JPH02195333A - Automatic exposure controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform photographing in a proper exposure in a wide range by changing a prescribed part on a screen, recognizing a screen pattern and deciding exposure correcting quantity. CONSTITUTION:For example, by vertically moving a detecting frame 48 and detecting a signal level, the existance of the screen pattern based on exposure information, that is, a high brightness part which is large in area like a sky can be recognized upward. In this case, a judging circuit 44 not only controls the size and the position of the detecting frame 48 but also calculates and outputs the exposure correcting quantity from the detected screen pattern and signal level information. Then a judging means recognizes the screen pattern and decides the exposure correcting quantity corresponding to it. Thus the proper exposure correcting quantity which responds to a photographing condition, that is, to an object can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動露出制御装置に関し、より具体的にはビデ
オ・カメラの自動露出制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic exposure control device, and more particularly to an automatic exposure control device for a video camera.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ビデオ・カメラの自動露出制御装置は、映像信号レベル
が常に一定になるように、光学系の絞り及び映像信号の
利得を制御する装置である。映像信号のレベルの検出方
式、即ち測光方式としては、全画面信号レベルの平均値
をとる平均測光方式が従来から広く知られている。しか
し、この方式では、逆光時に被写体が暗くなりすぎる黒
つぶれ現象が起きたり、逆に、正面から強い光が当たり
、背景が暗い場合の順光時には、被写体の一部が白くと
んでしまう白とび現象が生じ易い。An automatic exposure control device for a video camera is a device that controls the aperture of the optical system and the gain of the video signal so that the video signal level is always constant. As a method for detecting the level of a video signal, that is, a photometry method, an average photometry method that takes the average value of the signal level of the entire screen has been widely known. However, with this method, when the subject is backlit, the subject becomes too dark, resulting in blown-out shadows, and conversely, when the subject is exposed to strong light from the front and the background is dark, parts of the subject become blown out. phenomenon is likely to occur.

これらの現象は画質を著しく損なうので、従来は、画面
中央部付近を重点的に測光する中央重点測光方式や、白
とびを生じにくくするピーク検出測光方式などが実用化
されてきた。Since these phenomena significantly impair image quality, conventionally, a center-weighted metering method that focuses on metering near the center of the screen and a peak detection metering method that prevents overexposure from occurring have been put into practical use.

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の測光方式にも以下の問題点がある。即ち
、中央重点測光方式では、画面中央部を常に最適信号レ
ベルに制御するので、被写体が画面中央部から離れた場
合に、被写体の露出が変化することがある。また、重点
測光領域に比較して被写体が少しでも小さい場合には、
逆光状態では黒つぶれを生じやすい。これは、重点測光
領域内に高輝度光源が入った場合でも同様である。ピー
ク検出測光方式では、画面内に高輝度被写体が入った場
合に、急激に露出が変化し、画質が悪化する。また、ピ
ーク検出測光方式では、画面全体が暗くなりがちである
。[Problems to be Solved by the Invention] However, the above photometry method also has the following problems. That is, in the center-weighted metering method, the center of the screen is always controlled to the optimum signal level, so when the subject moves away from the center of the screen, the exposure of the subject may change. Also, if the subject is even slightly smaller than the focused metering area,
Under backlit conditions, crushed shadows tend to occur. This is the same even when a high-intensity light source enters the focused photometry area. In the peak detection metering method, when a high-brightness subject enters the screen, the exposure changes rapidly and the image quality deteriorates. Furthermore, in the peak detection photometry method, the entire screen tends to become dark.

このような欠点は、動画として見る場合に、極めて不自
然な印象を与えることになる。これらの原因は、露出補
正を行うにあたり、信号レベル、画像パターン及び時間
に関して補正動作が適正に行われないことに起因するも
のである。Such defects give an extremely unnatural impression when viewed as a moving image. These causes are due to the fact that when performing exposure correction, the correction operation is not performed appropriately regarding the signal level, image pattern, and time.

そこで本発明は、これらの欠点を解消した自動露出制御
装置を提示することを目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide an automatic exposure control device that eliminates these drawbacks.

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る自動露出制御装置は、画面の指定部分から
の信号の特定周波数成分の信号レベルを検出する検出手
段と、当該指定部分の画面上での位置及び／又は大きさ
を設定する設定手段と、当該設定手段により当該指定部
分を画面上で変化させて、当該検出手段の検出結果から
画面のパターンを認識し、露出補正量を決定する判断手
段と、当該露出補正量に従い露出を制御する露出制御手
段とからなることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] An automatic exposure control device according to the present invention includes a detection means for detecting the signal level of a specific frequency component of a signal from a designated portion of the screen, and a detection means for detecting the signal level of a specific frequency component of a signal from a designated portion of the screen, and/or a setting means for setting the size, and a determining means for changing the specified portion on the screen by the setting means, recognizing a pattern on the screen from the detection result of the detection means, and determining an exposure correction amount; It is characterized by comprising an exposure control means for controlling exposure according to the exposure correction amount.

［作用］ 上記判断手段により画面のパターンを認識し、相応する
露出補正量を決定するので、撮影状況、即ち、被写体に
応じた適正な露出補正量を得ることができる。従って、
より広い範囲で適正露出の撮影を行うことができるよう
になる。[Operation] Since the above judgment means recognizes the pattern on the screen and determines the corresponding amount of exposure correction, it is possible to obtain an appropriate amount of exposure correction depending on the shooting situation, that is, the subject. Therefore,
This allows you to take pictures with proper exposure over a wider range.

【実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。【Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図を示す。こ
の実施例は、−船釣な民生用ビデオ・カメラの信号制御
回路に本発明における絞り補正回路を付加したものであ
る。１０は撮影光学系、１２は撮影光学系１０に組み込
まれている絞り、１４は撮像素子、１６はバッファ、１
８はＡＧＣ（オート・ゲイン会コントロール）回路、２
０は絞り１２を制御するための測光回路、２２は測光回
路２０の出力に従い絞り１２を駆動する絞り駆動回路、
２４はＡＧＣ回路１８の利得を制御するための測光回路
、２６は露出補正信号２７を出力する露出補正回路、２
８は映像信号出力端子、３０は同期信号入力端子、３２
は絞り１２の絞り値を検出するエンコーダ等からなる絞
りセンサである。FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. In this embodiment, the aperture correction circuit of the present invention is added to the signal control circuit of a consumer video camera used for boat fishing. 10 is a photographing optical system, 12 is an aperture incorporated in the photographing optical system 10, 14 is an image sensor, 16 is a buffer, 1
8 is AGC (auto gain control) circuit, 2
0 is a photometric circuit for controlling the aperture 12; 22 is an aperture drive circuit that drives the aperture 12 according to the output of the photometric circuit 20;
24 is a photometry circuit for controlling the gain of the AGC circuit 18; 26 is an exposure compensation circuit that outputs an exposure compensation signal 27;
8 is a video signal output terminal, 30 is a synchronization signal input terminal, 32
is an aperture sensor consisting of an encoder and the like that detects the aperture value of the aperture 12.

第１図の動作を説明する。被写体からの光は、撮影光学
系１０に入射し、絞り１２により光量を規制されて、撮
像素子１４に結像する。撮像素子１４の出力はバッファ
１６を介してＡＧＣ回路１８及び測光回路２０に印加さ
れる。へＧＣ回路１８の出力は、出力端子２８から、図
示しない映像信号処理回路に印加される。ＡＧＣ回路１
８の出力はまた測光回路２４にも印加されており、測光
回路２０．２４は人力信号レベルを検出し、測光回路２
０は絞り駆動回路２２を介して絞り１２を制御し、測光
回路２４はＡＧＣ回路１８の利得を制御する。The operation shown in FIG. 1 will be explained. Light from the subject enters the photographing optical system 10, the amount of light is regulated by the diaphragm 12, and an image is formed on the image sensor 14. The output of the image sensor 14 is applied to an AGC circuit 18 and a photometry circuit 20 via a buffer 16. The output of the GC circuit 18 is applied from an output terminal 28 to a video signal processing circuit (not shown). AGC circuit 1
The output of 8 is also applied to the photometric circuit 24, which detects the human signal level and outputs the photometric circuit 20.
0 controls the aperture 12 via the aperture drive circuit 22, and the photometry circuit 24 controls the gain of the AGC circuit 18.

バッファ１６とＡＧＣ回路１８との間には、所謂γ処理
回路が接続されることがあるが、−船釣に、信号レベル
は上記のような絞り制御及びＡＧＣ制御ループによって
制御される。A so-called γ processing circuit may be connected between the buffer 16 and the AGC circuit 18, but in boat fishing, the signal level is controlled by the aperture control and AGC control loop as described above.

露出補正回路２６は、ＡＧＣ回路１８の出力、入力端子
３０の同期信号及び絞すセンサ８２の出力から画像の最
適補正量を演算し、露出補正信号２７を測光回路２０．
２４に供給する。絞り補正回路２６の詳細を第２図に示
す。ＡＧＣ回路１８の出力は積分回路３４及びフィルタ
３６に供給される。フィルタ３６は特定周波数成分を通
過させ、積分回路３８に印加する。積分回路３４．３８
は画面の特定部分の信号を積分する。即ち、積分回路８
４．３８の出力は画面特定部分の平均信号レベルを代表
する。Ａ／Ｄ変換器４０．４２は、積分回路３４．３８
の出力をディジタル化して、判断回路４４に供給する。The exposure correction circuit 26 calculates the optimum correction amount for the image from the output of the AGC circuit 18, the synchronization signal of the input terminal 30, and the output of the aperture sensor 82, and sends the exposure correction signal 27 to the photometry circuit 20.
24. Details of the aperture correction circuit 26 are shown in FIG. The output of the AGC circuit 18 is supplied to an integrating circuit 34 and a filter 36. Filter 36 passes a specific frequency component and applies it to integration circuit 38 . Integral circuit 34.38
integrates the signal in a specific part of the screen. That is, the integration circuit 8
The output of 4.38 is representative of the average signal level of a particular portion of the screen. A/D converter 40.42 is integral circuit 34.38
The output is digitized and supplied to the judgment circuit 44.

判断回路４４はマイクロコンピュータからなり、Ａ／Ｄ
変換器４０．４２からの映像信号レベル情報と、絞すセ
ンサ３２の出力とから画像を認識し、最適な露出補正量
を判断して、露出補正信号２７を出力する。The judgment circuit 44 is composed of a microcomputer, and has an A/D
The image is recognized from the video signal level information from the converters 40 and 42 and the output of the aperture sensor 32, the optimum amount of exposure correction is determined, and an exposure correction signal 27 is output.

４６は、積分回路３４．３８における撮像画面上の積分
領域を指定する枠信号を、入力端子３０の同期信号に同
期して発生する枠信号発生回路で、映像信号中より前記
枠内に相当する信号のみを通過させるゲート回路である
。この枠（以下、検出枠という）の位置及び大きさは、
判断回路４４からの検出枠制御信号４５により制御自在
である。Reference numeral 46 denotes a frame signal generation circuit that generates a frame signal specifying the integration area on the imaging screen in the integrating circuits 34 and 38 in synchronization with the synchronization signal of the input terminal 30, which corresponds to the area within the frame from among the video signals. This is a gate circuit that allows only signals to pass through. The position and size of this frame (hereinafter referred to as the detection frame) are as follows:
It can be freely controlled by the detection frame control signal 45 from the judgment circuit 44.

検出枠の例を第３図に示す。４７が画面全体、４８が検
出枠を示す。第３図（ａ）は、画面上部に空などの高輝
度被写体が入った場合を想定したものであり、この場合
、図示した検出枠４８を矢印のように上下に移動させ、
信号レベルを検出することにより、露出情報にもとづく
画面パターン、即ち上方に空のような面積の大きな高輝
度部分の存在を認識できる。従って、上方の高輝度部分
で白とびを起こすことなく、下方の被写体部分に重点測
光し、黒つぶれ等の無い露出制御を行なえる。An example of the detection frame is shown in FIG. 47 indicates the entire screen, and 48 indicates a detection frame. FIG. 3(a) assumes a case where a high-brightness object such as the sky appears at the top of the screen. In this case, the illustrated detection frame 48 is moved up and down as shown by the arrow,
By detecting the signal level, it is possible to recognize the screen pattern based on the exposure information, that is, the presence of a large area of high brightness, such as the sky above. Therefore, without causing overexposure in the upper high-brightness area, focused light metering can be performed on the lower subject area, and exposure control can be performed without overexposure, such as underexposure.

第３図（ｂ）は、画面内に孤立した被写体がある場合を
示しており、図示の検出枠４８を上下左右に所定の移動
量づつ移動して各位置での信号レベルを検出するように
すれば、被写体の位置及び太きさを認識できる。画面パ
ターンの概略形状を知るには、例えば第３図（ｃ）のよ
うに画面全体を矢印に示すようにサーチして、判断して
もよい。FIG. 3(b) shows a case where there is an isolated subject within the screen, and the detection frame 48 shown in the figure is moved up, down, left and right by a predetermined amount, and the signal level at each position is detected. This allows you to recognize the position and thickness of the subject. In order to know the general shape of the screen pattern, for example, the entire screen may be searched as shown by the arrows as shown in FIG. 3(c).

判断回路４４は、上述の各パターンのように、検出枠の
大きさ及び位置を制御すると共に、検出した画面パター
ン及び信号レベル情報から露出補正量を演算して出力す
る。The determination circuit 44 controls the size and position of the detection frame as in each pattern described above, and calculates and outputs an exposure correction amount from the detected screen pattern and signal level information.

また判断回路４４による各測光パターンの選択は、各パ
ターンを順次切り換えて最も被写体パターンに適合した
ものを選択することもできるし、操作者の選択によって
も行なうことができる。即ち各パターンで被写***置、
高輝度成分の位置情報は判別できるので、被写体に対し
て最適な測光を行なうことができる。例えば、第３図（
ａ）で枠を上下しても露出情報に変化分があまりなけれ
ば、第３図（ｂ）又は第３図（ｃ）のパターンと判断し
、続いて第３図（ｂ）のパターンでも枠内外の変化が無
ければ第３図（Ｃ）のパターンというように、測光のア
ルゴリズムを組むことができる。Further, the selection of each photometric pattern by the judgment circuit 44 can be made by sequentially switching the patterns and selecting the one that best suits the subject pattern, or by the operator's selection. In other words, the subject position in each pattern,
Since the positional information of the high-luminance component can be determined, optimal photometry can be performed for the subject. For example, in Figure 3 (
If there is not much change in exposure information even when the frame is moved up and down in a), it is determined that the pattern in Figure 3 (b) or Figure 3 (c) is used, and then the frame is also changed in the pattern in Figure 3 (b). If there are no internal and external changes, a photometry algorithm can be created as shown in the pattern shown in Figure 3 (C).

第２図では、フィルタ３６及び積分回路３４゜３８をア
ナログ回路で構成したが、勿論、ディジタル回路で構成
してもよい。この場合には、ＡＧ回路１８の出力を先ず
Ａ／Ｄ変換した後で、ディジタル信号処理を行えばよい
が、フィルタ処理は単純な周波数フィルタでも、二次元
空間フィルタでもよい。In FIG. 2, the filter 36 and the integrating circuits 34 and 38 are constructed from analog circuits, but they may of course be constructed from digital circuits. In this case, the output of the AG circuit 18 may first be A/D converted and then digital signal processing may be performed, but the filter processing may be a simple frequency filter or a two-dimensional spatial filter.

測光回路２０．２４は絞り補正回路２６（具体的には、
判断回路４４）からの露出補正信号２７に応じて露出量
を調整する。測光回路２０の構成例を第４図に示す。な
お測光回路２４と同２０は同じ構成でよい。バッファ１
６（ＡＧＣ回路１８）から出力される映像信号は、バッ
ファ５０を介して平均化回路５２に印加され、直流化さ
れる。平均化回路５２の出力は加算器５４及びバッファ
５６を介して絞り駆動回路２２（ＡＧＣ回路１８）に印
加される。この回路部分は、加算器５４の部分を除くと
平均測光回路に相当する。絞り駆動回路２２（ＡＧＣ回
路１８）は、測光回路２０（２４）の出力が一定になる
ように、絞り（ＡＧＣ回路１８の利得）を制御する。従
って、加算器５４で直流レベルを増減することによって
、映像信号レベルを調節できることになる。The photometric circuits 20 and 24 are connected to the aperture correction circuit 26 (specifically,
The amount of exposure is adjusted according to the exposure correction signal 27 from the judgment circuit 44). An example of the configuration of the photometric circuit 20 is shown in FIG. Note that the photometric circuit 24 and the photometric circuit 20 may have the same configuration. buffer 1
The video signal output from 6 (AGC circuit 18) is applied to an averaging circuit 52 via a buffer 50 and converted into DC. The output of the averaging circuit 52 is applied to the aperture drive circuit 22 (AGC circuit 18) via an adder 54 and a buffer 56. This circuit portion corresponds to an average photometry circuit excluding the adder 54 portion. The aperture drive circuit 22 (AGC circuit 18) controls the aperture (gain of the AGC circuit 18) so that the output of the photometric circuit 20 (24) is constant. Therefore, by increasing or decreasing the DC level with the adder 54, the video signal level can be adjusted.

第４図は、露出補正回路２６の発生する補正信号２７が
ディジタル信号である場合の例であり、当該補正信号２
７に応じた直流電圧を加算器５４に印加するようにして
いる。即ち、５８は多数の電圧源を含む電源回路、６０
は補正信号２７に応じて電源回路５８の電圧源を選択す
るアナログ・マルチプレクサ、６２はアナログ・マルチ
プレクサ６０の出力を加算器５４の加算人力又は減算人
力の何れかに入力するスイッチである。スイッチ６２は
例えば、補正信号２７の符号ビットにより切り換わる。FIG. 4 shows an example where the correction signal 27 generated by the exposure correction circuit 26 is a digital signal.
7 is applied to the adder 54. That is, 58 is a power supply circuit including a large number of voltage sources, 60
62 is an analog multiplexer that selects the voltage source of the power supply circuit 58 in accordance with the correction signal 27, and 62 is a switch that inputs the output of the analog multiplexer 60 to either the addition or subtraction input of the adder 54. The switch 62 is switched depending on the sign bit of the correction signal 27, for example.

第５図は測光回路２０．２４の別の構成例を示す。この
例では、ディジタル補正信号２７のデータ部分をＤ／Ａ
変換器６４でアナログ化し、スイッチ６２を介して加算
器５４の加算入力又は減算入力に供給する。そして、補
正信号２７の符号ビットでスイッチ６２を切り換えるよ
うにしている。FIG. 5 shows another example of the configuration of the photometric circuit 20.24. In this example, the data portion of the digital correction signal 27 is converted to a D/A
The signal is converted into an analog signal by a converter 64 and supplied to an addition input or a subtraction input of an adder 54 via a switch 62. The switch 62 is switched based on the sign bit of the correction signal 27.

即ち、この例では、補正信号２７が補正量そのものを示
している。勿論、Ａ／Ｄ変換器６４の前又は後に、増幅
器又は減衰器を設けてもよい。That is, in this example, the correction signal 27 indicates the correction amount itself. Of course, an amplifier or attenuator may be provided before or after the A/D converter 64.

第６図は測光回路２０．２４の更に別の構成例を示す。FIG. 6 shows yet another example of the configuration of the photometric circuit 20.24.

７０は可変利得アンプ、７２はクランプ回路、７４は平
均化回路、７６は出力バッファ、７８はディジタル補正
信号２７をアナログ化するＤ／Ａ変換器である。Ｄ／Ａ
変換器７８により補正信号２７をアナログ化し、そのア
ナログ補正信号によりアンプ７０の利得を調節する。こ
の例でも、出力バッファ７６の出力レベルが一定になる
ように絞り１２及びＡＧＣ回路１８の利得が制御される
から、可変利得アンプ７０の利得の変更分だけ露出補正
されることになる。70 is a variable gain amplifier, 72 is a clamp circuit, 74 is an averaging circuit, 76 is an output buffer, and 78 is a D/A converter that converts the digital correction signal 27 into analog. D/A
A converter 78 converts the correction signal 27 into an analog signal, and the gain of the amplifier 70 is adjusted using the analog correction signal. In this example as well, since the gains of the aperture 12 and the AGC circuit 18 are controlled so that the output level of the output buffer 76 is constant, the exposure is compensated by the change in the gain of the variable gain amplifier 70.

上記の実施例では、露出補正量を一定の時定数下で、露
出制御に反映させ、露出値の急激な変動を避けるように
しているが、露出補正の有効／無効を指定するスイッチ
や、上記時定数を選択する操作手段を設けてもよい。In the above embodiment, the exposure compensation amount is reflected in the exposure control under a certain time constant to avoid sudden changes in the exposure value. An operating means for selecting a time constant may be provided.

［発明の効果］ 以上の説明から容品に理解できるように、本発明によれ
ば、逆光時において画面内で被写体が動（場合などのよ
うな多様な逆光パターンや順光時の白とびの検出が可能
になり、より広範囲にわたる撮影状況において適正な露
出での撮影が可能になる。[Effects of the Invention] As can be clearly understood from the above description, according to the present invention, it is possible to prevent various backlight patterns such as when the subject moves within the screen when the subject is backlit, and blown-out highlights when the subject is backlit. Detection becomes possible, and photography with appropriate exposure becomes possible in a wider range of photography situations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第２図は
露出補正回路２６の構成ブロック図、第３図はパターン
検出の説明図、第４図、第５図及び第６図は測光回路２
０　（２４）の構成例のブロック図である。 １０：撮影光学系　１２：絞り　１４：撮像素子１６：
バッファ　１８　：　ＡＧＣ回路　２０．２４：測光回
路　２２：絞り駆動回路　２６：露出補正回路、２８：
映像信号出力端子　３２：絞りセンサFIG. 1 is a block diagram of the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the exposure compensation circuit 26, FIG. 3 is an explanatory diagram of pattern detection, and FIGS. 4, 5, and 6 are Photometry circuit 2
0 (24) is a block diagram of a configuration example. 10: Shooting optical system 12: Aperture 14: Image sensor 16:
Buffer 18: AGC circuit 20.24: Photometering circuit 22: Aperture drive circuit 26: Exposure compensation circuit, 28:
Video signal output terminal 32: Aperture sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 画面の指定部分からの信号の特定周波数成分の信号レベ
ルを検出する検出手段と、当該指定部分の画面上での位
置及び／又は大きさを設定する設定手段と、当該設定手
段により当該指定部分を画面上で変化させて、当該検出
手段の検出結果から画面のパターンを認識し、露出補正
量を決定する判断手段と、当該露出補正量に従い露出を
制御する露出制御手段とからなることを特徴とする自動
露出制御装置。a detection means for detecting a signal level of a specific frequency component of a signal from a designated portion of the screen; a setting means for setting the position and/or size of the designated portion on the screen; It is characterized by comprising: a determining means for changing the exposure on the screen, recognizing the pattern on the screen from the detection result of the detecting means, and determining the amount of exposure compensation; and an exposure control means for controlling the exposure according to the amount of exposure compensation. automatic exposure control device.