、8は水
平/垂直エンハンサ(輪郭強調)等を行う輝度信号処理
部、9は輝度の積分を行う輝度積分処理部、10はCC
Dへ駆動信号を供給するためのT/G(Timing−
Generator)、11は現在の露光条件に合わせ
て最適な露出設定を行なうために絞り及びCCDの電子
シャッターを制御するための露出制御部である。
【0003】露出制御部11では、輝度積分処理部9で
得られる全画面または特定領域の輝度信号の積分データ
をもとに領域による重み付け処理を行い、逆光/順光等
の露出を決定するための撮影条件を検出し、現在の環境
での最適な露出になるように、絞り/電子シャッターの
制御を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の露出制御では、撮影対象物に当たる光量等の
環境条件によりさまざまな影響を受けやすく、必ずしも
良好な画像を得ることは出来ないという問題点を有して
いた。
【0005】そこで本発明は、輝度ヒストグラムにおけ
る最大頻度位置周辺の輝度レベルの階調が向上し良好な
画像が得られる自動露出制御方法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の自動露出制御方法は、輝度の積分データを元
にした絞り/シャッター等の制御を行うとともに、輝度
のヒストグラムを作成し、その内容を複数の領域に分割
するとともにそれぞれの領域における最大頻度を抽出
し、それをもとにもっとも頻度の高い領域について輝度
レベルに重み付けを行なうように各領域での輝度レベル
に対する適正輝度補正値を算出し、算出した輝度補正値
を用いて輝度レベル補正をガンマ補正とともに行なう。
【0007】これにより、輝度ヒストグラムにおける最
大頻度位置周辺の輝度レベルの階調が向上し良好な画像
が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、輝度の
積分データを元にした絞り/シャッターの制御を行うと
ともに、輝度のヒストグラムを作成し、その内容を複数
の領域に分割するとともにそれぞれの領域における最大
頻度を抽出し、それをもとにもっとも頻度の高い領域に
ついて輝度レベルに重み付けを行なうように各領域での
輝度レベルに対する適正輝度補正値を算出し、算出した
輝度補正値を用いて輝度レベル補正をガンマ補正ととも
に行なうようにした。
【0009】この構成により、輝度ヒストグラムにおけ
る撮影対象物の画像の輝度部分におけるコントラストを
向上させるという作用を有する。
【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に示す
方法により算出された適性輝度補正値と現在設定中の輝
度補正値を比較し、適正補正値が大きい場合は現在設定
中の輝度補正値に適正輝度補正値×追従速度を加算し、
小さい場合は現在設定中の輝度補正値から適正輝度補正
値×追従速度を減算し、適正輝度補正値に近づくように
時間軸による輝度補正値の制限を追加するようにした。
【0011】この構成により、輝度レベルの補正値を緩
やかに追従させ、狭い時間軸上で見た場合の出力画像の
変化を押さえるという作用を有する。
【0012】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施の形態における撮像
装置のブロック図、図2は同1画面分の輝度のヒストグ
ラムを抽出した結果図、図3は同輝度補正グラフ、図4
は同時間軸を考慮した場合の輝度補正値を得るためのア
ルゴリズムを示すフローチャートである。
【0013】図1において、12はレンズ、13は絞
り、14はCCD(Charged−Coupled−
Device)と呼ばれる固体撮像素子、15はCCD
のリセットノイズを低減させるCDS(Collina
ted−Double−Sampling=相関2重サ
ンプリング)及びアンプのゲインをコントロールするA
GC(Auto−Gain−Controll)、16
はアナログ/デジタル変換を行うA/D変換部、17は
CCDからのデータを色信号と輝度信号に分離する色分
離処理部、18はホワイトバランス/色差マトリクス変
換などを行う色信号処理部、19は水平/垂直エンハン
サ(輪郭強調)等を行う輝度信号処理部、20は輝度の
積分を行う輝度積分処理部、21は輝度の分布を調べる
ために輝度ヒストグラムを作成する輝度ヒストグラム生
成処理部、22はCCDへ駆動信号を供給するためのT
/G(Timing−Generator)、23は現
在の露光条件に合わせて最適な露出設定を行なうために
絞り及びCCDの電子シャッターを制御し、ガンマ補正
テーブルの変更を行なう露出制御部である。
【0014】24は色フィルターによる色情報を除去す
る輝度LPF(Low−Pass−Filter)、2
5は入出力デバイスの入出力特性を補正するためのガン
マ補正処理部、26は輪郭強調のための高周波成分を抽
出する輝度HPF(High−Pass−Filte
r)、27は低輝度への輪郭強調を抑圧するベースクリ
ップ、28は輪郭強調の強さを制御するアパーチャGa
in、29はもとの輝度信号に輪郭強調分の輝度信号を
ミキシングするアパーチャMixである。次にこの撮像
装置の動作を説明する。
【0015】レンズ12からA/D変換部16を通って
きた撮影対象物の映像はデジタル信号となり、さらに色
分離処理部17によって輝度信号と色信号に分けられ
る。輝度信号は輝度信号処理部19において輪郭強調な
どの輝度信号処理が行われるが、同時に、輝度積分処理
部20において1画面分の輝度の積分が行われ、輝度ヒ
ストグラム生成処理部21において輝度の分布を表す輝
度ヒストグラムの生成が行なわれる。これらの情報(輝
度積分情報および輝度ヒストグラム)は1画面分の映像
信号ごとに更新されていく。
【0016】露出制御部23は、CCDから1画面分の
映像の取り込みが行なわれる毎に(あるいは数画面分の
映像の取り込みが完了する毎に)、輝度積分情報を用い
て従来技術のような絞り/電子シャッターの制御を行な
い、さらに、輝度ヒストグラム情報をもとに輝度レベル
の重み付け処理を行なう。ここで、輝度分布として図2
に示すような輝度ヒストグラムが抽出された場合を元に
具体例を示す。ある画像入力結果として図2のようなヒ
ストグラムが算出されると、ヒストグラムを3つの領域
A,B,Cに分割し、次に、A,B,Cそれぞれの領域
における最大レベルP1,P2,P3を抽出し、昇順に
並べる。
【0017】この例の場合、P2>P3>P1となる。
あらかじめ決めておいた補正値がそれぞれの領域におけ
る輝度レベルに対しての補正値となる。この補正値は0
以上の値をとり、0から1未満の値で輝度レベルを抑圧
する度合いを示し、1で無補正、1以上で階調をあげる
度合いを示すことになる。通常、輝度入出力の関係は図
3の(2)に示すような関係となるが、上記の補正を加
えた結果図3の(5)に示すような関係となる。この補
正は実際にはガンマ補正の段階で行なう。
【0018】図3の(1)〜(3)は輝度ヒストグラム
を用いた適正輝度補正を行なわない場合のガンマ補正を
示し、(4)〜(6)はガンマ補正に輝度ヒストグラム
をもとに抽出した輝度補正を加えることを図示したもの
である。(4)はガンマ補正を示し、(5)は輝度ヒス
トグラムをもとに抽出した輝度補正、(6)は結果とし
て得られたガンマ補正曲線を示す。通常、モニタ特性が
ガンマ値2.2であるのでガンマ値としては0.45
(=1/2.2)が使用される。ガンマ補正処理部25
ではLUT(ルックアップテーブル)を用いて補正処理
を行なう。LUTはガンマ値0.45となるような入出
力変換テーブルで、このLUTデータに対して図3に示
すように輝度ヒストグラムをもとに抽出した輝度補正を
行なうことにより、ガンマ補正処理で使用されるLUT
が算出される。入力が10ビットの場合のガンマLUT
の内容は次の式で表される。
【0019】LUT(X)=Xmax×(X/Xma
x)0.45×適正輝度補正値 但し、0≦X≦Xmax、 Xmax=1023 次に、請求項2に記載の発明を実施した場合の例を示
す。1画面分の映像がCCDから取り込まれ輝度のヒス
トグラムが抽出されるまでは上記とまったく同じであ
る。輝度のヒストグラムが抽出されると、ヒストグラム
を3つの領域A,B,Cに分割し、次に、A,B,Cそ
れぞれの領域における最大レベルP1,P2,P3を抽
出し、昇順に並べる。この例の場合、P2>P3>P1
となる。今回使用される輝度補正値は図4のフローチャ
ートに示すようなアルゴリズムで得る。「設定補正値」
とは今回設定する輝度補正値、「現在設定中の補正値」
とは前回の露出制御で算出し、設定した輝度補正値、
「適正補正値」とは輝度ヒストグラムを元に得られた輝
度補正値を表す。「追従速度」は0から1.0までの値
をとり、値が小さいほど適正補正値への移行にかかる相
対的な時間がかかることになる。
【0020】また、現在設定中の補正値と適正補正値の
差が小さければ移行にかかる時間は短くなり、大きけれ
ば長くなる。例えば追従速度が0.1で現在設定中の補
正値が0.5であった場合に適正補正値として1.0が
得られた場合、適正補正値になるには5画面取得分の時
間がかかることになる(1画面取り込み毎に露出制御を
行なった場合)。以上示した方法にて輝度ヒストグラム
の領域A,B,Cについて設定補正値を算出し、それぞ
れの領域における輝度レベルに対しての補正値とする。
後は、上述したように、ガンマ値とともに輝度に対する
補正量が計算されガンマLUTに設定される。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、輝度ヒス
トグラムにおける最大頻度位置周辺の輝度レベルの階調
を向上させることが可能となり、結果として画質改善効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における撮像装置のブロ
ック図
【図2】本発明の一実施の形態における1画面分の輝度
のヒストグラムを抽出した結果図
【図3】本発明の一実施の形態における輝度補正グラフ
【図4】本発明の一実施の形態における時間軸を考慮し
た場合の輝度補正値を得るためのアルゴリズムを示すフ
ローチャート
【図5】従来の撮像装置のブロック図
【符号の説明】 12 レンズ 13 絞り 14 CCD 15 CDS/AGC 16 A/D変換部 17 色分離処理部 18 色信号処理部 19 輝度信号処理部 20 輝度積分処理部 21 輝度ヒストグラム生成処理部 22 T/G 23 露出制御部 24 輝度LPF 25 ガンマ補正処理部 26 輝度HPF 27 ベースクリップ 28 アパーチャGain 29 アパーチャMix

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】輝度の積分データを元にした絞り/シャッ
    ターの制御を行うとともに、輝度のヒストグラムを作成
    し、その内容を複数の領域に分割するとともにそれぞれ
    の領域における最大頻度を抽出し、それをもとにもっと
    も頻度の高い領域について輝度レベルに重み付けを行な
    うように各領域での輝度レベルに対する適正輝度補正値
    を算出し、算出した輝度補正値を用いて輝度レベル補正
    をガンマ補正とともに行なうことを特徴とする自動露出
    制御方法。
  2. 【請求項2】前記適性輝度補正値と現在設定中の輝度補
    正値を比較し、適正補正値が大きい場合は現在設定中の
    輝度補正値に適正輝度補正値×追従速度を加算し、小さ
    い場合は現在設定中の輝度補正値から適正輝度補正値×
    追従速度を減算し、適正輝度補正値に近づくように時間
    軸による輝度補正値の制限を追加するようにしたことを
    特徴とする請求項1記載の自動露出制御方法。
JP9327417A 1997-11-28 1997-11-28 自動露出制御方法 Pending JPH11164190A (ja)

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