JP3412174B2

JP3412174B2 - 自動露光制御装置

Info

Publication number: JP3412174B2
Application number: JP31682092A
Authority: JP
Inventors: 勉森; 眞藤本; 雪絵五島; 洋江草
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2018-06-03
Also published as: EP0570968B1; EP0570968A3; JPH0646325A; US5703644A; DE69319499T2; DE69319499D1; EP0570968A2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラの自動露
光補正に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ等の自動露光制御装置は、
出力映像信号レベルが一定になるように絞りを制御す
る。絞り制御としては、１画面全体の平均をとる平均値
方式、画面中の最大値を検出するピーク値方式、及び両
者を混合した方式が行われている。以下に、図１５を用
いて従来の自動露光制御装置の詳細を説明する。

【０００３】被写体像はレンズ１０１、絞り１０２を介
して、撮像素子１０３上に結像し、電気信号に変換さ
れ、γ処理などを行う信号処理回路１０５を通して出力
される。その際、撮像素子１０３からの信号を用いて、
以下のように絞り制御を行う。平均値検出回路１０７お
よびピーク値検出回路１０８はそれぞれ、１画面全体の
輝度の平均値及びピーク値を検出し、絞り駆動回路１０
９は、前記２検出回路の結果から絞り１０２を駆動す
る。

【０００４】しかし、画像信号の平均値による方法で
は、画像の輝度分布が広い場合、例えば明るい空を背景
にした人物のような画像を撮像した場合、逆光と呼ばれ
る撮像状態になる。これは、撮像対象の人物の輝度分布
が画像全体の輝度平均値に比して低いために、映像信号
中の人物に対応した信号の分布が映像信号の低い部分に
偏在し、再生画像中で黒くなる現象である。

【０００５】このような現象を避けるためには、前述の
撮像対象画像部分の映像信号中の分布を画像平均輝度で
制御された場合よりも高い値に補正する必要がある。例
えば、絞りを開放方向に補正して撮像対象部分の映像信
号レベルを高く保つようにすることで、逆光時における
画質を改善することができる。

【０００６】そこで、絞り駆動回路１０７の入力に入力
切り替え器を設け、逆光時にユーザが手動で切り替え信
号を与えることにより、予め設定された固定の制御量で
絞り制御を行う方法が考えられた。

【０００７】しかしこの構成では、ユーザの誤操作のた
めに適切な絞り制御ができないことがある。また、絞り
の制御量が固定しているため、画像毎に適した制御はで
きない。この問題を解決するためには、逆光状態を自動
的に判定し、各画像の逆光の強さに応じた補正を自動的
に行う必要がある。

【０００８】そこで、被写体があると思われる領域、例
えば中央部を測光し、背景とのレベル差から逆光状態を
判定し、判定された逆光状態に応じた補正を行う方法が
考えられた。この方法を用いた自動絞り装置としては、
例えば特開平2-18578 に示されている。図１６を用い
て、前記絞り制御方式を説明する。第１、第２検波手段
１１３、１１４ではそれぞれ、図１７のように画面の中
央の第１領域とその周辺の第２領域の各撮像素子の出力
信号レベルを検出する。前記第１、第２検波手段１１
３、１１４の出力はそれぞれ、増幅部１２１、１２２を
通り、第１領域と第２領域のレベルを比較する比較器１
２３により、逆光度合を判定する。すなわち、第１、第
２の検波手段１１３、１１４の出力信号をそれぞれｘ、
ｙとし、第１、第２の増幅部１２１、１２２の増幅度を
それぞれ、ｍ，ｎとすると、（ｘ・ｍ）≧（ｙ・ｎ）のとき順光状態（ｘ・ｍ）＜（ｙ・ｎ）のとき逆光状態と判定する。

【０００９】一方、第１、第２、第３のゲート部１１
０、１１１、１１２では図１８のように３つに分割され
た領域ｔ１，ｔ２，ｔ３の各レベルを検出し、それぞれ
第１、第２、第３の利得制御部１１５、１１７、１１９
を介して、加算部１２４で３つの信号を合成する。第
１、第２、第３の利得制御部１１５、１１７、１１９の
増幅度は、前記比較器１２３の出力を受けた第１、第
２、第３の制御部１１６、１１８、１２０により制御さ
れる。絞り制御部１０９は前記加算部１２４の出力信号
を所定レベルに保つように絞り制御を行う。

【００１０】順光状態では、第１領域（中央）と第２領
域（周辺）のレベル差が小さいので、前記比較器１２３
により順光と判断される。このとき、第１、第２、第３
制御部１１６、１１８、１２０は第１、第２、第３の利
得制御部１１５、１１７、１１９の利得Ｇ１，Ｇ２，Ｇ
３をＧ１＞Ｇ２＞Ｇ３となるように設定する。ただし、
Ｇ１はＧ２，Ｇ３に比べ、わずかに大きい。従って、全
画面平均輝度を一定にする従来の全画面測光方式に近い
絞り制御を行う。

【００１１】また、逆光状態では、中央の第１領域が周
辺の第２領域に比べて暗くなっているため、前記比較器
１２３により逆光と判断される。このとき、第１、第
２、第３制御部１１６、１１８、１２０は、Ｇ１＞＞Ｇ
２＞Ｇ３となるように設定する。ただし、Ｇ１はＧ２，
Ｇ３に比べ、格段に大きい。このように、中央の領域の
利得を周辺の領域に比べて大きく設定し、中央重点の測
光方式を行うことで、逆光状態に応じた絞り制御を可能
とした。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな絞り制御の場合、中央部、周辺部の各出力レベル
は、領域内にコントラストの大きい画像が入力されても
平均化されるため、実際のコントラストを測定すること
ができない。すなわち画像の輝度の空間的な分布の違い
によって、中央部、周辺部の出力レベルが変化してしま
い、過補正をして映像信号の大部分が飽和してしまった
り、逆にもっと補正してほしい画像にも、ほとんど補正
がかからなくなったりする場合が生ずる。

【００１３】また、中央部の輝度変動によって逆光度合
が変動するため、被写体の移動に対して露光補正量が変
動することがあった。

【００１４】本発明はかかる点に鑑み、中央部と周辺部
のコントラストだけでは判別できなかった、画像の状態
を判別できる自動露光制御装置を提示することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】全画面の平均輝度を計算
する全画面平均検出部と、前記全画面平均検出部から得
られた平均輝度を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞
り開度を決定する絞り制御部と、全画面を複数の小領域
に分割し、各小領域の平均輝度を計算する小領域平均検
出部と、前記各小領域の平均輝度を輝度順に整理し、輝
度の低いものから所定の個数の小領域を選択し、選択さ
れた小領域全体の平均輝度を求める低輝度平均算出部
と、前記低輝度平均算出部より得られた平均輝度から逆
光度合を算出する逆光度合算出部と、逆光度合が大きく
なったときに絞り開度を大きくする方向に前記所定の目
標輝度を修正する目標輝度算出部を具備した自動露光制
御装置である。

【００１６】または各小領域の平均輝度を輝度順に整理
し、輝度順に小領域を所定の個数の組に分類し、分類さ
れた複数の小領域毎に平均輝度を求める低輝度平均算出
部と、前記低輝度平均算出部より得られた複数の平均輝
度から、ファジィ推論あるいは線形多重関数によって逆
光度合を算出する逆光度合算出部と、逆光度合が大きく
なったときに絞り開度を大きくする方向に所定の目標輝
度を修正する目標輝度算出部を具備した自動露光制御装
置である。

【００１７】また、全画面の平均輝度を計算する全画面
平均検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均
輝度を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決
定する絞り制御部と、全画面を複数の小領域に分割し、
各小領域の平均輝度を計算する平均輝度算出部と、前記
平均輝度の低輝度の小領域から逆光度合を算出する逆光
度合算出部と、前記平均輝度の高輝度の小領域から過順
光度合を算出する過順光度合算出部と、全画面を上下の
領域に分割し、上下の平均輝度を求める上下平均算出部
と、前記上下の領域の輝度比と前記逆光度合と前記過順
光度合から補正量を算出する度合決定部と、前記補正量
を基に前記所定の目標輝度を修正する目標輝度算出部を
具備した自動露光制御装置である。

【００１８】または低輝度平均値から逆光度合を算出す
る逆光補正量算出部と、同様に低輝度平均値から過順光
度合を算出する過順光補正量算出部と、全画面を上下の
領域に分割し、上下の平均輝度を求める上下平均検出部
と、前記上下の領域の輝度比と逆光度合と過順光度合か
ら補正量を算出する度合決定部と、前記補正量を基に所
定の目標輝度を修正する目標輝度算出部を具備した自動
露光制御装置である。

【００１９】また、被写体が上下に移動する過順光画像
での誤判断を取り除くため、全画面の平均輝度を計算す
る全画面平均検出部と、前記全画面平均検出部から得ら
れた平均輝度を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り
開度を決定する絞り制御部と、全画面を多数の小領域に
分割し、各小領域の平均輝度を計算する小領域平均検出
部と、前記小領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計
算する度合算出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝
度と画面中央を含む第２領域の平均輝度の比を計算する
第１・第２領域輝度比検出部と、前記平均輝度比と前記
逆光・過順光度合から補正量を算出する補正量算出部
と、前記補正量を基に前記所定の目標輝度を修正する目
標輝度算出部を具備するものである。

【００２０】

【作用】本発明は上記手段を設けることにより、画像を
多数の小領域に分割し、各小領域の平均輝度を求め、画
像内の低輝度部分の平均値を計算することにより、自動
露光制御下での逆光度合を定量的に求める。

【００２１】また、低輝度部分の平均値を複数求めるこ
とで、低輝度部分の暗さと大きさに応じた絞り補正量を
得ることが可能となる。

【００２２】さらに、上下の輝度比から逆光と過順光を
判別し、絞り補正量を修正する。絞り補正量を基に撮像
状態に応じて絞り制御レベルを適応的に変化させる。

【００２３】さらに、上部領域に下部領域の一部の暗い
領域を加え、また下部領域から暗い領域を除くことか
ら、被写体の移動による第１領域の平均輝度の上昇を抑
えるとともに第２領域の平均輝度の低下を抑えることに
より被写体の移動に対する誤判定を除く。これにより、
被写体が上下に移動する過順光画像に対して適切な被写
体の露光を得る。

【００２４】

【実施例】（実施例１）図１は、本発明における自動露
光制御装置の第１の実施例である。被写体像はレンズ
１、絞り２を介して、撮像素子３上に結像し、電気信号
に変換される。変換された信号は、アンプ４により増幅
され、γ処理などを行う信号処理回路５を通り、映像信
号出力端子６に送られる。この際、撮像素子３から得ら
れた信号より、以下のように絞り制御を行う。

【００２５】まず、撮像素子３からの信号から、全画面
平均検出部７で全画面の平均輝度Ｙallが算出される。
絞り制御部８では、目標輝度算出部９から得られる目標
輝度Ｙall’と全画面の平均輝度Ｙallを比較する。比較
した差を０にする方向に絞り開度を動作させることによ
り、いつも平均輝度Ｙallが目標輝度Ｙall’になるよう
に制御する。通常の露光制御の目標輝度Ｙall’は、た
とえば撮像素子３のダイナミックレンジが０から２５５
（８ビット情報）の場合、１２７（中央値）に設定す
る。

【００２６】撮像素子３の信号は、小領域平均検出部で
小領域毎に平均輝度が計算される。小領域はたとえば図
２のように全画面１３が縦横１０分割、全体で１００個
の小領域１４に分割する。小領域内の輝度は小領域内の
画素の平均輝度で代表される。したがって見かけ上の画
素数（小領域の数）は１００個となる。

【００２７】次に低輝度平均算出部１１で、小領域の平
均輝度を図３のように輝度順に並べ変える。これを輝度
順序特性と呼ぶ。図３で縦軸は輝度を、横軸は小領域を
低輝度順に並べ変えた番号を表している。したがって、
輝度は単調増加特性を示す。

【００２８】図３の低輝度平均値、すなわち画素番号の
ある区間（１からＮ）の平均輝度が逆光度合を表すパラ
メータとなることを説明する。画像の中に非常に明るい
領域が存在すると、平均輝度を１２７にするために絞り
開度が小さくなる。その結果明るい領域以外の部分は、
非常に暗い輝度となる。そして画像全体が明るい領域と
暗い領域に分かれる。この状態で被写体が暗い領域に存
在するときが逆光状態である。図４に逆光の程度をあら
わす例を示す。黒くぬりつぶしてある部分が暗い領域で
ある。図４（ａ）は全画像の半分が輝度０の領域で、残
りの半分の領域が輝度２５５であり、平均輝度は１２７
となる。輝度順序特性は図４（ｄ）のようになる。低輝
度平均値は、暗い方から３０番目までの平均値とする。
図４（ｂ）は弱い逆光映像で、画像の４分の１が暗くな
っている。低輝度平均値は図４（ｅ）のように図４
（ｄ）より高くなっている。図４（ｃ）は順光映像で、
低輝度平均値は、図４（ｆ）のように図２（ｅ）よりさ
らに高くなっている。したがって人間が主観的に感じる
逆光の程度を、低輝度平均値で置き換えることができ
る。すなわち、低輝度平均値が低い値を示すほど、強い
逆光状態にあることがわかる。

【００２９】低輝度平均値の計算方法は（数１）のよう
に、最も暗い輝度からＮ番目までの平均計算で求める。

【００３０】

【数１】

【００３１】逆光度合算出部１２では、低輝度平均値Ｖ
にゲインをかけて、（数２）のように逆光度合を算出す
る。

【００３２】

【数２】

【００３３】目標輝度算出部９では、逆光度合算出部１
２で得た逆光度合uから、垂直走査（フレームまたはフ
ィールド）毎の全画面の平均輝度の目標値を設定する。
すなわち、目標輝度Ｙall’を（数３）のように算出す
る。

【００３４】

【数３】

【００３５】絞り制御部８では、全画面の平均輝度Ｙal
lを上記の目標輝度Ｙall’に保つように絞りが制御され
る。低輝度平均値が低い値を示すと、u が０以上の値を
持ち、Ｙall’ が大きくなる。その結果、絞り開度が大
きくなり、被視感度以下の領域が見やすくなる。

【００３６】以上のように本実施例では、画面の低輝度
レベルをもとに逆光度合を決定することによって，安定
で人間の感覚に合う逆光補正が実現できる。

【００３７】（実施例２）図５は、本発明における自動
露光制御装置の第２の実施例である。第１の実施例と同
じ構成要素には同じ符号を付けてあり、同様の動作を行
う。本実施例で第１の実施例と異なるところは、低輝度
平均算出部１１、逆光度合算出部１２での動作が異なる
ことである。従って、図５においては、低輝度平均算出
部１１、逆光度合算出部１２のかわりに、低輝度平均算
出部１５、逆光度合算出部１６が配置されている。

【００３８】図６は低輝度平均算出部１５を説明するた
めの図である。第１の実施例の低輝度算出部と同様の方
法で、低輝度を複数算出する。区間（ａ）の平均輝度を
ｅ１、区間（ｂ）の平均輝度をｅ２とおく。ｅ１とｅ２
を用いて逆光度合を求める。複数の低輝度を用いること
によって、暗い領域の大きさも逆光度合を算出するとき
の特徴量とすることができる。すなわち、ｅ１，ｅ２の
両方が暗いときは大きな逆光、ｅ１のみが暗いときは弱
い逆光として露光制御を行うことができる。

【００３９】次にファジィ推論を用いてｅ１，ｅ２から
逆光度合を求める方法を説明する。いま、入力をｅ₁、
ｅ₂、逆光度合をu とすると、簡略化ファジィ推論の制
御規則はたとえば次のようにルールで表すことができ
る。

【００４０】 If e₁ is PB and e₂ is NS then u is f_i. ここでPB(positive big), NS(negative small) はファ
ジィ変数、f_i は実数値である。

【００４１】入力データ(e₁', e₂')が入力されると、上
のルールから次の結論が得られる。

【００４２】

【数４】

【００４３】ただしΛはmin演算である。制御規則（ル
ール）は複数個あるので、（数４）の結果を総合した最
終の逆光度合u_rは次のようになる。

【００４４】

【数５】

【００４５】既に市橋らは上で述べた簡略化されたファ
ジィ推論が線形多重関数になることを報告している[市
橋他 ”簡略ファジィ推論を用いたファジィモデルによ
る学習型制御”、日本ファジィ学会誌 Vol.2, No.3, p
p.429-437]。線形多重関数による推論方法は、計算コス
トが小さくリアルタイム制御に適した関数である。

【００４６】線形多重関数では、実数値f_iの内挿を行う
ことにより逆光度合を導く。図７に入力空間(e₁,e₂)上
の４点と各点の実数値を示す。ただし実数値f_iはf(x_p,y
_q)に置き直している。推論結果u_rを４点の実数値を用い
て式(5)に示すように求める。

【００４７】

【数６】

【００４８】以上の４点による内挿された空間を連結す
ることによって、図８のように線形多重関数を構成でき
る。実数値f(x_p,y_q)を逆光状態の映像内容から順次決定
して行くことで、さまざまな映像内容に最適な逆光度合
u_rを非線形な量として求めることができる。図９に逆光
度合を線形多重関数であらわした例を示す。e1, e2が両
方低い値になったときに逆光度合は非線形に大きくなっ
ている。

【００４９】目標輝度算出部９では、逆光度合算出部１
６で得た逆光度合u_rから、垂直走査（フレームまたはフ
ィールド）毎の全画面の平均輝度の目標値を設定する。
すなわち、目標輝度Ｙall’を（数３）と同様に（数
７）のように算出する。

【００５０】

【数７】

【００５１】以上のように本実施例では、画面の低輝度
レベルを複数求め、ファジィ推論あるいは線形多重関数
により、逆光度合を統合化する。これにより安定で人間
の感覚に合う逆光補正が実現できる。

【００５２】（実施例３）図１０は、本発明における自
動露光制御装置の第３の実施例である。第１の実施例と
同じ構成要素には同じ符号を付けてあり、同様の動作を
行う。

【００５３】まず、撮像素子３からの信号から、全画面
平均検出部７で全画面の平均輝度Ｙall が算出される。
絞り制御部８では、目標輝度算出部９から得られる目標
輝度Ｙall’と全画面の平均輝度Ｙallを比較する。比較
した差を０にする方向に絞り開度を動作させることによ
り、いつも平均輝度Ｙallが目標輝度Ｙall’になるよう
に制御する。通常の露光制御の目標輝度Ｙall’ は、た
とえば撮像素子３のダイナミックレンジが０から２５５
（８ビット情報）の場合、１２７（中央値）に設定す
る。

【００５４】上下平均検出部１７では、撮像素子３の信
号を基に、図１１（ａ）に示してあるような上端領域と
画面領域の平均輝度を求める。

【００５５】小領域平均検出部１８では、画面領域内の
小領域について平均輝度が計算される。小領域はたとえ
ば図１１（ｂ）のように画面が縦８分割、横１０分割、
全体で８０の小領域に分割する。小領域内の輝度は矩形
内の画素の平均輝度で代表される。したがって見かけ上
の画素数は８０個となる。

【００５６】逆光度合の求め方は第２の実施例と同様で
ある。低輝度平均算出部１９で、小領域の平均輝度を図
６のように輝度順に並べ変え、低輝度平均値を求める。
つぎに逆光度合算出部２０によってファジィ推論あるい
は線形多重関数によって逆光度合u_rを求める。

【００５７】過順光度合は同様に輝度順序特性を用いて
求める。まず高輝度平均算出部２１で図１２のように、
Ｍ番目の平均輝度から最も明るい輝度までの平均計算で
求める。

【００５８】

【数８】

【００５９】過順光度合算出部２２では、e3に線形多重
関数等の変換を行い過順光度合w_rを求める。逆光度合u_r
と過順光度合w_rから度合決定部２３によって最終的な補
正量を決定する。度合決定部２３では、全画面の上端領
域と画面領域の輝度比から逆光か過順光かの判定を区間
[-1,1]の実数値で表す。（数９）に輝度比計算式を、図
１３に変換図を示す。

【００６０】

【数９】

【００６１】変換された値をpとすると補正量zは（数１
０）によって導くことができる。

【００６２】

【数１０】

【００６３】なお、上下の輝度比が変化するときは、カ
メラの撮影方向を大きく変えているときか、あるいは画
面内の輝度変化が大きいときにおこるので、上下の輝度
比の変化が変化してもほとんど見にくい映像とはならな
い。したがって上下の輝度比を逆光と過順光の判定とし
て用いることができる。

【００６４】目標輝度算出部９では、度合決定部２３で
得た補正量z から、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎の全画面の平均輝度の目標値を設定する。すなわ
ち、目標輝度Ｙall’を（数１１）のように算出する。

【００６５】

【数１１】

【００６６】絞り制御部９では、全画面の平均輝度Ｙal
lを上記の目標輝度Ｙall’に保つように絞りが制御され
る。画面の上端領域が画面領域より明るいときは、逆光
状態であるとみなして、画面領域から得られる逆光度合
をもとに補正を行う。逆に上端領域が画面領域より暗い
ときは、過順光状態であるとみなして、画面領域から得
られる過順光度合をもとに補正を行っている。

【００６７】以上のように本実施例では、画面の低輝度
レベルをもとに逆光度合を、高輝度レベルをもとに過順
光度合を導き、画面の上下の輝度比を基に各度合を選択
制御することにより、安定で人間の感覚に合う補正が実
現できる。

【００６８】（実施例４）図１４は、本発明における自
動露光制御装置の第４の実施例である。第３の実施例と
同じ構成要素には同じ符号を付けてあり、同様の動作を
行う。本実施例で第３の実施例と異なるところは、低輝
度算出部２１と過順光度合算出部２２の動作である。従
って本実施例においては、低輝度算出部２１、過順光度
合算出部２２にかわって低輝度算出部２４と過順光度合
算出部２５が配置されている。

【００６９】低輝度の領域が非常に多いときには高輝度
の部分が小さく存在しているので、過順光状態にあると
も考えられる。そこで過順光度合を逆光度合のときと同
様の方法で求める。低輝度平均算出部１９で、小領域の
平均輝度を図６のように輝度順に並べ変え、低輝度平均
値を求める。つぎに過順光度合算出部２５によってファ
ジィ推論あるいは線形多重関数によって過順光度合を求
める。逆光度合と過順光度合から度合決定部２３によっ
て最終的な補正量を決定する。

【００７０】以上のように本実施例では、画面の低輝度
レベルをもとに逆光度合と過順光度合を導き、画面の上
下の輝度比を基に各度合を選択制御することにより、安
定で人間の感覚に合う補正が実現できる。

【００７１】（実施例５）次に本発明第５の実施例につ
いて説明する。本実施例は上記実施例でのさらなる課
題、すなわち、被写体が上下に移動する過順光画像に対
する誤判定をなくすことを目的としている。

【００７２】図１５に示すように被写体が上下に移動す
る過順光画像において誤判定が生じ、被写体が飽和し白
く飛ぶという問題点があった。図１５(a)，(b)は被写体
が上下に移動する過順光画像を、図１５(c)はその時の
上部領域７１の平均輝度１４１と下部領域７２の平均輝
度１４２の変化を示している。ここで被写体の位置は被
写体の頭頂部３１で表す。過順光の判定は上部平均輝度
が下部平均輝度より低いことで行われる。しかし、図１
５(c) に示すように、被写体が画面中央Ｄから画面上部
Ｔに移動する時に、上部領域の平均輝度１４１と下部領
域の平均輝度１４２の大小関係が反転するために、誤判
定する。そこで以下のように改良を行った。

【００７３】図１６は、本発明における自動露光制御装
置の第５の実施例である。前の実施例と同じ構成要素に
は同じ符号を付けてあり、同様の動作を行う。

【００７４】被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、アンプ４により増幅され、γ処理などを行う
信号処理回路５を通り、映像信号出力端子６に送られ
る。この際、撮像素子３から得られた信号より、以下の
ように絞り制御を行う。

【００７５】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【００７６】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で小領域毎に平均輝度を計算し、輝度レベル
のヒストグラムを得る。

【００７７】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などで非線形に変換し、撮像画像の逆
光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記ヒス
トグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジィ推
論などで非線形に変換して過順光の度合wrを算出する。

【００７８】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比検出部２６で、図１７のように全画面を下部
中央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領
域２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の低い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の高い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の比を計算する。以
上の逆光・過順光の度合と平均輝度比は補正量算出部２
８に送られる。補正量算出部２８では、画面上部が下部
より明るい場合逆光、逆に暗い場合過順光である傾向を
利用して、前記平均輝度比p を基に第１領域の平均輝度
が第２領域の平均輝度より高ければ逆光、逆に低ければ
過順光と判定すると共に、平均輝度比p を補正量を計算
する際に用いるゲインg に変換する。そして、前記逆光
度合urと前記過順光度合wrとゲインgと逆光・過順光判
別結果から（数１２）により補正量zを算出する。

【００７９】

【数１２】

【００８０】第１・第２領域輝度比検出部２６で得られ
る第１領域、第２領域の各平均輝度と被写体の移動の関
係を図１８、図１９、図２０を用いてさらに詳しく説明
する。

【００８１】図１８(a)，(b)は被写体が上下に移動する
過順光画像を、図１８(c) はその時の第１領域の平均輝
度３２と第２領域の平均輝度３３の変化を示している。
ここで被写体の位置は被写体の頭頂部３１で表す。図１
８(c) に示すように、被写体が画面中央Ｄから画面上部
Ｔに移動する時に、第１領域の平均輝度３２と第２領域
の平均輝度３３の大小関係は反転しない。このことか
ら、被写体が画面内で上下に移動する過順光画像に対し
て誤判定しないので、前記ゲインgは変動せず補正量zも
変動しない。

【００８２】以下同様にして、被写体が左右に移動する
逆光画像、被写体が画面右に存在し画面左端で暗い物体
が出入りする逆光画像に対する補正量zについて説明す
る。

【００８３】図１９(a)，(b)は被写体が左右に移動する
逆光画像を、図１９(c) はその時の第１領域の平均輝度
３２と第２領域の平均輝度３３の変化を示している。こ
こで被写体の位置は被写体の頭頂部３１で表す。図１９
(c) に示すように、被写体が画面右Ｒから画面左Ｌに移
動する時に、第１領域の平均輝度３２と第２領域の平均
輝度３３の大小関係は反転しない。

【００８４】また、図２０(a)，(b)は被写体が画面右に
存在し画面左端で暗い物体が出入りする逆光画像を、図
２０(c) はその時の第１領域の平均輝度３２と第２領域
の平均輝度３３の変化を示している。ここで物体の位置
は物体の右端５１で表す。図２０(c) に示すように、物
体が画面左端から左領域２３０と下部中央領域２１０の
境Ｌまで移動する時に、第１領域の平均輝度３２と第２
領域の平均輝度３３の大小関係は反転しない。

【００８５】以上のことから、被写体が左右に移動する
逆光画像、被写体が画面右に存在し画面左端で暗い物体
が出入りする逆光画像に対して誤判定をしないので、前
述と同様の理由で前記ゲインgは変動せず補正量zも変動
しない。

【００８６】ところで、図２０(d) は、左右領域の縦の
長さと上部領域の縦の長さの和が全画面の長さと一致す
るように全画面を分割した時の、被写体が画面右に存在
し画面左端で暗い物体が出入りする逆光画像に対する第
１領域の平均輝度３２と第２領域の平均輝度３３の変化
を示している。図２０(d) に示すように、物体が画面左
端から左領域２３０と下部中央領域２１０の境Ｌまで移
動する時に、第１領域の平均輝度３２と第２領域の平均
輝度３３は反転し、誤判定する。しかし、図１７のよう
に左右領域の縦の長さと上部領域の縦の長さの和が全画
面の長さより短くなるように分割すると、前記したよう
に誤判定しないので、左右領域の縦の長さと上部領域の
縦の長さの和が全画面の長さより短くなるように分割す
る必要がある。

【００８７】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部２８で得た補正量z を所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【００８８】以上のようにして、被写体が上下に移動す
る過順光画像、被写体が左右に移動する逆光画像、さら
に暗い物体が画面端で出入りする逆光画像に対して、被
写体の適切な露光を得る。

【００８９】（実施例６）次に本発明における自動露光
制御装置の第６の実施例を図２１を用いて説明する。第
５の実施例と同じ構成要素には同じ符号を付けてあり、
同様の動作を行う。

【００９０】被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、アンプ４により増幅され、γ処理などを行う
信号処理回路５を通り、映像信号出力端子６に送られ
る。この際、撮像素子３から得られた信号より、以下の
ように絞り制御を行う。

【００９１】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【００９２】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で小領域毎に平均輝度を計算し、輝度レベル
のヒストグラムを得る。

【００９３】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などで非線形に変換し、撮像画像の逆
光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記ヒス
トグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジィ推
論などで非線形に変換して過順光の度合wrを算出する。

【００９４】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比検出部２６で、図１７のように全画面を下部
中央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領
域２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の低い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の高い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の比を計算する。

【００９５】第１判別部６１では、第１・第２領域輝度
比算出部２６で算出した輝度比p1を基に、第５の実施例
と同様に逆光か過順光かの判別を行い、次式のように判
別値j1を算出する。ここで、判別値は0と1の２値であ
り、過順光の場合0 、逆光の場合1 とする。

【００９６】

【数１３】

【００９７】また、第２判別部６２では、全画面を図２
２のように上部領域７１と下部領域７２に分割し、それ
らの平均輝度比p2を算出し、その平均輝度p2を基に上部
領域の平均輝度が下部領域の平均輝度より高ければ逆
光、逆に低ければ過順光と判定し、次式のように判別値
j2を算出する。

【００９８】

【数１４】

【００９９】さらに、補正量算出部６３で、前記逆光度
合urと前記過順光度合wrと前記判別値j1と前記判別値j2
から次式のように補正量z1を算出する。

【０１００】

【数１５】

【０１０１】上式からわかるように、第１判別部の判別
結果j1と第２判別部の判別結果j2のどちらか一方が0、
すなわち過順光と判定されれば、過順光と判定し、j1,j
2ともに逆光と判定した場合のみ逆光と判定する。

【０１０２】第１・第２領域輝度比検出部２６で得られ
る第１領域、第２領域、および第２判別部で算出される
上部領域、下部領域の各平均輝度と被写体の移動の関係
を図２３、図２４、図２５、図２６を用いてさらに詳し
く説明する。

【０１０３】図２３(a)，(b)は被写体が上下に移動する
過順光画像を、図２３(c) はその時の第１領域の平均輝
度３２と第２領域の平均輝度３３と上部領域の平均輝度
８１と下部領域の平均輝度８２の変化を示している。こ
こで被写体の位置は被写体の頭頂部３１で表す。図２３
(c) に示すように、被写体が画面中央Ｄから画面上部Ｔ
に移動する時に、第１領域の平均輝度３２と第２領域の
平均輝度３３の大小関係は反転しないので、誤判定せず
補正量z1の変動しない。

【０１０４】以下同様にして、被写体が左右に移動する
逆光画像、被写体が画面右に存在し画面左端で暗い物体
が出入りする逆光画像、及び被写体が画面右に存在し画
面左端で明るい物体が出入りする過順光画像に対する補
正量z1について説明する。

【０１０５】図２４(a)，(b)は被写体が左右に移動する
逆光画像を、図２４(c) はその時の第１領域の平均輝度
３２と第２領域の平均輝度３３と上部領域の平均輝度８
１と下部領域の平均輝度８２の変化を示している。ここ
で被写体の位置は被写体の頭頂部３１で表す。図２４
(c) に示すように、被写体が画面右Ｒから画面左Ｌに移
動する時に、第１領域の平均輝度３２と第２領域の平均
輝度３３は変化しないので、誤判定せず補正量z1は変動
しない。

【０１０６】また、図２５(a)，(b)は被写体が画面右に
存在し画面左端で暗い物体が出入りする逆光画像を、図
２５(c) はその時の第１領域の平均輝度３２と第２領域
の平均輝度３３と上部領域の平均輝度８１と下部領域の
平均輝度８２の変化を示している。ここで物体の位置は
物体の右端５１で表す。図２５(c) に示すように、物体
が画面左端から左領域２３と下部中央領域２１の境Ｌま
で移動する時に、第１領域の平均輝度３２と第２領域の
平均輝度３３、及び、上部領域の平均輝度８１と下部領
域の平均輝度８２は反転しないので誤判定せず補正量z1
は変動しない。

【０１０７】最後に図２６(a)，(b)は被写体が画面右に
存在し画面左端で明るい物体が出入りする過順光画像
を、図２６(c) はその時の第１領域の平均輝度３２と第
２領域の平均輝度３３と上部領域の平均輝度８１と下部
領域の平均輝度８２の変化を示している。ここで物体の
位置は物体の右端１２１で表す。図２６(c) に示すよう
に、物体が画面左端から左領域２３０と下部中央領域２
１０の境Ｌまで移動する時に、上部領域の平均輝度８１
と下部領域の平均輝度８２の大小関係は反転しないので
誤判定せず補正量z1も変動しない。

【０１０８】以上のことから、図２５の説明したときと
同様の理由で被写体が画面内で左右に移動する逆光画
像、被写体が画面右に存在し、画面左端で暗い物体が出
入りする逆光画像、及び被写体が画面右に存在し、画面
左端で明るい物体が出入りする過順光画像に対して誤判
定しないので、補正量z1は変動しない。

【０１０９】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部２８で得た補正量z1を所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【０１１０】以上のようにして、被写体が上下に移動す
る過順光画像、被写体が左右に移動する逆光画像、暗い
物体が画面端で出入りする逆光画像、さらに、明るい物
体が画面端で出入りする逆光画像に対して、被写体の適
切な露光を得る。

【０１１１】（実施例７）次に本発明第７の実施例につ
いて説明する。この実施例は、前記実施例におけるさら
なる課題、つまり、室内から窓の外を撮影する場合など
でよく現われる画面中央が明るく、且つ画面下部が暗い
過順光画像を逆光と誤判定し、主要被写体の輝度が飽和
し白くなるという問題を解決するためのものである。

【０１１２】図２７(a)は画面中央が明るく、且つ画面
下部が暗い過順光画像を、図２７(b)は図２８に示すよ
うに画面を上下左右に分割した際の、図２７(a)の上下
左右各領域の平均輝度と、左右領域の高輝度の方の領域
を上部領域に加えた第１領域と、低輝度の方を下部領域
に加えた第２領域の平均輝度を示す。

【０１１３】図２７(b)から第１領域の平均輝度が、第
２領域の平均輝度より高いために、逆光と誤判定される
ことがわかる。

【０１１４】本実施例はこの問題を解決するための１態
様であり、画面中央が明るく且つ画面下部が暗い過順光
画像を誤判定せず、さらに被写体が左右に移動する逆光
画像、及び被写体が上下に移動する過順光画像に対して
誤判定しない自動露光制御装置を提供することを目的と
する。

【０１１５】図２９は、本発明における自動露光制御装
置の実施例である。従来の自動露光制御装置と同じ構成
要素には同じ符号を付けてあり、同様の動作を行う。

【０１１６】被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、アンプ４により増幅され、γ処理などを行う
信号処理回路５を通り、映像信号出力端子６に送られ
る。この際、撮像素子３から得られた信号より、以下の
ように絞り制御を行う。

【０１１７】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【０１１８】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で画面を多数に分割し各小領域毎に平均輝度
を計算し、輝度レベルのヒストグラムを得る。

【０１１９】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などの非線形な変換を施し、撮像画像
の逆光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記
ヒストグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジ
ィ推論などで非線形な変換を施し、過順光の度合wrを算
出する。

【０１２０】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比較部２６で、図２８のように全画面を下部中
央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領域
２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の高い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の低い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の差ｐを計算する。

【０１２１】さらに、小領域平均検出部１０で得た多数
の小領域の平均輝度と全画面平均検出部７で得た全画面
平均輝度から、相関値計算部２９で全画面平均輝度で正
規化した各小領域の平均輝度Ｓijと所定の画面中央が明
るい過順光画像の輝度分布Ｖijから（数１６）を用いて
相関値Ｅを計算する。ここで、Ｓijは画面を多数の小領
域に分割した各小領域の全画面平均輝度で正規化した平
均輝度を示す。同様にＶijは、所定の輝度分布の画面を
多数の小領域に分割した各小領域の所定の輝度値を示
す。また、Ｓij、Ｖijのi,jは、図３０に示すように画
面を多数の小領域に分割したときの小領域の画面内の位
置を示す。

【０１２２】

【数１６】

【０１２３】相関値計算部２９で行う小領域の平均輝度
の正規化、及び所定の輝度分布について図３１、図３
２、図３３、図３４を用いてさらに詳しく説明する。

【０１２４】図３１(a)、(b)は同一の画面中央が明るい
過順光状態を異なる絞り値で撮影した画像を、２５個の
小領域に分割した各小領域の平均輝度と全画面平均輝度
を示す。

【０１２５】図３１(a),(b)は同一の過順光状態なの
で、両者に対する相関値は同じである必要がある。しか
し、相関値の計算に用いる所定の輝度分布は固定で、図
３１(a),(b)に示すように、絞り値が異なると、各小領
域の平均輝度が異なるために、図３１(a),(b)に対する
相関値は異なる。同一の過順光状態に対して絞り値が異
なった画像の各小領域の平均輝度を同じにするために、
全画面平均輝度を用いて各小領域の平均輝度の正規化を
行う。

【０１２６】図３２(a),(b)は、図３１(a),(b)の各小領
域の平均輝度を全画面平均輝度と比較して、全画面平均
輝度より大きければ１、小さければ０とする２値化を行
った結果を示している。図３２(a),(b)から、全画面平
均輝度をしきい値として２値化することで、同一の状態
を撮影した画像は絞り値が異なっても輝度分布を同じに
することができることがわかる。

【０１２７】図３３に、画面中央が明るい過順光画像の
所定の輝度分布を示す。また、図３４(a),(b)に、識別
すべき画面中央が明るい過順光画像とその画像を２５個
の小領域に分割した各小領域の平均輝度を全画面平均輝
度で２値化した結果を示す。

【０１２８】図３３に示すように、所定の輝度分布の縦
の長さを全画面の縦の長さより短くするのは、図３４
(a),(b)に示す過順光画像に対応するためである。

【０１２９】なお、正規化を輝度比、及び輝度差を用い
て量子化を多値で行っても２値化と同様の効果が得られ
ることは明らかである。

【０１３０】以上の逆光・過順光の度合と平均輝度差及
び相関値Ｅは補正量算出部２８に送られる。

【０１３１】補正量算出部２８では、相関値Ｅを所定の
しきい値εと比較し、相関値Ｅがしきい値εより小さい
時、画面中央が明るい過順光画像として過順光と判定
し、補正量zを前記過順光度合wrとする。また相関値Ｅ
がしきい値εより大きい時は平均輝度差ｐを用いて、画
面上部が下部より明るい場合逆光、逆に暗い場合過順光
である傾向を利用して、第１領域の平均輝度が第２領域
の平均輝度より高ければ逆光、逆に低ければ過順光と判
定すると共に、図１３に示すように輝度差pを補正量を
計算する際に用いるゲインgに変換する。そして、前記
逆光度合urと前記過順光度合wrとゲインgと逆光・過順
光判別結果から（数１７）により補正量zを算出する。

【０１３２】

【数１７】

【０１３３】被写体の移動と相関値Ｅ、及び第１・第２
領域輝度比較部２６で得られる第１領域、第２領域の各
平均輝度の関係を図３５、図３６を用いてさらに詳しく
説明する。

【０１３４】図３５(a)，(b)は被写体が上下に移動する
過順光画像を、図３５(c)はその時の相関値８２の変化
を、図３５(d)はその時の第１領域の平均輝度８３と第
２領域の平均輝度８４の変化を示している。ここで被写
体の位置は被写体の頭頂部８１で表す。

【０１３５】図３５(c)に示すように、被写体が画面中
央Ｄから画面上部Ｔに移動する時、相関値Ｅとしきい値
εの大小関係は反転する。相関値８２がしきい値ε以下
の時、過順光と判定するので問題はない。ここで問題と
なるのは相関値８２がしきい値εより大きい場合であ
る。

【０１３６】図３５(d)に示すように、被写体が画面中
央Ｄから画面上部Ｔに移動する時で、且つ相関値８２が
しきい値εより大きい時、第１領域の平均輝度３２は第
２領域の平均輝度３３より常に小さいので常に過順光と
判定し誤判定しない。

【０１３７】以上のことから、被写体が上下に移動する
過順光画像に対して誤判定しないので、前記ゲインgは
変動せず補正量zも変動しない。

【０１３８】以下同様にして、被写体が左右に移動する
逆光画像に対する補正量zについて説明する。

【０１３９】図３６(a)，(b)は被写体が左右に移動する
逆光画像を、図３６(c)はその時の相関値９２の変化
を、図３６(d)はその時の第１領域の平均輝度９３と第
２領域の平均輝度９４の変化を示している。ここで被写
体の位置は被写体の頭頂部９１で表す。

【０１４０】図３６(c)に示すように、被写体が画面右
Ｒから画面左Ｌに移動する時、相関値Ｅはしきい値εよ
り常に大きいので、第１領域と第２領域の平均輝度差に
よって逆光、過順光の判定を行う。

【０１４１】図３６(d)に示すように、被写体が画面右
Ｒから画面左Ｌに移動する時に、第１領域の平均輝度９
３は第２領域の平均輝度９４より常に大きいので、常に
逆光と判定し誤判定しない。

【０１４２】以上のことから、被写体が左右に移動する
逆光画像に対して誤判定しないので、前記ゲインgは変
動せず補正量zも変動しない。

【０１４３】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部２８で得た補正量zを所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【０１４４】以上のようにして、画面中央が明るく、且
つ画面下部が暗い過順光画像、被写体が上下に移動する
過順光画像、さらに被写体が左右に移動する逆光画像に
対して被写体の適切な露光を得る。

【０１４５】なお、第１・第２領域輝度比較部１２での
輝度の比較を輝度比を用いて行っても輝度差と同様の効
果が得られることは明らかである。

【０１４６】（実施例８）次に本発明第８に実施例につ
いて説明する。本実施例もだい７の実施例と同様に、室
内から窓の外を撮影する場合などでよく現われる画面中
央が明るく、且つ画面下部が暗い過順光画像を逆光と誤
判定し、主要被写体の輝度が飽和し白くなるという問題
を解決するためのものである。

【０１４７】図３７は、本発明における自動露光制御装
置の第８の実施例である。従来の自動露光制御装置と同
じ構成要素には同じ符号を付けてあり、同様の動作を行
う。

【０１４８】被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、アンプ４により増幅され、γ処理などを行う
信号処理回路５を通り、映像信号出力端子６に送られ
る。この際、撮像素子３から得られた信号より、以下の
ように絞り制御を行う。

【０１４９】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【０１５０】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で画面を多数に分割し各小領域毎に平均輝度
を計算し、輝度レベルのヒストグラムを得る。

【０１５１】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などの非線形な変換を施し、撮像画像
の逆光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記
ヒストグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジ
ィ推論などで非線形な変換を施し、過順光の度合wrを算
出する。

【０１５２】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比較部２６で、図３８のように全画面を下部中
央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領域
２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の高い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の低い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の差ｐを計算する。

【０１５３】さらに、撮像素子３の信号から、比較結果
補正部３０で図３９のように画面を中央領域３１と周辺
領域３２に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。前記全画面平均輝度と中央領域３１の平均輝度の差
ｑを計算し、図４０に示すように輝度差ｑを前記第１領
域と第２領域の輝度差ｐを補正する補正量△に変換す
る。

【０１５４】前記補正量△を用いて前記平均輝度差ｐを
（数１８）を用いて平均輝度差ｐ’を計算する。

【０１５５】

【数１８】

【０１５６】以上の逆光・過順光の度合と補正された平
均輝度差ｐ’は補正量算出部２８に送られる。

【０１５７】補正量算出部２８は、画面上部が下部より
明るい場合逆光、逆に暗い場合過順光である傾向を利用
して、第１領域の平均輝度が第２領域の平均輝度より高
ければ逆光、逆に低ければ過順光と判定すると共に、図
４１に示すように輝度差ｐ’を補正量を計算する際に用
いるゲインgに変換する。そして、前記逆光度合urと前
記過順光度合wrとゲインgと逆光・過順光判別結果から
（数１９）により補正量zを算出する。

【０１５８】

【数１９】

【０１５９】画面中央が明るく、且つ画面下部が暗い過
順光画像に対する比較結果補正部で得られる中央領域の
平均輝度、全画面平均輝度及び補正量、さらに第１・第
２領域輝度比較部２６で得られる第１領域、第２領域の
各平均輝度を図４２を用いて詳しく説明する。

【０１６０】図４２(a)は、画面中央が明るく、且つ画
面下部が暗い過順光画像を、また図４２(b)は、図４２
(a)の中央領域の平均輝度、全画面平均輝度、補正量、
第１領域、第２領域の平均輝度、及び補正後の第１領域
の平均輝度を示す。

【０１６１】図４２(b)から、補正後の第１領域の平均
輝度が第２領域の平均輝度より低いことがわかる。この
ことから、画面中央が明るく、且つ画面下部が暗い過順
光画像に対して誤判定しないので前記ゲインgは変動せ
ず補正量zも変動しない。

【０１６２】次に、被写体の移動と比較結果補正部で得
られる中央領域の平均輝度、全画面平均輝度及び補正
量、さらに第１・第２領域輝度比較部１２で得られる第
１領域、第２領域の各平均輝度の関係を図４３、図４４
を用いてさらに詳しく説明する。

【０１６３】図４３(a)，(b)は被写体が上下に移動する
過順光画像を、図４３(c)はその時の中央領域の平均輝
度７２と全画面平均輝度７３と補正量７４の変化を、図
４３(d)は第１領域の平均輝度７５と第２領域の平均輝
度７６と補正後の第１領域の平均輝度７７の変化を示し
ている。ここで被写体の位置は被写体の頭頂部７１で表
す。

【０１６４】図４３(d)に示すように、被写体が画面中
央Ｄから画面上部Ｔに移動する時、補正後の第１領域の
平均輝度７７は第２領域の平均輝度７６より常に低いの
で過順光と判定し誤判定しない。このことから、被写体
が上下に移動する過順光画像に対して誤判定しないの
で、前記ゲインgは変動せず補正量zも変動しない。

【０１６５】図４４(a)，(b)は被写体が左右に移動する
逆光画像を、図４４(c)はその時の中央領域の平均輝度
８２と全画面平均輝度８３と補正量８４の変化を、図４
４(d)は第１領域の平均輝度８５と第２領域の平均輝度
８６と補正後の第１領域の平均輝度８７の変化を示して
いる。ここで被写体の位置は被写体の頭頂部８１で表
す。

【０１６６】図４４(d)に示すように、被写体が画面右
Ｒから画面左Ｌに移動する時、補正後の第１領域の平均
輝度８７は第２領域の平均輝度８６より常に高いので逆
光と判定し誤判定しない。このことから、被写体が左右
に移動する逆光画像に対して誤判定しないので、前記ゲ
インgは変動せず補正量zも変動しない。

【０１６７】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部１４で得た補正量zを所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【０１６８】以上のようにして、画面中央が明るく、且
つ画面下部が暗い過順光画像、被写体が上下に移動する
過順光画像、及び被写体が左右に移動する逆光画像に対
して被写体の適切な露光を得る。

【０１６９】（実施例９）次に本発明第９の実施例につ
いて説明する。本実施例は、前記実施例では解決してい
ない更なる課題、つまり、結婚式など室内で被写体がス
ポット光照明された場合に現われる画面右半分が明る
く、左半分が暗い過順光画像を逆光と誤判定し、主要被
写体の輝度が飽和し白くなるという問題を解決するため
のものである。以下その課題について若干説明する。

【０１７０】図１４(a)は画面右半分が明るく、左半分
が暗い過順光画像を、図１４(b)は図１５に示すように
画面を上下左右に分割した際の、図１４(a)の上下左右
各領域の平均輝度と、左右領域の高輝度の方の領域を上
部領域に加えた第１領域と、低輝度の方を下部領域に加
えた第２領域の平均輝度を示す。

【０１７１】図１４(b)から第１領域の平均輝度が、第
２領域の平均輝度より高いために、逆光と誤判定される
ことがわかる。

【０１７２】この問題は、図４５(a)の輝度分布の画像
を過順光と判定すれば解決するが、そうすると、室外で
は図４５(a)の輝度分布の画像は、明るい領域が太陽な
どの高輝度の物体になり逆光となるために誤判定する。

【０１７３】本実施例はこのような課題を解決するため
のものであり、室内での画面右半分が明るく画面左半分
が暗い過順光画像を誤判定せず、さらに室外の画面右半
分が明るく画面左半分が暗い逆光画像を誤判定しない自
動露光制御装置を提供することを目的とする。

【０１７４】図４６は、本発明における自動露光制御装
置の第９の実施例である。従来の自動露光制御装置と同
じ構成要素には同じ符号を付けてあり、同様の動作を行
う。

【０１７５】被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、アンプ４により増幅され、γ処理などを行う
信号処理回路５を通り、映像信号出力端子６に送られ
る。この際、撮像素子３から得られた信号より、以下の
ように絞り制御を行う。

【０１７６】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【０１７７】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で画面を多数に分割し各小領域毎に平均輝度
を計算し、輝度レベルのヒストグラムを得る。

【０１７８】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などの非線形な変換を施し、撮像画像
の逆光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記
ヒストグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジ
ィ推論などで非線形な変換を施し、過順光の度合wrを算
出する。

【０１７９】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比較部２６で、図４７のように全画面を下部中
央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領域
２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の高い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の低い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の差ｐ１を計算す
る。

【０１８０】また、撮像素子３の信号から、第３・第４
領域輝度比較部３１で、図４８のように全画面を下部中
央領域３１０と上部領域３２０と左領域３３０と右領域
３４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域３３０と右領域３４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の低い方の領域と上部領域３２０を合
わせた領域を第３領域とし、また、平均輝度の高い方の
領域と下部中央領域３１０を合わせた領域を第４領域と
し、第３領域、第４領域の平均輝度の差ｐ２を計算す
る。

【０１８１】赤外線量検出部１４０で光源が発生する赤
外線量に比例した電気信号ｑに変換される。検出された
電気信号ｑは、室内・室外判定部１５で所定のしきい値
εと比較され次式を用いて制御信号ｒに変換される。

【０１８２】

【数２０】

【０１８３】ここで、赤外線量を用いることで室内と室
外を判定できる理由を説明する。室内と室外の光源で
は、その色温度が異なることが知られている。蛍光灯な
どの室内の光源の色温度は通常３０００〜３５００Ｋで
あり、太陽など室外の光源の色温度は３５００Ｋ以上で
ある。

【０１８４】図４９に光源の色温度が３０００Ｋ〜１０
０００Ｋに変化するときの分光分布を示す。赤外線は図
４９の波線より波長の長い光であり、赤外線量は図４９
の波線の右領域の面積になる。図５０に色温度と赤外線
量の関係を示す。図５０からしきい値γを設定すること
で、室内と室外の判別が可能であることがわかる。

【０１８５】以上の平均輝度差ｐ１と平均輝度差ｐ２と
制御信号ｒと逆光・過順光度合が補正量算出部に送られ
る。

【０１８６】補正量算出部２８では、画面右半分が明る
く左半分が暗い画像が、室内では過順光の場合が多く、
逆に室外では逆光の場合が多い傾向を利用して、制御信
号ｒにより、室外の時は輝度差ｐ１を、逆に室内の時は
輝度差ｐ２を選択する。

【０１８７】さらに、画面上部が下部より明るい場合逆
光、逆に暗い場合過順光である傾向を利用して、画面上
部領域を含む第１領域または第３領域が画面下部中央領
域を含む第２領域または第４領域より平均輝度が高けれ
ば逆光、逆に低ければ過順光と判定すると共に、図５１
に示すように輝度差ｐ１または輝度差ｐ２を補正量を計
算する際に用いるゲインgに変換する。そして、前記逆
光度合urと前記過順光度合wrとゲインgと逆光・過順光
判別結果から（数２１）により補正量zを算出する。

【０１８８】

【数２１】

【０１８９】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部２８で得た補正量zを所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【０１９０】以上のようにして、画面中央が明るく、且
つ画面下部が暗い過順光画像、被写体が上下に移動する
過順光画像、及び被写体が左右に移動する逆光画像に対
して被写体の適切な露光を得る。

【０１９１】（実施例１０）図５２は、本発明における
自動露光制御装置の第１０の実施例である。本実施例の
課題は第９の実施例と同様である。

【０１９２】被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、アンプ４により増幅され、γ処理などを行う
信号処理回路５を通り、映像信号出力端子６に送られ
る。この際、撮像素子３から得られた信号より、以下の
ように絞り制御を行う。

【０１９３】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【０１９４】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で画面を多数に分割し各小領域毎に平均輝度
を計算し、輝度レベルのヒストグラムを得る。

【０１９５】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などの非線形な変換を施し、撮像画像
の逆光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記
ヒストグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジ
ィ推論などで非線形な変換を施し、過順光の度合wrを算
出する。

【０１９６】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比較部２６で、図４７のように全画面を下部中
央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領域
２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の高い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の低い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の差ｐ１を計算す
る。

【０１９７】また、撮像素子３の信号から、第３・第４
領域輝度比較部３１で、図４８のように全画面を下部中
央領域３１０と上部領域３２０と左領域３３０と右領域
３４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域３３０と右領域３４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の低い方の領域と上部領域３２０を合
わせた領域を第３領域とし、また、平均輝度の高い方の
領域と下部中央領域３１０を合わせた領域を第４領域と
し、第３領域、第４領域の平均輝度の差ｐ２を計算す
る。

【０１９８】室内・室外判定部３４では、前記全画面平
均検出部７で得た全画面の平均輝度Ｙallと前記絞り制
御部８で得られる絞り値Ｆから次式を用いて制御信号ｒ
を算出する。

【０１９９】

【数２２】

【０２００】ここで、全画面平均輝度Ｙallと絞り値Ｆ
を用いて室内と室外の判定ができる理由を説明する。

【０２０１】蛍光灯などの室内の光源と太陽などの室外
の光源では、室外の光源の方が室内の光源より光量が多
いことから、全画面平均輝度と絞り値Ｆから推定した光
量から室内と室外の判別を行う。

【０２０２】ところで、光量Ｏと絞り値Ｆと全画面平均
輝度Ｙallの関係は次式で表せる。

【０２０３】

【数２３】

【０２０４】このことから、しきい値γを設定すること
で室内と室外を判定することができる。

【０２０５】以上の平均輝度差ｐ１と平均輝度差ｐ２と
制御信号ｒと逆光・過順光度合が補正量算出部に送られ
る。

【０２０６】補正量算出部２８では、画面右半分が明る
く左半分が暗い画像が、室内では過順光の場合が多く、
逆に室外では逆光の場合が多い傾向を利用して、制御信
号ｒにより、室外の時は輝度差ｐ１を、逆に室内の時は
輝度差ｐ２を選択する。

【０２０７】さらに、画面上部が下部より明るい場合逆
光、逆に暗い場合過順光である傾向を利用して、画面上
部領域を含む第１領域または第３領域が画面下部中央領
域を含む第２領域または第４領域より平均輝度が高けれ
ば逆光、逆に低ければ過順光と判定すると共に、図５１
に示すように輝度差ｐ１または輝度差ｐ２を補正量を計
算する際に用いるゲインgに変換する。そして、前記逆
光度合urと前記過順光度合wrとゲインgと逆光・過順光
判別結果から（数２１）により補正量zを算出する。

【０２０８】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部２８で得た補正量zを所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【０２０９】以上のようにして、画面中央が明るく、且
つ画面下部が暗い過順光画像、被写体が上下に移動する
過順光画像、及び被写体が左右に移動する逆光画像に対
して被写体の適切な露光を得る。

【０２１０】（実施例１１）次に本発明第１１の実施例
について説明する。本実施例の目的も第１０の実施例と
同様である。図５３は、本発明における自動露光制御装
置の第１１の実施例である。被写体像はレンズ１、絞り
２を介して、撮像素子３上に結像し、電気信号に変換さ
れる。変換された信号は、アンプ４により増幅され、γ
処理などを行う信号処理回路５を通り、映像信号出力端
子６に送られる。この際、撮像素子３から得られた信号
より、以下のように絞り制御を行う。

【０２１１】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【０２１２】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で画面を多数に分割し各小領域毎に平均輝度
を計算し、輝度レベルのヒストグラムを得る。

【０２１３】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などの非線形な変換を施し、撮像画像
の逆光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記
ヒストグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジ
ィ推論などで非線形な変換を施し、過順光の度合wrを算
出する。

【０２１４】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比較部２６で、図４７のように全画面を下部中
央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領域
２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の高い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の低い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の差ｐ１を計算す
る。

【０２１５】また、撮像素子３の信号から、第３・第４
領域輝度比較部３１で、図４８のように全画面を下部中
央領域３１０と上部領域３２０と左領域３３０と右領域
３４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域３３０と右領域３４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の低い方の領域と上部領域３２０を合
わせた領域を第３領域とし、また、平均輝度の高い方の
領域と下部中央領域３１０を合わせた領域を第４領域と
し、第３領域、第４領域の平均輝度の差ｐ２を計算す
る。

【０２１６】色温度検出部８１では、光源の光を色の３
原色、赤、青、緑のフィルタを通して受光し、電気信号
Ｒ，Ｇ，Ｂに変換する。室内・室外判定部１５では変換
された電気信号Ｒ、Ｇ、Ｂから光源のＲ、Ｇ、Ｂの比率
を計算し、その比率から制御信号ｒを算出する。

【０２１７】ここで、光源の３原色の比率を用いること
で室内と室外を判定できる理由を説明する。

【０２１８】前述したように室内と室外の光源では、そ
の色温度が異なることが知られている。蛍光灯などの室
内の光源の色温度は通常３０００〜３５００Ｋであり、
太陽など室外の光源の色温度は３５００Ｋ以上である。

【０２１９】図４９に光源の色温度が３０００Ｋ〜１０
０００Ｋに変化するときの分光分布を示す。また、図５
４に光の波長と３原色のフィルターの感度の関係を示
す。図４９と図５４から３原色のフィルターを通して受
光される光は、図４９の波線の左の領域であることがわ
かる。また図４９から色温度により３原色の比率が異な
るので、３原色の比率から室内と室外の判別が可能であ
ることがわかる。

【０２２０】以上の平均輝度差ｐ１と平均輝度差ｐ２と
制御信号ｒと逆光・過順光度合が補正量算出部に送られ
る。

【０２２１】補正量算出部２８では、画面右半分が明る
く左半分が暗い画像が、室内では過順光の場合が多く、
逆に室外では逆光の場合が多い傾向を利用して、制御信
号ｒにより、室外の時は輝度差ｐ１を、逆に室内の時は
輝度差ｐ２を選択する。

【０２２２】さらに、画面上部が下部より明るい場合逆
光、逆に暗い場合過順光である傾向を利用して、画面上
部領域を含む第１領域または第３領域が画面下部中央領
域を含む第２領域または第４領域より平均輝度が高けれ
ば逆光、逆に低ければ過順光と判定すると共に、図５１
に示すように輝度差ｐ１または輝度差ｐ２を補正量を計
算する際に用いるゲインgに変換する。そして、前記逆
光度合urと前記過順光度合wrとゲインgと逆光・過順光
判別結果から（数２１）により補正量zを算出する。

【０２２３】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部２８で得た補正量zを所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【０２２４】以上のようにして、画面中央が明るく、且
つ画面下部が暗い過順光画像、被写体が上下に移動する
過順光画像、及び被写体が左右に移動する逆光画像に対
して被写体の適切な露光を得る。

【０２２５】（実施例１２）次に本発明第１２の実施例
について説明する。

【０２２６】図５５は、本発明における自動露光制御装
置の第１２の実施例である。被写体像はレンズ１、絞り
２を介して、撮像素子３上に結像し、電気信号に変換さ
れる。変換された信号は、アンプ４により増幅され、γ
処理などを行う信号処理回路５を通り、映像信号出力端
子６に送られる。この際、撮像素子３から得られた信号
より、以下のように絞り制御を行う。

【０２２７】まず、撮像素子３の信号から、全画面平均
検出部７で全画面の平均輝度が算出される。絞り制御部
８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度と全画
面の平均輝度が一致する方向に絞り開度を動作させるこ
とにより、全画面の平均輝度が目標輝度になるように制
御する。

【０２２８】次に、撮像素子３の信号から、小領域平均
検出部１０で画面を多数に分割し各小領域毎に平均輝度
を計算し、輝度レベルのヒストグラムを得る。

【０２２９】度合算出部２７では、前記ヒストグラムか
ら低輝度部の平均輝度を計算し、その低輝度部の平均輝
度をファジィ推論などの非線形な変換を施し、撮像画像
の逆光の度合を表す逆光度合urを算出する。また、前記
ヒストグラムの高輝度部の平均輝度を前と同様にファジ
ィ推論などで非線形な変換を施し、過順光の度合wrを算
出する。

【０２３０】一方、撮像素子３の信号から、第１・第２
領域輝度比較部２６で、図４７のように全画面を下部中
央領域２１０と上部領域２２０と左領域２３０と右領域
２４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域２３０と右領域２４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の高い方の領域と上部領域２２０を合
わせた領域を第１領域とし、また、平均輝度の低い方の
領域と下部中央領域２１０を合わせた領域を第２領域と
し、第１領域、第２領域の平均輝度の差ｐ１を計算す
る。

【０２３１】また、撮像素子３の信号から、第３・第４
領域輝度比較部３１で、図４８のように全画面を下部中
央領域３１０と上部領域３２０と左領域３３０と右領域
３４０に分割し、それぞれの領域の平均輝度を計算す
る。さらに、左領域３３０と右領域３４０の平均輝度を
比較し、平均輝度の低い方の領域と上部領域３２０を合
わせた領域を第３領域とし、また、平均輝度の高い方の
領域と下部中央領域３１０を合わせた領域を第４領域と
し、第３領域、第４領域の平均輝度の差ｐ２を計算す
る。

【０２３２】色温度検出部１０１では、全画面の色差
（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）の平均を計算し、図５６の色温度と
色差の関係を用いて色温度を算出する。室内・室外判定
部１５では算出された色温度から室内、室外に対応する
制御信号ｒを算出する。図５６に示す色差は、ビデオカ
メラなどでは通常ホワイトバランスの調整のために計算
しているので、ハードウェアの構成を変更しなくてもよ
いので、色差を用いて色温度を推定する効果は大きい。

【０２３３】以上の平均輝度差ｐ１と平均輝度差ｐ２と
制御信号ｒと逆光・過順光度合が補正量算出部に送られ
る。

【０２３４】補正量算出部２８では、画面右半分が明る
く左半分が暗い画像が、室内では過順光の場合が多く、
逆に室外では逆光の場合が多い傾向を利用して、制御信
号ｒにより、室外の時は輝度差ｐ１を、逆に室内の時は
輝度差ｐ２を選択する。

【０２３５】さらに、画面上部が下部より明るい場合逆
光、逆に暗い場合過順光である傾向を利用して、画面上
部領域を含む第１領域または第３領域が画面下部中央領
域を含む第２領域または第４領域より平均輝度が高けれ
ば逆光、逆に低ければ過順光と判定すると共に、図５１
に示すように輝度差ｐ１または輝度差ｐ２を補正量を計
算する際に用いるゲインgに変換する。そして、前記逆
光度合urと前記過順光度合wrとゲインgと逆光・過順光
判別結果から（数３１）により補正量zを算出する。

【０２３６】目標輝度算出部９では、以上のようにして
補正量算出部２８で得た補正量zを所定の目標輝度に加
えることにより、垂直走査（フレームまたはフィール
ド）毎に全画面の平均輝度の目標値を算出する。絞り制
御部８では、全画面の平均輝度を前記目標値に保つよう
に絞りが制御される。

【０２３７】以上のようにして、画面中央が明るく、且
つ画面下部が暗い過順光画像、被写体が上下に移動する
過順光画像、及び被写体が左右に移動する逆光画像に対
して被写体の適切な露光を得る。

【０２３８】なお、第１・第２領域輝度比較部１２およ
び第３・第４領域輝度比較部３１での輝度の比較を輝度
比を用いて行っても輝度差と同様の効果が得られること
は明らかである。

【０２３９】（実施例１３）図５７は、本発明における
自動露光制御装置の第１３の実施例である。上記実施例
と同じ構成要素には同じ符号を付けてあり、同様の動作
を行う。

【０２４０】以下に本実施例の動作について説明する。
まず、被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮像素子
３上に結像し、電気信号に変換される。変換された信号
は、アンプ４により増幅され、γ処理などを行う信号処
理回路５を通り、映像信号出力端子６に送られる。この
際、撮像素子３から得られた信号を用いて、以下に説明
するような絞り制御を行う。

【０２４１】撮像素子３からの信号から、全画面平均検
出部７で全画面の平均輝度Ｙallが算出される。絞り制
御部８では、目標輝度算出部９から得られる目標輝度Ｙ
all’と全画面の平均輝度Ｙallを比較する。比較した差
を０にする方向に絞り開度を動作させることにより、い
つも平均輝度Ｙallが目標輝度Ｙall’になるように制御
する。

【０２４２】一方、撮像素子３の信号は、小領域平均検
出部１０で小領域毎に平均輝度が計算され、小領域内の
輝度は小領域内の画素の平均輝度で代表される。

【０２４３】次に分布検出部１４０で、小領域の平均輝
度を輝度順に並べ変え、画素番号のある区間（Ｎ１から
Ｎ２）の平均輝度を（数２４）のように算出する。

【０２４４】

【数２４】

【０２４５】正規化算出部１５０では、分布検出部１４
０の出力の低輝度平均値または高輝度平均値と全画面平
均輝度の比を算出する。

【０２４６】すなわち、前記正規化輝度算出部１２にお
いて、（数２５）を用いて正規化低輝度平均値、正規化
高輝度平均値を算出する。

【０２４７】

【数２５】

【０２４８】逆光過順光度合算出部１３０では、前記正
規化低輝度平均値または正規化高輝度平均値を用いて逆
光度合、過順光度合を算出する。例えば逆光度合は（数
２６）を用いて算出する。

【０２４９】

【数２６】

【０２５０】目標輝度算出部９では、逆光、過順光度合
算出部１３０で得た逆光度合または過順光度合から、垂
直走査（フレームまたはフィールド）に同期して全画面
の平均輝度の目標値を設定する。すなわち、目標輝度Ｙ
all’を算出する。

【０２５１】絞り制御部８では、全画面の平均輝度Ｙal
lを上記の目標輝度Ｙall’に保つように絞りが制御され
る。

【０２５２】以下に、絞りを変化させたとき、以上のよ
うに算出された正規化低輝度平均値Ｖn1を用いた逆光度
合Ｕdark’の変化量が、低輝度平均値Ｖを用いた逆光度
合Ｕdarkに比べて、小さいことを説明する。絞りが開く
と、画面内の画素はそれぞれ明るくなるので、全画面平
均輝度Ｙall、低輝度平均値Ｖは共に高くなる。絞りが
閉じる方向に動いた場合も同様に、全画面平均輝度と低
輝度平均値は共に低くなる。従って、低輝度平均値を全
画面平均値で割って正規化した値、すなわち、正規化低
輝度平均値は、絞り変化による低輝度平均値の変動の影
響が抑えられる。そのため、正規化低輝度平均値を用い
た逆光度合は、絞りの状態に影響されない目標輝度を算
出することができ、１つの画像に対して１つの絞り補正
量を定義することができる。

【０２５３】また、画面の高輝度部分を用いて過順光度
合を算出する場合においても同様のことが言える。

【０２５４】以上のように本実施例では、検出された画
面の低輝度平均値または高輝度平均値と全画面平均輝度
の比を逆光、過順光度合の算出に用いることにより、絞
りの状態に影響されない目標輝度を算出することがで
き、１つの画像に対して１つの絞り補正量を定義するこ
とができる。

【０２５５】絞りの変化に対して、画面内の各画素の輝
度が線形に変化するような場合には、全画面平均輝度の
変動に対して低輝度平均値または高輝度平均値の変動す
る割合が一定となるので、本実施例のように、低輝度平
均値または高輝度平均値と全画面平均輝度との比を目標
輝度の算出に用いる方法が有効である。しかし、実際の
システムでは、撮像素子のダイナミックレンジのために
一定以上明るい信号は飽和してしまう。特に逆光や過順
光の画像は暗い領域と明るい領域がはっきり分かれるよ
うなコントラストの高い画像であり、高輝度部分の画素
は飽和することが多い。この場合、絞りの変化に対する
各画素の輝度変化が非線形になるため、全画面平均輝
度、低輝度平均値、高輝度平均値はそれぞれ、絞り変動
に対する変化の割合が異なってくる。そこで、映像信号
の飽和による輝度の非線形性に対応する手法を以下の実
施例に示す。

【０２５６】（実施例１４）第１４の実施例では、高輝
度信号の飽和の影響をできるだけ少なくして、絞り変化
によらない目標輝度を算出するために、低輝度平均値ま
たは高輝度平均値と全画面平均輝度との差によって目標
輝度を算出する方法について説明する。

【０２５７】すなわち、実施例１３の正規化算出部１５
０において、（数２７）を用いて正規化低輝度平均値、
正規化高輝度平均値を算出する。

【０２５８】

【数２７】

【０２５９】逆光過順光度合算出部１３０では、前記正
規化低輝度平均値または正規化高輝度平均値を用いて逆
光度合、過順光度合を算出する。例えば逆光度合は（数
２８）を用いて算出する。

【０２６０】

【数２８】

【０２６１】次に、以上のようにして得られた逆光度合
が、従来の低輝度平均値を用いた逆光度合に比べて、絞
り変動に対する変動が少ないことを示す。

【０２６２】高輝度の信号が飽和すると、飽和した領域
の輝度が一定になり、絞り開度が大きくなったときに輝
度が上昇する画素数が減少する。そのため、全画面平均
輝度を一定量Δａだけ上昇させるように絞り開度を大き
くしたとき、飽和していない領域において輝度の上昇す
る量が増える。従って、高輝度信号が飽和していないと
きは、当然全画面平均輝度の上昇する量Δａの方が低輝
度平均値の上昇量Δｖより大きかったのが、高輝度信号
が飽和すると低輝度平均値の上昇する量Δｖが全画面平
均輝度の上昇量Δａと同等またはそれ以上になることも
ある。絞り開度を大きくしたときに正規化低輝度平均値
の変化する量は、全画面平均輝度、低輝度平均値がそれ
ぞれ変動する量Δａ、Δｖの差（Δｖ−Δａ）に依存す
るから、各平均値の変動量が同等の時、すなわちΔｖ＝
Δａのとき、正規化低輝度平均値は絞りの変動に対して
ほとんど変動しなくなる。

【０２６３】また、高輝度信号が飽和しない場合は、露
光補正を必要としない普通の画像が多く、もともと補正
量が少なく設定されている。そのため目標輝度は絞り変
動による影響をほとんど受けない。

【０２６４】従って、全体として正規化低輝度平均値を
用いた逆光度合の変動の方が、用いないものに比べて小
さいことがわかる。

【０２６５】同様に画面の高輝度部分を過順光度合検出
に用いる場合も、絞り変動の影響が少ないことがいえ
る。

【０２６６】従って、本実施例では低輝度平均値または
高輝度平均値と全画面平均輝度との差を用いて目標輝度
を算出することにより、高輝度信号が飽和する画像に対
しても絞り変動に対して影響の少ない目標輝度を算出す
ることができ、画像に対して一意に補正量を定義するこ
とができる。

【０２６７】（実施例１５）次に、本発明の自動露光補
正装置の第１５の実施例について説明する。

【０２６８】第１５の実施例で述べたように、高輝度信
号が飽和している状態で、全画面平均値を一定量Δａだ
け上昇させるように絞り開度を大きくしたとき、低輝度
平均値の上昇する量Δｖは飽和していない状態に比べて
大きくなる。従って飽和している状態では、飽和してい
ない状態に比べて低輝度平均値と全画面平均輝度の比Ｙ
dark／Ｙallが大きくなる。

【０２６９】ここで、全画面平均輝度がΔａだけ上昇す
るように絞り開度を大きくしたとき、上昇する量Δａ’
が低輝度平均値の上昇量Δｖより大きくなるように、見
かけの全画面平均輝度Ｙn_allを設定すると、低輝度平
均値ＹdarkとＹn_allの比Ｙdark／Ｙn_allはＹdark／Ｙ
allより小さくなり、高輝度信号が飽和している場合に
絞りの変動に対する影響が少ない値となる。

【０２７０】また、高輝度信号が飽和しない場合は、露
光補正を必要としない普通の画像が多く、もともと補正
量が少なく設定されている。そのため目標輝度は絞り変
動による影響をほとんど受けない。

【０２７１】従って、逆光度合算出に使用する際には、
全画面平均輝度を見かけの全画面平均輝度に変換して、
低輝度平均値との比を算出した方が、全画面平均輝度と
の比を算出するより絞りの変動に対する影響が少ない値
を算出できる。

【０２７２】この実施例では、全画面平均輝度Ｙallを
見かけの全画面平均輝度Ｙn_allに変換する際に、全画
面平均輝度の上昇量に対する見かけの全画面平均輝度の
上昇する割合Δａ’／Δａが大きくなるように設定し、
前記見かけの全画面平均輝度と低輝度平均値との比を用
いて目標輝度を算出する方法について説明する。

【０２７３】すなわち、前記正規化輝度算出部１２にお
いて、（数２９）を用いて正規化低輝度平均値を算出す
る。

【０２７４】

【数２９】

【０２７５】（数２９）のように、全画面平均輝度Ｙal
lを絞り変動に対する変化の割合を大きくするように変
換したＹn_allを算出し、低輝度平均値との比をとる
と、第１３の実施例のＹallと低輝度平均値との比に比
べて絞り変動に対する変化が少なくなる。

【０２７６】逆光過順光度合算出部１３０では、前記正
規化低輝度平均値を用いて（数３０）のように逆光度合
を算出する。

【０２７７】

【数３０】

【０２７８】従って、本発明では、（数２９）に基づい
て全画面平均輝度を変換し、低輝度平均値との比を用い
て目標輝度を算出することにより、高輝度信号が飽和す
る場合でも絞り変動に対して影響の少ない目標輝度を算
出することができ、画像に対して一意の補正量を定義す
ることができる。

【０２７９】（実施例１６）次に、図５８を用いて本発
明の自動露光補正装置の第１６の実施例について説明す
る。前記の実施例と同じ構成要素には同じ符号を付けて
あり、同様の動作を行う。この実施例は、前記の実施例
と同様に逆光・過順光度合を求め、さらに、過順光・逆
光の判定によって２つの度合を切り換えることにより、
両方の画像の露光制御に対応するものである。

【０２８０】低輝度平均検出部２４、高輝度平均検出部
２１は第１３の実施例の分布検出部１４０に対応する部
分で、それぞれ低輝度平均値Ｖdarkと高輝度平均値Ｖli
ghtを検出する。正規化低輝度平均検出部３５、正規化
高輝度平均検出部３６は第１３の実施例の正規化平均検
出部１５０に対応する部分で、それぞれ低輝度平均値Ｖ
darkと高輝度平均値Ｖlightを全画面平均Ｙallで正規化
する。逆光度合検出部２０、過順光度合検出部２５はそ
れぞれ正規化低輝度平均値Ｖn_dark、正規化高輝度平均
値Ｖn_lightを入力して、第１３の実施例の逆光過順光
度合算出部１３０と同様に逆光度合Ｕdark、過順光度合
Ｕlightを算出する。

【０２８１】上下輝度比較部２３１では、撮像素子３の
信号を図５９のように２分割して各領域の平均輝度を求
め、輝度差を（数３１）のように算出する。

【０２８２】

【数３１】

【０２８３】さらに輝度差を、定義域[-1,1]の逆光・過
順光の判定値ｐに変換する。変換図を図６０に示す。

【０２８４】補正量算出部２８では、逆光度合Ｕdark、
過順光度合Ｕlight、逆光・過順光の判定値ｐを用いて
最終的な補正量ｚを（数３２）のように決定する。

【０２８５】

【数３２】

【０２８６】目標輝度算出部９では、前記補正量算出部
２８で得た補正量zから、垂直走査（フレームまたはフ
ィールド）毎の全画面の平均輝度の目標値を設定する。
すなわち、目標輝度Ｙall’を（数３３）のように算出
する。

【０２８７】

【数３３】

【０２８８】絞り制御部８では、全画面の平均輝度Ｙal
lを上記の目標輝度Ｙall’に保つように絞りが制御され
る。画面の上端領域が画面領域より明るいときは、逆光
状態であるとみなして、画面領域から得られる逆光度合
をもとに補正を行う。逆に上端領域が画面領域より暗い
ときは、過順光状態であるとみなして、画面領域から得
られる過順光度合をもとに補正を行っている。

【０２８９】以上のように本実施例では、全画面平均輝
度を用いて画面の低輝度部分、高輝度部分の輝度を絞り
の変化に影響されない値に変換し、それぞれから逆光度
合、過順光度合を算出し、画面の上下の輝度差を基に各
度合を選択制御することにより、逆光、過順光の両方の
画像状態に対しても一意の目標輝度を定義することが可
能になる。

【０２９０】なお、上記実施例では、低輝度平均値から
逆光度合、低輝度平均値または高輝度平均値から過順光
度合を算出したが、図６１のように画素番号の区間を複
数選択し、各区間の平均輝度をファジィ推論や線形多重
関数で統合して逆光度合、過順光度合を求めてもよい。
従って複数の平均輝度に対して、本発明の絞り変化に影
響しない変換を行い、ファジィ推論や線形多重関数で統
合して逆光度合、過順光度合を求めても同様の効果が得
られることは明らかである。

【０２９１】また、上記実施例では、絞りを用いた露光
補正について説明したが、同様にして信号処理回路の中
のγ補正回路、ＡＧＣ回路のゲインを補正することによ
り、算出された逆光度合、過順光度合に応じた露光補正
を行ってもよい。

【０２９２】また、上記実施例では、上下領域の輝度差
を用いて逆光・過順光の判定を行ったが、上下領域の輝
度比を用いて判定してもよい。

【０２９３】

【発明の効果】本発明によれば、画像内を小領域に分割
し、領域の低輝度部分から、自動露光制御下での逆光度
合を定量的に求めることができる。さらに、画面の上下
の輝度比から逆光と過順光を判別し、絞り補正量を修正
することができ、画像状態に応じて絞り制御レベルを適
応的に変化させる自動露光調整装置を提供できる。

【０２９４】また、本発明によれば、画面上部を含む第
１領域の平均輝度と画面中央を含む第２領域の平均輝度
の比を計算する第１・第２領域輝度比検出部を具備する
ことにより、被写体が上下に移動する過順光画像被写体
が左右に移動する逆光画像、暗い物体が画面端で出入り
する逆光画像、さらに、明るい物体が画面端で出入りす
る逆光画像に対して誤判定しない自動露光制御装置を提
供できる。さらに、前記第１領域と前記第２領域の平均
輝度比から逆光か過順光かを判別する第１判別部と、別
途、画面を上下に分割し両者の輝度比から逆光か過順光
かを判別する第２判別部を具備することにより、被写体
が上下に移動する過順光画像被写体が左右に移動する逆
光画像、暗い物体が画面端で出入りする逆光画像、明る
い物体が画面端で出入りする逆光画像に対して誤判定し
ない自動露光制御装置を提供でき、通常の撮影で被写体
が動き、前記のような状態の発生があるビデオカメラな
どの撮像装置に対して適用すれば、その実用的効果は大
きい。

【０２９５】さらに本発明によれば、全画面平均輝度で
正規化した画面を多数の小領域に分割した小領域の平均
輝度と所定の輝度分布との相関値を計算する相関計算部
を具備することにより、画面中央が明るい過順光画像を
識別することで誤判定を除くことで、画面中央が明るい
過順光画像に対して適切な露光制御を行え、且つ、被写
体が左右に移動する逆光画像、及び被写体が上下に移動
する過順光画像に対して適切な露光制御を行う自動露光
制御装置を提供でき、通常の撮影で、窓の前での撮影な
どで画面中央が明るい過順光状態が発生し、さらに被写
体が動く状態がよく発生するビデオカメラなどの撮像装
置に対して適用すれば、その実用的効果は大きい。

【０２９６】さらに本発明によれば、画面右半分が明る
く左半分が暗い画像に対し、室内と室外を判定し、室内
の時は上部領域の輝度が下部領域の輝度より低くなる分
割枠を用いて過順光と判定し、逆に室外の時は、上部領
域の輝度が下部領域の輝度より高くなる分割枠を用いて
逆光と判定することで、前記画像に対し誤判定せず、適
切な露光制御を行う自動露光制御装置を提供でき、通常
の撮影で屋外撮影と結婚式など室内撮影が発生するビデ
オカメラなどの撮像装置に対して適用すれば、その実用
的効果は大きい。

【０２９７】さらに、本発明によれば、全画面平均値を
用いて画面内の低輝度領域または高輝度領域の平均値を
絞り変化の影響を受けにくい値に変換し、その値を用い
て目標輝度を算出することにより、各画像に対応した目
標輝度が得られ、画像内容に応じた絞り制御が可能にな
る。また、各画像に対して目標輝度が一意に決まると、
従来のように絞り変化による補正量の変化を考慮する必
要がなくなるので、逆光過順光度合算出部で定義する補
正量を調節することが容易になる。また、各画像に対し
て目標輝度が一意に決まるので、従来課題となっていた
絞りが変化するときの目標輝度の変化が減少し、安定な
絞り制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の自動露光制御装置の構
成ブロック図

【図２】画面の分割図

【図３】輝度順序特性図

【図４】逆光状態を説明するための図

【図５】本発明の第２の実施例の自動露光制御装置の構
成ブロック図

【図６】輝度順序図

【図７】線形多重関数を説明するための図

【図８】線形多重関数を説明するための図

【図９】線形多重関数を説明するための図

【図１０】本発明の第３の実施例の自動露光制御装置の
構成ブロック図

【図１１】画面の分割図

【図１２】輝度順序特性図で高輝度平均値を求める図

【図１３】画面の上下輝度比から逆光と過順光を説明す
るための図

【図１４】本発明の第４の実施例の自動露光制御装置の
構成ブロック図

【図１５】被写体が上下に移動する過順光画像とその時
の上部領域、下部領域の平均輝度の変化の説明図

【図１６】本発明の第５の実施例の自動露光制御装置の
構成ブロック図

【図１７】画面を上部領域、左右領域、下部中央領域に
分割した図

【図１８】被写体が上下に移動する過順光画像とその時
の第１領域、第２領域の平均輝度の変化の説明図

【図１９】被写体が左右に移動する逆光画像とその時の
第１領域、第２領域の平均輝度の変化の説明図

【図２０】被写体が画面右に存在し画面左端で暗い物体
が出入りする逆光画像とその時の第１領域、第２領域の
平均輝度の変化の説明図

【図２１】本発明の第６の実施例の自動露光制御装置の
構成ブロック図

【図２２】画面を上部領域、下部領域に分割した図

【図２３】被写体が上下に移動する過順光画像とその時
の第１領域、第２領域、上部領域、下部領域の平均輝度
の変化の説明図

【図２４】被写体が左右に移動する逆光画像とその時の
第１領域、第２領域、上部領域、下部領域の平均輝度の
変化の説明図

【図２５】被写体が画面右に存在し画面左端で暗い物体
が出入りする逆光画像とその時の第１領域、第２領域、
上部領域、下部領域の平均輝度の変化の説明図

【図２６】被写体が画面右に存在し画面左端で明るい物
体が出入りする過順光画像とその時の第１領域、第２領
域、上部領域、下部領域の平均輝度の変化の説明図

【図２７】画面中央が明るく、且つ画面下部が暗い過順
光画像の説明図

【図２８】画面を上部領域、左右領域、下部中央領域に
分割した図

【図２９】本発明の第７の実施例の自動露光制御装置の
構成ブロック図

【図３０】画面を多数の小領域に分割したときの小領域
の位置の説明図

【図３１】同一の画面中央が明るい過順光状態を絞りが
異なる状態で撮影したときの小領域の平均輝度

【図３２】同一の画面中央が明るい過順光画像を絞りが
異なる状態で撮影した画像の各小領域の平均輝度を全画
面平均輝度をしきい値として２値化した結果

【図３３】所定の輝度分布

【図３４】識別すべき画面中央が明るい過順光画像の説
明図

【図３５】被写体が上下に移動する過順光画像とその時
の相関値と第１領域、第２領域の平均輝度の変化の説明
図

【図３６】被写体が左右に移動する逆光画像とその時の
相関値と第１領域、第２領域の平均輝度の変化の説明図

【図３７】本発明の第８の実施例の自動露光制御装置の
構成ブロック図

【図３８】画面を上部領域、左右領域、下部中央領域に
分割した図

【図３９】画面を中央領域と周辺領域に分割した図

【図４０】中央領域の平均輝度と全画面平均輝度との差
ｑと第１・第２領域の平均輝度差の補正量△の変換図

【図４１】第１領域の平均輝度と第２領域の平均輝度と
の差ｐを補正量△で補正した輝度差ｐ’と補正量算出ゲ
インgの変換図

【図４２】画面中央が明るく、且画面下部が暗い過順光
画像の中央領域、全画面、補正量、第１領域、第２領域
の平均輝度

【図４３】被写体が上下に移動する過順光画像とその時
の補正量と第１領域、第２領域の平均輝度、及び補正後
の第１領域の平均輝度の変化の説明図

【図４４】被写体が左右に移動する逆光画像とその時の
補正量と第１領域、第２領域の平均輝度、及び補正後の
第１領域の平均輝度の変化の説明図換図

【図４５】画面右半分が明るく左半分が暗い過順光画像
の説明図

【図４６】本発明の第９の実施例の自動露光制御装置の
構成ブロック図

【図４７】画面を上部領域、左右領域、下部中央領域に
分割した図

【図４８】画面を上部領域、左右領域、下部中央領域に
分割した図

【図４９】色温度が３０００Ｋ〜１００００Ｋの光源の
分光分布を示した図

【図５０】色温度と赤外線量の関係図

【図５１】第１領域と第２領域の輝度差ｐ１または第３
領域と第４領域の輝度差ｐ２と補正量算出ゲインgの変
換図

【図５２】本発明の第１０の実施例の自動露光制御装置
の構成ブロック図

【図５３】本発明の第１１の実施例の自動露光制御装置
の構成ブロック図

【図５４】３原色フィルターの感度を示す図

【図５５】本発明の第１２の実施例の自動露光制御装置
の構成ブロック図

【図５６】色差と色温度の関係図

【図５７】本発明の第１３〜１５の実施例の自動露光制
御装置のブロック構成図

【図５８】本発明の第１６の実施例の自動露光制御装置
のブロック構成図

【図５９】画面の分割図

【図６０】画面の上下輝度差から逆光と過順光を判定す
るための図

【図６１】画素を輝度順に並べ変えた図

【図６２】従来の自動露光制御装置の説明図

【図６３】従来の自動露光制御装置の説明図

【図６４】従来の自動露光制御装置の説明図

【図６５】従来の自動露光制御装置の説明図

【符号の説明】

１レンズ２絞り３撮像素子４アンプ５信号処理回路６映像信号出力端子７全画面平均検出部８絞り制御部９目標輝度算出部１０、１８小領域平均検出部１１、１５、１９、２４低輝度平均検出部１２、１６、２０逆光度合算出部１３全画面１４小領域１５室内・室外判定部１７上下平均検出部２１高輝度平均検出部２２、２５過順光度合算出部２３度合決定部２６第１・第２輝度比検出部部２７度合算出部部２８補正量算出部２９相関値計算部３０比較結果補正部３１第３・第４領域輝度比較部３２第１領域の平均輝度３３第２領域の平均輝度３４室内・室外判定部３５正規化低輝度平均算出部３６正規化高輝度平均算出部６１第１判別部６２第２判別部６３補正量算出部７１上部領域７２下部領域８１上部領域の平均輝度８２下部領域の平均輝度１３０逆光過順光度合算出部１４０分布検出部１５０正規化算出部２１０下部中央領域２２０上部領域２３０左領域２３１上下輝度比較部２４０右領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江草洋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭63−122370（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−52034（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/238 G03B 7/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】全画面の平均輝度を計算する全画面平均検
出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を複数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記各
小領域の平均輝度を輝度順に整理し、輝度の低いものか
ら所定の個数の小領域を選択し、選択された小領域全体
の平均輝度を求める低輝度平均算出部と、前記低輝度平
均算出部より得られた平均輝度から逆光度合を算出する
逆光度合算出部と、逆光度合が大きくなったときに絞り
開度を大きくする方向に前記所定の目標輝度を修正する
目標輝度算出部を具備することを特徴とする自動露光制
御装置。
【請求項２】低輝度平均算出部は、各小領域の平均輝度
を輝度順に整理し、輝度順に小領域を所定の個数の組に
分類し、分類された複数の小領域毎に平均輝度を求め、
逆光度合算出部は前記低輝度平均算出部より得られた複
数の平均輝度から、ファジィ推論あるいは線形多重関数
によって逆光度合を算出し、目標輝度算出部は逆光度合
が大きくなったときに絞り開度を大きくする方向に所定
の目標輝度を修正することを特徴とする請求項１記載の
自動露光制御装置。
【請求項３】全画面の平均輝度を計算する全画面平均検
出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を複数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均輝度算出部と、前
記平均輝度の低輝度の小領域から逆光度合を算出する逆
光度合算出部と、前記平均輝度の高輝度の小領域から過
順光度合を算出する過順光度合算出部と、全画面を上下
の領域に分割し、上下の平均輝度を求める上下平均算出
部と、前記上下の領域の輝度比と前記逆光度合と前記過
順光度合から補正量を算出する度合決定部と、前記補正
量を基に前記所定の目標輝度を修正する目標輝度算出部
を具備することを特徴とする自動露光制御装置。
【請求項４】低輝度平均値から逆光度合を算出する逆光
補正量算出部と、同様に低輝度平均値から過順光度合を
算出する過順光補正量算出部と、全画面を上下の領域に
分割し、上下の平均輝度を求める上下平均検出部と、前
記上下の領域の輝度比と逆光度合と過順光度合から補正
量を算出する度合決定部と、前記補正量を基に所定の目
標輝度を修正する目標輝度算出部を具備することを特徴
とする請求項３記載の自動露光制御装置。
【請求項５】全画面の平均輝度を計算する全画面平均検
出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度の比を計算する第１・第２領
域輝度比検出部と、前記平均輝度比と前記逆光・過順光
度合から補正量を算出する補正量算出部と、前記補正量
を基に前記所定の目標輝度を修正する目標輝度算出部を
具備することを特徴とする自動露光制御装置。
【請求項６】全画面を上部領域と下部中央領域と左右領
域に分割し、前記左右領域の平均輝度の高い方の領域と
前記上部領域を合わせた領域を第１領域とし、前記左右
領域の平均輝度の低い方の領域と前記下部中央領域を合
わせた領域を第２領域とし、前記第１領域と前記第２領
域の平均輝度比を計算する第１・第２領域輝度比検出部
を具備することを特徴とする請求項５記載の自動露光制
御装置。
【請求項７】上部領域の縦の長さと前記左右領域の縦の
長さの和が全画面の縦の長さよりも短くなる前記上部領
域と前記左右領域を有することを特徴とする請求項６記
載の自動露光制御装置。
【請求項８】全画面の平均輝度を計算する全画面平均検
出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度の比を計算する第１・第２領
域輝度比検出部と、前記平均輝度の比から逆光か過順光
かを判別する第１判別部と、別途画面を上下に分割し、
その輝度比から逆光か過順光かを判別する第２判別部
と、前記第１判別部の判別結果と前記第２判別部の判別
結果と前記逆光・過順光度合から補正量を算出する補正
量算出部と、前記補正量を基に前記所定の目標輝度を修
正する目標輝度算出部を具備することを特徴とする自動
露光制御装置。
【請求項９】全画面の平均輝度を計算する全画面平均検
出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度を比較する第１・第２領域輝
度比較部と、前記全画面の平均輝度で正規化した前記小
領域の平均輝度と所定の輝度分布との相関値を計算する
相関値計算部と、前記第１・第２領域輝度比較部の結果
と前記相関値と前記逆光・過順光度合から補正量を算出
する補正量算出部と、前記補正量を基に前記所定の目標
輝度を修正する目標輝度算出部を具備することを特徴と
する自動露光制御装置。
【請求項１０】輝度分布の領域の縦の長さが全画面の縦
の長さよりも短くなる所定の輝度分布を有することを特
徴とする相関値計算部を具備することを特徴とする請求
項９記載の自動露光制御装置。
【請求項１１】全画面の平均輝度を計算する全画面平均
検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度を比較する第１・第２領域輝
度比較部と、画面中央領域の平均輝度と前記全画面の平
均輝度から算出した補正量を用いて前記第１・第２領域
輝度比較部の結果を補正する比較結果補正部と、前記補
正された平均輝度比較結果と前記逆光・過順光度合から
補正量を算出する補正量算出部と、前記補正量を基に前
記所定の目標輝度を修正する目標輝度算出部を具備する
ことを特徴とする自動露光制御装置。
【請求項１２】全画面の平均輝度を計算する全画面平均
検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度を比較する第１・第２領域輝
度比較部と、画面上部を含む第３領域と画面中央を含む
第４領域の平均輝度を比較する第３・第４領域輝度比較
部と、赤外線量を測定する赤外線量測定部と、前記赤外
線量から室内と室外の判別を行う室内・室外判定部と、
前記室内と室外の判別結果と前記第１領域・第２領域の
平均輝度の比較結果と前記第３領域・第４領域の平均輝
度の比較結果と前記逆光・過順光度合から補正量を算出
する補正量算出部と、前記補正量を基に前記所定の目標
輝度を修正する目標輝度算出部を具備することを特徴と
する自動露光制御装置。
【請求項１３】全画面の平均輝度を計算する全画面平均
検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度を比較する第１・第２領域輝
度比較部と、画面上部を含む第３領域と画面中央を含む
第４領域の平均輝度を比較する第３・第４領域輝度比較
部と、前記全画面の平均輝度と前記絞り開度から室内と
室外の判別を行う室内・室外判定部と、前記室内と室外
の判別結果と前記第１領域・第２領域の平均輝度の比較
結果と前記第３領域・第４領域の平均輝度の比較結果と
前記逆光・過順光度合から補正量を算出する補正量算出
部と、前記補正量を基に前記所定の目標輝度を修正する
目標輝度算出部を具備することを特徴とする自動露光制
御装置。
【請求項１４】全画面の平均輝度を計算する全画面平均
検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度を比較する第１・第２領域輝
度比較部と、画面上部を含む第３領域と画面中央を含む
第４領域の平均輝度を比較する第３・第４領域輝度比較
部と、色温度を測定する色温度測定部と、前記色温度か
ら室内と室外の判別を行う室内・室外判定部と、前記室
内と室外の判別結果と前記第１領域・第２領域の平均輝
度の比較結果と前記第３領域・第４領域の平均輝度の比
較結果と前記逆光・過順光度合から補正量を算出する補
正量算出部と、前記補正量を基に前記所定の目標輝度を
修正する目標輝度算出部を具備することを特徴とする自
動露光制御装置。
【請求項１５】光源のスペクトル分布から色温度を求め
る前記色温度測定部を具備することを特徴とする請求項
１４の自動露光制御装置。
【請求項１６】全画面の平均輝度を計算する全画面平均
検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域の平均輝度から逆光・過順光度合を計算する度合算
出部と、画面上部を含む第１領域の平均輝度と画面中央
を含む第２領域の平均輝度を比較する第１・第２領域輝
度比較部と、画面上部を含む第３領域と画面中央を含む
第４領域の平均輝度を比較する第３・第４領域輝度比較
部と、全画面の色差から色温度を推定する色温度測定部
と、前記色温度から室内と室外の判別を行う室内・室外
判定部と、前記室内と室外の判別結果と前記第１領域・
第２領域の平均輝度の比較結果と前記第３領域・第４領
域の平均輝度の比較結果と前記逆光・過順光度合から補
正量を算出する補正量算出部と、前記補正量を基に前記
所定の目標輝度を修正する目標輝度算出部を具備するこ
とを特徴とする自動露光制御装置。
【請求項１７】全画面の平均輝度を計算する全画面平均
検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記各
小領域の平均輝度を輝度順に整理し、輝度の順番が所定
の区間にある小領域を選択し、選択された小領域全体の
平均輝度を求める分布検出部と、前記全画面平均検出部
の出力を用いて前記分布検出部の出力を絞り変化に影響
されない値に変換する正規化算出部と、前記正規化算出
部の出力から逆光度合または過順光度合を算出する逆光
過順光度合算出部と、逆光度合が大きくなったときに絞
り開度を大きくする方向に、反対に過順光度合が大きく
なったときに絞り開度を小さくする方向に前記所定の目
標輝度を修正する目標輝度算出部を具備することを特徴
とする自動露光制御装置。
【請求項１８】分布検出部の出力と前記全画面平均検出
部の出力との比を算出する正規化算出部を具備すること
を特徴とする請求項１７記載の自動露光制御装置。
【請求項１９】分布検出部の出力と前記全画面平均検出
部の出力との差を算出する正規化算出部を具備すること
を特徴とする請求項１７記載の自動露光制御装置。
【請求項２０】全画面平均検出部の出力を定数倍して所
定の値を加えた結果と、前記分布検出部の出力の比を算
出する正規化算出部を具備することを特徴とする請求項
１７記載の自動露光制御装置。
【請求項２１】全画面の平均輝度を計算する全画面平均
検出部と、前記全画面平均検出部から得られた平均輝度
を、所定の目標輝度へ追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部と、全画面を多数の小領域に分割し、各小
領域の平均輝度を計算する小領域平均検出部と、前記小
領域を輝度順に並べて所定の個数の組に分類し、分類さ
れた複数の小領域毎に平均輝度を求める第１、第２平均
算出部と、前記全画面平均検出部の出力を用いて前記第
１平均算出部の複数の出力を絞り変化に影響されない値
に変換する正規化第１平均算出部と、前記正規化第１平
均算出部の複数の出力より逆光度合を算出する逆光度合
算出部と、前記全画面平均検出部の出力を用いて前記第
２平均算出部の複数の出力を絞り変化に影響されない値
に変換する正規化第２平均算出部と、前記正規化第２平
均算出部の複数の出力より過順光度合を算出する過順光
度合算出部と、全画面を上下の領域に分割し、２領域の
輝度を比較する上下輝度比較部と、前記上下輝度比較部
の出力と前記逆光度合と前記過順光度合から補正量を算
出する補正量算出部と、前記補正量を基に前記所定の目
標輝度を修正する目標輝度算出部を具備することを特徴
とする自動露光制御装置。