JPH04170163A

JPH04170163A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH04170163A
Application number: JP2296391A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nishida; 好宏西田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1992-06-17
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JP2553757B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、信号レベル検出回路を用いた露光制御手段を
有する撮像装置に関するものである。

［従来の技術］第８図は従来の撮像装置における主要部の概略構成例を
示すブロック図で、（１）はレンズ、（２）はレンズ（
１）から入射される光量を制御する露光制御装置、（３
）はレンズ（１）によって撮像面上に結像された映像を
電気信号に変換する撮像素子、（４）は撮像素子（３）
より出力された映像信号を増幅するアンプ、（５）はア
ンプ（４）の出力が一定レベルとなるようにゲイン制御
を行うＡＧＣ回路、（６）はＡＧＣ回路（５）の出力を
ＮＴＳＣ等の規格化された映像信号に変換する信号処理
回路、（７）は信号処理回路（６）から出力される映像
信号、（８）は測光領域を決定する測光領域発生回路、
（９）はアンプ（４）の出力信号を測光領域発生回路（
８）の出力である測光領域のタイミングに応じて通すゲ
ート回路、（１０）はゲート回路（９）から出力される
信号の明るさの情報を検出する信号レベル検出回路、（
１））は信号レベル検出回路（１０）から発生される露
光検出信号、（１２）は外部から設定される露光制御目
標値である。

次に、第８図の動作について説明する。レンズ（１）に
入射し、露光制御装置（２）で露光を制御された入射光
は、撮像素子（３）に結像して電気信号に変換される。

撮像素子（３）の出力は、アンプ（４）で増幅されてＡ
ＧＣ回路（５）に入力する。ＡＧＣ回路（５）はその出
力が一定レベルとなるようにゲイン制御を行い、その出
力は信号処理回路（６）を通り映像信号（７）として出
力される。−・方、測光領域発生回路（８）からは測光
枠のタイミングにあたる信号が出力され、このタイミン
グに応じてアンプ（４）の出力がゲート回路（９）を通
過して信号レベル検出回路（１０）に入力される。信号
レベル検出回路（１０）では、明るさの情報である露光
検出信号（１））を発生し、これが露光制御目標値（１
２）と等しくなるように露光制御装置（２）が露光を制
御する。

次に、測光枠を設けた重点測光について説明する。一般
に、背景の上部には空等の輝度レベルの高い映像を撮影
することが多く、その輝度レベルに合わせて露光制御を
行うと、いわゆる逆光状態となり、肝心の人間の顔など
が黒つぶれを起こしてしまう。そこで、第９図の（ａｌ
のように、画面の中央部から下部ぎみの測光枠（９１）
を測光領域発生回路（８）で発生し、信号レベル検出回
路（１０）は測光枠（９１）内の映像信号を用いて枠内
の重点測光を行い、露光制御をしている。また、第９図
の（ｂ）のように画面を分割し、それぞれのエリアから
得られる明るさの情報に重み付けを行って露光制御した
りしている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、前述した従来の撮像装置において、ゲート回路
（９）での映像信号通過領域、すなわち重点測光領域は
、重み付けがどうであれ画面に対して固定して設定され
ているため、被写体が動いたり、カメラが動いたりして
画面内における主要被写体の位置変化が生じた場合でも
、固定された測光領域に位置する被写体に対して最適と
なるように露光制御し、必ずしも主要被写体に対して最
適となるように露光制御されないといった問題があった
。

本発明は上述した問題を解決するためになされたもので
、その主な目的は、主要被写体の画面内における位置変
化が生じたとしても、該主要被写体にとって最適となる
ように露光制御することができる撮像装置を提供するこ
とにある。

また、他の目的献上記に加えて、測光領域を指定可能と
したり、測光領域の確認ができるようにして主要被写体
の修正及び変更入力が容易となるようにしたり、主要被
写体の動きを正確に検出できる撮像装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本願の第１の発明は、時間
的に連続した２つの画像情報の相関から画像の動きを検
出する動きベクトル検出手段と、この動きベクトル検出
手段の出力から主要被写体の動きを検出し主要被写体に
追従するように測光領域を変更する測、光領域制御手段
とを備えたものである。

第２の発明は、上記第１の発明に加えて、追従すべき被
写体に合わせて測光領域を指定する測光領域指定手段を
設けたものである。

第３の発明は、第１の発明に加えて、測光領域を映像信
号に重畳して表示する測光領域重畳手段　　　　　　−
を設けたものである。

第４の発明は、第１の発明に加えて、主要被写体が画面
の一部分か大部分かを判定する判定手段と、主要被写体
が画面の一部分か大部分かに従って動きベクトルを検出
する領域及び測光領域を可変する領域可変手段とを設け
たものである。

［作用］本願の第１の発明では、動きベクトル検出手段により画
像の動き（方向と大きさ）を検出し、その画像の動きに
従って測光領域制御手段で測光領域を変更することによ
り被写体に追従させることができる。

第２の発明では、上記第１の発明の作用に加えて、ポイ
ンティングデバイス等の測光領域指定手段で、追従すべ
き被写体に合わせて測光領域を自由に設定することがで
きる。

第３の発明では、第１の発明の作用に加えて、測光領域
の動作状態をビデオ信号に重畳させて、ビューファイン
ダー等で見ることにより、映像信最上で確認することが
できる。

第４の発明では、第１の発明の作用に加えて、主要被写
体が画面の一部分か大部分かに応じて動きベクトルを検
出する領域及び測光領域を可変するので、主要被写体の
動きを正確に検出できる。

［実施例］以下１本発明の一実施例を第１図から第７図を用いて説
明する。

第１図は実施例の撮像装置を示すブロック図であり、図
において、（１）はレンズ、（２）はレンズ（１）から
入射される光量を制御する露光制御装置、（３）はレン
ズ（１）によって撮像面上に結像された映像を電気信号
に変換する撮像素子、（４）は撮像素子（３）より出力
された映像信号を増幅するアンプ、（５）はアンプ（４
）の出力が一定レベルとなるようにゲイン制御を行うＡ
ＧＣ回路、（６）はＡＧＣ回路（５）の出力をＮＴＳＣ
等の規格化された映像信号に変換する信号処理回路、（
７）は信号処理回路（６）から出力される映像信号、（
９）はアンプ（４）の出力信号を測光領域の間だけ通す
ゲート回路。

（１０）はゲート回路（９）から出力される信号の明る
さの情報を検出する信号レベル検出回路、（１））は信
号レベル検出回路（１０）から発生される露光検出信号
、（１２）は外部から設定される露光制御目標値、（１
３）は時間的に連続する２画面から画像の動きを検出す
る動きベクトル検出回路（手段）、（１４）は動きベク
トル検出回路（１３）の出力に合わせて測光領域を変更
する測光領域制御回路（手段）、（１５）は測光領域を
表示するためにビデオ信号に重畳させる測光領域重畳回
路（手段）、（１６）は測光領域を重畳した映像を見る
ためのビューファインダー、（１７）は測光領域制御回
路（１４）に測光領域の補正や変更を入力するためのポ
インティングデバイスであり、測光領域指定手段を構成
する。

次に、第１図の動作について説明する。レンズ（１）を
介して、露光制御装置（２）で露光を制御された入射光
が撮像素子（３）に結像して電気信号に変換され、アン
プ（４）によって増幅された後にＡＧＣ回路（５）でそ
の出力が一部レベルとなるようにゲイン制御され、その
出力が信号処理回路（６）を通り映像信号（７）として
出力されること、及びアンプ（４）の出力がグー１〜回
路（９）を介して信号レベル検出回路（１０）に入力さ
れ、その露光検出信号（１））が露光制御目標値（１２
）と等しくなるように露光制御装置（２）が露光を制御
することは従来と同様である。

本願の特徴は、動きベクトル検出回路（１３）により主
要被写体の動きを検出し、その主要被写体の動きに従っ
て測光領域制御回路（１４）が測光領域を移動させる。

すなわち、主要被写体に追従して露光制御動作をさせる
ことである。また、との撮像装置をより使い勝手の良い
ものにするために、ユーザーが測光領域の補正や変更を
入力するためのポインティングデバイス（１７）を備え
るとともに、ユーザーが視覚的に測光領域を確認するこ
とができるように、測光領域重畳回路（１５）でビデオ
信号に重畳させてビューファインダー（１６）上に表示
するようにしている。

次に、第２図及び第３図に従って、動きベクトル検出回
路（１３）について説明する。

フレーム間の画像移動量を検出するためには、本来、画
像内の全画素についてどの方向にどれだけ動いたかを算
出するのが理想的であり、これ以上の動きベクトル検出
精度はない。しかし、このためには大規模なハードウェ
アと時間を要し、実現困難である。そこで、一般には、
画面のいくつかの画素（以下、代表点と称す）に着目し
、これらの画素の移動量から画面全体の動きバク１〜ル
を決定する方法がとられている。

第２図は一般的な代表点演算回路のブロック図ある。第
３図は第２図の従来例における画像のブロック及び代表
点との関係を示している図である。１フイールドの画像
を所定個数のブロック（３１）に分け、各ブロック毎に
中央に１つの代表点Ｒｔ　ｉ　　（３２）を設けている
。各ブロック毎に１フレーム前の代表点とブロック内の
全画素Ｓ１’Ｊｌ＋１４１）　　（３３）とのレベル差
を演算してぃる。

第２図において、入力映像信号（ア）はまずＡ／Ｄ変換
器（２１）でＡ／Ｄ変換され１代表点（３２）となるべ
きブロック（３１）内の所定の画素がラッチ回路（２２
）を経由して代表点メモリ（２３）に書き込まれる。代
表点メモリ（２３）に収納されたデータは、１フレーム
遅延されて読み出され、ラッチ回路（２４）を経由して
絶対値回路（２６）に送られる。他方、Ａ／Ｄ変換され
た映像信号のデータはラッチ回路（２５）を経由して絶
対値回路（２６）に送出される。ラッチ回路（２４）よ
り出力される１フレーム前の代表点信号（イ）とラッチ
回路（２５）より出力された現フレームの画素信号（つ
）は絶対値回路（２６）にて演算され差の絶対値が算出
される。これらの演算はブロック中位に行なわれ、この
絶対値回路（２６）の出力信号（１）はゲート回路（４
０）で動きベクトル検出領域だけの信号が選択され、累
積加算回路（２７）の各ブロック内の画素の同一アドレ
スに対応するテーブルに次々と加算される。このテーブ
ルの加算結果がテーブル値比較回路（２８）に入力され
、最終的に加算結果の最小なところのアドレスをもって
１フレームで画像位置がどの方向にどれだけ移動したか
、すなわち動きベクトル値（オ）が決まる。

すなわち１フレーム前の代表点Ｒ１Ｊと水平方向Ｘ、垂
直方向ｙの位置関係にある信号Ｓｌｏｗｌｙの差の絶対
値を求め、各代表点について同じ位置関係にあるｘｙに
ついて加算して累積加算テーブルＤＫ、とする。

このとき、Ｄ　Ｘｙはり、、＝ｎ　ｌ　Ｒ＋ｓ　　Ｓｘ＋−ｉ−、１で示され
る。

そして、このＤ□の中での最小値のＸとｙを水平方向及
び垂直方向の動きベクトルとする。

主要被写体が画面の大部分で同じように動いている場合
には、累積加算を行なうブロック数は多いほど動きベク
トルの検出精度が向上するが、主要被写体が両面の一部
でそこだけ動いている場合には主要被写体（ゲート領域
）の近傍のブロックだけから求めた方が動きベクトルの
検出精度が向上する。

′　従って、累積加算を行なうブロック数は映像内容に
従って適応的に変えることにより主要被写体の動きを正
確に検出することができる。

ここで例えば、代表点の信号レベルのヒストグラムの分
散から被写体が一部分か大部分かを判定できる。具体的
には、測光枠の代表点の信号レベルの平均値±αの範囲
に全代表点の何パーセントが属しているかを算出し、測
光枠の代表点の信号レベルの平均値±αの範囲に属して
いる比率が高い時は主要被写体が画面の大部分で、低い
時は主要被写体が画面の一部分であると判定でき、これ
を主要被写体の判、足手段と定義する。動きベクトル検
出を行なう領域は例えば測光枠と同じ領域にするとし、
水平方向、垂直方向ともにブロックカウンタ、領域スタ
ートレジスタ（以後Ｒ８Ｒ）。

領域エンドレジスタ（以後ＲＥＲ）を設け、ブロックカ
ウンタがＲ８Ｒ以上、ＲＥＲ以下のプロしりを検出領域
とする。動きベクトル検出により検′出領域を平行に移
動する時には、Ｒ２Ｈ。

ＲＥＲの値を同時に増減させ、被写体の大きさ判定によ
り検出領域を大きくする時にはＲ２Ｈを減少しＲＥＲを
増加し、検出領域を小さくする時にはＲ２Ｈを増加しＲ
ＥＲを減少させる。これを領域可変手段と定義する。

以上のことをさらに詳述する６例えば、ヒストグラム作
成手段（４１）で代表点の信号レベルの濃度ヒストグラ
ムを作成し、主要被写体大きさ判定手段（４２）で濃度
ヒストグラムの分散から被写体の大きさを判定し、被写
体大きさ信号（力）とする。具体的には、測光枠の代表
点の信号レベルの平均値±αの範囲に全代表点の何パー
セントが属しているかをヒストグラム作成手段（４１）
から算出し、主要被写体大きさ判定手段（４２）で測光
枠の代表点の信号レベルの平均値±αの範囲に属してい
る比率が高い時には主要被写体が画面の大部分で、低い
時は被写体が画面の一部分であると判定する。

例えば、代表点の信号レベルの濃度ヒストグラムが第４
図（ａ）のような場合、すなわち測光枠の代表点の信号
レベルの平均値±αの範囲に全代表点の２０％しか属し
ていない場合は主要被写体が画面の一部分であると判定
し、第４図（ｂ）のような場合、すなわち測光枠の代表
点の信号レベルの平均値±αの範囲に全代表点の３７％
も属している場合は主要被写体が画面の大部分であると
判定する。

次に、動きベクトル検出を行なう領域を測光枠と同じ領
域としたときの動きベクトル検出回路（１３）で得られ
た動きベクトル信号（オ）と被写体大きさ信号（力）の
結果からどのように測光領域制御回路（１４）で作成す
る測光枠（９１）を制御するかを第５図に基づいて説明
する。

測光領域制御回路（１４）では、水平方向、垂直方向と
もにブロックカウンタ、Ｒ２Ｈ，ＲＥＲを設け、ブロッ
クカウンタがＲ８Ｒ以上、ＲＥＲ以下のブロックを検出
領域とし、水平検出領域と垂直検出領域の論理積を測光
枠とする。

ｒ１ワ）第５図（、）のように水平Ｒ８Ｒ，水平ＲＥＲ。

垂直Ｒ８Ｒ，垂直ＲＥＲが設定され、測光枠が得られて
いる時に被写体が右に動いたという動きベクトル信号（
オ）が入力されると、水平Ｒ８Ｒ。

水平ＲＥＲの値を同時に増加させることにより、第５図
（ｂ）のように測光枠を右に動かすことができる。

また第５図（ａ）の状態で被写体が大きく９画面の大部
分であるという被写体大きさ信号（力）の情報が入力さ
れると、水平Ｒ８Ｒ，垂直Ｒ８Ｒを減少させ、水平ＲＥ
Ｒ，垂直ＲＥＲを増加させることにより、第５図（Ｑ）
に示すように測光枠を大きくすることができる。これが
測光領域制御回路（１４）により実現される領域可変手
段の機能である。

次に、第６図に従ってポインティングデバイス（１７）
について説明する。ここで用いるポインティングデバイ
スとしては使い勝手から上下左右（ｘｔｙ方向）への移
動指令が直接行なえるものが望ましい。従って、第６図
（ａ）のように４方向のキースイッチや第６図（ｂ）の
ようなジョイステックや第６図（ｃ）のようなローラボ
ール等が考えられる。一般的に、ローラボールは１軸に
対して２つの信号が出力され（第６図（ｄ）に示すよう
に、Ｘ軸に対してＸＡ、ＸＢ、　ｙ軸に対してＹＡ、Ｙ
Ｂ）　、それぞれ２つの信号の位相関係によってアップ
またはダウンが指令される。

次に、第７図に従って測光領域重畳回路（１５）につい
て説明する。なお、第７図（イ）に示す測光領域重畳回
路（１５）はクランプ回路（１５ａ）、分圧可変抵抗（
１５ｂ）、切り換えスイッチ回路（１５ｃ）より成り、
この回路の各部分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に第
７図（ロ）に同一符号で示す各波形が現われる。ここで
、（Ｃ）は測光領域制御回路（１４）から出力される信
号で測光領域に準じたタイミング信号である。

動作を説明すると、クランプされ（Ｃ）の重畳すべきタ
イミングで（Ｂ）のＤＣレベルに切り替えて、重畳信号
（Ｄ）としてビューファインダー等に出力する。ビュー
ファインダーに表示する映像としては例えば第７図（ハ
）に示したような映像が考えられ、この表示領域が動き
ベクトル検出及びポインティングデバイスの指令により
上下左右に移動する。

［発明の効果］以上述べたように、この発明によれば、副光領域を動き
ベクトル検出に従って移動するようにしたので、主要被
写体の画面内における位置変化が生じたとしても、該主
要被写体に追従して最適に露光制御することができ、ま
た、第２の発明では測光領域指定手段を設けたので、測
光領域の指定が容易となり、しかも第３の発明では測光
領域重畳手段を備えたので、ユーザーが視覚的に測光領
域の確認ができ、さらに第４の発明では主要被写体の大
きさ判定手段とそれに応じた領域可変手段を設けたので
、主要被写体の動きを正確に検出できる等の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の撮像装置の一実流側を示
し、第１図は構成例を示すブロック図、第２図は動きベ
クトル検出回路の構成例を示すブロック図、第３図は動
きベクトル検出回路における画像のブロックと代表点の
関係を示す図、第４図、第５図は主要被写体の大きさ判
定手段と領域可変手段の詳細を示す図、第６図はポイン
ティングデバイスを説明するための図、第７図は測光領
域重畳回路及びその動作を説明するための図である。第
８図及び第９図は従来の撮像装置の一例を示し、第８図
は従来の構成例を示すブロック図、第９図は画面枠に対
する測光枠及び重点測光の画面分割例を示す図である。（１３）・・・動きベクトル検出回路（手段）、（１４
）・・・測光領域制御回路（測光領域制御手段及び領域
変更手段）、（１５）・・・測光領域重畳回路（手段）
、（１７）・・・ポインティングデバイス（測光領域指
定手段）、（４２）・・・主要被写体大きさ判定手段（
判定手段）。代理人　　弁理士　　宮　園　純　− へざ千１メ楕

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮影画面内に指定された測光領域で得られる映像
信号に基づいて露光制御する撮像装置において、時間的に連続した２つの画像情報の相関から画像の動き
を検出する動きベクトル検出手段と、この動きベクトル
検出手段の出力から主要被写体の動きを検出し主要被写
体の動きを追従するように測光領域を変更する測光領域
制御手段とを備え、主要被写体に追従するように測光領
域を変更するようにしたことを特徴とする撮像装置。
（２）撮影画面内に指定された測光領域で得られる映像
信号に基づいて露光制御する撮像装置において、時間的に連続した２つの画像情報の相関から画像の動き
を検出する動きベクトル検出手段と、この動きベクトル
検出手段の出力から主要被写体の動きを検出し主要被写
体の動きを追従するように測光領域を変更する測光領域
制御手段とを備え、主要被写体に追従するように測光領
域を変更するとともに、追従すべき被写体に合わせて測
光領域を指定する測光領域指定手段を設けたことを特徴
とする撮像装置。
（３）撮影画面内に指定された測光領域で得られる映像
信号に基づいて露光制御する撮像装置において、時間的に連続した２つの画像情報の相関から画像の動き
を検出する動きベクトル検出手段と、この動きベクトル
検出手段の出力から主要被写体の動きを検出し主要被写
体の動きを追従するように測光領域を変更する測光領域
制御手段とを備え、主要被写体に追従するように測光領
域を変更するとともに、測光領域を映像信号に重畳して
表示する測光領域重畳手段を設けたことを特徴とする撮
像装置。
（４）撮影画面内に指定された測光領域で得られる映像
信号に基づいて露光制御する撮像装置において、時間的に連続した２つの画像情報の相関から画像の動き
を検出する動きベクトル検出手段と、この動きベクトル
検出手段の出力から主要被写体の動きを検出し主要被写
体の動きを追従するように測光領域を変更する測光領域
制御手段とを備え、主要被写体に追従するように測光領
域を変更するとともに、主要被写体が画面の一部分か大
部分かを判定する判定手段と、主要被写体が画面の一部
分か大部分かに従って動きベクトルを検出する領域及び
測光領域を可変する領域可変手段とを設けたことを特徴
とする撮像装置。