JP4123888B2

JP4123888B2 - Imaging apparatus, automatic exposure processing method

Info

Publication number: JP4123888B2
Application number: JP2002279246A
Authority: JP
Inventors: 敬介岡村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004120203A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，撮像装置および自動露光処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラなどの撮像装置は，一般的に，被写体からの入射光量に応じて露光量を自動的に調整する自動露光機能を備えている。かかる撮像装置の自動露光処理では，輝度レベルを検波する際に，所定レベル以上の信号波については信号レベルを当該所定レベルにクリップして検波する手法が提案されている。かかる手法によれば，画像内の高輝度領域が露光調整に与える影響をある程度低減して，中・低輝度領域の再現性を向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の撮像装置の自動露光処理では，高輝度領域の影響を受けにくくしているだけであるので，画像内に占める高輝度領域の割合（面積）が大きくなればなるほど，適切に露光調整することが非常に困難になるという問題があった。場合によっては，好適に再現したい中・低輝度領域ではなく，高輝度領域が見やすくなるように露光調整してしまうこともあった。
【０００４】
本発明は，従来の撮像装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，画像内に占める高輝度領域の割合が大きい場合であっても，中・低輝度領域を好適に再現することが可能な，新規かつ改良された撮像装置およびその自動露光処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，自動露光機能を備えた撮像装置であって：輝度信号のうち基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する高輝度信号を，自動露光処理の処理対象から除外し，上記高輝度信号の存在割合が所定割合以上である場合には，高輝度信号の輝度レベルを，基準輝度レベル以下に換算処理した上で，処理対象にフィードバックし，前記換算処理の換算比率を，前記高輝度信号の存在割合に応じて動的に変化させることを特徴とする，撮像装置が提供される。
【０００６】
かかる構成により，撮像装置は，被写体の輝度レベルに応じて，例えばレンズの絞りやＡＧＣのゲイン等を調整することにより，露光量を自動制御しながら撮像できる（自動露光機能）。また，基準輝度レベルに基づいて，輝度信号を，輝度レベルが基準輝度レベル以上である高輝度信号と，基準輝度レベル未満である中・低輝度信号とに選別できる。この基準輝度レベルは，固定の所定レベルに設定してもよい。さらに，高輝度信号の輝度レベルを自動露光処理の処理対象情報から除外することにより，中・低輝度信号の輝度レベルのみを自動露光処理の処理対象とすることができる。このため，中・低輝度レベルの被写体を重視した露光調整が可能になる。従って，かなり高い輝度レベルを有する被写体を撮像した場合でも，高輝度レベルの影響を受けないので，見たい中・低輝度レベルの被写体を好適に再現することができる。また，上記高輝度信号の存在割合が所定割合以上である場合には，高輝度信号の輝度レベルを処理対象にフィードバックする，如く構成することで，輝度信号内に占める高輝度信号の割合（即ち，画像内に占める高輝度領域の分布割合）に応じて，高輝度信号の輝度レベルの少なくとも一部を当該処理対象に含めて，露光調整することができる。このため，中・低輝度信号が全く無い，或いは非常に少ない信号が入力された場合であっても，高輝度信号の輝度レベルを利用して露光量を低減するように露光調整できるので，露光処理機能が破綻することを防止できる。一方，高輝度信号の存在割合が所定割合未満である場合には，自動露光処理を安定して行うために十分な量の中・低輝度信号が存在しているので，高輝度信号の輝度レベルを当該処理対象にフィードバックしない。
【０００８】
また，上記高輝度信号の輝度レベルを，基準輝度レベル以下に換算処理した上で，処理対象にフィードバックする，如く構成すれば，高輝度信号の輝度レベルをそのままの信号レベルでフィードバックするのではなく，基準輝度レベル以下に低減するように換算処理した上でフィードバックできる。このため，自動露光処理が，必要以上に高輝度信号の輝度レベルの影響を受けないようにできる。また，かかる高輝度信号の輝度レベルのフィードバック量が，自動露光処理で露光を絞ることが可能な程度の量となるように，当該換算処理の換算比率を設定してもよい。
【０００９】
また，上記換算処理の換算比率を，高輝度信号の存在割合に応じて動的に変化させる，如く構成すれば，高輝度信号の輝度レベルのフィードバック量を，高輝度信号の存在割合（高輝度領域の分布割合）に応じた必要最小限な量に調整することができる。即ち，高輝度信号の存在割合が比較的大きい場合には，換算比率を大きくしてフィードバック量を増加し，一方，高輝度信号の存在割合が比較的小さい場合には，換算比率を小さくしてフィードバック量を低減する。これにより，例えば，露光を絞れる程度の量をフィードバックしつつも，高輝度信号の輝度レベルが自動露光処理に及ぼす影響を極力小さくできるので，中・低輝度領域の被写体の再現性をより向上させることができる。
【００１０】
また，上記高輝度信号の輝度レベルを所定レベルにクリップした上で，換算処理する，如く構成すれば，基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する高輝度信号を所定のクリップ値にクリップした上で検波することにより，すべての高輝度信号の検波結果は当該所定レベルで一定となる。このため，高輝度信号の輝度レベルが変化しても，検波値は変わらないので，安定した自動露光処理を実現できる。なお，上記所定レベル（クリップ値）は，基準輝度レベルであるように設定してもよい。
【００１１】
また，上記撮像装置はビデオカメラであるように構成してもよい。さらに，上記撮像装置は監視カメラであるように構成してもよい。また，上記撮像装置は，特に，高輝度レベルの被写体が占める割合（面積）が大きいシーンを撮像する場合に，好適に適用できるものである。
【００１２】
また，上記課題を解決するため，本発明の別の観点によれば，撮像装置の自動露光処理方法であって：輝度信号のうちで基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する高輝度信号を自動露光処理の処理対象から除外する処理対象選別工程と；高輝度信号の存在割合を判定する高輝度割合判定工程と；判定された高輝度信号の存在割合が所定割合以上である場合には，高輝度信号の輝度レベルを，基準輝度レベル以下に換算処理する換算処理工程と，換算処理された高輝度信号の輝度レベルを処理対象にフィードバックするフィードバック工程と；フィードバックされた輝度レベルを含む処理対象に基づいて露光量を調整する露光調整工程と；を含み，換算処理工程では，換算処理の換算比率を，高輝度信号の存在割合に応じて動的に変化させることを特徴とする，自動露光処理方法が提供される。
【００１３】
かかる構成により，まず，高輝度信号の輝度レベルを自動露光処理の処理対象情報から除外して，中・低輝度信号の輝度レベルのみを自動露光処理の処理対象として抽出することができる。次いで，このように抽出された中・低輝度信号の輝度レベルのみに基づいて，好適に露光調整する。このため，高輝度信号の輝度レベルの影響を受けることなく，中・低輝度レベルの被写体を重視した露光調整が可能になる。従って，かなり高い輝度レベルの被写体を撮像した場合でも，見たい中・低輝度レベルの被写体を好適に再現することができる。
【００１５】
かかる構成により，まず，輝度信号内に占める高輝度信号の割合（即ち，画像内に占める高輝度領域の分布割合）を算出して，高輝度信号の輝度レベルをフィードバックする必要があるか否かを判定することができる。即ち，高輝度信号の存在割合が所定割合以上である場合には，フィードバックする必要があると判定し，一方，高輝度信号の存在割合が所定割合未満である場合には，フィードバックする必要が無いと判定する。次いで，必要があると判定した場合には，高輝度信号の輝度レベルの少なくとも一部を，当該処理対象として既に抽出されている中・低輝度信号の輝度レベルにフィードバックすることができる。このため，中・低輝度信号が全く無い，或いは非常に少ない信号が入力された場合であっても，高輝度信号の輝度レベルを利用して露光量を低減するように露光調整できる。従って，高輝度信号の輝度レベルを処理対象から除外したことに起因して，露光処理機能が破綻してしまうことを防止できる。
【００１６】
また，上記フィードバック工程は，高輝度信号の輝度レベルを，基準輝度レベル以下に換算処理する換算処理工程；を含み，換算処理された高輝度信号の輝度レベルを処理対象にフィードバックするように構成してもよい。かかる構成により，高輝度信号の輝度レベルをそのままの信号レベルでフィードバックするのではなく，基準輝度レベル以下に低減するように換算処理した上でフィードバックできる。このため，自動露光処理が，必要以上に高輝度信号の輝度レベルの影響を受けないようにできる。なお，かかる高輝度信号の輝度レベルのフィードバック量が，自動露光処理で露光を絞ることが可能な程度の量となるように，当該換算処理の換算比率を調整してもよい。
【００１７】
また，上記換算処理の換算比率を，高輝度信号の存在割合に応じて動的に変化させるように構成してもよい。かかる構成により，高輝度信号の輝度レベルのフィードバック量を，高輝度信号の存在割合（高輝度領域の分布割合）に応じた必要最小限な量に調整することができる。これにより，例えば，高輝度信号の輝度レベルとして露光を絞れる程度の量をフィードバックしつつも，高輝度信号の輝度レベルが自動露光処理に及ぼす影響を極力小さくできるので，中・低輝度レベルの被写体の再現性がより向上する。
【００１８】
また，上記換算処理工程は，高輝度信号の輝度レベルを所定レベルにクリップした上で，換算処理するように構成してもよい。かかる構成により，高輝度信号の輝度レベルの検波結果は，すべて所定レベルとなる。このため，高輝度信号の輝度レベルが変化しても，高輝度信号の存在割合が変わらなければ，検波結果が一定となるため，換算処理結果も変わらない。従って，当該フィードバック量が一定となるので，安定した自動露光処理を実現できる。なお，上記所定レベル（クリップ値）は，基準輝度レベルであるように設定してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下に，本発明にかかる第１の実施形態について説明する。なお，以下では，本実施形態にかかる撮像装置として，ビデオカメラの例を挙げて説明するが，本発明はかかる例に限定されるものではない。
【００２１】
まず，本実施形態にかかるビデオカメラの概要について説明する。本実施形態にかかるビデオカメラは，例えば，静止画像及び／又は動画像をカラー若しくは白黒で撮像可能なデジタルビデオカメラなどであり，例えば監視カメラなどに用いられるものである。この監視カメラの用途としては，例えば，銀行，コンビニエンスストア等の商店若しくは一般家庭などにおける防犯・監視用や，駐車場の混雑度，河川の水位，工事現場での土砂崩れ等をモニタリングする用途などが挙げられる。
【００２２】
かかるビデオカメラは，例えば，自動露光（自動露出ともいう。以下では，ＡＥという場合もある。）機能を有しており，撮像デバイスである例えばＣＣＤ個体撮像素子（以下では，ＣＣＤという。）への入射光量に応じて，レンズの絞り（アイリス）やシャッタスピードなどを制御して，露光量を自動的に調整することができる。
【００２３】
次に，図１および図２に基づいて，本実施形態にかかるビデオカメラの全体的な回路構成について説明する。図１は，本実施形態にかかるビデオカメラ１の回路構成を示すブロック図である。また，図２は，本実施形態にかかる前処理ブロック３０および信号処理ブロック４０の構成を示すブロック図である。なお，以下では，ビデオカメラ１は，撮像デバイスとしてＣＣＤ２０を用いた例について説明するが，かかる例に限定されるものではない。
【００２４】
図１に示すように，ビデオカメラ１において，撮像した被写体からの光は光学部品１０を通して入射され，ＣＣＤ２０に取り込まれる。この光学部品１０は，レンズ１２と光学フィルタ１４とから構成される。
【００２５】
レンズ１２は，被写体からの光を集光し，光学フィルタ１４に入射させる。なお，このレンズ１２の絞りは，後述するマイクロコントローラ（以下では，マイコンという。）８０によってレンズ制御回路１００を介して制御可能である。かかるレンズ１２の絞りを増減することにより，被写体からＣＣＤ２０への入射光量を調整できる。
【００２６】
光学フィルタ１４は，例えば，例えば，赤外カットフィルタ（ＩｎｆｒａｒｅｄＣｕｔＦｉｌｔｅｒ），光学ローパスフィルタ（ＯｐｔｉｃａｌＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｅｒ）及び／又はダミーガラスなどで構成されており，被写体から入射された光に各種の処理を施すことができる。例えば，赤外カットフィルタは，入射光のうち近赤外線領域よりも波長の長い光をカットして可視光領域の光のみを透過させることなどができる。これにより，人が見た色感と同様な画像を撮像する事ができる。また，光学ローパスフィルタは，例えば，特定周波数成分を除去することにより，モアレや擬色を防止して画質を向上させることができる。
【００２７】
上記のようにしてレンズ１２によって絞り込まれ，光学フィルタ１４を通過した光学像は，ＣＣＤ２０に入射される。このＣＣＤ２０は，代表的な撮像素子であり，受光面に配された複数の画素により，受光した当該光学像を光電変換して電気信号として出力することができる。なお，ＣＣＤ２０としては，例えば，補色単板ＣＣＤまたは３板ＣＣＤのいずれであってもよい。
【００２８】
かかるＣＣＤ２０は，タイミングジェネレータ（以下では，ＴＧという。）６０により駆動され（電子シャッタ機能），光電変換された電気信号である画像信号を読み出す。なお，このＴＧ６０によるシャッタスピードは，マイコン８０によって制御可能である。撮像環境が比較的明るくＣＣＤ２０への入射光量が多い場合には，シャッタスピードを速め，一方，撮像環境が比較的暗く入射光量が少ない場合には，シャッタスピードを遅くすることにより，露光量を調整することができる。
【００２９】
このようなＣＣＤ２０から読み出された電気的な画像信号は，前処理ブロック３０に入力される。この前処理ブロック３０では，図２に示すように，例えば，画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理を施した後，ゲインコントロールアンプ（以下では，ＡＧＣという。）３２によって必要に応じて好適な信号レベルに増幅（ゲイン調整）される。このＡＧＣ３２のゲインは，マイコン８０によって制御可能である。かかるＡＧＣ３２の出力は，黒レベル等を調整した後，Ａ／Ｄ変換器３４によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて，信号処理ブロック４０に出力される。
【００３０】
信号処理ブロック４０は，画像信号に対して，ガンマ補正，ダイナミックレンジ調整，アパーチャーによる輪郭補正，ホワイトバランス（ＷＢ）調整などの各種画像処理を施すとともに，画像信号の信号レベルや色情報などを検出する機能を有する。
【００３１】
より詳細には，信号処理ブロック４０は，図２に示すように，例えば，画像信号のうちの輝度信号（Ｙ信号）を処理するＹ信号処理回路４２と，色信号（Ｃ信号）を処理するＣ信号処理回路４４と，このＹ信号処理回路４２およびＣ信号処理回路４４の出力信号を検波する検波回路４６と，Ｄ／Ａ変換器４７，４８と，Ｙ／Ｃ信号混合回路４９を備える。
【００３２】
Ｙ信号処理回路４２は，入力信号から輝度信号を生成し，この輝度信号に対して，例えば，ダイナミックレンジの調整，ガンマ補正，ホワイトクリップなどの処理を施す。かかる処理後の輝度信号は，Ｄ／Ａ変換機４７でアナログ信号に変換されて，Ｙ／Ｃ信号混合回路４９に入力される。
【００３３】
一方，Ｃ信号処理回路４４は，入力信号から色信号（色差信号）を生成し，この色信号に対して，例えば，ＷＢ調整等の色処理，ガンマ補正，例えばサブキャリア信号による変調などの処理を施す。かかる処理後の色信号は，Ｄ／Ａ変換機４８でアナログ信号に変換されて，Ｙ／Ｃ信号混合回路４９に入力される。
【００３４】
Ｙ／Ｃ信号混合回路４９は，例えば，上記処理された輝度信号と色信号を混合し，さらに，例えば，同期信号なども加えた上で映像信号を生成する。この映像信号は，出力手段であるドライバ５０を介して，例えば，コンポジット信号等として外部に出力される。
【００３５】
また，検波回路４６は，例えば，Ｙ信号処理回路４２が出力した輝度信号を検波するＡＥ検波回路２００と，Ｃ信号処理回路４４が出力した色信号を検波するＷＢ検波回路４６１を備え，それぞれの検波結果をマイコン８０に出力する。なお，本実施形態にかかる特徴であるＡＥ検波回路２００については後で詳細に説明する。
【００３６】
また，記録媒体９０は，例えば，フラッシュメモリ等の電気的に消去可能なＲＯＭであるＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）などで構成されている。この記録媒体９０は，例えば，マイコン８０の制御に必要なデータ，露光条件情報などの調整データおよびユーザ設定などを記憶する機能を有する。
【００３７】
また，レンズ制御回路１００は，例えば，レンズ１２の絞りを調整するためのモータ（図示せず。）と，制御回路（図示せず。）などから構成されている。
【００３８】
また，マイコン８０は，例えば，ＴＧ６０を利用しながら，上記のようなビデオカメラ１内の各装置を制御する機能を有する。例えば，マイコン８０は，上記ＡＥ検波回路２００からの検波結果を基に，目標ＡＥレベルを維持するべく，露光が好適になるように各装置を制御する。具体例を挙げると，マイコン８０は，例えば，電子ボリューム（以下では，ＥＶＲという。）７０等を通じてレンズ制御回路１００を制御して，レンズ１２の絞りを制御することができる。
【００３９】
なお，上記では，主にマイコン８０が，上記ビデオカメラ１内の各装置の処理を制御するシステムについて説明したが，かかる例に限定されず，上記のような処理を，例えば，Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＥＩＡ−２３２，ＥＩＡ−４８５等といった外部インターフェースを介して外部から制御することも可能である。
【００４０】
以上のように，本実施形態にかかるビデオカメラ１の全体的な回路構成について説明した。
【００４１】
次に，本実施形態における特徴である自動露光処理と，これを実現するためのＡＥ検波回路２００およびマイコン８０の構成について，より詳細に説明する。
【００４２】
本実施形態にかかる自動露光処理手法は，高輝度領域の被写体の影響を受けずに，例えば中・低輝度領域の被写体を適切な露光で撮像するための手法である。この手法は，例えば，ビデオカメラ１と被写体との位置関係が逆光状態となるようなシーンにおいて，背景などの高輝度領域を白とびさせてでも，中・低輝度領域の被写体を好適に撮像する逆光補正の１手法ということもできる。
【００４３】
かかる逆光補正が必要なシーンの例を図３に示す。図３に示すシーンは，晴れた日の窓際に人物が立っている例である。このシーンでは，画像の中央部に大きな窓３があり，かかる窓３の部分は，太陽光が差し込み非常に明るく，高輝度領域となっている。この高輝度領域を撮像したときの輝度信号の信号レベル（即ち，輝度レベル）は非常に大きくなる。一方，室内の人物２などの被写体は，好適な明るさではっきりと再現したい部分であるが，屋内にあるため比較的暗い中・低輝度領域となっている。この中・低輝度領域を撮像したときの輝度レベルは，比較的小さくなる。
【００４４】
なお，ここでいう高輝度領域とは，比較的明るい画像領域であって，その部分を撮像した画像信号の輝度レベルが基準輝度レベル（例えば８０ＩＲＥ）以上であるような画像領域をいう。また，中・低輝度領域とは，比較的暗い画像領域であって，その部分を撮像した画像信号の輝度レベルが基準輝度レベル未満であるような画像領域をいう。
【００４５】
このような高輝度領域の占める割合が大きいシーンを，逆光補正せずにそのまま撮像すると，高輝度領域の輝度レベルの影響を大きく受けて，画像全体が過度に明るくなってしまう。そこで，従来のビデオカメラであっても，高輝度領域の影響を低減するようなＡＥ検波処理を行った上で自動露光処理（即ち，逆光補正処理）を行っていた。
【００４６】
ここで，本実施形態にかかる自動露光処理におけるＡＥ検波処理の説明に先立ち，まず，図４に基づいて，従来の逆光補正処理で採用されているＡＥ検波処理の代表例について説明する。図４は，従来のＡＥ検波処理における検波対象となる信号の分布を示す説明図である。
【００４７】
なお，図４では，例えば，１フィールド分の輝度信号の信号レベル（即ち，輝度レベル）の変化を示しているものとする。また，グレーのハッチングを付した部分が検波対象となっている部分であり，一方，まだら模様を付した部分が検波対象外の部分である。（これらは，以下の図５，図９，図１３および図１６でも同様である。）。
【００４８】
図４に示すように，従来のＡＥ検波では，所定の基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する輝度信号を，基準輝度レベルにクリップして検波する検波処理を採用していた。即ち，基準輝度レベル未満の輝度レベルを有する輝度信号は，それ自身の輝度レベルが検波されるのに対し，基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する輝度信号は，すべて，基準輝度レベルを有するものとして検波される。よって，基準輝度レベル以上の部分（まだら模様を付した部分）は，検波対象から除外されることとなり，輝度レベルがいくら大きくても，高輝度信号の検波結果は所定の基準輝度レベルとなる。
【００４９】
このように，従来のＡＥ検波処理では，所定のレベル以上の高輝度信号をクリップして検波することで，高輝度領域の影響をある程度低減させることができる。このクリップするレベルが低ければ低いほど，高輝度領域の影響を抑えることができる。しかしながら，かかるＡＥ検波処理では，高輝度領域の影響を抑えることができるだけであり，その影響を完全に排除できるわけではないので，高輝度領域の占める割合が高いシーンの撮像に対して十分に対応できなかった。具体的には，例えば，上記図３の窓３の部分は非常に明るく大きいので，この部分をＡＥ検波対象に含めてしまうと，窓３の部分の明るさにつられて平均輝度レベルが高くなってしまう。このため，全体的に露光が絞られるので，人物２の部分が暗くなってしまう。
【００５０】
このため，かかる手法以外にも，例えば，ヒストグラム分布を用いた手法や，画像の特定領域に絞って検波する方法など，様々な逆光補正処理方法が提案されてきた。しかしながら，上記のような従来の手法いずれも，すべてのシーンに対して有効である訳ではなかった。
【００５１】
次に，図５に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理におけるＡＥ検波処理の概容について，説明する。なお，図５は，本実施形態にかかるＡＥ検波処理における検波対象となる信号の分布を示す説明図である。
【００５２】
図５に示すように，本実施形態にかかるＡＥ検波処理では，輝度レベルが基準輝度レベル未満である輝度信号（グレーの部分を指す；以下では中・低輝度信号という。）を検波対象信号とし，一方，輝度レベルが基準輝度レベル以上である輝度信号（まだら模様の部分を指す；以下では，高輝度信号という。）を非対象信号としている。このように，本実施形態にかかるＡＥ検波処理では，例えば，所定の閾値（即ち，基準輝度レベル）を基準として，それ以上の輝度レベルの信号を検波対象から完全に除外している。換言すると，かかる基準輝度レベル以上の高い輝度レベルの被写体（即ち，高輝度領域）を撮像した画素からの情報を，検波に取り入れないようにしている。よって，ＡＥ検波対象を中・低輝度信号に絞り込むことができる。このようなＡＥ検波処理により，例えば，白飛びしている背景のような高輝度領域には全く影響されずに，目的とする中・低輝度領域の被写体を適切な明るさで再現可能な露光調整が実現できる。
【００５３】
なお，上記の基準輝度レベルとは，輝度信号を中・低輝度信号と高輝度信号に選別するための基準となる例えば所定の輝度レベルをいう。かかる基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する輝度信号が高輝度信号であり，一方，基準輝度レベル未満の輝度レベルを有する輝度信号が中・低輝度信号である。なお，かかる基準輝度レベルは，任意の値に設定可能であるが，例えば，輝度信号の輝度レベルの分布が０〜１００ＩＲＥである場合には，基準輝度レベルは例えば８０ＩＲＥに設定される。
【００５４】
次に，図６に基づいて，上記のような本実施形態にかかるＡＥ検波処理を実現するためのＡＥ検波回路２００の構成について説明する。なお，図６は，本実施形態にかかるＡＥ検波回路２００の構成を示すブロック図である。
【００５５】
図６に示すように，ＡＥ検波回路２００は，例えば，輝度レベル判定部２１０と，積分回路２２０と，カウント部２３０と，を主に備える。
【００５６】
輝度レベル判定部２１０は，Ｙ信号処理回路４２から入力された輝度信号が高輝度信号であるか中・低輝度信号であるかを判定して選別する機能を有する。より詳細には，輝度レベル判定部２１０は，入力された輝度信号の輝度レベルと上記基準輝度レベルとを比較して，基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する輝度信号を高輝度信号と判定し，一方，基準輝度レベル未満の輝度レベルを有する輝度信号を中・低輝度信号と判定する。このような判定に基づいて，入力された輝度信号を選別し，例えば，中・低輝度信号のみを積分回路２２０に出力する。
【００５７】
積分回路２２０は，順次入力されてくる中・低輝度信号の輝度レベルを例えば１フィールド分積分する機能を有する。かかる積分により中・低輝度信号が検波され，例えば１フィールド分の輝度信号に含まれる中・低輝度信号の輝度レベルが積算される。また，かかる積分回路２２０には，例えば１フィールド毎に積分結果を読み出してリセットするためのリセット信号（図示せず。）が入力されている。これにより，積分回路２２０は，積分結果である例えば１フィールド分の中・低輝度積分結果を読み出して，マイコン８０に出力することができる。
【００５８】
カウント部２３０は，例えば，輝度レベル判定部２１０が選別した高輝度信号の数（以下では，高輝度信号数という。）と中・低輝度信号の数（以下では，中・低輝度信号数という。）をそれぞれカウントする機能を有する。即ち，カウント部２３０は，高輝度領域の被写体を撮像して高輝度信号を生成したＣＣＤ２０の画素の数（画素数）と，中・低輝度領域の被写体を撮像して中・低輝度信号を生成した画素の数（画素数）をカウントする。なお，ここでいうＣＣＤ２０の画素とは，カラー撮像の場合には各カラー用の複数の画素が集合した最小単位であるブロックを含む（よって，画素数はブロック数を含む）ものとし，以下で画素数という場合も同様とする。
【００５９】
このようなカウント部２３０によるカウント結果は，マイコンに８０に出力される。かかるカウント結果により，マイコン８０は，例えば１フィールド内における，高輝度信号数および中・低輝度信号数，即ち，高輝度領域を撮像した画素数および中・低輝度領域を撮像した画素数を取得できる。これにより，マイコン８０は，高輝度信号の存在割合（例えば，輝度信号の総数に占める高輝度信号の数の割合）を算出することができる。なお，この高輝度信号の存在割合は，例えば１画像内に占める高輝度領域の分布の度合い（例えば，１画像内に占める面積割合）を表すパラーメータと考えることもできる。即ち，高輝度信号の存在割合が多いほど，撮像した画像内に高輝度領域が広く分布していることになる。
【００６０】
このように，ＡＥ検波回路２００は，例えば，高輝度信号を検波対象から除外し，中・低輝度信号のみを検波することができる。このため，基準輝度レベル以下の中・低輝度レベルのみを積分した中・低輝度積分結果が，マイコン８０に出力されて自動露光処理に用いられる。この結果，高輝度信号は自動露光処理の処理対象から除外され，中・低輝度信号は当該処理対象として抽出されたこととなる。
【００６１】
次に，図７に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理における露光調整処理を行うマイコン８０の露光調整処理部３００の構成およびその処理について説明する。なお，図７は，本実施形態にかかる露光調整処理部３００の構成を示すブロック図である。
【００６２】
マイコン８０が備える露光調整処理部３００は，図７に示すように，例えば，平均輝度レベル算出部３４０と，露光制御部３５０を主に備える。
【００６３】
平均輝度レベル算出部３４０は，例えば，上記ＡＥ検波回路２００の検波結果に基づいて，平均輝度レベルを算出する機能を有する。より詳細には，この平均輝度レベル算出部３４０は，例えば，下記の式１のように検波結果である中・低輝度積分結果を検波画素数で除算することにより，平均輝度レベルを算出する。
【００６４】
平均輝度レベル＝中・低輝度積分結果／検波画素数・・・式１
ここでいう検波画素数とは，上記ＡＥ検波回路２００で検波対象とされた輝度信号を生成したＣＣＤ２０の画素数であり，本実施形態では，上記カウント部２３０でカウントされた中・低輝度信号を生成した画素の数（即ち，検波された中・低輝度信号数）である。
【００６５】
露光制御部３５０は，上記算出した平均輝度レベルに基づいて，目標ＡＥレベルを維持するべく，露光を好適に調節するようビデオカメラ１内の各装置を制御する機能を有する。
【００６６】
より詳しくは，露光制御部３５０は，撮像中は常に，平均輝度レベルに基づいて撮像画像のＡＥレベルを監視している。この監視の結果，例えば，平均輝度レベルが目標ＡＥレベルよりも高い，即ち，ＣＣＤ２０への入射光量が多いと判断した場合には，ＣＣＤ２０が出力する信号レベルを減少させる方向に各装置を制御する。即ち，露光制御部３５０は，例えば，ＥＶＲ７０等を通じてレンズ制御回路１００を制御してレンズ１２の絞りを絞る，ＴＧ６０を介して電子シャッタのシャッタスピードを増加させＣＣＤ２０の露光量を減少させる，或いはＡＧＣ３２のゲインを抑えるなどといった制御を行う。
【００６７】
一方，平均輝度レベルが目標ＡＥレベルよりも低い，即ち，ＣＣＤ２０への入射光量が少ないと判断した場合には，ＣＣＤ２０が出力する信号レベルを増加させる方向に各装置を制御する。即ち，露光制御部３５０は，例えば，ＥＶＲ７０等を通じてレンズ制御回路１００を制御してレンズ１２の絞りを開く，ＴＧ６０を介して電子シャッタのシャッタスピードを減少させＣＣＤ２０の露光量を増加させる，或いはＡＧＣ３２のゲインを増加させるなどといった制御を行う。
【００６８】
このように，露光制御部３５０は，平均輝度レベル（即ち，中・低輝度領域の明るさ）に応じて，レンズ１２の絞り，シャッタスピードおよびＡＧＣ３２のゲインなどの露光条件を自動的に制御することができる。これにより，前処理ブロック３０から信号処理ブロック４０に入力される画像信号のＡＥレベルが，中・低輝度領域を重視した好適なレベルに調整される。
【００６９】
次に，図８に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理方法について説明する。なお，図８は，本実施形態にかかる自動露光処理の動作フローを示すフローチャートである。
【００７０】
図８に示すように，まず，ステップＳ１００では，高輝度信号が検波対象から除外される（ステップＳ１００：処理対象選別工程）。上記ＡＥ検波回路２００の輝度レベル判定部２１０は，入力された輝度信号を基準輝度レベルに基づいて高輝度信号と中・低輝度信号に選別しながら，かかる両輝度信号のうち中・低輝度信号のみを検波対象として抽出する。抽出された中・低輝度信号は，積分回路２２０に順次出力される。このため，高輝度信号はＡＥ検波対象から除外され，結果として，自動露光処理の処理対象からも完全に除外されたこととなる。
【００７１】
次いで，ステップＳ１０２では，中・低輝度レベルが積分される（ステップＳ１０２）。積分回路２２０は，入力された中・低輝度信号の輝度レベルである中・低輝度レベルを順次積分検波していく。さらに，積分回路２２０は，例えば１フィールド分の中・低輝度レベルを積分した時点で，それまでに積算された中・低輝度レベルである中・低輝度積分結果をマイコン８０に出力する。また，カウント部２３０は，検波された中・低輝度信号数，即ち，検波画素数をカウントしており，例えば，中・低輝度積分結果の出力タイミングと略同一のタイミングで，カウント結果をマイコン８０に出力する。
【００７２】
以上までのステップＳ１００およびステップＳ１０２がＡＥ検波処理工程に該当する。
【００７３】
さらに，ステップＳ１１２では，平均輝度レベルが算出される（ステップＳ１１２）。露光調整部３００の平均輝度レベル算出部３４０は，中・低輝度積分結果を検波画素数で除して，例えば１フィールド分の平均輝度レベルを算出する。なお，この平均輝度レベルは，中・低輝度信号の平均輝度レベルであり，画像内の中・低輝度領域の明るさを反映したものである。
【００７４】
その後，ステップＳ１１４では，露光量が調整される（ステップＳ１１４：露光調整工程）。露光制御部３５０は，ステップＳ１１２で算出された平均輝度レベルと，目標輝度レベル（目標ＡＥレベル）とを比較する。この結果，平均輝度レベルが目標輝度レベルより大きければ，露光量を減少させるようにレンズ１２の絞り等を調節する。一方，平均輝度レベルが目標輝度レベルより小さければ，露光量を増加させるようにレンズ１２の絞り等を調節する。かかる調整は，平均輝度レベルが目標輝度レベルと略一致する（露光調整量が所定量以下にまで収束する）まで続けられる。
【００７５】
以上のように，本実施形態にかかる自動露光処理方法では，高輝度信号を処理対象から完全に除外して，中・低輝度信号のみを処理対象として，ＡＥ検波処理および露光調整処理を行う。このため，画像内に占める高輝度領域の面積が比較的大きい場合であっても，中・低輝度領域のみに特化した自動露光調整処理を行い，中・低輝度領域の被写体を好適な明るさで再現できる。即ち，高輝度領域の被写体を白飛びさせてでも，見たい中・低輝度領域の画質を向上させることができる。例えば，図３の具体例を挙げれば，高輝度領域である窓３の部分を処理対象から除外し，中・低輝度領域である屋内にいる人物２やカーテン４等の部分だけを処理対象とすることができる。よって，かかる中・低輝度領域の明るさ情報のみに基づいて露光を調整できるため，窓３の部分を白飛びさせてでも，人物２を好適な明るさで再現することができる。
【００７６】
（第２の実施の形態）
次に，本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態にかかるビデオカメラおよび自動露光処理方法は，第１の実施形態と比して，高輝度信号を自動露光処理の処理対象から完全に除外するのではなく，必要に応じて高輝度信号の高輝度レベルを当該処理対象にフィードバックする点で相違する（即ち，ＡＥ検波回路２００および露光調整装置３００の構成およびそれらの処理が相違する）のみであり，その他の機能構成は第１の実施形態の場合と略同一であるので，その説明は省略する。
【００７７】
まず，図９に基づいて，上記第１の実施形態にかかる自動露光処理を行った場合の問題点について説明する。図９は，第１の実施形態で問題となるような信号が入力された例を示す説明図である。
【００７８】
図９に示すように，例えば，ＡＥ検波回路２００に入力される輝度信号の輝度レベルのすべてが，所定の基準輝度レベルを上回っているような信号である場合には，ＡＥ検波される対象がなくなってしまう。このため，平均輝度レベルがゼロになり，被写体が非常に暗いと判断される。従って，さらに露光量を増やす方向に露光調整が制御される。この結果，最終的には画面全体が真っ白になり，露光調整システムが破綻してしまう。
【００７９】
このように，第１の実施形態にかかる自動露光処理では，高輝度信号を処理対象から完全に除外するので，高輝度レベルに信号が集中し，中・低輝度信号が存在しない場合には，処理対象がなくなり好適に露光調整できないという問題がある。かかる問題を解決するためには，高輝度レベルに信号が集中して存在する場合に，露光を絞れる程度の輝度レベル情報を，高輝度帯から中・低輝度帯にフィードバックすることが必要になる。
【００８０】
そこで，本実施形態では，高輝度信号の存在割合に応じて高輝度レベルの情報を平均輝度レベルの算出にフィードバックする手法を採用した。かかる手法により，上記のように高輝度信号が集中して存在する場合であっても，露光システムの破綻を防止し，好適な露光調整を実現可能にするものである。以下にかかる手法を実現するためのビデオカメラ１のＡＥ検波回路２００および露光調整装置３００の構成と，これらを用いた自動露光処理方法について詳細に説明する。
【００８１】
まず，図１０に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理におけるＡＥ検波処理を行うＡＥ検波回路２００の構成およびその処理について説明する。なお，図１０は，本実施形態にかかるＡＥ検波回路２００の構成を示すブロック図である。
【００８２】
図１０に示すように，ＡＥ検波回路２００は，例えば，輝度レベル判定部２１０と，中・低輝度用積分回路２２１と，高輝度用積分回路２２２と，カウント部２３０と，を主に備える。
【００８３】
輝度レベル判定部２１０は，Ｙ信号処理回路４２から入力された輝度信号が高輝度信号であるか中・低輝度信号であるかを判定して選別する機能を有する。より詳細には，輝度レベル判定部２１０は，入力された輝度信号の輝度レベルと上記基準輝度レベルとを比較して，基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する輝度信号を高輝度信号と判定し，一方，基準輝度レベル未満の輝度レベルを有する輝度信号を中・低輝度信号と判定する。このような判定に基づいて，入力された輝度信号を選別し，例えば，中・低輝度信号を中・低輝度用積分回路２２１に出力し，高輝度信号を高輝度用積分回路２２２に出力する。
【００８４】
中・低輝度用積分回路２２１は，順次入力されてくる中・低輝度信号の輝度レベルを例えば１フィールド分積分する機能を有する。かかる積分により中・低輝度信号が検波され，例えば１フィールド分の輝度信号に含まれる中・低輝度信号の輝度レベルが積算される。また，かかる中・低輝度用積分回路２２１には，例えば１フィールド毎に積分結果を読み出してリセットするためのリセット信号（図示せず。）が入力されている。これにより中・低輝度用積分回路２２１は，積分結果である例えば１フィールド分の中・低輝度積分結果を読み出して，マイコン８０に出力することができる。
【００８５】
一方，高輝度用積分回路２２２は，上記中・低輝度用積分回路２２１と同様にして，高輝度信号の輝度レベルを例えば１フィールドにわたり積分して，積分結果である例えば１フィールド分の高輝度積分結果をマイコン８０に出力する。
【００８６】
このように，本実施形態にかかるＡＥ検波回路２００では，高輝度信号をも検波対象としている点で，上記第１の実施形態にかかるＡＥ検波回路２００とは相違する。
【００８７】
カウント部２３０は，例えば，輝度レベル判定部２１０が選別した高輝度信号数と中・低輝度信号数（画素数）をそれぞれカウントし，カウント結果をマイコン８０に出力する機能を有する。かかるカウント部２３０の機能は，上記第１の実施形態にかかるカウント部２３０の機能と略同一であるので，詳細な説明は省略する。
【００８８】
以上のように，本実施形態にかかるＡＥ検波回路２００は，例えば，高輝度信号および中・低輝度信号を分類して検波することができる。これにより，中・低輝度積分結果だけでなく高輝度積分結果もがマイコン８０に出力されて，必要に応じて自動露光処理の処理対象としてフィードバックされる。
【００８９】
次に，図１１に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理における露光調整処理を行うマイコン８０の露光調整処理部３００の構成およびその処理について説明する。なお，図１１は，本実施形態にかかる露光調整処理部３００の構成を示すブロック図である。
【００９０】
図１１に示すように，露光調整処理部３００は，例えば，高輝度割合判定部３１０と，換算比率決定部３２０と，換算部３３０と，平均輝度レベル算出部３４０と，露光制御部３５０を備える。
【００９１】
高輝度割合判定部３１０は，ＡＥ検波回路２００のカウント部２３０のカウント結果に基づいて，高輝度信号の存在割合を判定する機能を有する。より詳細には，高輝度割合判定部３１０は，例えば，以下の式２のように，１フィールド内で検波された高輝度信号数（高輝度領域を撮像した画素数）を，中・低輝度信号数（中・低輝度領域を撮像した画素数）と高輝度信号数の和で除算して，高輝度信号の存在割合（例えば０〜１００％）を算出する。
【００９２】
高輝度信号の存在割合＝（高輝度信号数）／（高輝度信号数＋中・低輝度信号数）＝（高輝度領域の検波画素数）／（全画素数）・・・式２
この高輝度信号の存在割合は，例えば，１画像内における高輝度領域の分布割合ということもでき，この値が大きいほど，撮像画像内における高輝度領域の面積が大きく，画像が明るいことになる。即ち，高輝度信号の存在割合が０％である場合には，例えば，検波された輝度信号内には中・低輝度信号のみが存在しており，その画像内には中・低輝度領域だけが分布していることを意味する。一方，高輝度信号の存在割合が１００％である場合には，検波された輝度信号内には高輝度信号のみが存在しており，その画像内には高輝度領域だけが分布していることを意味する。
【００９３】
換算比率決定部３２０は，上記高輝度信号の存在割合に応じて，後述する換算部３３０が用いる換算比率を決定する機能を有する。この換算比率は，高輝度信号の輝度レベルを自動露光処理の処理対象にフィードバックするときのフィードバック率に該当する。換算比率決定部３２０は，この換算比率を，高輝度信号の存在割合に応じて，好適な値に決定する。
【００９４】
ここで，図１２に基づいて，本実施形態にかかる換算比率決定部３２０による換算比率の決定処理の例について説明する。なお，図１２は，本実施形態にかかる高輝度信号の存在割合と換算比率（フィードバック率）との関係を示す説明図である。
【００９５】
図１２に示すように，例えば，高輝度信号の存在割合が０〜Ｈａ％（例えば０〜６０％）である場合には，換算比率は所定の最小比率ｍｉｎ．（例えば０％）に決定される。よって，高輝度信号の存在割合が比較的小さい，即ち，画像内に占める高輝度領域の分布割合が比較的小さい場合には，換算比率は例えば０％であり，高輝度信号の輝度レベルは，当該処理対象にフィードバックされないことになる。
【００９６】
また，例えば，高輝度信号の存在割合がＨａ〜Ｈｂ％（例えば６０〜９０％）である場合には，換算比率は高輝度信号の存在割合とリニアな正の相関関係にあり，高輝度信号の存在割合が大きいほど大きな値に決定される。例えば，高輝度信号の存在割合が７５％のときは，換算比率は例えば１５％に決定される。このように，高輝度信号の存在割合がある程度大きい場合には，換算比率は高輝度信号の存在割合に応じて大きくなるように決定される。よって，この区間では，高輝度信号の輝度レベルは，高輝度信号の存在割合が大きいほど，高いフィードバック率で当該処理対象にフィードバックされることとなる。
【００９７】
また，高輝度信号の存在割合がＨｂ〜１００％（例えば９０〜１００％）である場合には，換算比率は例えば所定の最大比率ｍａｘ．（例えば３０％）に決定される。よって，高輝度信号の存在割合が比較的大きい，即ち，画像内に占める高輝度領域の分布割合が比較的大きい場合には，換算比率は例えば３０％であり，高輝度信号の輝度レベルは，例えば，最大のフィードバック率で当該処理対象にフィードバックされることになる。ただし，この換算比率の最大値ｍａｘ．は，３０％の例に限定されず，例えば，高輝度信号の輝度レベルを換算した値が基準輝度レベルを十分に下回るような値に設定されることが好ましい。
【００９８】
このように，換算比率決定部３２０は，中・低輝度帯の信号が多く占める場合には換算比率を最小値ｍｉｎ．だけとし，高輝度信号の割合がＨａを超えたときからＨｂにかけては換算比率をｍｉｎ．からｍａｘ．まで徐々に増やし，Ｈｂ以上ではｍａｘ．とする。つまり，換算比率決定部３２０は，高輝度信号の存在割合に応じて換算比率を動的に決定することができる。これにより，高輝度信号の存在割合，即ち高輝度領域の分布割合に応じて，高輝度信号の輝度レベルを自動露光処理の処理対象（例えば，平均輝度レベルの算出処理）にフィードバックさせる量（以下では，フィードバック量という。）を好適に増減させることができる。
【００９９】
また，図１１に示す換算部３３０は，上記換算比率決定部３２０が決定した換算比率に基づいて，高輝度信号の輝度レベルを換算する機能を有する。より詳細には，換算部３３０は，例えば，上記高輝度用積分回路２２２から入力された高輝度積分結果に，上記換算比率（フィードバック率）を乗算する換算処理を行う。
【０１００】
このような換算部３３０の換算処理により算出された換算値が，自動露光処理の処理対象への高輝度信号成分のフィードバック量であり，後述する平均輝度レベル算出部３４０が平均輝度レベルを算出する際に用いられるものである。かかるフィードバック量は，換算比率，即ち，高輝度信号の存在割合に応じて，増減する。
【０１０１】
ここで，図１３に基づいて，かかる高輝度信号成分のフィードバック量が，高輝度信号の存在割合に応じて増減する態様について説明する。なお，図１３は，本実施形態にかかる自動露光処理における処理対象となる信号の分布を示す説明図である。なお，図１３（ａ）は，高輝度信号の存在割合が５０％である場合の当該処理対象を例示し，図１３（ｂ）は，高輝度信号の存在割合が７５％である場合の当該処理対象を示し，図１３（ｃ）は，高輝度信号の存在割合が９０％である場合の当該処理対象を例示している。
【０１０２】
まず，図１３（ａ）〜（ｂ）のいずれの場合であっても，中・低輝度信号はすべて処理対象として抽出されている。一方，高輝度信号は高輝度信号の割合に応じて処理対象として抽出される量（即ち，フィードバック量）が異なる。
【０１０３】
高輝度信号の存在割合が例えば５０％と比較的小さい場合には，例えば，図１２に示したように換算比率は例えば最小値である０％に決定される（Ａ点）。この結果，フィードバック量もゼロとなる。従って，図１３（ａ）に示すように，高輝度信号の輝度レベル（まだら模様の部分）は，すべて，自動露光処理の処理対象から除外され，フィードバックされない。これは，第１の実施形態での高輝度信号の輝度レベルのすべてを，完全に処理対象から除外したケースと同様である。つまり，高輝度信号の存在割合が比較的小さい場合には，中・低輝度信号だけを用いても好適な露光調整が十分可能であるので，高輝度信号は処理対象から除外しても差し支えない。このため，換算比率決定部３２０は換算比率を０％に決定し，この結果，換算部３３０は高輝度積分結果に換算比率である０％を乗じてフィードバック量をゼロとする。
【０１０４】
また，高輝度信号の存在割合が例えば７５％と中程度である場合には，例えば，図１２に示したように換算比率は例えば１５％に決定される（Ｂ点）。この結果，高輝度積分結果の例えば１５％がフィードバック量となる。従って，図１３（ｂ）に示すように，高輝度信号の輝度レベルは，そのうち例えば１５％の大きさの分だけが自動露光処理の処理対象にフィードバックされる。つまり，高輝度信号の存在割合が中程度である場合には，例えば，中・低輝度信号だけでは露光調整が安定しにくいので，高輝度信号の輝度レベルの一部が，比較的低い割合で処理対象にフィードバックされる。これにより，露光を絞る程度には十分な量の輝度レベルが得られるので，露光調整処理を安定して実現できる。
【０１０５】
また，高輝度信号の存在割合が例えば９０％と比較的大きい場合には，例えば，図１２に示したように換算比率は例えば最大値ｍａｘ．である３０％に決定される（Ｃ点）。この結果，高輝度積分結果の例えば３０％もがフィードバック量となる。従って，図１３（ｃ）に示すように，高輝度信号の輝度レベルは，そのうち例えば３０％の大きさの分だけが自動露光処理の処理対象にフィードバックされる。つまり，高輝度信号の存在割合が非常に高く，高輝度領域が大部分を占める場合には，例えば，信号量が非常に少ない中・低輝度信号だけでは露光調整が不安定になる。このため，高輝度信号の輝度レベルが，比較的高い割合で処理対象に十分にフィードバックされる。これにより，例えば検波フィールド内に中・低輝度信号がほとんどない（図１３（ｃ）のケース），あるいは全く無い（図９のケース）ような場合であっても，露光を絞る程度には十分な量の輝度レベルが得られるので，露光調整処理を安定して実現できる。
【０１０６】
また，図１１に示す平均輝度レベル算出部３４０は，例えば，上記ＡＥ検波回路２００からの検波結果と，換算部３３０からのフィードバック量に基づいて，平均輝度レベルを算出する機能を有する。より詳細には，平均輝度レベル算出部３４０は，例えば，下記の式３のように，中・低輝度領域の平均輝度レベルに，上記のように高輝度積分結果から算出したフィードバック量に所定のゲインを乗じた量を加算することにより，平均輝度レベルを算出する。
【０１０７】
平均輝度レベル＝（中・低輝度平均輝度レベル）＋ゲイン＊（高輝度からのフィードバック量）・・・式３
なお，上記式３内の「ゲイン」は，例えば，中・低輝度平均輝度レベルとフィードバック量とのケタ合わせのために用いられる例えば所定の係数である。また，「中・低輝度平均輝度レベル」は，以下の式４で求められる。
【０１０８】
中・低輝度平均輝度レベル＝中・低輝度積分結果／中・低輝度領域の検波画素数・・・式４
ここでいう検波画素数とは，上記と同様に，例えば，上記カウント部２３０でカウントされた中・低輝度信号を生成した画素の数（即ち，検波された中・低輝度信号数）である。
【０１０９】
このように，本実施形態にかかる平均輝度レベルは，中・低輝度信号のみならず，必要に応じて，高輝度信号の輝度レベルを好適なフィードバック量だけフィードバックして算出されている。この好適なフィードバック量とは，例えば，平均輝度レベルの算出に高輝度信号が大幅な影響を与えない程度の大きさであって，かつ，露光制御部３５０が露光を絞れる程度の量である。なお，高輝度信号の輝度レベルのフィードバック量は，上記換算比率やゲインを適切に増減させて設定することによって，好適量に調整可能である。
【０１１０】
露光制御部３５０は，上記算出した平均輝度レベルに基づいて，目標ＡＥレベルを維持するべく，ビデオカメラ１内の各装置の露光調整動作を制御する機能を有する。この露光制御部３５０は，第１の実施形態と同様に，平均輝度レベルが目標ＡＥレベルに近づくように，レンズ１２の絞り，シャッタスピードおよびＡＧＣ３２のゲインなどの露光条件を自動的に制御することができる。さらに，高輝度領域が占める割合が大きい被写体を撮像した場合には，露光制御部３５０に入力される平均輝度レベルには，高輝度信号に基づいた露光を絞れる程度の情報が反映されている。従って，露光制御部３５０は，かかる場合であっても，各部を好適に制御して露光をある程度絞るように調整できる。従って，露光システムが破綻することがなく，中・低輝度領域の被写体を好適に再現できる。
【０１１１】
次に，図１４に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理方法について説明する。なお，図１４は，本実施形態にかかる自動露光処理の動作フローを示すフローチャートである。
【０１１２】
図１４に示すように，まず，ステップＳ２００では，中・低輝度信号と高輝度信号とが選別される（ステップＳ２００：処理対象選別工程）。上記ＡＥ検波回路２００の輝度レベル判定部２１０は，入力された輝度信号を基準輝度レベルに基づいて高輝度信号と中・低輝度信号に選別する。選別された中・低輝度信号および高輝度信号は，それぞれ，中・低輝度用積分回路２２１および高輝度用積分回路２２２に順次出力される。このように，中・低輝度信号および高輝度信号の双方はＡＥ検波対象となるが，自動露光処理の処理対象として抽出されるのは，中・低輝度信号のみであり，高輝度信号は当該処理対象からこの時点では除外される。
【０１１３】
次いで，ステップＳ２０２では，中・低輝度レベルおよび高輝度レベルが積分される（ステップＳ２０２）。中・低輝度用積分回路２２１は，入力された中・低輝度信号の輝度レベルである中・低輝度レベルを順次積分して検波していく。一方，高輝度用積分回路２２２は，入力された高輝度信号の輝度レベルである高輝度レベルを順次積分して検波していく。さらに，双方の積分回路２２１，２２２は，例えば１フィールド分の輝度信号を検波した時点で，例えば１フィールド分の積分結果である中・低輝度積分結果および高輝度積分結果をマイコン８０に出力する。また，カウント部２３０は，検波された中・低輝度信号数および高輝度信号数，即ち，中・低輝度領域および高輝度領域の検波画素数をカウントしており，例えば，積分結果の出力タイミングと略同一のタイミングで，双方のカウント結果をマイコン８０に出力する。
【０１１４】
以上までのステップＳ２００およびステップＳ２０２がＡＥ検波処理工程に該当する。
【０１１５】
さらに，ステップＳ２０６では，高輝度信号の存在割合が判定される（ステップＳ２０６：高輝度割合判定工程）。露光調整処理部３００の高輝度割合判定部３１０は，上記カウント部２３０のカウント結果に基づいて，例えば１フィールド内における高輝度信号の存在割合を算出する。この高輝度信吾の存在割合が大きいほど，例えば１画像内に占める高輝度領域の分布面積が広いことになる。
【０１１６】
その後，ステップＳ２０８では，換算比率が決定される（ステップＳ２０８）。換算比率決定部３２０は，高輝度信号の存在割合に基づいて，高輝度信号の輝度レベルのフィードバック率である換算比率を決定する。かかる換算比率は，例えば，図１２に示したように，高輝度信号の存在割合が小さい場合には最小値であるｍｉｎ．値だけとし，当該割合がＨａ〜Ｈｂにかけては最小値ｍｉｎ．〜最大値ｍａｘ．にかけて例えばリニアに増加するようにし，当該割合がＨｂ以上では最大値ｍａｘ．とするように決定されてもよい。このように，高輝度信号の存在割合に応じて換算比率を動的に決定することで，高輝度信号の輝度レベルのフィードバック量を高輝度領域の分布に応じて好適に増減させることができる。
【０１１７】
次いで，ステップＳ２１０では，高輝度積分結果が換算される（ステップＳ２１０：換算工程）。本ステップは，例えば，一度は処理対象から除外された高輝度信号の輝度レベルを自動露光処置の処理対象にフィードバックすべく，当該高輝度レベルを基準輝度レベル以下に換算処理する工程に相当する。具体的には，換算部３３０は，例えば，ＡＥ検波結果である高輝度積分結果に上記換算比率（フィードバック率）を乗算する換算処理を行い，かかる換算結果である高輝度信号のフィードバック量を算出する。なお，このようなフィードバック量の算出方法は，高輝度信号の輝度レベルを積分してから換算処理するものであるが，かかる例に限定されず，例えば，検出された個々の高輝度信号の輝度レベルを基準輝度レベル以下に換算処理してから積分して，フィードバック量を算出してもよい。
【０１１８】
さらに，ステップＳ２１２では，平均輝度レベルが算出される（ステップＳ２１２）。平均輝度レベル算出部３４０は，まず，中・低輝度積分結果を検波画素数で除して，中・低輝度平均輝度レベルを算出する。さらに，この中・低輝度平均輝度レベルに，上記フィードバック量に所定のゲインを乗じた量を加算して，最終的な平均輝度レベルを得る。なお，例えば，１フィールド内に中・低輝度信号が全く無い場合には，中・低輝度平均輝度レベルはゼロであり，一方，中・低輝度信号が十分にある場合には，高輝度信号をフィードバックしなくて済むので，フィードバック量はゼロとなる。上記のようにして得られた平均輝度レベルは，中・低輝度領域の平均輝度レベルを重視しつつも，高輝度信号の存在割合に応じて高輝度信号の輝度レベルを必要に応じて反映させた値である。
【０１１９】
以上までのステップＳ２０６〜Ｓ２１２が，本実施形態にかかるフィードバック工程に該当する。
【０１２０】
その後，ステップＳ２１４では，露光量が調整される（ステップＳ２１４：露光調整工程）。露光制御部３５０は，ステップＳ２１２で得られた平均輝度レベルに基づいて露光量を制御する。本ステップは，上記図８のステップＳ１１４と略同一であるので，詳細な説明は省略する。
【０１２１】
以上のように，本実施形態にかかる自動露光処理方法では，高輝度信号の輝度レベルを，例えば，平均輝度レベルの算出元（即ち，自動露光処理の処理対象）から完全に除外している訳でなく，必要に応じて，高輝度信号の輝度レベルを必要最小限な量だけフィードバックして利用している点が特徴的である。かかる構成により，高輝度信号が全部或いは大部分である信号が入力されたときでも，検波対象が無い若しくは非常に少ないことに起因した自動露光機能の破綻を防止できるとともに，高輝度領域の明るさにつられて露光量が過度に大きくなることも防止できる。即ち，高輝度レベルの影響を最小限にとどめて，例えば屋内の被写体を適切な露光で撮像することができる。従って，本実施形態にかかる自動露光処理方法では，上記第１の実施形態の場合の効果に加え，さらに安定的かつ好適に露光調整できるので，見たい中・低輝度領域の再現性をより向上させることができる。
【０１２２】
（第３の実施の形態）
次に，本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態にかかるビデオカメラおよびその自動露光処理方法は，第２の実施形態と比して，高輝度信号の高輝度レベルを所定値にクリップした上でフィードバックする点で相違するのみであり，その他の機能構成は第２の実施形態の場合と略同一であるので，その説明は省略する。
【０１２３】
上記第２の実施形態では，基準輝度レベル以上で増減している高輝度信号の輝度レベルを，クリップせずにそのまま検波して，フィードバックさせていた。しかし，かかる輝度レベルをクリップしないで検波すると，例えば同じ画角で撮像しても，高輝度信号の輝度レベルによって検波値が変わるので，自動露光の収束点が変わることになる。このため，露光調整が若干不安定になり，中・低輝度領域の再現レベルに悪影響を及ぼしてしまうこともある。
【０１２４】
そこで，かかる問題を解決すべく，本実施形態にかかるビデオカメラ１およびその自動露光処理方法では，高輝度信号の輝度レベルを所定値にクリップした上で検波して，フィードバックする手法を採用した。以下に，かかる手法を実現するための，ビデオカメラ１のＡＥ検波回路２００および露光調整処理部３００の構成と，これらを用いた自動露光処理方法について詳細に説明する。
【０１２５】
まず，図１５に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理におけるＡＥ検波処理を行うＡＥ検波回路２００の構成およびその処理について説明する。なお，図１５は，本実施形態にかかるＡＥ検波回路２００の構成を示すブロック図である。
【０１２６】
図１５に示すように，ＡＥ検波回路２００は，例えば，輝度レベル判定部２１０と，中・低輝度用積分回路２２１と，カウント部２３０と，高輝度レベル算出部２４０と，を主に備える。
【０１２７】
輝度レベル判定部２１０は，Ｙ信号処理回路４２から入力された輝度信号が高輝度信号であるか中・低輝度信号であるかを判定して選別する機能を有する。より詳細には，輝度レベル判定部２１０は，入力された輝度信号の輝度レベルと上記基準輝度レベルとを比較して，基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する輝度信号を高輝度信号と判定し，一方，基準輝度レベル未満の輝度レベルを有する輝度信号を中・低輝度信号と判定する。このような判定に基づいて，入力された輝度信号を選別し，例えば，中・低輝度信号を中・低輝度用積分回路２２１に出力する。また，輝度レベル判定部２１０は，高輝度信号の輝度レベルを基準輝度レベルにクリップして検波するために，基準輝度レベルを後述する高輝度レベル算出部２４０に出力する。
【０１２８】
中・低輝度用積分回路２２１は，上記第２の実施形態にかかる中・低輝度積分回路２２１と略同一であるので，その説明は省略する。
【０１２９】
カウント部２３０は，上記第２の実施形態にかかるカウント部２３０と略同一の機能構成を備える（詳細な説明は省略する。）。さらに，カウント部２３０は，高輝度レベル算出部２４０に対して，カウント結果である例えば１フィールド内における高輝度信号数を出力する。
【０１３０】
高輝度レベル算出部２４０は，例えば，１フィールド内における高輝度信号の輝度レベルを，所定のクリップ値（例えば基準輝度レベル）にクリップして検波する機能を有する。より詳細には，この高輝度レベル算出部２４０は，すべての高輝度信号の輝度レベルを所定の基準輝度レベルにクリップし，クリップした基準輝度レベルを例えば１フィールド内の高輝度信号数の分だけ積算する検波を行う。この処理は，上記第２の実施形態にかかる高輝度用積分回路２２２が高輝度信号の輝度レベルをそれぞれ実際の値で検波するのとは大きく相違する。
【０１３１】
かかる高輝度レベル算出部２４０の実際の処理としては，例えば，輝度レベル判定部２１０から入力された基準輝度レベルに，カウント部２３０から入力された１フィールド内の高輝度信号数を乗算する算出処理を行う。かかる算出処理により，１フィールド内の高輝度信号を基準輝度レベルにクリップした上で検波した結果（高輝度積分結果に該当する。）を容易に求めることができる。
【０１３２】
このような構成の高輝度レベル算出部２４０を設けることで，高輝度信号をクリップした上で検波した高輝度積分結果を得るために，新たな積分回路を設けなくともよいので，ＡＥ検波回路２００の回路構成が簡単になるというメリットがある。しかし，かかる例に限定されず，例えば，高輝度レベル算出部２４０の代わりに積分回路を設けて，高輝度信号をクリップした値を順次積分して，高輝度積分結果を得る構成にすることも勿論可能である。また，クリップ値は，上記基準輝度レベルの例に限定されるものではなく，任意の値に設定してもよい。
【０１３３】
以上のように，本実施形態にかかるＡＥ検波回路２００は，例えば，高輝度信号および中・低輝度信号を分類して検波することができる。さらに，高輝度信号に関しては，その輝度レベルを所定の基準輝度レベルにクリップした上で検波するので，高輝度信号の存在割合が不変（即ち，高輝度信号数が不変）であれば，高輝度信号の検波結果である高輝度積分結果も不変である。
【０１３４】
次に，本実施形態にかかる自動露光処理における露光調整処理を行うマイコン８０の露光調整処理部３００の構成およびその処理について説明する。なお，本実施形態にかかる露光調整処理部３００の構成は，図１１に示した第２の実施形態にかかる露光調整処理部３００の構成と比して，自動露光処理の処理対象にフィードバックする高輝度信号のレベルが異なる点で相違するのみであり，その他の機能構成は略同一であるので，その説明は省略する。
【０１３５】
ここで，図１６に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理における処理対象となる信号の分布について，第２の実施形態にかかる当該処理対象となる信号の分布を示す図１３と比較しながら説明する。なお，図１６は，本実施形態にかかる自動露光処理における処理対象となる信号の分布を示す説明図である。なお，図１６（ａ）は，高輝度信号の存在割合が５０％である場合の当該処理対象を例示し，図１６（ｂ）は，高輝度信号の存在割合が７５％である場合の当該処理対象を示し，図１６（ｃ）は，高輝度信号の存在割合が９０％である場合の当該処理対象を例示している。また，図１６（ａ）〜（ｃ）では，それぞれ図１３（ａ）〜（ｃ）に示した信号と略同一の波形の信号が入力されているものとする。
【０１３６】
図１６（ａ）に示すように，高輝度信号の存在割合が５０％であり，高輝度信号の輝度レベルを自動露光処理の処理対象にフィードバックする必要がない場合には，本実施形態にかかる処理対象は中・低輝度信号のみであり，これは，図１３（ａ）の場合と同一である。
【０１３７】
これに対し，図１６（ｂ）および（ｃ）に示すように，高輝度信号の輝度レベルが当該処理対象にフィードバックされる場合には，フィードバックされる高輝度信号のレベルが，図１３（ｂ）および（ｃ）の場合と比べて大きく異なる。
【０１３８】
即ち，図１３（ｂ）および（ｃ）では，フィードバックされる高輝度信号のレベルは，実際の高輝度信号の輝度レベルを基に例えば１５％若しくは３０％のレベルに抑えられていた。このため，フィードバックされる高輝度信号のレベルは，実際の高輝度信号の輝度レベルの変化に応じて増減していた。
【０１３９】
一方，図１６（ｂ）および（ｃ）では，フィードバックされる高輝度信号のレベルは，元々の高輝度信号の輝度レベルがいかなる値であったとしても，クリップ値である基準輝度レベルを基に例えば１５％若しくは３０％のレベルで抑えられている。このため，フィードバックされる高輝度信号のレベルは，例えば，すべての高輝度信号について一定のレベル（例えば基準輝度レベルの１５％若しくは３０％の大きさ）となっている。
【０１４０】
このように，本実施形態では，上記で高輝度信号をクリップして検波しているので，当該処理対象にフィードバックされる高輝度信号の輝度レベルが，実際の高輝度信号の輝度レベルに依存せずに一定となる。このため，たとえ高輝度信号の検波値が変わったとしても，高輝度信号の存在割合が変わらなければ，当該処理対象へのフィードバック量は，変化せず安定的である。
【０１４１】
次に，図１７に基づいて，本実施形態にかかる自動露光処理方法について説明する。なお，図１７は，本実施形態にかかる自動露光処理の動作フローを示すフローチャートである。
【０１４２】
図１７に示すように，まず，ステップＳ３００では，中・低輝度信号と高輝度信号とが選別される（ステップＳ３００：処理対象選別工程）。上記ＡＥ検波回路２００の輝度レベル判定部２１０は，入力された輝度信号を基準輝度レベルに基づいて高輝度信号と中・低輝度信号に選別する。選別された中・低輝度信号は，中・低輝度用積分回路２２１に順次出力される。一方，基準輝度レベルが高輝度レベル算出部２４０に入力される。このように，中・低輝度信号および高輝度信号の双方はＡＥ検波対象となるが，自動露光処理の処理対象として抽出されるのは，中・低輝度信号のみであり，高輝度信号は当該処理対象からこの時点では除外されている。
【０１４３】
次いで，ステップＳ３０２では，中・低輝度レベルが積分される（ステップＳ３０２）。中・低輝度用積分回路２２１は，入力された中・低輝度信号の輝度レベルである中・低輝度レベルを順次積分して検波していく。さらに，中・低輝度用積分回路２２１は，例えば１フィールド分の輝度信号を検波した時点で，例えば１フィールド分の積分結果である中・低輝度積分結果をマイコン８０に出力する。また，カウント部２３０は，検波された中・低輝度信号数および高輝度信号数，即ち，中・低輝度領域および高輝度領域の検波画素数をカウントしており，例えば，積分結果の出力タイミングと略同一のタイミングで，双方のカウント結果をマイコン８０に出力する。
【０１４４】
さらに，ステップＳ３０４では，高輝度積分結果が算出される（ステップＳ３０４）。高輝度レベル算出部２４０は，高輝度レベルを基準輝度レベルにクリップして検波し，例えば１フィールド分だけ積算して高輝度積分結果を算出する。具体的な算出手法としては，例えば，基準輝度レベルと高輝度信号数を乗算することにより，高輝度積分結果が容易に求まる。かかる高輝度レベル算出部２４０によって算出された高輝度積分結果は，マイコン８０に出力される。
【０１４５】
以上までのステップＳ３００〜Ｓ３０４がＡＥ検波処理工程に該当する。
【０１４６】
また，以降のステップＳ３０６〜３１２（フィードバック工程）およびステップＳ３１４（露光調整工程）は，上記第２の実施形態にかかる図１４のステップＳ２０６〜２１２およびステップＳ２１４と略同一であるので，その説明は省略する。
【０１４７】
以上のように，本実施形態にかかる自動露光処理方法では，高輝度信号をＡＥ検波するときに，高輝度信号の輝度レベルを例えば基準輝度レベル（閾値）にクリップして検波している点が特徴的である。かかる構成により，高輝度信号の検波値が変化したとしても，自動露光処理の処理対象へフィードバックする高輝度信号のレベルは一定となり，この結果，フィードバック量も一定となる。このため，自動露光の収束点が変化しないので，露光調整処理を安定して行うことができる。従って，本実施形態にかかる自動露光処理方法では，上記第２の実施形態の場合の効果に加え，さらに安定的かつ好適に露光調整できるので，見たい中・低輝度領域の再現性をより一層向上させることができる。
【０１４８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１４９】
例えば，上記実施形態では，撮像装置としてビデオカメラ１の例を挙げて説明したが，本発明はかかる例に限定されず，例えば，デジタルスチールカメラ，携帯電話用デジタルカメラなどに広く適用可能である。また，ビデオカメラ１は，監視カメラ以外にも，例えば，業務用ビデオカメラ，家庭用ビデオカメラなどであってもよい。
【０１５０】
また，撮像デバイスは，ＣＣＤ２０等の撮像素子に限定されず，例えばＣＭＯＳセンサ，ＶＭＩＳなどであってもよい。
【０１５１】
また，上記実施形態では，画質調整機能として，ＡＥ機能およびＷＢ調整機能などを備えたビデオカメラ１について説明したが，かかる例に限定されず，ＷＢ調整機能を備えない，若しくはこれら以外の画質調整機能（例えば，マスク機能など）をさらに備えた撮像装置であってもよい。
【０１５２】
また，撮像装置は，例えば，ワイドダイナミックレンジ機能を備えたビデオカメラ等であってもよい。このワイドダイナミックレンジ機能を備えた撮像装置とは，特別な処理により見かけ上のダイナミックレンジを例えば数倍にまで拡大させ，高輝度領域と中・低輝度領域の被写体の双方を同時に再現可能な撮像装置である。なお，かかる特別な処理の例としては，例えば，露光時間の異なる複数の画像を合成する手法；，画素単位で感度を変えた撮像デバイスから略同一の露光条件の信号だけを抜き出して画像を再生し，露光条件の異なる複数の画像を合成する手法；プリズムにより入射光を分け，通常の撮像デバイスと，ＮＤフィルタ等の減光機能を有するものを張り合わせた撮像デバイスとから出力される信号を合成する手法，などが挙げられる。
【０１５３】
また，撮像装置の回路構成は，上記実施形態にかかるビデオカメラ１の回路構成の例に限定されず，例えば，同期信号，画像位置信号を作成する同期信号発生回路（ＳＧ回路），画像信号の圧縮・合成回路等の各種の回路及び／又はセンサなどを付加したり，若しくは削除したりしてもよい。
【０１５４】
また，上記実施形態では，ＡＥ検波回路２００は，Ｙ信号処理回路４２からの輝度信号を用いてＡＥ検波処理を行ったが，かかる例に限定されず，例えば，Ｃ信号処理回路からの色信号（色差信号）などを用いてＡＥ検波処理を行ってもよい。
【０１５５】
また，上記実施形態では，高輝度信号と中・低輝度信号を分類する基準となる基準輝度レベルを固定値に設定していたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，基準輝度レベルを撮像装置のスペック，撮像環境，ＣＣＤへの入射光量などに応じて，可変に設定できるように構成してもよい。
【０１５６】
また，上記実施形態では，１フィールド内の画像信号に含まれる輝度信号を検波単位としてＡＥ検波処理して，平均輝度レベルを算出したが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，検波単位（積分単位）としては，複数フィールドの画像信号，１または２以上のフレームの画像信号，１または２以上の水平同期期間内の画像信号などであってもよい。また，検波対象領域としては，上記全画像領域内の例に限定されず，例えば，検波枠設定装置などによって設定された任意の大きさのＡＥ検波枠内（例えば，見たい中・低輝度領域の被写体の部分など）だけを検波するようにしてもよい。
【０１５７】
また，ＡＥ検波回路２００がマイコンに含まれるように構成してもよい。また，露光調整処理部３００がＡＥ検波回路２００に含まれるように構成してもよい。
【０１５８】
また，上記第１の実施形態では，高輝度信号をＡＥ検波対象からも除外したが，かかる例に限定されず，例えば，高輝度信号をＡＥ検波する（即ち，例えば積分回路で積分処理をする）が，当該検波結果を自動露光処理の処理対象からは除外するように構成してもよい。
【０１５９】
また，上記第２の実施形態では，中・低輝度用積分回路２２１および高輝度用積分回路２２２を別回路として構成したが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，中・低輝度信号の輝度レベルと高輝度信号の輝度レベルを別々に積分し，双方の積分結果を出力可能であれば，中・低輝度用積分回路２２１および高輝度用積分回路２２２を１つの積分回路として一体構成してもよい。
【０１６０】
また，上記第２および第３の実施形態では，高輝度信号の存在割合と換算比率との関係は図１２に示すような関係としたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，高輝度信号の存在割合の全区間について，換算比率が高輝度信号の存在割合の増加に応じて単調増加するような関係であってもよい。また，高輝度信号の存在割合が非常に高い場合（例えば１００％のみ，若しくは９０〜１００％など）にのみ，換算比率をゼロ以外の所定の比率とし，それ以外の場合には換算比率をゼロとするようにしてもよい。また，高輝度信号の存在割合の増加に応じて換算比率を増加させる区間を一部または全部の区間に設ける場合でも，双方の正の相関はリニアな関係に限られず，２，３…次関数的な曲線的な関係や，換算比率が段階的に不連続に増加する関係であってもよい。
【０１６１】
また，上記第２および第３の実施形態では，高輝度積分結果に換算比率を乗算して高輝度信号のフィードバック量を算出したが，本発明はかかる例に限定されない。当該フィードバック量は，例えば，露光量を絞れる程度の光量が自動露光処理の処理対象にフィードバックされさえすれば，高輝度信号の輝度レベルの積分値等を任意に補正して求めた量であってもよい。
【０１６２】
また，上記第２および第３の実施形態では，平均輝度レベルを上記式３で求めたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，式３で必ずしもゲインをフィードバック量に乗算しなくともよく，この場合には，換算比率を増減して桁合わせを調整してもよい。また，中・低輝度平均輝度レベルと高輝度平均輝度レベルの双方を算出した後，双方を所定の割合（例えば，中・低輝度平均輝度レベル：高輝度平均輝度レベル＝１：上記換算比率）で加算することにより，平均輝度レベルを算出してもよい。
【０１６３】
また，上記第３の実施形態では，高輝度レベル算出部２４０を用いて，高輝度信号の輝度レベルをクリップしたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，検波レベル判定部２００が，高輝度レベルを選別する度に基準輝度レベルなどのクリップ値を高輝度用積分回路２２２に出力し，かかる高輝度用積分回路２２２が当該クリップ値を順次積分するようにして，高輝度信号のクリップ処理を行ってもよい。
【０１６４】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，画像内に占める高輝度領域の面積が大きい場合であっても，中・低輝度領域の被写体を適切な輝度レベルで再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，第１の実施形態にかかるビデオカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図２】図２は，第１の実施形態にかかる前処理ブロックおよび信号処理ブロックの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は，逆光補正が必要な撮像シーン例を示す説明図である。
【図４】図４は，従来のＡＥ検波処理における検波対象となる信号の分布を示す説明図である。
【図５】図５は，第１の実施形態にかかるＡＥ検波処理における検波対象となる信号の分布を示す説明図である。
【図６】図６は，第１の実施形態にかかるＡＥ検波回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は，第１の実施形態にかかる露光調整処理部の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は，第１の実施形態にかかる自動露光処理の動作フローを示すフローチャートである。
【図９】図９は，第１の実施形態で問題となるような信号が入力された例を示す説明図である。
【図１０】図１０は，第２の実施形態にかかるＡＥ検波回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は，第２の実施形態にかかる露光調整処理部の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は，第２の実施形態にかかる高輝度信号の存在割合と換算比率（フィードバック率）との関係を示す説明図である。
【図１３】図１３は，第２の実施形態にかかる自動露光処理における処理対象となる信号の分布を示す説明図である。
【図１４】図１４は，第２の実施形態にかかる自動露光処理の動作フローを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は，第３の実施形態にかかるＡＥ検波回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は，第３の実施形態にかかる自動露光処理における処理対象となる信号の分布を示す説明図である。
【図１７】図１７は，第３の実施形態にかかる自動露光処理の動作フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：ビデオカメラ
１２：レンズ
１４：光学フィルタ
２０：ＣＣＤ
３０：前処理ブロック
３２：ＡＧＣ
４０：信号処理ブロック
４６：検波回路
８０：マイクロコントローラ
１００：レンズ制御回路
２００：ＡＥ検波回路
２１０：輝度レベル判定部
２２０：積分回路
２２１：中・低輝度用積分回路
２２２：高輝度用積分回路
２３０：カウント部
２４０：高輝度レベル算出部
３００：露光調整処理部
３１０：高輝度割合判定部
３２０：換算比率決定部
３３０：換算部
３４０：平均輝度レベル算出部
３５０：露光制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus and an automatic exposure processing method.
[0002]
[Prior art]
An imaging apparatus such as a video camera generally has an automatic exposure function that automatically adjusts an exposure amount according to the amount of incident light from a subject. In the automatic exposure processing of such an imaging apparatus, a technique has been proposed in which when detecting a luminance level, a signal wave of a predetermined level or higher is detected by clipping the signal level to the predetermined level. According to this method, the influence of the high brightness area in the image on the exposure adjustment can be reduced to some extent, and the reproducibility of the medium / low brightness area can be improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the automatic exposure processing of the conventional imaging apparatus described above only makes it less susceptible to the influence of the high luminance area, the higher the ratio (area) of the high luminance area in the image, the more appropriately the exposure. There was a problem that it was very difficult to adjust. In some cases, the exposure adjustment is performed so that the high luminance region is easy to see instead of the middle / low luminance region that is preferably reproduced.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional imaging device, and the object of the present invention is to provide a medium / low luminance region even when the proportion of the high luminance region in the image is large. It is an object of the present invention to provide a new and improved imaging apparatus capable of preferably reproducing the above and an automatic exposure processing method thereof.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus having an automatic exposure function: a high luminance signal having a luminance level equal to or higher than a reference luminance level among luminance signals is automatically exposed. When it is excluded from the processing target and the above-mentioned high-luminance signal is present at a predetermined ratio or more, the luminance level of the high-luminance signalAfter converting to below the standard luminance level,Feedback to the processing target,The conversion ratio of the conversion process is dynamically changed in accordance with the existence ratio of the high luminance signal.An imaging device is provided.
[0006]
  With such a configuration, the imaging apparatus can take an image while automatically controlling the exposure amount by adjusting, for example, a lens diaphragm and an AGC gain according to the luminance level of the subject (automatic exposure function). Further, based on the reference luminance level, the luminance signal can be classified into a high luminance signal whose luminance level is equal to or higher than the reference luminance level and a medium / low luminance signal whose luminance level is lower than the reference luminance level. This reference luminance level may be set to a fixed predetermined level. Further, by excluding the luminance level of the high luminance signal from the processing target information of the automatic exposure processing, only the luminance level of the medium / low luminance signal can be set as the processing target of the automatic exposure processing. Therefore, it is possible to perform exposure adjustment with an emphasis on a medium / low luminance level subject. Therefore, even when a subject having a considerably high luminance level is imaged, it is not affected by the high luminance level, so that it is possible to suitably reproduce a subject having a medium / low luminance level to be viewed.Further, when the presence ratio of the high luminance signal is equal to or higher than a predetermined ratio, the luminance level of the high luminance signal is fed back to the processing target so that the proportion of the high luminance signal in the luminance signal (that is, the luminance signal) , Distribution ratio of the high luminance area in the image), exposure adjustment can be performed by including at least a part of the luminance level of the high luminance signal in the processing target. For this reason, even if there is no medium / low luminance signal or very few signals are input, exposure can be adjusted to reduce the amount of exposure using the luminance level of the high luminance signal. It is possible to prevent the processing function from failing. On the other hand, when the presence ratio of the high-intensity signal is less than the predetermined ratio, there is a sufficient amount of medium / low-intensity signal to stably perform the automatic exposure process. Is not fed back to the processing target.
[0008]
In addition, if the luminance level of the high luminance signal is converted to the reference luminance level or less and then fed back to the processing target, the luminance level of the high luminance signal is not fed back as it is. , Feedback can be performed after the conversion processing is performed so as to reduce the luminance to a level below the reference luminance level. For this reason, the automatic exposure process can be prevented from being influenced by the luminance level of the high luminance signal more than necessary. In addition, the conversion ratio of the conversion process may be set so that the amount of feedback of the luminance level of the high-intensity signal becomes an amount that can reduce the exposure by the automatic exposure process.
[0009]
Further, if the conversion ratio of the conversion process is dynamically changed according to the existence ratio of the high luminance signal, the feedback amount of the luminance level of the high luminance signal is set to the existence ratio of the high luminance signal (high luminance signal). It can be adjusted to the minimum necessary amount according to the distribution ratio of the area. That is, when the presence ratio of the high luminance signal is relatively large, the conversion ratio is increased to increase the feedback amount. On the other hand, when the existence ratio of the high luminance signal is relatively small, the conversion ratio is decreased. Reduce the amount of feedback. This makes it possible to reduce the influence of the brightness level of the high-brightness signal on the automatic exposure process as much as possible while feeding back the amount of exposure that can be reduced, for example. be able to.
[0010]
Further, if the conversion is performed after the luminance level of the high luminance signal is clipped to a predetermined level, the detection is performed after the high luminance signal having a luminance level equal to or higher than the reference luminance level is clipped to the predetermined clip value. As a result, the detection results of all the high luminance signals become constant at the predetermined level. For this reason, even if the luminance level of the high luminance signal changes, the detected value does not change, so that stable automatic exposure processing can be realized. The predetermined level (clip value) may be set to be a reference luminance level.
[0011]
The imaging device may be a video camera. Furthermore, the imaging device may be configured to be a surveillance camera. In addition, the imaging apparatus can be suitably applied particularly when imaging a scene in which a ratio (area) occupied by a subject with a high luminance level is large.
[0012]
  In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided an automatic exposure processing method for an image pickup apparatus: automatic exposure of a high luminance signal having a luminance level equal to or higher than a reference luminance level among luminance signals. A process selection process to be excluded from the process target;A high luminance ratio determining step for determining the existence ratio of the high luminance signal; and when the existence ratio of the determined high luminance signal is equal to or greater than a predetermined ratio, the luminance level of the high luminance signal is converted to a reference luminance level or less. A conversion processing step to perform, a feedback step of feeding back the luminance level of the converted high luminance signal to the processing target; and an exposure adjustment step of adjusting the exposure amount based on the processing target including the fed back luminance level. In the conversion process, the conversion ratio of the conversion process is dynamically changed according to the presence ratio of the high luminance signal.An automatic exposure processing method is provided.
[0013]
With this configuration, first, the luminance level of the high luminance signal can be excluded from the processing target information of the automatic exposure processing, and only the luminance level of the medium / low luminance signal can be extracted as the processing target of the automatic exposure processing. Next, exposure adjustment is suitably performed based only on the luminance level of the medium / low luminance signal thus extracted. For this reason, it is possible to perform exposure adjustment with an emphasis on the subject of medium / low luminance level without being affected by the luminance level of the high luminance signal. Therefore, even when a subject having a considerably high luminance level is imaged, it is possible to suitably reproduce a subject having a medium / low luminance level to be viewed.
[0015]
With such a configuration, first, it is necessary to calculate the ratio of the high luminance signal in the luminance signal (that is, the distribution ratio of the high luminance area in the image) and feed back the luminance level of the high luminance signal. Can be determined. That is, when the presence ratio of the high luminance signal is equal to or higher than the predetermined ratio, it is determined that the feedback is necessary. On the other hand, when the presence ratio of the high luminance signal is less than the predetermined ratio, the feedback is not necessary. Is determined. Next, when it is determined that it is necessary, at least a part of the luminance level of the high luminance signal can be fed back to the luminance level of the medium / low luminance signal already extracted as the processing target. For this reason, even if there is no medium / low luminance signal or a very small amount of signal is input, exposure adjustment can be performed so as to reduce the exposure amount by using the luminance level of the high luminance signal. Therefore, it is possible to prevent the exposure processing function from failing due to the exclusion of the luminance level of the high luminance signal from the processing target.
[0016]
The feedback step includes a conversion processing step of converting the luminance level of the high luminance signal to a reference luminance level or less, and configured to feed back the luminance level of the converted high luminance signal to the processing target. May be. With this configuration, the brightness level of the high brightness signal is not fed back as it is, but can be fed back after being converted to be reduced below the reference brightness level. For this reason, the automatic exposure process can be prevented from being influenced by the luminance level of the high luminance signal more than necessary. Note that the conversion ratio of the conversion process may be adjusted so that the amount of feedback of the luminance level of the high-intensity signal becomes an amount that can reduce the exposure by the automatic exposure process.
[0017]
Further, the conversion ratio of the conversion process may be dynamically changed according to the presence ratio of the high luminance signal. With this configuration, the amount of feedback of the luminance level of the high luminance signal can be adjusted to a necessary minimum amount according to the existence ratio of the high luminance signal (distribution ratio of the high luminance area). As a result, for example, while feeding back an amount that can narrow down the exposure as the luminance level of the high luminance signal, the influence of the luminance level of the high luminance signal on the automatic exposure processing can be reduced as much as possible. The reproducibility is improved.
[0018]
Further, the conversion processing step may be configured to perform conversion processing after clipping the luminance level of the high luminance signal to a predetermined level. With this configuration, the detection results of the luminance level of the high luminance signal all become a predetermined level. For this reason, even if the luminance level of the high luminance signal changes, the detection result becomes constant if the existence ratio of the high luminance signal does not change, so the conversion processing result does not change. Accordingly, since the feedback amount is constant, stable automatic exposure processing can be realized. The predetermined level (clip value) may be set to be a reference luminance level.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0020]
(First embodiment)
A first embodiment according to the present invention will be described below. Hereinafter, an example of a video camera will be described as an imaging apparatus according to the present embodiment, but the present invention is not limited to such an example.
[0021]
First, an outline of the video camera according to the present embodiment will be described. The video camera according to the present embodiment is, for example, a digital video camera that can capture still images and / or moving images in color or black and white, and is used for, for example, a surveillance camera. Applications of this surveillance camera include, for example, crime prevention / monitoring in stores such as banks, convenience stores, or general households, and monitoring of parking lot congestion, river water levels, landslides at construction sites, etc. Can be mentioned.
[0022]
Such a video camera has, for example, an automatic exposure (also referred to as automatic exposure; hereinafter, sometimes referred to as AE) function, and is an imaging device such as a CCD individual imaging element (hereinafter referred to as CCD). The amount of exposure can be automatically adjusted by controlling the lens iris (iris), shutter speed, and the like.
[0023]
Next, the overall circuit configuration of the video camera according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a video camera 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the preprocessing block 30 and the signal processing block 40 according to this embodiment. In the following, an example in which the video camera 1 uses the CCD 20 as an imaging device will be described, but the present invention is not limited to such an example.
[0024]
As shown in FIG. 1, in the video camera 1, the light from the imaged subject is incident through the optical component 10 and taken into the CCD 20. The optical component 10 includes a lens 12 and an optical filter 14.
[0025]
The lens 12 collects light from the subject and makes it incident on the optical filter 14. The aperture of the lens 12 can be controlled via a lens control circuit 100 by a microcontroller 80 (hereinafter referred to as a microcomputer) described later. Increasing or decreasing the aperture of the lens 12 can adjust the amount of light incident on the CCD 20 from the subject.
[0026]
The optical filter 14 includes, for example, an infrared cut filter, an optical low pass filter, and / or a dummy glass, and performs various processes on light incident from a subject. Can be applied. For example, the infrared cut filter can cut light having a wavelength longer than that of the near infrared region in the incident light and transmit only light in the visible light region. As a result, an image similar to the color sense seen by a person can be taken. In addition, the optical low-pass filter can improve image quality by preventing moiré and false color, for example, by removing specific frequency components.
[0027]
The optical image narrowed down by the lens 12 and passed through the optical filter 14 as described above is incident on the CCD 20. The CCD 20 is a typical image sensor, and can convert the received optical image photoelectrically and output it as an electrical signal by a plurality of pixels arranged on the light receiving surface. The CCD 20 may be, for example, either a complementary color single-plate CCD or a three-plate CCD.
[0028]
The CCD 20 is driven by a timing generator (hereinafter referred to as TG) 60 (electronic shutter function), and reads out an image signal that is a photoelectrically converted electric signal. The shutter speed by the TG 60 can be controlled by the microcomputer 80. When the imaging environment is relatively bright and the amount of incident light on the CCD 20 is large, the shutter speed is increased. On the other hand, when the imaging environment is relatively dark and the amount of incident light is small, the exposure amount is adjusted by decreasing the shutter speed. can do.
[0029]
The electrical image signal read from the CCD 20 is input to the preprocessing block 30. In the preprocessing block 30, as shown in FIG. 2, for example, after a correlated double sampling (CDS) process is performed on an image signal, a gain control amplifier (hereinafter referred to as AGC) 32 is used as necessary. Amplified (gain adjustment) to a proper signal level. The gain of the AGC 32 can be controlled by the microcomputer 80. The output of the AGC 32 is adjusted from the analog signal to the digital signal by the A / D converter 34 after adjusting the black level or the like and output to the signal processing block 40.
[0030]
The signal processing block 40 performs various image processing such as gamma correction, dynamic range adjustment, contour correction by aperture, and white balance (WB) adjustment on the image signal, and detects the signal level and color information of the image signal. It has the function to do.
[0031]
More specifically, as shown in FIG. 2, the signal processing block 40 processes, for example, a Y signal processing circuit 42 that processes a luminance signal (Y signal) in an image signal, and a color signal (C signal). A C signal processing circuit 44, a detection circuit 46 for detecting the output signals of the Y signal processing circuit 42 and the C signal processing circuit 44, D / A converters 47 and 48, and a Y / C signal mixing circuit 49 are provided.
[0032]
The Y signal processing circuit 42 generates a luminance signal from the input signal, and performs processing such as dynamic range adjustment, gamma correction, and white clipping on the luminance signal. The luminance signal after such processing is converted into an analog signal by the D / A converter 47 and input to the Y / C signal mixing circuit 49.
[0033]
On the other hand, the C signal processing circuit 44 generates a color signal (color difference signal) from the input signal, and performs processing such as color processing such as WB adjustment, gamma correction, for example, modulation by a subcarrier signal, and the like. Apply. The processed color signal is converted into an analog signal by the D / A converter 48 and input to the Y / C signal mixing circuit 49.
[0034]
The Y / C signal mixing circuit 49, for example, mixes the processed luminance signal and color signal, and further generates, for example, a video signal after adding a synchronization signal, for example. This video signal is output to the outside as, for example, a composite signal or the like via a driver 50 as output means.
[0035]
The detection circuit 46 includes, for example, an AE detection circuit 200 that detects a luminance signal output from the Y signal processing circuit 42, and a WB detection circuit 461 that detects a color signal output from the C signal processing circuit 44. The detection result is output to the microcomputer 80. The AE detection circuit 200 that is a feature of the present embodiment will be described in detail later.
[0036]
The recording medium 90 is configured by, for example, an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) that is an electrically erasable ROM such as a flash memory. The recording medium 90 has a function of storing, for example, data necessary for control of the microcomputer 80, adjustment data such as exposure condition information, and user settings.
[0037]
The lens control circuit 100 includes, for example, a motor (not shown) for adjusting the aperture of the lens 12 and a control circuit (not shown).
[0038]
In addition, the microcomputer 80 has a function of controlling each device in the video camera 1 as described above, for example, while using the TG 60. For example, the microcomputer 80 controls each apparatus so that the exposure is suitable in order to maintain the target AE level based on the detection result from the AE detection circuit 200. As a specific example, the microcomputer 80 can control the aperture of the lens 12 by controlling the lens control circuit 100 through an electronic volume (hereinafter referred to as EVR) 70, for example.
[0039]
In the above description, the system in which the microcomputer 80 mainly controls the processing of each device in the video camera 1 has been described. However, the present invention is not limited to this example, and the above processing can be performed by, for example, Ethernet (registered trademark). ), EIA-232, EIA-485, etc., can also be controlled from the outside.
[0040]
As described above, the overall circuit configuration of the video camera 1 according to the present embodiment has been described.
[0041]
Next, the automatic exposure process, which is a feature of the present embodiment, and the configurations of the AE detection circuit 200 and the microcomputer 80 for realizing this will be described in more detail.
[0042]
The automatic exposure processing method according to the present embodiment is a method for imaging, for example, a subject in a middle / low luminance region with appropriate exposure without being affected by the subject in a high luminance region. In this method, for example, in a scene in which the positional relationship between the video camera 1 and the subject is in a backlit state, the subject in the middle / low luminance region is preferably imaged even if the high luminance region such as the background is overexposed. It can also be said to be one method of backlight correction.
[0043]
An example of a scene that requires such backlight correction is shown in FIG. The scene shown in FIG. 3 is an example in which a person stands at the window on a sunny day. In this scene, there is a large window 3 in the center of the image, and the portion of the window 3 is a very bright and high brightness region with sunlight. The signal level (that is, the brightness level) of the brightness signal when this high brightness area is imaged becomes very large. On the other hand, a subject such as a person 2 in the room is a portion that is desired to be reproduced clearly with suitable brightness, but is a relatively dark medium / low luminance region because it is indoors. The luminance level when this middle / low luminance region is imaged is relatively small.
[0044]
Here, the high luminance region is a relatively bright image region, and an image region in which the luminance level of an image signal obtained by imaging the portion is equal to or higher than a reference luminance level (for example, 80 IRE). In addition, the middle / low luminance region is an image region in which the luminance level of an image signal obtained by capturing a portion of a relatively dark image region is lower than the reference luminance level.
[0045]
If a scene in which such a high-brightness area occupies a large area is imaged as it is without backlight correction, the entire image becomes excessively bright due to the influence of the brightness level of the high-brightness area. Therefore, even with a conventional video camera, automatic exposure processing (that is, backlight correction processing) is performed after performing AE detection processing that reduces the influence of the high-luminance region.
[0046]
Prior to the description of the AE detection processing in the automatic exposure processing according to the present embodiment, first, a representative example of the AE detection processing employed in the conventional backlight correction processing will be described based on FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the distribution of signals to be detected in the conventional AE detection processing.
[0047]
In FIG. 4, for example, it is assumed that the signal level of the luminance signal for one field (that is, the luminance level) is changed. Further, the gray hatched part is the part to be detected, while the mottled part is the part not to be detected. (The same applies to FIGS. 5, 9, 13, and 16 below.)
[0048]
As shown in FIG. 4, the conventional AE detection employs a detection process in which a luminance signal having a luminance level equal to or higher than a predetermined reference luminance level is clipped to the reference luminance level and detected. That is, a luminance signal having a luminance level less than the reference luminance level is detected by its own luminance level, whereas all luminance signals having a luminance level higher than the reference luminance level have a reference luminance level. It is detected. Therefore, the portion above the reference luminance level (the portion with the mottled pattern) is excluded from the detection target, and the detection result of the high luminance signal becomes the predetermined reference luminance level no matter how high the luminance level is.
[0049]
As described above, in the conventional AE detection processing, the influence of the high luminance region can be reduced to some extent by clipping and detecting a high luminance signal of a predetermined level or higher. The lower the clipping level is, the more the influence of the high luminance area can be suppressed. However, such AE detection processing can only suppress the influence of the high-luminance area, and cannot completely eliminate the influence, so it can sufficiently cope with imaging of a scene in which the high-luminance area occupies a high ratio. could not. Specifically, for example, since the portion of the window 3 in FIG. 3 is very bright and large, if this portion is included in the AE detection target, the average luminance level increases according to the brightness of the portion of the window 3. End up. For this reason, since the exposure is reduced as a whole, the portion of the person 2 becomes dark.
[0050]
For this reason, in addition to this method, various backlight correction processing methods have been proposed, such as a method using a histogram distribution and a method of detecting only a specific region of an image. However, none of the conventional methods as described above are effective for all scenes.
[0051]
Next, an outline of the AE detection process in the automatic exposure process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a distribution of signals to be detected in the AE detection processing according to the present embodiment.
[0052]
As shown in FIG. 5, in the AE detection processing according to the present embodiment, a luminance signal whose luminance level is lower than the reference luminance level (referred to as a gray portion; hereinafter, referred to as a medium / low luminance signal) is used as a detection target signal. On the other hand, a luminance signal having a luminance level equal to or higher than the reference luminance level (pointing to a mottled pattern portion; hereinafter referred to as a high luminance signal) is set as a non-target signal. As described above, in the AE detection processing according to the present embodiment, for example, a signal having a higher luminance level is completely excluded from detection targets with a predetermined threshold (that is, a reference luminance level) as a reference. In other words, information from pixels that image a subject with a high luminance level that is higher than the reference luminance level (that is, a high luminance region) is not taken into detection. Therefore, the AE detection target can be narrowed down to medium / low luminance signals. By such AE detection processing, for example, an exposure capable of reproducing a target object in a middle / low luminance region with appropriate brightness without being affected at all by a high luminance region such as an overexposed background. Adjustment can be realized.
[0053]
Note that the above reference luminance level refers to, for example, a predetermined luminance level that serves as a reference for selecting a luminance signal into a medium / low luminance signal and a high luminance signal. A luminance signal having a luminance level equal to or higher than the reference luminance level is a high luminance signal, while a luminance signal having a luminance level lower than the reference luminance level is a medium / low luminance signal. The reference luminance level can be set to an arbitrary value. For example, when the luminance level distribution of the luminance signal is 0 to 100 IRE, the reference luminance level is set to 80 IRE, for example.
[0054]
Next, the configuration of the AE detection circuit 200 for realizing the AE detection processing according to the present embodiment as described above will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the AE detection circuit 200 according to the present embodiment.
[0055]
As shown in FIG. 6, the AE detection circuit 200 mainly includes, for example, a luminance level determination unit 210, an integration circuit 220, and a count unit 230.
[0056]
The luminance level determination unit 210 has a function of determining and selecting whether the luminance signal input from the Y signal processing circuit 42 is a high luminance signal or a medium / low luminance signal. More specifically, the luminance level determination unit 210 compares the luminance level of the input luminance signal with the reference luminance level, determines that a luminance signal having a luminance level equal to or higher than the reference luminance level is a high luminance signal, On the other hand, a luminance signal having a luminance level lower than the reference luminance level is determined as a medium / low luminance signal. Based on such determination, the input luminance signal is selected, and for example, only the medium / low luminance signal is output to the integrating circuit 220.
[0057]
The integration circuit 220 has a function of integrating the luminance levels of the medium and low luminance signals that are sequentially input, for example, for one field. By this integration, the medium / low luminance signal is detected, and for example, the luminance levels of the medium / low luminance signals included in the luminance signal for one field are integrated. The integration circuit 220 is supplied with a reset signal (not shown) for reading and resetting the integration result for each field, for example. As a result, the integration circuit 220 can read out the intermediate / low luminance integration result for one field, for example, as an integration result, and output it to the microcomputer 80.
[0058]
For example, the count unit 230 counts the number of high luminance signals selected by the luminance level determination unit 210 (hereinafter referred to as the number of high luminance signals) and the number of medium / low luminance signals (hereinafter referred to as the number of medium / low luminance signals). .)). That is, the count unit 230 captures the number of pixels (number of pixels) of the CCD 20 that has captured a subject in the high brightness area and generates a high brightness signal, and captures the medium / low brightness signal by capturing the subject in the middle / low brightness area. The number of generated pixels (number of pixels) is counted. Note that the pixel of the CCD 20 here includes a block that is a minimum unit in which a plurality of pixels for each color are gathered in the case of color imaging (therefore, the number of pixels includes the number of blocks). The same applies to the number of pixels.
[0059]
Such a count result by the counting unit 230 is output to 80 to the microcomputer. Based on the count result, the microcomputer 80 acquires, for example, the number of high luminance signals and the number of medium / low luminance signals in one field, that is, the number of pixels imaging the high luminance region and the number of pixels imaging the middle / low luminance region. it can. Thereby, the microcomputer 80 can calculate the existence ratio of the high luminance signal (for example, the ratio of the number of high luminance signals to the total number of luminance signals). The existence ratio of the high luminance signal can also be considered as a parameter representing the degree of distribution of the high luminance area in one image (for example, the area ratio in one image). In other words, the higher the high luminance signal is present, the wider the high luminance area is distributed in the captured image.
[0060]
Thus, the AE detection circuit 200 can, for example, exclude high luminance signals from detection targets and detect only medium / low luminance signals. Therefore, the middle / low luminance integration result obtained by integrating only the middle / low luminance levels below the reference luminance level is output to the microcomputer 80 and used for the automatic exposure process. As a result, the high luminance signal is excluded from the processing target of the automatic exposure process, and the medium / low luminance signal is extracted as the processing target.
[0061]
Next, the configuration of the exposure adjustment processing unit 300 of the microcomputer 80 that performs the exposure adjustment process in the automatic exposure process according to the present embodiment and the process will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the exposure adjustment processing unit 300 according to the present embodiment.
[0062]
The exposure adjustment processing unit 300 included in the microcomputer 80 mainly includes, for example, an average luminance level calculation unit 340 and an exposure control unit 350, as shown in FIG.
[0063]
The average luminance level calculation unit 340 has a function of calculating an average luminance level based on the detection result of the AE detection circuit 200, for example. More specifically, the average luminance level calculation unit 340 calculates the average luminance level by dividing the medium / low luminance integration result, which is the detection result, by the number of detection pixels, for example, as shown in Equation 1 below.
[0064]
Average luminance level = middle / low luminance integration result / number of detected pixels Equation 1
The number of detection pixels here is the number of pixels of the CCD 20 that has generated the luminance signal detected by the AE detection circuit 200. In this embodiment, the medium / low luminance signal counted by the counting unit 230 is used. Is the number of pixels (that is, the number of detected medium / low luminance signals).
[0065]
The exposure control unit 350 has a function of controlling each device in the video camera 1 so as to suitably adjust the exposure so as to maintain the target AE level based on the calculated average luminance level.
[0066]
More specifically, the exposure control unit 350 always monitors the AE level of the captured image based on the average luminance level during imaging. As a result of this monitoring, for example, when it is determined that the average luminance level is higher than the target AE level, that is, the amount of incident light on the CCD 20 is large, each device is controlled in a direction to decrease the signal level output by the CCD 20. . That is, for example, the exposure control unit 350 controls the lens control circuit 100 through the EVR 70 to reduce the aperture of the lens 12, increases the shutter speed of the electronic shutter through the TG 60, decreases the exposure amount of the CCD 20, or AGC 32 Controls such as suppressing the gain of.
[0067]
On the other hand, when it is determined that the average luminance level is lower than the target AE level, that is, the amount of light incident on the CCD 20 is small, each device is controlled in a direction to increase the signal level output from the CCD 20. That is, for example, the exposure control unit 350 controls the lens control circuit 100 through the EVR 70 to open the aperture of the lens 12, decreases the shutter speed of the electronic shutter through the TG 60, increases the exposure amount of the CCD 20, or AGC 32 Control such as increasing the gain is performed.
[0068]
As described above, the exposure control unit 350 automatically controls the exposure conditions such as the aperture of the lens 12, the shutter speed, and the gain of the AGC 32 according to the average luminance level (that is, the brightness of the middle / low luminance region). be able to. As a result, the AE level of the image signal input from the preprocessing block 30 to the signal processing block 40 is adjusted to a suitable level that places importance on the middle / low luminance region.
[0069]
Next, the automatic exposure processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an operation flow of automatic exposure processing according to the present embodiment.
[0070]
As shown in FIG. 8, first, in step S100, the high luminance signal is excluded from detection targets (step S100: process target selection step). The luminance level determination unit 210 of the AE detection circuit 200 sorts the input luminance signal into a high luminance signal and a medium / low luminance signal based on the reference luminance level, and among these luminance signals, the medium / low luminance signal. Are extracted as detection targets. The extracted medium / low luminance signals are sequentially output to the integration circuit 220. For this reason, the high luminance signal is excluded from the AE detection target, and as a result, it is completely excluded from the processing target of the automatic exposure processing.
[0071]
Next, in step S102, the medium and low luminance levels are integrated (step S102). The integration circuit 220 sequentially integrates and detects the medium and low luminance levels that are the luminance levels of the input medium and low luminance signals. Further, the integration circuit 220 outputs, to the microcomputer 80, the middle / low luminance integration result that is the medium / low luminance level accumulated so far, for example, when the middle / low luminance level for one field is integrated. The count unit 230 counts the number of detected medium / low luminance signals, that is, the number of detected pixels. For example, the count unit 230 counts the count result at the same timing as the output timing of the medium / low luminance integration result. Output to 80.
[0072]
Steps S100 and S102 described above correspond to the AE detection process.
[0073]
Further, in step S112, an average luminance level is calculated (step S112). The average luminance level calculation unit 340 of the exposure adjustment unit 300 divides the middle / low luminance integration result by the number of detected pixels to calculate, for example, an average luminance level for one field. This average luminance level is the average luminance level of the medium / low luminance signal, and reflects the brightness of the medium / low luminance area in the image.
[0074]
Thereafter, in step S114, the exposure amount is adjusted (step S114: exposure adjustment step). The exposure control unit 350 compares the average luminance level calculated in step S112 with the target luminance level (target AE level). As a result, if the average luminance level is larger than the target luminance level, the aperture of the lens 12 is adjusted so as to reduce the exposure amount. On the other hand, if the average luminance level is smaller than the target luminance level, the aperture of the lens 12 is adjusted so as to increase the exposure amount. Such adjustment is continued until the average luminance level substantially coincides with the target luminance level (the exposure adjustment amount converges to a predetermined amount or less).
[0075]
As described above, in the automatic exposure processing method according to this embodiment, the high luminance signal is completely excluded from the processing target, and only the middle / low luminance signal is processed, and the AE detection processing and the exposure adjustment processing are performed. For this reason, even if the area of the high-brightness area in the image is relatively large, automatic exposure adjustment processing specialized for only the middle- and low-brightness areas is performed, and the subject in the middle- and low-brightness areas has a suitable brightness. It can be reproduced. In other words, even if the subject in the high luminance region is blown out, the image quality in the middle / low luminance region that is desired to be viewed can be improved. For example, in the specific example of FIG. 3, the portion of the window 3 that is a high luminance region is excluded from the processing target, and only the portion such as the person 2 or the curtain 4 indoors that is the middle / low luminance region is processed. can do. Therefore, since the exposure can be adjusted based only on the brightness information of the medium / low luminance area, the person 2 can be reproduced with a suitable brightness even if the window 3 is blown out.
[0076]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Compared with the first embodiment, the video camera and the automatic exposure processing method according to the second embodiment do not completely exclude the high-intensity signal from the processing target of the automatic exposure processing, but increase it as necessary. The only difference is that the high luminance level of the luminance signal is fed back to the processing target (that is, the configurations of the AE detection circuit 200 and the exposure adjustment device 300 and their processing are different), and the other functional configurations are the first. Since this is substantially the same as that of the embodiment, the description thereof is omitted.
[0077]
First, based on FIG. 9, a problem when the automatic exposure processing according to the first embodiment is performed will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example in which a signal that causes a problem in the first embodiment is input.
[0078]
As shown in FIG. 9, for example, when all the luminance levels of the luminance signal input to the AE detection circuit 200 are signals that exceed a predetermined reference luminance level, the target to be AE detected is It will disappear. For this reason, the average luminance level becomes zero, and it is determined that the subject is very dark. Therefore, the exposure adjustment is controlled in the direction of further increasing the exposure amount. As a result, the entire screen eventually becomes white and the exposure adjustment system fails.
[0079]
As described above, in the automatic exposure processing according to the first embodiment, since the high luminance signal is completely excluded from the processing target, when the signal concentrates on the high luminance level and there is no medium / low luminance signal, There is a problem that there is no object to be processed and exposure adjustment cannot be suitably performed. In order to solve such a problem, it is necessary to feed back brightness level information to such an extent that exposure can be narrowed down from the high brightness zone to the middle / low brightness zone when signals are concentrated on the high brightness level. .
[0080]
Therefore, in the present embodiment, a method is adopted in which high luminance level information is fed back to the calculation of the average luminance level according to the existence ratio of the high luminance signal. By such a method, even when high-intensity signals are concentrated as described above, the exposure system is prevented from failing and suitable exposure adjustment can be realized. The configuration of the AE detection circuit 200 and the exposure adjustment apparatus 300 of the video camera 1 and the automatic exposure processing method using these will be described in detail below for realizing the technique.
[0081]
First, the configuration of the AE detection circuit 200 that performs AE detection processing in the automatic exposure processing according to the present embodiment and the processing thereof will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the AE detection circuit 200 according to the present embodiment.
[0082]
As shown in FIG. 10, the AE detection circuit 200 mainly includes, for example, a luminance level determination unit 210, an intermediate / low luminance integration circuit 221, a high luminance integration circuit 222, and a count unit 230.
[0083]
The luminance level determination unit 210 has a function of determining and selecting whether the luminance signal input from the Y signal processing circuit 42 is a high luminance signal or a medium / low luminance signal. More specifically, the luminance level determination unit 210 compares the luminance level of the input luminance signal with the reference luminance level, determines that a luminance signal having a luminance level equal to or higher than the reference luminance level is a high luminance signal, On the other hand, a luminance signal having a luminance level lower than the reference luminance level is determined as a medium / low luminance signal. Based on such determination, the input luminance signal is selected, for example, the medium / low luminance signal is output to the intermediate / low luminance integration circuit 221, and the high luminance signal is output to the high luminance integration circuit 222. .
[0084]
The middle / low luminance integration circuit 221 has a function of integrating the luminance levels of the medium / low luminance signals sequentially input, for example, by one field. By this integration, the medium / low luminance signal is detected, and for example, the luminance levels of the medium / low luminance signals included in the luminance signal for one field are integrated. Further, for example, a reset signal (not shown) for reading and resetting the integration result for each field is input to the middle / low luminance integration circuit 221. Thereby, the middle / low luminance integration circuit 221 can read out the middle / low luminance integration result for one field, for example, as an integration result, and output it to the microcomputer 80.
[0085]
On the other hand, the high-brightness integration circuit 222 integrates the luminance level of the high-brightness signal over, for example, one field in the same manner as the middle / low-brightness integration circuit 221 and, for example, high luminance for one field, which is an integration result The integration result is output to the microcomputer 80.
[0086]
As described above, the AE detection circuit 200 according to the present embodiment is different from the AE detection circuit 200 according to the first embodiment in that the high luminance signal is also a detection target.
[0087]
For example, the count unit 230 has a function of counting the number of high luminance signals and the number of medium / low luminance signals (number of pixels) selected by the luminance level determination unit 210 and outputting the count results to the microcomputer 80. Since the function of the counting unit 230 is substantially the same as the function of the counting unit 230 according to the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
[0088]
As described above, the AE detection circuit 200 according to the present embodiment can classify and detect high luminance signals and medium / low luminance signals, for example. As a result, not only the middle / low luminance integration results but also the high luminance integration results are output to the microcomputer 80 and fed back as processing targets of the automatic exposure processing as necessary.
[0089]
Next, based on FIG. 11, the configuration and processing of the exposure adjustment processing unit 300 of the microcomputer 80 that performs the exposure adjustment processing in the automatic exposure processing according to the present embodiment will be described. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the exposure adjustment processing unit 300 according to this embodiment.
[0090]
As shown in FIG. 11, the exposure adjustment processing unit 300 includes, for example, a high luminance ratio determination unit 310, a conversion ratio determination unit 320, a conversion unit 330, an average luminance level calculation unit 340, and an exposure control unit 350. .
[0091]
The high luminance ratio determination unit 310 has a function of determining the existence ratio of the high luminance signal based on the count result of the counting unit 230 of the AE detection circuit 200. More specifically, the high luminance ratio determination unit 310 calculates the number of high luminance signals detected in one field (the number of pixels in which a high luminance area is imaged) as medium / low luminance, for example, as in Equation 2 below. Dividing by the sum of the number of signals (number of pixels picked up in the middle / low luminance region) and the number of high luminance signals, the high luminance signal existence ratio (for example, 0 to 100%) is calculated.
[0092]
Presence ratio of high luminance signal = (number of high luminance signals) / (number of high luminance signals + number of medium / low luminance signals) = (number of pixels detected in high luminance area) / (total number of pixels) Equation 2
The existence ratio of the high-intensity signal can be referred to as, for example, the distribution ratio of the high-intensity area in one image. The larger the value, the larger the area of the high-intensity area in the captured image and the brighter the image. . That is, when the presence ratio of the high luminance signal is 0%, for example, only the medium / low luminance signal exists in the detected luminance signal, and only the medium / low luminance region exists in the image. Means distributed. On the other hand, when the existence ratio of the high luminance signal is 100%, only the high luminance signal exists in the detected luminance signal, and only the high luminance area is distributed in the image. Means.
[0093]
The conversion ratio determination unit 320 has a function of determining a conversion ratio used by the conversion unit 330 described later according to the existence ratio of the high luminance signal. This conversion ratio corresponds to a feedback rate when the luminance level of the high luminance signal is fed back to the processing target of the automatic exposure processing. The conversion ratio determination unit 320 determines this conversion ratio to a suitable value according to the presence ratio of the high luminance signal.
[0094]
Here, based on FIG. 12, the example of the conversion ratio determination process by the conversion ratio determination part 320 concerning this embodiment is demonstrated. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the existence ratio of the high luminance signal and the conversion ratio (feedback rate) according to the present embodiment.
[0095]
As shown in FIG. 12, for example, when the existence ratio of the high luminance signal is 0 to Ha% (for example, 0 to 60%), the conversion ratio is a predetermined minimum ratio min. (For example, 0%). Therefore, when the existence ratio of the high luminance signal is relatively small, that is, when the distribution ratio of the high luminance area in the image is relatively small, the conversion ratio is, for example, 0%, and the luminance level of the high luminance signal is It is not fed back to the processing target.
[0096]
For example, when the high luminance signal existence ratio is Ha to Hb% (for example, 60 to 90%), the conversion ratio has a linear positive correlation with the high luminance signal existence ratio. The larger the existence ratio, the larger the value. For example, when the existence ratio of the high luminance signal is 75%, the conversion ratio is determined to be 15%, for example. As described above, when the existence ratio of the high luminance signal is large to some extent, the conversion ratio is determined so as to increase according to the existence ratio of the high luminance signal. Therefore, in this section, the luminance level of the high luminance signal is fed back to the processing target at a higher feedback rate as the existence ratio of the high luminance signal is larger.
[0097]
Further, when the high luminance signal is present at Hb to 100% (for example, 90 to 100%), the conversion ratio is, for example, a predetermined maximum ratio max. (For example, 30%). Therefore, when the presence ratio of the high brightness signal is relatively large, that is, when the distribution ratio of the high brightness area in the image is relatively large, the conversion ratio is, for example, 30%, and the brightness level of the high brightness signal is For example, the processing object is fed back at the maximum feedback rate. However, the maximum value max. Is not limited to the example of 30%, and for example, it is preferable that the value obtained by converting the luminance level of the high luminance signal is set to a value sufficiently lower than the reference luminance level.
[0098]
Thus, the conversion ratio determining unit 320 sets the conversion ratio to the minimum value min. Only when the ratio of the high luminance signal exceeds Ha to Hb, the conversion ratio is min. To max. Gradually increase to max. And That is, the conversion ratio determining unit 320 can dynamically determine the conversion ratio according to the presence ratio of the high luminance signal. Thereby, the amount of feedback of the luminance level of the high luminance signal to the processing object of the automatic exposure processing (for example, the calculation processing of the average luminance level) according to the existence ratio of the high luminance signal, that is, the distribution ratio of the high luminance area (hereinafter, the average luminance level calculation process). Then, the amount of feedback) can be suitably increased or decreased.
[0099]
Further, the conversion unit 330 shown in FIG. 11 has a function of converting the luminance level of the high luminance signal based on the conversion ratio determined by the conversion ratio determination unit 320. More specifically, the conversion unit 330 performs a conversion process of multiplying the high luminance integration result input from the high luminance integration circuit 222 by the conversion ratio (feedback rate), for example.
[0100]
The conversion value calculated by the conversion process of the conversion unit 330 is a feedback amount of the high luminance signal component to the processing target of the automatic exposure process, and the average luminance level calculation unit 340 described later calculates the average luminance level. It is used when. The feedback amount increases or decreases according to the conversion ratio, that is, the presence ratio of the high luminance signal.
[0101]
Here, a mode in which the feedback amount of the high luminance signal component is increased or decreased according to the existence ratio of the high luminance signal will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the distribution of signals to be processed in the automatic exposure processing according to the present embodiment. Note that FIG. 13A illustrates the processing target when the presence ratio of the high luminance signal is 50%, and FIG. 13B illustrates the processing target when the presence ratio of the high luminance signal is 75%. FIG. 13C illustrates the processing target when the existence ratio of the high luminance signal is 90%.
[0102]
First, in any of the cases shown in FIGS. 13A to 13B, all medium / low luminance signals are extracted as processing targets. On the other hand, the amount of the high luminance signal extracted as a processing target (that is, the feedback amount) differs depending on the ratio of the high luminance signal.
[0103]
If the high luminance signal is present at a relatively small ratio of 50%, for example, the conversion ratio is determined to be 0%, which is the minimum value (point A), for example, as shown in FIG. As a result, the feedback amount is also zero. Therefore, as shown in FIG. 13A, all the luminance levels (the mottled pattern portion) of the high luminance signal are excluded from the processing target of the automatic exposure processing and are not fed back. This is the same as the case where all the luminance levels of the high luminance signal in the first embodiment are completely excluded from the processing targets. In other words, when the presence ratio of the high-intensity signal is relatively small, suitable exposure adjustment is sufficiently possible even if only the medium / low-intensity signal is used. Therefore, the high-intensity signal may be excluded from the processing target. . For this reason, the conversion ratio determining unit 320 determines the conversion ratio to be 0%, and as a result, the conversion unit 330 multiplies the high luminance integration result by 0% which is the conversion ratio to make the feedback amount zero.
[0104]
Further, when the high luminance signal is present at an intermediate ratio of, for example, 75%, for example, as shown in FIG. 12, the conversion ratio is determined to be, for example, 15% (point B). As a result, for example, 15% of the high luminance integration result is the feedback amount. Therefore, as shown in FIG. 13B, the luminance level of the high luminance signal is fed back to the processing target of the automatic exposure processing, for example, by the amount of 15%. In other words, when the presence ratio of the high luminance signal is medium, for example, the exposure adjustment is difficult to stabilize only with the medium / low luminance signal, so that a part of the luminance level of the high luminance signal is relatively low. It is fed back to the processing target. As a result, a luminance level sufficient to reduce the exposure can be obtained, so that the exposure adjustment process can be realized stably.
[0105]
Further, when the high luminance signal is relatively large, for example, 90%, for example, as shown in FIG. Is determined to be 30% (C point). As a result, for example, 30% of the high luminance integration result is the feedback amount. Therefore, as shown in FIG. 13C, the luminance level of the high luminance signal is fed back to the processing target of the automatic exposure processing, for example, by 30%. In other words, if the high luminance signal is very high and the high luminance region occupies most, for example, the exposure adjustment becomes unstable only with the medium / low luminance signal having a very small signal amount. For this reason, the luminance level of the high luminance signal is sufficiently fed back to the processing target at a relatively high rate. Thus, for example, even in the case where there is almost no medium / low luminance signal in the detection field (case in FIG. 13C) or no signal in the detection field (case in FIG. 9), it is sufficient to reduce the exposure. Since a sufficient amount of luminance level can be obtained, exposure adjustment processing can be realized stably.
[0106]
Further, the average luminance level calculation unit 340 shown in FIG. 11 has a function of calculating the average luminance level based on the detection result from the AE detection circuit 200 and the feedback amount from the conversion unit 330, for example. More specifically, for example, the average luminance level calculation unit 340 sets a predetermined amount of feedback to the average luminance level in the middle / low luminance area as shown in Equation 3 below and calculated from the high luminance integration result as described above. The average luminance level is calculated by adding the amount multiplied by the gain.
[0107]
Average luminance level = (Middle / low luminance average luminance level) + Gain * (Feedback amount from high luminance) Equation 3
The “gain” in the above equation 3 is, for example, a predetermined coefficient used for digit matching between the medium / low luminance average luminance level and the feedback amount. The “medium / low luminance average luminance level” is obtained by the following equation 4.
[0108]
Middle / low luminance average luminance level = middle / low luminance integration result / number of detection pixels in middle / low luminance region (4)
The number of detected pixels here is, for example, the number of pixels that have generated the medium / low luminance signal counted by the counting unit 230 (that is, the number of detected medium / low luminance signals), as described above. .
[0109]
As described above, the average luminance level according to the present embodiment is calculated by feeding back the luminance level of the high luminance signal by a suitable feedback amount as needed as well as the medium / low luminance signal. The preferable feedback amount is, for example, an amount that does not significantly affect the calculation of the average luminance level by the high luminance signal and is an amount that allows the exposure control unit 350 to reduce the exposure. Note that the amount of feedback of the luminance level of the high luminance signal can be adjusted to a suitable amount by setting the conversion ratio and gain appropriately.
[0110]
The exposure control unit 350 has a function of controlling the exposure adjustment operation of each device in the video camera 1 so as to maintain the target AE level based on the calculated average luminance level. As in the first embodiment, the exposure control unit 350 automatically controls exposure conditions such as the aperture of the lens 12, the shutter speed, and the gain of the AGC 32 so that the average luminance level approaches the target AE level. Can do. Further, when an image of a subject having a large proportion of the high luminance area is captured, the average luminance level input to the exposure control unit 350 reflects information that can narrow down the exposure based on the high luminance signal. Therefore, even in such a case, the exposure control unit 350 can adjust each part appropriately to control the exposure to some extent. Therefore, the exposure system does not break down, and an object in the middle / low luminance region can be suitably reproduced.
[0111]
Next, the automatic exposure processing method according to the present embodiment will be described based on FIG. FIG. 14 is a flowchart showing an operation flow of automatic exposure processing according to the present embodiment.
[0112]
As shown in FIG. 14, first, in step S200, the medium / low luminance signal and the high luminance signal are selected (step S200: processing object selection step). The luminance level determination unit 210 of the AE detection circuit 200 sorts the input luminance signal into a high luminance signal and a medium / low luminance signal based on the reference luminance level. The selected medium / low luminance signal and high luminance signal are sequentially output to the medium / low luminance integration circuit 221 and the high luminance integration circuit 222, respectively. As described above, both the medium / low luminance signal and the high luminance signal are subject to AE detection, but only the medium / low luminance signal is extracted as the processing target of the automatic exposure processing. It is excluded from the processing target at this point.
[0113]
Next, in step S202, the medium / low luminance level and the high luminance level are integrated (step S202). The middle / low luminance integration circuit 221 sequentially integrates and detects the middle / low luminance level, which is the luminance level of the inputted medium / low luminance signal. On the other hand, the high luminance integration circuit 222 sequentially integrates and detects the high luminance level which is the luminance level of the input high luminance signal. Furthermore, both integration circuits 221 and 222 output, for example, a middle / low luminance integration result and a high luminance integration result, which are integration results for one field, to the microcomputer 80 at the time of detecting a luminance signal for one field, for example. . The count unit 230 counts the number of detected middle / low luminance signals and the number of detected high luminance signals, that is, the number of detection pixels in the middle / low luminance region and the high luminance region. Both count results are output to the microcomputer 80 at substantially the same timing.
[0114]
Steps S200 and S202 described above correspond to the AE detection process.
[0115]
Further, in step S206, the presence ratio of the high luminance signal is determined (step S206: high luminance ratio determination step). The high luminance ratio determination unit 310 of the exposure adjustment processing unit 300 calculates the presence ratio of the high luminance signal in one field, for example, based on the count result of the counting unit 230. The greater the high-brightness existence ratio is, the wider the distribution area of the high-brightness area occupied in one image, for example.
[0116]
Thereafter, in step S208, the conversion ratio is determined (step S208). The conversion ratio determining unit 320 determines a conversion ratio that is a feedback rate of the luminance level of the high luminance signal based on the existence ratio of the high luminance signal. For example, as shown in FIG. 12, the conversion ratio is a minimum value min. Value only, and when the ratio ranges from Ha to Hb, the minimum value min. ~ Maximum value max. For example, when the ratio is Hb or more, the maximum value max. May be determined as follows. Thus, by dynamically determining the conversion ratio according to the presence ratio of the high luminance signal, the amount of feedback of the luminance level of the high luminance signal can be suitably increased or decreased according to the distribution of the high luminance area.
[0117]
Next, in step S210, the high luminance integration result is converted (step S210: conversion step). This step corresponds to, for example, a process of converting the high luminance level to a reference luminance level or less in order to feed back the luminance level of the high luminance signal once excluded from the processing target to the processing target of the automatic exposure treatment. Specifically, for example, the conversion unit 330 performs a conversion process of multiplying the high luminance integration result, which is an AE detection result, by the conversion ratio (feedback rate), and calculates the feedback amount of the high luminance signal which is the conversion result. To do. Note that such a method for calculating the feedback amount is to perform conversion processing after integrating the luminance level of the high luminance signal, but is not limited to such an example. For example, the luminance of each detected high luminance signal is determined. The feedback amount may be calculated by performing integration after converting the level below the reference luminance level.
[0118]
Further, in step S212, an average luminance level is calculated (step S212). The average luminance level calculation unit 340 first calculates the medium / low luminance average luminance level by dividing the medium / low luminance integration result by the number of detected pixels. Further, a final average luminance level is obtained by adding an amount obtained by multiplying the feedback amount by a predetermined gain to the medium / low luminance average luminance level. For example, when there is no medium / low luminance signal in one field, the medium / low luminance average luminance level is zero. On the other hand, when there are sufficient medium / low luminance signals, the high luminance signal is obtained. Therefore, the feedback amount is zero. The average luminance level obtained as described above reflects the luminance level of the high luminance signal as necessary according to the existence ratio of the high luminance signal while emphasizing the average luminance level of the middle / low luminance area. Value.
[0119]
Steps S206 to S212 described above correspond to the feedback process according to the present embodiment.
[0120]
Thereafter, in step S214, the exposure amount is adjusted (step S214: exposure adjustment step). The exposure control unit 350 controls the exposure amount based on the average luminance level obtained in step S212. Since this step is substantially the same as step S114 of FIG. 8, detailed description thereof is omitted.
[0121]
As described above, in the automatic exposure processing method according to the present embodiment, the luminance level of the high luminance signal is completely excluded from, for example, the average luminance level calculation source (that is, the processing target of the automatic exposure processing). Instead, it is characteristic that the luminance level of the high luminance signal is fed back and used as much as necessary. With such a configuration, even when a signal with all or most of the high-intensity signal is input, it is possible to prevent the automatic exposure function from being broken due to the absence or very few detection targets, and the brightness of the high-intensity region. Accordingly, it is possible to prevent the exposure amount from becoming excessively large. In other words, for example, an indoor subject can be imaged with appropriate exposure while minimizing the influence of the high luminance level. Therefore, in the automatic exposure processing method according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, exposure can be adjusted more stably and suitably, so that the reproducibility of the medium / low luminance region to be seen is further improved. Can be made.
[0122]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The video camera and its automatic exposure processing method according to the third embodiment differ from the second embodiment only in that the high luminance level of the high luminance signal is clipped to a predetermined value and fed back. Since other functional configurations are substantially the same as those in the second embodiment, description thereof is omitted.
[0123]
In the second embodiment, the luminance level of the high luminance signal that increases or decreases above the reference luminance level is detected and fed back as it is without clipping. However, if such a luminance level is detected without clipping, for example, even if an image is captured at the same angle of view, the detection value changes depending on the luminance level of the high luminance signal, so the convergence point of automatic exposure changes. For this reason, the exposure adjustment becomes slightly unstable, which may adversely affect the reproduction level of the middle / low luminance region.
[0124]
Therefore, in order to solve such a problem, the video camera 1 and its automatic exposure processing method according to the present embodiment employs a method of detecting and feeding back the high luminance signal after clipping the luminance level of the high luminance signal to a predetermined value. Hereinafter, the configurations of the AE detection circuit 200 and the exposure adjustment processing unit 300 of the video camera 1 and the automatic exposure processing method using these will be described in detail in order to realize such a technique.
[0125]
First, the configuration and processing of the AE detection circuit 200 that performs AE detection processing in the automatic exposure processing according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the AE detection circuit 200 according to the present embodiment.
[0126]
As shown in FIG. 15, the AE detection circuit 200 mainly includes, for example, a luminance level determination unit 210, an intermediate / low luminance integration circuit 221, a count unit 230, and a high luminance level calculation unit 240.
[0127]
The luminance level determination unit 210 has a function of determining and selecting whether the luminance signal input from the Y signal processing circuit 42 is a high luminance signal or a medium / low luminance signal. More specifically, the luminance level determination unit 210 compares the luminance level of the input luminance signal with the reference luminance level, determines that a luminance signal having a luminance level equal to or higher than the reference luminance level is a high luminance signal, On the other hand, a luminance signal having a luminance level lower than the reference luminance level is determined as a medium / low luminance signal. Based on such determination, the input luminance signal is selected and, for example, the medium / low luminance signal is output to the medium / low luminance integrating circuit 221. In addition, the luminance level determination unit 210 outputs the reference luminance level to a high luminance level calculation unit 240 described later in order to clip and detect the luminance level of the high luminance signal to the reference luminance level.
[0128]
Since the middle / low luminance integration circuit 221 is substantially the same as the middle / low luminance integration circuit 221 according to the second embodiment, the description thereof is omitted.
[0129]
The count unit 230 has substantially the same functional configuration as the count unit 230 according to the second embodiment (detailed description is omitted). Further, the count unit 230 outputs, for example, the number of high luminance signals in one field, which is a count result, to the high luminance level calculation unit 240.
[0130]
For example, the high luminance level calculation unit 240 has a function of clipping and detecting the luminance level of the high luminance signal in one field to a predetermined clip value (for example, a reference luminance level). More specifically, the high luminance level calculation unit 240 clips the luminance levels of all the high luminance signals to a predetermined reference luminance level, and the clipped reference luminance levels are, for example, as many as the number of high luminance signals in one field. Perform integration detection. This processing is greatly different from the case where the high-brightness integrating circuit 222 according to the second embodiment detects the luminance level of the high-brightness signal with each actual value.
[0131]
As an actual process of the high luminance level calculation unit 240, for example, a calculation process of multiplying the reference luminance level input from the luminance level determination unit 210 by the number of high luminance signals in one field input from the count unit 230. I do. With this calculation process, it is possible to easily obtain a result (corresponding to a high luminance integration result) detected after clipping the high luminance signal in one field to the reference luminance level.
[0132]
By providing the high luminance level calculation unit 240 having such a configuration, it is not necessary to provide a new integration circuit in order to obtain a high luminance integration result detected after clipping the high luminance signal. There is an advantage that the circuit configuration is simplified. However, the present invention is not limited to this example. For example, an integration circuit may be provided in place of the high luminance level calculation unit 240, and a value obtained by clipping the high luminance signal may be sequentially integrated to obtain a high luminance integration result. Of course it is possible. Further, the clip value is not limited to the above example of the reference luminance level, and may be set to an arbitrary value.
[0133]
As described above, the AE detection circuit 200 according to the present embodiment can classify and detect high luminance signals and medium / low luminance signals, for example. Further, since the high luminance signal is detected after clipping the luminance level to a predetermined reference luminance level, if the existence ratio of the high luminance signal is unchanged (that is, the number of high luminance signals is unchanged), the high luminance signal is detected. The result of high-intensity integration, which is the result of signal detection, is also unchanged.
[0134]
Next, the configuration and processing of the exposure adjustment processing unit 300 of the microcomputer 80 that performs exposure adjustment processing in the automatic exposure processing according to the present embodiment will be described. Note that the configuration of the exposure adjustment processing unit 300 according to this embodiment is higher than that of the exposure adjustment processing unit 300 according to the second embodiment shown in FIG. The only difference is that the level of the luminance signal is different, and the other functional configurations are substantially the same.
[0135]
Here, based on FIG. 16, the distribution of signals to be processed in the automatic exposure processing according to the present embodiment is compared with FIG. 13 showing the distribution of signals to be processed according to the second embodiment. explain. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the distribution of signals to be processed in the automatic exposure processing according to the present embodiment. FIG. 16A illustrates the processing target when the high luminance signal existence ratio is 50%, and FIG. 16B illustrates the case where the high luminance signal existence ratio is 75%. FIG. 16C illustrates the processing target when the existence ratio of the high luminance signal is 90%. In FIGS. 16A to 16C, signals having substantially the same waveforms as those shown in FIGS. 13A to 13C are input.
[0136]
As shown in FIG. 16A, when the high luminance signal exists at 50% and it is not necessary to feed back the luminance level of the high luminance signal to the processing target of the automatic exposure processing, this embodiment is applied. The processing target is only the medium / low luminance signal, which is the same as in the case of FIG.
[0137]
On the other hand, as shown in FIGS. 16B and 16C, when the luminance level of the high luminance signal is fed back to the processing target, the level of the fed back high luminance signal is as shown in FIG. ) And (c).
[0138]
That is, in FIGS. 13B and 13C, the level of the fed back high luminance signal is suppressed to, for example, 15% or 30% based on the actual luminance level of the high luminance signal. For this reason, the level of the high luminance signal fed back increases or decreases according to the change in the luminance level of the actual high luminance signal.
[0139]
On the other hand, in FIGS. 16B and 16C, the level of the fed back high luminance signal is based on the reference luminance level that is the clip value, regardless of the original luminance level of the high luminance signal. For example, it is suppressed at a level of 15% or 30%. For this reason, the level of the high luminance signal fed back is, for example, a constant level (for example, 15% or 30% of the reference luminance level) for all the high luminance signals.
[0140]
As described above, in the present embodiment, since the high luminance signal is clipped and detected as described above, the luminance level of the high luminance signal fed back to the processing target depends on the actual luminance level of the high luminance signal. It becomes constant without. For this reason, even if the detection value of the high luminance signal changes, the amount of feedback to the processing target does not change and is stable if the existence ratio of the high luminance signal does not change.
[0141]
Next, the automatic exposure processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a flowchart showing an operation flow of automatic exposure processing according to the present embodiment.
[0142]
As shown in FIG. 17, first, in step S300, medium / low luminance signals and high luminance signals are sorted (step S300: processing object sorting step). The luminance level determination unit 210 of the AE detection circuit 200 sorts the input luminance signal into a high luminance signal and a medium / low luminance signal based on the reference luminance level. The selected medium / low luminance signals are sequentially output to the medium / low luminance integration circuit 221. On the other hand, the reference luminance level is input to the high luminance level calculation unit 240. As described above, both the medium / low luminance signal and the high luminance signal are subject to AE detection, but only the medium / low luminance signal is extracted as the processing target of the automatic exposure processing. It is excluded from the processing target at this point.
[0143]
Next, in step S302, the medium and low luminance levels are integrated (step S302). The middle / low luminance integration circuit 221 sequentially integrates and detects the middle / low luminance level, which is the luminance level of the inputted medium / low luminance signal. Further, the middle / low luminance integration circuit 221 outputs, for example, a middle / low luminance integration result, which is an integration result for one field, to the microcomputer 80 when a luminance signal for one field is detected. The count unit 230 counts the number of detected middle / low luminance signals and the number of detected high luminance signals, that is, the number of detection pixels in the middle / low luminance region and the high luminance region. Both count results are output to the microcomputer 80 at substantially the same timing.
[0144]
Further, in step S304, a high luminance integration result is calculated (step S304). The high luminance level calculation unit 240 clips and detects the high luminance level to the reference luminance level, and, for example, integrates by one field to calculate a high luminance integration result. As a specific calculation method, for example, a high luminance integration result can be easily obtained by multiplying the reference luminance level by the number of high luminance signals. The high luminance integration result calculated by the high luminance level calculation unit 240 is output to the microcomputer 80.
[0145]
Steps S300 to S304 described above correspond to the AE detection processing step.
[0146]
Further, subsequent steps S306 to 312 (feedback process) and step S314 (exposure adjustment process) are substantially the same as steps S206 to 212 and step S214 of FIG. 14 according to the second embodiment. Omitted.
[0147]
As described above, in the automatic exposure processing method according to the present embodiment, when high-intensity signals are subjected to AE detection, the luminance level of the high-intensity signals is clipped to, for example, a reference luminance level (threshold) and detected. It is characteristic. With this configuration, even if the detection value of the high luminance signal is changed, the level of the high luminance signal fed back to the processing target of the automatic exposure processing is constant, and as a result, the feedback amount is also constant. For this reason, since the convergence point of automatic exposure does not change, exposure adjustment processing can be performed stably. Therefore, in the automatic exposure processing method according to the present embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, exposure can be adjusted more stably and suitably, so that the reproducibility of the medium / low luminance region to be seen can be further improved. Can be improved.
[0148]
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example. It will be obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
[0149]
For example, in the above-described embodiment, the example of the video camera 1 is described as the imaging device. However, the present invention is not limited to such an example, and can be widely applied to, for example, a digital still camera, a digital camera for a mobile phone, and the like. . Further, the video camera 1 may be, for example, a business video camera or a home video camera in addition to the surveillance camera.
[0150]
Further, the imaging device is not limited to the imaging device such as the CCD 20, but may be a CMOS sensor, a VMIS, or the like.
[0151]
In the above-described embodiment, the video camera 1 having the AE function and the WB adjustment function as the image quality adjustment function has been described. However, the video camera 1 is not limited to this example, and the WB adjustment function is not provided or other image quality adjustments are not provided. An imaging device further provided with a function (for example, a mask function) may be used.
[0152]
Further, the imaging device may be, for example, a video camera having a wide dynamic range function. This imaging device with a wide dynamic range function expands the apparent dynamic range to several times by special processing, for example, and can simultaneously reproduce both high-brightness and medium / low-brightness subjects. Device. Examples of such special processing include, for example, a method of synthesizing a plurality of images having different exposure times; and reproducing an image by extracting only signals having substantially the same exposure conditions from an imaging device whose sensitivity is changed in units of pixels. A method of combining multiple images with different exposure conditions; splitting incident light with a prism and combining signals output from a normal imaging device and an imaging device that has a light-reducing function such as an ND filter The technique to do.
[0153]
Further, the circuit configuration of the imaging apparatus is not limited to the example of the circuit configuration of the video camera 1 according to the above-described embodiment. Various circuits such as a compression / combination circuit and / or a sensor may be added or deleted.
[0154]
In the above embodiment, the AE detection circuit 200 performs the AE detection process using the luminance signal from the Y signal processing circuit 42. However, the present invention is not limited to this example. For example, the color signal from the C signal processing circuit is used. AE detection processing may be performed using (color difference signal) or the like.
[0155]
In the above embodiment, the reference luminance level that is a reference for classifying the high luminance signal and the medium / low luminance signal is set to a fixed value, but the present invention is not limited to such an example. For example, the reference luminance level may be configured to be variably set according to the specifications of the imaging device, the imaging environment, the amount of incident light on the CCD, and the like.
[0156]
In the above embodiment, the luminance signal included in the image signal in one field is subjected to AE detection processing using the detection unit to calculate the average luminance level. However, the present invention is not limited to this example. For example, the detection unit (integration unit) may be an image signal of a plurality of fields, an image signal of one or more frames, an image signal within one or more horizontal synchronization periods, and the like. The detection target area is not limited to the example in the entire image area. For example, the detection target area is in an AE detection frame of an arbitrary size set by a detection frame setting device or the like (for example, a medium / low luminance area to be viewed). Only the subject portion or the like) may be detected.
[0157]
Further, the AE detection circuit 200 may be included in the microcomputer. Further, the exposure adjustment processing unit 300 may be configured to be included in the AE detection circuit 200.
[0158]
In the first embodiment, the high luminance signal is also excluded from the AE detection target. However, the present invention is not limited to this example. For example, the high luminance signal is detected by AE (that is, integration processing is performed by an integration circuit, for example). However, the detection result may be excluded from the processing target of the automatic exposure processing.
[0159]
In the second embodiment, the middle / low luminance integration circuit 221 and the high luminance integration circuit 222 are configured as separate circuits. However, the present invention is not limited to this example. For example, if the luminance level of the medium / low luminance signal and the luminance level of the high luminance signal are separately integrated and both integration results can be output, the medium / low luminance integration circuit 221 and the high luminance integration circuit 222 are provided. A single integration circuit may be integrated.
[0160]
In the second and third embodiments, the relationship between the presence ratio of the high luminance signal and the conversion ratio is as shown in FIG. 12, but the present invention is not limited to this example. For example, the relationship in which the conversion ratio monotonously increases in accordance with the increase in the existence ratio of the high-luminance signal for all sections of the existence ratio of the high-luminance signal. In addition, the conversion ratio is set to a predetermined ratio other than zero only when the presence ratio of the high luminance signal is very high (for example, 100% only, or 90 to 100%, etc.), otherwise the conversion ratio is set to zero. You may make it. Further, even when a section in which the conversion ratio is increased in accordance with an increase in the presence ratio of the high luminance signal is provided in a part or all of the sections, the positive correlation between the two is not limited to a linear relationship, It may be a straight curve relationship or a relationship in which the conversion ratio increases discontinuously in steps.
[0161]
In the second and third embodiments, the high luminance integration result is multiplied by the conversion ratio to calculate the feedback amount of the high luminance signal. However, the present invention is not limited to this example. The feedback amount is, for example, an amount obtained by arbitrarily correcting the integrated value of the luminance level of the high luminance signal as long as the amount of light that can reduce the exposure amount is fed back to the processing target of the automatic exposure processing. Also good.
[0162]
Moreover, in the said 2nd and 3rd embodiment, although the average luminance level was calculated | required by the said Formula 3, this invention is not limited to this example. For example, it is not always necessary to multiply the feedback amount by the gain in Expression 3. In this case, the digit alignment may be adjusted by increasing or decreasing the conversion ratio. In addition, after calculating both the medium / low luminance average luminance level and the high luminance average luminance level, a predetermined ratio (for example, medium / low luminance average luminance level: high luminance average luminance level = 1: the above conversion ratio). The average luminance level may be calculated by adding at
[0163]
In the third embodiment, the high luminance level calculation unit 240 is used to clip the luminance level of the high luminance signal. However, the present invention is not limited to this example. For example, each time the detection level determination unit 200 selects a high luminance level, a clip value such as a reference luminance level is output to the high luminance integration circuit 222, and the high luminance integration circuit 222 sequentially integrates the clip value. In this way, clip processing of a high luminance signal may be performed.
[0164]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even in the case where the area of the high luminance area in the image is large, it is possible to reproduce the subject in the middle / low luminance area at an appropriate luminance level.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a video camera according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a preprocessing block and a signal processing block according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of an imaging scene that requires backlight correction.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a distribution of signals to be detected in a conventional AE detection process.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a distribution of signals to be detected in the AE detection processing according to the first embodiment;
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an AE detection circuit according to the first embodiment;
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an exposure adjustment processing unit according to the first embodiment;
FIG. 8 is a flowchart showing an operation flow of automatic exposure processing according to the first embodiment;
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example in which a signal causing a problem in the first embodiment is input.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an AE detection circuit according to a second embodiment;
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an exposure adjustment processing unit according to a second embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a high-luminance signal existence ratio and a conversion ratio (feedback rate) according to the second embodiment;
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a distribution of signals to be processed in the automatic exposure processing according to the second embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing an operation flow of automatic exposure processing according to the second embodiment;
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of an AE detection circuit according to a third embodiment;
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a distribution of signals to be processed in the automatic exposure processing according to the third embodiment.
FIG. 17 is a flowchart showing an operation flow of automatic exposure processing according to the third embodiment;
[Explanation of symbols]
1: Video camera
12: Lens
14: Optical filter
20: CCD
30: Preprocessing block
32: AGC
40: Signal processing block
46: Detection circuit
80: Microcontroller
100: Lens control circuit
200: AE detection circuit
210: Brightness level determination unit
220: integration circuit
221: Medium / low luminance integration circuit
222: Integration circuit for high brightness
230: Count unit
240: High luminance level calculation unit
300: Exposure adjustment processing unit
310: High luminance ratio determination unit
320: Conversion ratio determination unit
330: Conversion unit
340: Average luminance level calculation unit
350: Exposure control unit

Claims

自動露光機能を備えた撮像装置であって：
輝度信号のうちで基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する高輝度信号を，自動露光処理の処理対象から除外し，
前記高輝度信号の存在割合が所定割合以上である場合には，前記高輝度信号の輝度レベルを，前記基準輝度レベル以下に換算処理した上で，前記処理対象にフィードバックし，
前記換算処理の換算比率を，前記高輝度信号の存在割合に応じて動的に変化させることを特徴とする，撮像装置。An imaging device with an automatic exposure function:
High luminance signals having a luminance level equal to or higher than the reference luminance level among luminance signals are excluded from the subject of automatic exposure processing,
When the presence ratio of the high luminance signal is equal to or higher than a predetermined ratio, the luminance level of the high luminance signal is converted to the reference luminance level or less, and then fed back to the processing target .
An imaging apparatus , wherein a conversion ratio of the conversion process is dynamically changed in accordance with a presence ratio of the high luminance signal .

前記高輝度信号の輝度レベルを所定レベルにクリップした上で，前記換算処理することを特徴とする，請求項１に記載の撮像装置。The high luminance level of the luminance signal after having clipped to a predetermined level, characterized by the conversion processing, the imaging apparatus according to claim 1.

撮像装置の自動露光処理方法であって：
輝度信号のうちで基準輝度レベル以上の輝度レベルを有する高輝度信号を自動露光処理の処理対象から除外する処理対象選別工程と；
前記高輝度信号の存在割合を判定する高輝度割合判定工程と；
前記判定された高輝度信号の存在割合が所定割合以上である場合には，前記高輝度信号の輝度レベルを，前記基準輝度レベル以下に換算処理する換算処理工程と，
前記換算処理された高輝度信号の輝度レベルを前記処理対象にフィードバックするフィードバック工程と；
前記フィードバックされた輝度レベルを含む前記処理対象に基づいて露光量を調整する露光調整工程と；
を含み，
前記換算処理工程では，前記換算処理の換算比率を，前記高輝度信号の存在割合に応じて動的に変化させることを特徴とする，自動露光処理方法。An automatic exposure processing method for an imaging apparatus comprising:
A processing target selection step of excluding a high luminance signal having a luminance level equal to or higher than a reference luminance level from the processing targets of the automatic exposure processing among the luminance signals;
A high luminance ratio determining step of determining the presence ratio of the high luminance signal;
A conversion processing step for converting the luminance level of the high luminance signal to be equal to or lower than the reference luminance level when the determined presence ratio of the high luminance signal is equal to or higher than a predetermined ratio;
A feedback step of feeding back the luminance level of the converted high luminance signal to the processing target;
An exposure adjustment step of adjusting an exposure amount based on the processing object including the fed back luminance level;
Including
In the conversion processing step, the conversion ratio of the conversion processing is dynamically changed in accordance with the existence ratio of the high luminance signal .

前記換算処理工程では，前記高輝度信号の輝度レベルを所定値にクリップした上で，前記換算処理することを特徴とする，請求項３に記載の自動露光処理方法。4. The automatic exposure processing method according to claim 3 , wherein, in the conversion processing step , the conversion processing is performed after the luminance level of the high luminance signal is clipped to a predetermined value.