JP4724767B2 - Flicker detection method, flicker detection apparatus, and flicker detection program for imaging apparatus - Google Patents

Flicker detection method, flicker detection apparatus, and flicker detection program for imaging apparatus Download PDF

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Description

本発明は、例えば蛍光灯のように電源周波数に起因して明るさが変化する光源で照明した被写体を、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成した撮像装置のように、撮像素子における画像データの読み出しを画素行単位の走査で行う撮像装置で撮像したときに画像に生じるフリッカを、精度良く検出できるようにした撮像装置のフリッカ検出方法及びフリッカ検出装置、フリッカ検出プログラムに関する。   The present invention, for example, is a method of imaging image data in an imaging device, such as an imaging device configured by a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) for a subject illuminated with a light source whose brightness changes due to a power supply frequency, such as a fluorescent lamp. The present invention relates to a flicker detection method, a flicker detection apparatus, and a flicker detection program for an image pickup apparatus that can accurately detect flicker generated in an image when the image is picked up by an image pickup apparatus that performs scanning in units of pixel rows.

従来、デジタルカメラなどの撮像装置において、レンズを介して固体撮像素子(例えば、CMOS:Complementary Metal−Oxide SemiconductorやCCD:Charga Coupled Deviceである。以下、撮像素子という)に被写体像を結像して、この撮像素子によって被写体像を光電変換し、画像信号を生成する画像処理装置及び画像処理方法が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an imaging apparatus such as a digital camera, a subject image is formed on a solid-state imaging device (for example, a CMOS: Complementary Metal-Oxide Semiconductor or a CCD: Charged Coupled Device, hereinafter referred to as an imaging device) via a lens. An image processing apparatus and an image processing method are known in which a subject image is photoelectrically converted by this image sensor to generate an image signal.

また、CMOSを用いた撮像素子は、CCDを用いた撮像素子に較べて、LSIと同様の製造プロセスを用いることができるので量産性が優れ、増幅器等の様々な機能を画素毎に設けることができ、さらには小型化や軽量化にも優れているので、主に用いられている。   In addition, an image pickup device using a CMOS can use a manufacturing process similar to that of an LSI as compared with an image pickup device using a CCD, so that mass productivity is excellent and various functions such as an amplifier can be provided for each pixel. It is also used mainly because it is excellent in miniaturization and weight reduction.

しかしながら、CMOSセンサーは、2次元画素配列の撮像画素部を各画素行単位で順次走査することによって露光動作や信号読み出し動作を行なうことから、基本的に全画素同時露光のCCDセンサーに比べて、照明光の周期的変動の影響を受けて出力画面上にノイズが生じ易いという問題がある。   However, since the CMOS sensor performs an exposure operation and a signal readout operation by sequentially scanning the imaging pixel portion of the two-dimensional pixel array in units of each pixel row, basically, compared with a CCD sensor that performs simultaneous exposure of all pixels, There is a problem that noise is likely to occur on the output screen due to the influence of the periodic fluctuation of the illumination light.

例えば、垂直同期周波数が60Hzのデジタルカメラでは、50Hzの周波数変動をする照明光源下で撮影した場合、1画面分の露光走査中に照明光のレベルが変動し、各画素行のレベルがばらついてフリッカと呼ばれる横縞状の明暗が生じる場合がある。   For example, in a digital camera with a vertical synchronization frequency of 60 Hz, when shooting is performed under an illumination light source that fluctuates at a frequency of 50 Hz, the level of illumination light varies during exposure scanning for one screen, and the level of each pixel row varies. There is a case where horizontal stripes of light and darkness called flicker occur.

つまり、図6に表したように、商用交流電源で点滅する一般的な蛍光灯は、電源の周波数が50Hzの場合1/100秒、60Hzの場合1/120秒の周期で明滅を繰り返す。このような入射光を撮像素子で電気信号に変換し読み出すときに、図7に表したように、CMOSセンサーを使用した場合には、読み出すライン(画素行)毎に露光タイミングが異なって、露光時間が光源点滅周期の整数倍でない場合、同一のフレーム内においても各画素行の露光時間内に入射する光量の総和は異なることとなる。そのため、同一フレーム内においても1/100秒または1/120秒の周期で明るい部分と暗い部分が生じる。このような現象がフリッカである。   That is, as shown in FIG. 6, a general fluorescent lamp blinking with a commercial AC power supply repeats blinking at a cycle of 1/100 seconds when the frequency of the power supply is 50 Hz and 1/120 seconds when the frequency of 60 Hz. When such incident light is converted into an electrical signal by an image sensor and read out, as shown in FIG. 7, when a CMOS sensor is used, the exposure timing differs for each line (pixel row) to be read. If the time is not an integral multiple of the light source blinking cycle, the total amount of light incident within the exposure time of each pixel row will be different even within the same frame. For this reason, even in the same frame, a bright portion and a dark portion are generated with a period of 1/100 seconds or 1/120 seconds. Such a phenomenon is flicker.

また、蛍光灯は、白色光を発光するため、通常、複数の蛍光体、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)等の蛍光体が用いられ、夫々が固有の残光特性を有して、放電停止から次の放電開始までの期間は夫々の残光特性によって減衰発光することになるので、前述のように露光タイミングがずれると、明暗変化だけでなく色相変化を伴って明暗の縞模様に色が付くことになる。また、1回目の露光時における照明光のレベルと2回目の露光時における照明光のレベルに差がある場合には、信号レベルが時間軸方向に変化し、画素単位の細かいノイズが生じる場合がある。   In addition, since fluorescent lamps emit white light, a plurality of phosphors, for example, phosphors such as R (red), G (green), and B (blue) are usually used, each having a unique afterglow characteristic. Therefore, when the exposure timing is shifted as described above, not only the brightness change but also the hue change occurs. The light and dark stripes will be colored. In addition, when there is a difference between the illumination light level at the first exposure and the illumination light level at the second exposure, the signal level may change in the time axis direction, resulting in fine noise in pixel units. is there.

次に、図8を用いて、光源周波数が100Hzの場合を例として、フリッカを防止する原理の一例を説明する。   Next, an example of the principle for preventing flicker will be described using FIG. 8 as an example when the light source frequency is 100 Hz.

光源周波数が100Hzの場合は、(a)に表したように(1/100)秒の周期で照明の明るさが変動する。このとき、シャッター速度(撮像素子の露光時間)を(1/100)秒の整数倍(図示は1倍の例であるが、2倍または3倍等の整数倍であればよい)に設定する。このように設定すると、図8(b)〜(e)に表したように、露光タイミングに係らず各ラインの露光量が等しくなって、フリッカの発生を防止できる(例えば、特許文献1、2参照)。   When the light source frequency is 100 Hz, the brightness of the illumination fluctuates at a period of (1/100) seconds as shown in (a). At this time, the shutter speed (exposure time of the image sensor) is set to an integer multiple of (1/100) seconds (the figure is an example of 1 time, but may be an integer multiple such as 2 or 3). . With this setting, as shown in FIGS. 8B to 8E, the exposure amount of each line becomes equal regardless of the exposure timing, and flicker can be prevented (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).

しかしながら、前述のようにフリッカの発生を防止する際には、予め、フリッカの有無及びフリッカ光源の点滅周期を正確に検出する必要がある。   However, in order to prevent the occurrence of flicker as described above, it is necessary to accurately detect the presence / absence of flicker and the flicker light source blinking cycle in advance.

そこで、フレームまたはフィールド内の所定の領域毎の画素レベルを積算する積算手段と、複数フレームまたはフィールドにおける同一の画像位置の領域毎の積算結果を平均化する平均手段と、積算手段の領域毎の積算結果を平均手段の領域毎の平均化結果で除算する除算手段と、除算手段の除算結果を周波数分析してフリッカの有無を判定するフリッカ判定手段とを備えたフリッカ検出装置の構成が開示されている(例えば、特許文献3参照)。   Therefore, integrating means for integrating the pixel levels for each predetermined area in the frame or field, averaging means for averaging the integration results for each area of the same image position in a plurality of frames or fields, and for each area of the integrating means Disclosed is a configuration of a flicker detection device including a division unit that divides an integration result by an averaged result for each area of the averaging unit, and a flicker determination unit that performs frequency analysis on the division result of the division unit and determines presence / absence of flicker. (For example, refer to Patent Document 3).

また、画像を垂直走査方向に分割して複数の検波枠を設定して検波枠毎に輝度データの検波を行い、さらに、検波枠毎に前後2つのフレームの輝度データの差分をとってフリッカ成分を検出することにより、フリッカの周波数を算出する方法が開示されている(例えば、特許文献4参照)。   In addition, the image is divided in the vertical scanning direction to set a plurality of detection frames, luminance data is detected for each detection frame, and the difference between the luminance data of the two frames before and after each detection frame is taken to flicker component A method of calculating the flicker frequency by detecting the above is disclosed (for example, see Patent Document 4).

また、画素値を画面水平方向に積算して、背景(絵柄)の影響を弱めたフリッカ成分データを生成して、その積算データを複数画面に渡って平均化して、背景成分に相当する値を算出し、次いで、この平均値で上記の積算データを正規化して、背景の影響を取り除いたフリッカ成分データを算出し、次いで、このフリッカ成分データを画面垂直方向にフーリエ変換して、フリッカ周波数成分のみのスペクトルを抽出し、そのスペクトルのレベルを閾値と比較して、フリッカが発生しているか否か、すなわち蛍光灯照明下にあるか否か、および蛍光灯駆動電源周波数が50Hzであるか60Hzであるかを判定するフリッカ検出方法が開示されている(例えば、特許文献5参照)。   Also, the pixel values are integrated in the horizontal direction of the screen to generate flicker component data that weakens the influence of the background (pattern), and the integrated data is averaged over a plurality of screens to obtain a value corresponding to the background component. And then normalizing the integrated data with this average value to calculate flicker component data from which the influence of the background has been removed, and then performing a Fourier transform on the flicker component data in the vertical direction of the screen to obtain a flicker frequency component Only the spectrum is extracted and the level of the spectrum is compared with a threshold value to determine whether flicker is occurring, that is, whether it is under fluorescent lamp illumination, and whether the fluorescent lamp drive power supply frequency is 50 Hz or 60 Hz. A flicker detection method for determining whether or not is satisfied is disclosed (for example, see Patent Document 5).

特開2005−033616号公報JP-A-2005-033616 特開2000−175105号公報JP 2000-175105 A 特開2001−119708号公報JP 2001-119708 A 特開2003−189129号公報JP 2003-189129 A 特開2001−111887号公報JP 2001-1111887 A

しかしながら、特許文献3〜特許文献5に記載のフリッカ検出方法によれば、演算の簡素化や精度の一定化などの点で、さらに改善の余地があった。   However, according to the flicker detection methods described in Patent Documents 3 to 5, there is still room for improvement in terms of simplification of operations and constant accuracy.

そこで本願発明は、フレーム又はフィールド内で発生するフリッカを簡素な演算と一定の精度で精度良く検出できる撮像装置のフリッカ検出方法及びフリッカ検出装置、フリッカ検出プログラムを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a flicker detection method, a flicker detection apparatus, and a flicker detection program for an imaging apparatus capable of accurately detecting flicker generated in a frame or a field with simple calculation and constant accuracy.

かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、撮像素子を介して、マトリクス状に配置された各画素への信号の読み出しを画素行単位の走査で行って出力された映像信号に基づいて、時間的に連続する複数フレーム間の輝度信号の差分をとり、点滅する照明光源下で発生するフリッカ成分を検出する撮像装置のフリッカ検出方法であって、時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成ステップと、前記複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の画素領域を生成するフレーム領域分割ステップと、前記複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて該同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑ステップと、前記複数の領域の夫々毎に、前記平滑フレームと前記複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成ステップと、前記フレーム生成の周期毎に、前記差分値の前記画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出ステップと、前記フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対の前記ベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出ステップと、前記内積値算出ステップで生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑ステップと、前記平滑化した内積値と前記内積値算出ステップで算出された内積値との差分を求めて、該差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成ステップと、前記フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定ステップと、を備えることを特徴とする

The invention according to claim 1, which has been made to achieve the above object, is an image output by scanning a pixel row by scanning a signal to each pixel arranged in a matrix via an image sensor. A flicker detection method for an image pickup apparatus that detects a flicker component generated under a blinking illumination light source based on a signal and obtains a difference in luminance signal between a plurality of temporally continuous frames. A luminance generation step for generating a luminance signal in association with each pixel for each of the frames, and for each of the plurality of frames, one frame is divided into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel row and a frame region dividing step of generating a plurality of pixel regions as a unit of predetermined number of pixel rows, each the same region in the plurality of frames, of identity one over the low-pass filter And time direction smoothing step of the luminance signal of the frequency band to generate a smoothed to smooth frames, each respectively to the plurality of regions, obtains the difference of the luminance signal of the latest frame adjacent to the plurality of frames and said smooth frame, A flicker evaluation value generating step for generating a difference pixel area representing a difference value of the luminance signal instead of the luminance signal, and detecting a phase change in the pixel column direction of the difference value at each frame generation cycle. A vector derivation step for deriving a vector of flicker frequency components, an inner product value calculation step for sequentially calculating inner product values between a pair of vectors derived adjacent in time for each period of the frame generation, An inner product value smoothing step for calculating a plurality of inner product values generated in the inner product value calculating step by applying a low pass filter to smooth the inner product value; A difference between the smoothed inner product value and the inner product value calculated in the inner product value calculating step is obtained, and a flicker phase acceleration generating step for generating the difference as a flicker phase acceleration is compared with a predetermined threshold value. And a flicker determination step for determining the presence / absence of flicker.

請求項1に記載の撮像装置のフリッカ検出方法によれば、時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成ステップと、複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割ステップと、複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑ステップと、複数の領域の夫々毎に、平滑フレームと複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、輝度信号に代えて輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成ステップと、フレーム生成の周期毎に、差分値の画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出ステップと、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対のベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出ステップと、内積値算出ステップで生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑ステップと、平滑化した内積値と前記内積値算出ステップで算出された内積値との差分を求めて、この差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成ステップと、フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定ステップと、を備えることことにより、簡素な演算と一定の精度で精度良くフリッカを検出できる。

According to the flicker detection method of the imaging device according to claim 1, a luminance generation step of generating a luminance signal in association with each pixel for each of a plurality of temporally continuous frames, and each of the plurality of frames. A frame region dividing step for dividing each frame into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel rows and generating a plurality of regions each having a predetermined number of pixel rows as a unit; and a plurality of frames A smoothing frame and a latest frame adjacent to the plurality of frames for each of the plurality of regions, and a time direction smoothing step for smoothing the luminance signal of the same region by applying a low-pass filter for each same region in And a flicker evaluation value generation step for generating a difference pixel area representing a difference value of the luminance signal instead of the luminance signal, and for each frame generation cycle A vector deriving step for deriving a vector of flicker frequency components by detecting a phase change in the pixel column direction of the difference value, and an inner product value between a pair of vectors derived adjacent in time for each frame generation period An inner product value calculating step for sequentially calculating, an inner product value smoothing step for calculating an inner product value smoothed by applying a low pass filter to a plurality of inner product values generated in the inner product value calculating step, and a smoothed inner product value; The difference between the inner product value calculated in the inner product value calculating step and the flicker phase acceleration generation step for generating the difference as a flicker phase acceleration, and the presence or absence of flicker by comparing the flicker phase acceleration with a predetermined threshold value. By providing the flicker determination step for determining the flicker, it is possible to detect flicker with high accuracy with simple calculation and constant accuracy.

また、請求項1に記載の撮像装置のフリッカ検出方法は、請求項2に記載の発明のように、前記フレーム領域分割ステップで分割された複数の領域の夫々毎に、輝度信号の集計値を生成する領域輝度信号集計ステップを備え、前記時間方向平滑ステップ及びフリッカ評価値生成ステップにおいて、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の集計値を用いるこが好ましい。これにより、領域毎の輝度信号を集計値で代表し、時間方向平滑ステップ及びフリッカ評価値生成ステップにおける演算を簡素化できる。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a flicker detection method for an image pickup apparatus, wherein, as in the second aspect of the invention, a summation value of a luminance signal is calculated for each of a plurality of regions divided in the frame region dividing step. It is preferable that a region luminance signal totaling step to be generated is provided, and the total value of the luminance signal is used instead of the luminance signal in the time direction smoothing step and the flicker evaluation value generating step. Thereby, the luminance signal for each region is represented by the total value, and the calculation in the time direction smoothing step and the flicker evaluation value generating step can be simplified.

また、請求項1又は請求項2に記載の撮像装置のフリッカ検出方法は、請求項3に記載の発明のように、前記フリッカ判定ステップにおいて、前記複数のフリッカ位相加速度の絶対値に対して、時間方向にローパスフィルタを掛けて平滑化したフリッカ位相加速度を生成し、該平滑化したフリッカ位相加速度を前記所定の閾値と比較してフリッカの有無を判定することにより、一層、精度良くフリッカの有無を判定できる。   Further, according to the flicker detection method of the imaging apparatus according to claim 1 or 2, as in the invention according to claim 3, in the flicker determination step, with respect to the absolute values of the plurality of flicker phase accelerations, By generating a smoothed flicker phase acceleration by applying a low-pass filter in the time direction and comparing the smoothed flicker phase acceleration with the predetermined threshold value to determine the presence or absence of flicker, the presence or absence of flicker is more accurately detected. Can be determined.

次に、請求項4に記載の発明は、撮像素子を介して、マトリクス状に配置された各画素への信号の読み出しを画素行単位の走査で行って出力された映像信号に基づいて、時間的に連続する複数フレーム間の輝度信号の差分をとり、点滅する照明光源下で発生するフリッカ成分を検出する撮像装置のフリッカ検出装置であって、時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成手段と、前記複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割手段と、前記複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて該同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑手段と、前記複数の領域の夫々毎に、前記平滑フレームと前記複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成手段と、前記フレーム生成の周期毎に、前記差分値の前記画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出手段と、前記フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対の前記ベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出手段と、前記内積値算出手段で生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑手段と、前記平滑化した内積値と前記内積値算出手段で算出された内積値との差分を求めて、該差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成手段と、前記フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定手段と、を備えることを特徴とする。

Next, according to the fourth aspect of the present invention, based on a video signal output by scanning a pixel row by scanning a signal to each pixel arranged in a matrix through the image sensor, the time is determined. A flicker detection device for an imaging apparatus that takes a difference in luminance signal between a plurality of consecutive frames and detects a flicker component generated under a blinking illumination light source, for each of a plurality of temporally consecutive frames A luminance generation means for generating a luminance signal in association with each pixel, and for each of the plurality of frames, one frame is divided into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to a pixel row, and a predetermined pixel and a frame region dividing means for generating a plurality of regions of the number of rows as a unit, each the same region in the plurality of frames, raw smooth frame luminance signals of identity one region by applying a low-pass filter smoothes And time direction smoothing unit that, for each respective on of the plurality of regions, obtains the difference of the luminance signal of the latest frame adjacent to the plurality of frames and said smooth frame difference value of the luminance signal in place of said luminance signal A flicker evaluation value generating means for generating a difference pixel region representing the difference, and a vector derivation means for detecting a phase change of the difference value in the pixel column direction for each frame generation period to derive a vector of flicker frequency components An inner product value calculating means for sequentially calculating inner product values between a pair of vectors derived adjacent in time for each frame generation period, and a plurality of inner product values generated by the inner product value calculating means The inner product value smoothing means for calculating the inner product value smoothed by applying a low-pass filter, and the difference between the smoothed inner product value and the inner product value calculated by the inner product value calculating means The flicker phase acceleration generating means for generating the difference as flicker phase acceleration and the flicker determination means for determining the presence or absence of flicker by comparing the flicker phase acceleration with a predetermined threshold value. To do.

請求項4に記載の撮像装置のフリッカ検出装置によれば、時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成手段と、複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割手段と、複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑手段と、複数の領域の夫々毎に、平滑フレームと複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、輝度信号に代えて輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成手段と、フレーム生成の周期毎に、差分値の画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出手段と、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対のベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出手段と、内積値算出手段で生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑手段と、前記平滑化した内積値と前記内積値算出手段で算出された内積値との差分を求めて、この差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成手段と、フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定手段と、を備えているので、請求項1に記載の発明と同様に、簡素な演算と一定の精度で精度良くフリッカを検出できる。

According to the flicker detection device of the imaging device according to claim 4, a luminance generation unit that generates a luminance signal in association with each pixel for each of a plurality of temporally continuous frames, and each of the plurality of frames. A frame area dividing unit that divides one frame into a plurality of areas in a pixel column direction orthogonal to a pixel row for each, and generates a plurality of areas each having a predetermined number of pixel rows as a unit; and a plurality of frames A time direction smoothing unit that generates a smooth frame by applying a low pass filter to smooth the luminance signal in the same region for each same region in the region, and the latest frame adjacent to the smooth frame and the plurality of frames for each of the plurality of regions. obtains the difference luminance signal with a flicker evaluation value generation means for generating a differential pixel region showing the difference value of the luminance signal instead of the luminance signal for each period of the frame generation, the pixel row of the difference value A vector deriving means for deriving a vector of flicker frequency components by detecting the phase change of direction, the inner product value for each period of the frame generation, sequentially calculates an inner product value between the pair of vectors derived by temporally adjacent Calculating means; inner product value smoothing means for calculating a smoothed inner product value obtained by applying a low pass filter to a plurality of inner product values generated by the inner product value calculating means; and calculating the smoothed inner product value and the inner product value. Flicker phase acceleration generating means for obtaining a difference from the inner product value calculated by the means and generating the difference as flicker phase acceleration, and flicker for determining the presence or absence of flicker by comparing the flicker phase acceleration with a predetermined threshold. Since the determination means is provided, flicker can be detected with high accuracy with a simple calculation and constant accuracy, as in the first aspect of the invention.

また、請求項4に記載の撮像装置のフリッカ検出装置は、請求項5に記載の発明のように、前記フレーム領域分割手段で分割された複数の領域の夫々毎に、輝度信号の集計値を生成する領域輝度信号集計手段を備え、前記時間方向平滑手段及びフリッカ評価値生成手段において、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の集計値を用いるように構成されていることにより、請求項2に記載の発明と同様に、領域毎の輝度信号を集計値で代表し、時間方向平滑手段及びフリッカ評価値生成手段における演算を簡素化できる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a flicker detection apparatus for an image pickup apparatus, wherein, as in the fifth aspect of the present invention, the summation value of the luminance signal is calculated for each of the plurality of areas divided by the frame area dividing means. And a time direction smoothing unit and a flicker evaluation value generating unit configured to use a total value of the luminance signal instead of the luminance signal. Similar to the described invention, the luminance signal for each region is represented by the total value, and the calculation in the time direction smoothing means and the flicker evaluation value generating means can be simplified.

また、請求項4又は請求項5に記載の撮像装置のフリッカ検出装置は、請求項6に記載の発明のように、前記フリッカ判定手段において、前記複数のフリッカ位相加速度の絶対値に対して、時間方向にローパスフィルタを掛けて平滑化したフリッカ位相加速度を生成し、該平滑化したフリッカ位相加速度を前記所定の閾値と比較してフリッカの有無を判定するように構成されていることにより、請求項3の発明と同様に、一層、精度良くフリッカの有無を判定できる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a flicker detection device for an image pickup apparatus, as in the sixth aspect of the invention, wherein the flicker determination means is configured to detect the absolute value of the plurality of flicker phase accelerations. By generating a smoothed flicker phase acceleration by applying a low-pass filter in the time direction, and comparing the smoothed flicker phase acceleration with the predetermined threshold value to determine the presence or absence of flicker. Similar to the invention of Item 3, the presence or absence of flicker can be determined with higher accuracy.

次に、請求項7に記載の発明は、撮像素子を介して、マトリクス状に配置された各画素への信号の読み出しを画素行単位の走査で行って出力された映像信号に基づいて、時間的に連続する複数フレーム間の輝度信号の差分をとり、点滅する照明光源下で発生するフリッカ成分を検出する撮像装置のフリッカ検出プログラムであって、時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成ステップと、前記複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割ステップと、前記複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて該同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑ステップと、前記複数の領域の夫々毎に、前記平滑フレームと前記複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成ステップと、前記フレーム生成の周期毎に、前記差分値の前記画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出ステップと、前記フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対の前記ベクトル間の内積値(位相差)を順次算出する内積値算出ステップと、前記内積値算出ステップで生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑ステップと、前記平滑化した内積値と前記内積値算出ステップで算出された内積値との差分を求めて、該差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成ステップと、前記フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

Next, according to the seventh aspect of the present invention, based on a video signal output by scanning a pixel row by scanning a signal to each pixel arranged in a matrix through an image sensor, a time is determined. A flicker detection program for an imaging apparatus that takes a difference in luminance signal between a plurality of consecutive frames and detects a flicker component generated under a blinking illumination light source, for each of a plurality of temporally consecutive frames A luminance generation step for generating a luminance signal in association with each pixel; and for each of the plurality of frames, one frame is divided into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel row, and a predetermined pixel a frame region dividing step of generating a plurality of regions of the number of rows as a unit, each the same region in the plurality of frames, the luminance signal of identity one region by applying a low-pass filter smoothes Rights And time direction smoothing step of generating the frame, each respectively to the plurality of regions, obtains the difference of the luminance signal of the latest frame adjacent to the plurality of frames and the smooth frame, the luminance signal in place of said luminance signal A flicker evaluation value generating step for generating a difference pixel region representing the difference value of the first and a phase change in the pixel column direction of the difference value for each frame generation cycle to derive a vector of flicker frequency components A vector deriving step, an inner product value calculating step for sequentially calculating inner product values (phase differences) between the pair of vectors derived adjacent in time for each frame generation period, and the inner product value calculating step. An inner product value smoothing step for calculating a smoothed inner product value obtained by applying a low pass filter to the plurality of generated inner product values, and the smoothed inner product value A difference between the inner product value calculated in the inner product value calculating step and a flicker phase acceleration generating step for generating the difference as a flicker phase acceleration is compared with a predetermined threshold value. A flicker determination step for determining presence / absence is executed by a computer.

請求項7に記載のフリッカ検出プログラムによれば、時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成ステップと、複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割ステップと、複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑ステップと、複数の領域の夫々毎に、平滑フレームと複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、輝度信号に代えて輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成ステップと、フレーム生成の周期毎に、差分値の画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出ステップと、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対のベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出ステップと、内積値算出ステップで生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑ステップと、平滑化した内積値と内積値算出ステップで算出された内積値との差分を求めて、この差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成ステップと、前記フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定ステップとをコンピュータに実行させることにより、請求項1に記載の発明と同様に、簡素な演算と一定の精度で精度良くフリッカを検出できる。

According to the flicker detection program of claim 7, a luminance generation step of generating a luminance signal in association with each pixel for each of a plurality of temporally continuous frames, and for each of the plurality of frames, A frame region dividing step of dividing one frame into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel rows and generating a plurality of regions each having a predetermined number of pixel rows as a unit, and the same region in the plurality of frames A time direction smoothing step for generating a smooth frame by smoothing the luminance signal of the same region by applying a low-pass filter every time, and the luminance of the smooth frame and the latest frame adjacent to the plurality of frames for each of the plurality of regions obtains the difference signal, the flicker evaluation value generation step of generating a difference pixel area representing the difference value of the luminance signal instead of the luminance signal for each period of the frame generation, the difference A vector derivation step of deriving a vector of flicker frequency components by detecting the phase change of the pixel row direction value for each period of the frame generation, the inner product value between the pair of vectors derived by temporally adjacent sequentially Inner product value calculating step for calculating, inner product value smoothing step for calculating a plurality of inner product values generated in the inner product value calculating step by applying a low pass filter to smooth the inner product value, smoothed inner product value and inner product The difference between the inner product value calculated in the value calculation step and the flicker phase acceleration generation step for generating the difference as a flicker phase acceleration is compared with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of flicker. By causing the computer to execute the flicker determination step for determination, similar to the invention according to claim 1, simple calculation and constant Can be detected accurately flicker accuracy.

また、請求項7に記載の撮像装置のフリッカ検出プログラムは、請求項8に記載の発明のように、前記フレーム領域分割ステップで分割された複数の領域の夫々毎に、輝度信号の集計値を生成する領域輝度信号集計ステップを備え、前記時間方向平滑ステップ及びフリッカ評価値生成ステップにおいて、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の集計値を用いることにより、請求項2に記載の発明と同様に、領域毎の輝度信号を集計値で代表し、時間方向平滑ステップ及びフリッカ評価値生成ステップにおける演算を簡素化できる。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a program for detecting flicker in an imaging apparatus, wherein, as in the eighth aspect of the invention, the summation value of the luminance signal is calculated for each of the plurality of regions divided in the frame region dividing step. A region luminance signal totaling step to be generated is provided, and in the time direction smoothing step and the flicker evaluation value generating step, the total value of the luminance signal is used instead of the luminance signal, as in the invention according to claim 2. The luminance signal for each region is represented by the total value, and the calculation in the time direction smoothing step and the flicker evaluation value generating step can be simplified.

また、請求項7又は請求項8に記載の撮像装置のフリッカ検出プログラムは、請求項9に記載の発明のように、前記フリッカ判定ステップにおいて、前記複数のフリッカ位相加速度の絶対値に対して、時間方向にローパスフィルタを掛けて平滑化したフリッカ位相加速度を生成し、該平滑化したフリッカ位相加速度を前記所定の閾値と比較してフリッカの有無を判定することにより、請求項3に記載の発明と同様に、一層、精度良くフリッカの有無を判定できる。   Further, the flicker detection program of the imaging device according to claim 7 or claim 8 is the flicker detection step for the absolute value of the plurality of flicker phase accelerations in the flicker determination step as in the invention according to claim 9. The invention according to claim 3, wherein a flicker phase acceleration smoothed by applying a low-pass filter in a time direction is generated, and the smoothed flicker phase acceleration is compared with the predetermined threshold value to determine the presence or absence of flicker. Similarly to the above, the presence / absence of flicker can be determined with higher accuracy.

本発明の撮像装置のフリッカ検出方法、フリッカ検出方法及びフリッカ検出プログラムは、時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成し、次いで、複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して所定の画素行の数を一単位とする複数の画素領域を生成し、次いで、複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けてこの同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成し、次いで、複数の画素領域の夫々毎に、平滑フレームと複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、輝度信号の代えて輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成し、次いで、フレーム生成の周期毎に、差分値の画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出して、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対のベクトル間の内積値を順次算出し、次いで、算出された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出し、平滑化した内積値と算出された内積値との差分を求めて、この差分をフリッカ位相加速度として生成し、次いで、フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定することにより、簡素な演算と一定の精度で精度良くフリッカを検出できる。

The flicker detection method, the flicker detection method, and the flicker detection program of the imaging apparatus according to the present invention generate a luminance signal in association with each pixel for each of a plurality of temporally continuous frames, and then For each of them, one frame is divided into a plurality of regions in the pixel column direction orthogonal to the pixel rows to generate a plurality of pixel regions having a predetermined number of pixel rows as one unit, and then the same in the plurality of frames For each region, a low-pass filter is applied to smooth the luminance signal in the same region to generate a smooth frame, and then the luminance between the smooth frame and the latest frame adjacent to the plurality of frames for each of the plurality of pixel regions. obtains the difference signal to generate a difference pixel area representing the difference value of the luminance signal instead of the luminance signal, and then, for each cycle of frame generation, the pixel column direction of the phase change in the differential value A flicker frequency component vector is detected and the inner product value between a pair of vectors derived adjacent in time is sequentially calculated for each frame generation period, and then a plurality of calculated inner product values are calculated. The inner product value smoothed by applying a low-pass filter is calculated, the difference between the smoothed inner product value and the calculated inner product value is obtained, and this difference is generated as the flicker phase acceleration. By comparing the acceleration with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of flicker, flicker can be detected with high accuracy with a simple calculation and constant accuracy.

本発明の一実施例の、撮像装置のフリッカ検出装置の構成を表したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a flicker detection device of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 同実施例の撮像装置のフリッカ検出装置における、フレーム領域分割の説明図である。It is explanatory drawing of a frame area | region division | segmentation in the flicker detection apparatus of the imaging device of the Example. 同実施例の撮像装置のフリッカ検出装置における、フリッカ周波数成分のベクトル導出の説明図である。It is explanatory drawing of vector derivation | leading-out of the flicker frequency component in the flicker detection apparatus of the imaging device of the Example. 同実施例の撮像装置のフリッカ検出装置における、フリッカ位相加速度を求めた際の実験結果を表した図である。It is a figure showing the experimental result at the time of calculating | requiring the flicker phase acceleration in the flicker detection apparatus of the imaging device of the Example. 同実施例の撮像装置フリッカ検出装置における、フリッカ検出の手順を表したフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flicker detection procedure in the imaging apparatus flicker detection apparatus according to the embodiment. 光源電源の周期に対する光量変化の例を表した図である。It is a figure showing the example of the light quantity change with respect to the period of a light source power supply. CMOSセンサーを用いた際のフリッカ発現の例を表した図である。It is a figure showing the example of flicker expression at the time of using a CMOS sensor. CMOSセンサーを用いた際のフリッカ低減の例を表した図である。It is a figure showing the example of the flicker reduction at the time of using a CMOS sensor.

次に、本発明の撮像装置のフリッカ検出装置及びフリッカ検出方法、フリッカ検出プログラムの一実施例を図面に基づいて説明する。   Next, an embodiment of a flicker detection apparatus, flicker detection method, and flicker detection program for an image pickup apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に表したように、撮像装置300は、光学像をCMOSセンサー3に導いてデジタル画像信号を出力する撮像部100と、撮像部100から出力されたデジタル画像信号に基づいて、フリッカを検出するフリッカ検出装置200とを備えている。   As illustrated in FIG. 1, the imaging apparatus 300 detects an flicker based on the imaging unit 100 that outputs an optical image to the CMOS sensor 3 and outputs a digital image signal, and the digital image signal output from the imaging unit 100. The flicker detection device 200 is provided.

撮像部100は、撮影された光学像をCMOSセンサー3に導く結像光学系1と、入射光路上に設けられ、機械的に開閉動作して入射光の通過と遮断とを切り替える機械式シャッター2と、結像光学系1を介して結像した光学像を、光電変換して増幅し、デジタル信号に変換して出力するCMOSセンサー3とによって構成されている。   The imaging unit 100 includes an imaging optical system 1 that guides a captured optical image to the CMOS sensor 3, and a mechanical shutter 2 that is provided on the incident optical path and that mechanically opens and closes to switch between passing and blocking of incident light. And a CMOS sensor 3 that photoelectrically converts and amplifies an optical image formed through the imaging optical system 1 and converts it into a digital signal and outputs it.

結像光学系1は、被写体光を集光してCMOSセンサー3に導く撮像レンズ1aと、開口径が可変自在に構成されて、入射光量を調整するアイリス(絞り)1bとによって構成されている。   The imaging optical system 1 includes an imaging lens 1a that collects subject light and guides it to a CMOS sensor 3, and an iris (aperture) 1b that has a variable aperture diameter and adjusts the amount of incident light. .

CMOSセンサー3は、結像光学系1を介して結像した光学像を受光量に対応付けてアナログ電気信号に変換する撮像素子3a、撮像素子3aから出力されたアナログ電気信号を増幅する可変利得増幅器(AGC:Automatic Gain Control)3b、可変利得増幅器3bから出力されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するAD変換器(ADC:Analog Digital Converter)3c、等によって構成されている。また、撮像素子3aは、マトリクス状に複数の光電変換素子(画素)が配置されて、各光電変換素子への電荷の蓄積及びフレームの読み出しを画素行単位で行うように構成され、CPU17の制御により電子式シャッターの機能が制御される。   The CMOS sensor 3 has an imaging element 3a that converts an optical image formed through the imaging optical system 1 into an analog electric signal in association with the amount of received light, and a variable gain that amplifies the analog electric signal output from the imaging element 3a. An amplifier (AGC: Automatic Gain Control) 3b, an analog-to-digital converter (ADC) 3c that converts an analog electric signal output from the variable gain amplifier 3b into a digital signal, and the like are included. In addition, the imaging device 3a is configured such that a plurality of photoelectric conversion elements (pixels) are arranged in a matrix, and charge accumulation to each photoelectric conversion element and frame reading are performed in units of pixel rows. Thus, the function of the electronic shutter is controlled.

次に、フリッカ検出装置200は、撮像部100を介して入力されたデジタル画像信号にもとづいて、時間的に連続するフレームの夫々毎に各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成手段9、複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に複数の領域に分割して複数の領域を生成するフレーム領域分割手段10等を備えている。   Next, the flicker detection device 200 generates a luminance signal in association with each pixel for each temporally continuous frame based on the digital image signal input via the imaging unit 100. Each of the plurality of frames includes a frame region dividing unit 10 that generates a plurality of regions by dividing the plurality of regions into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel row.

また、フリッカ検出装置200は、分割された領域毎の輝度信号を用いてフリッカ有無及びフリッカ周波数の評価値を生成するフリッカ評価値生成手段11、フリッカ評価値生成手段11で生成されたフリッカ評価値を用いてフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出手段12、ベクトル導出手段12で導出されたベクトルを記憶する前フレームベクトル保持手段13、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して生成される一対のベクトル(前フレームベクトル保持手段に記憶されているベクトルと現フレームのベクトルである)間の内積値を順次算出する内積値算出手段14、内積値算出手段14で算出された複数の内積値に基づいてフリッカの位相加速度を生成するフリッカ位相加速度生成手段15、フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することによりフリッカの有無を判定して光源周波数を検出するフリッカ判定手段16、CPU17、ROM18等を備え、CPU17が、ROM18に格納された制御プログラムに基づいて、当該フリッカ検出装置200の各機能を制御するように構成されている。   Further, the flicker detection apparatus 200 uses the luminance signal for each divided area to generate a flicker evaluation value generation unit 11 that generates an evaluation value of flicker presence / absence and flicker frequency, and a flicker evaluation value generated by the flicker evaluation value generation unit 11. The vector deriving means 12 for deriving the flicker frequency component vector using, the previous frame vector holding means 13 for storing the vector derived by the vector deriving means 12, and generated adjacent in time for each frame generation period Inner product value calculating means 14 for sequentially calculating inner product values between a pair of vectors (vectors stored in the previous frame vector holding means and current frame vectors), and a plurality of inner products calculated by the inner product value calculating means 14 Flicker phase acceleration generating means 15 for generating flicker phase acceleration based on the value, flicker phase acceleration A flicker determination unit 16 that determines the presence or absence of flicker by comparing with a predetermined threshold and detects a light source frequency, a CPU 17, a ROM 18, and the like, and the CPU 17 performs the flicker detection device based on a control program stored in the ROM 18. It is configured to control each of the 200 functions.

詳しくは、フレーム領域分割手段10は、図2に表したように画素行方向の検波対象幅に直交する検波対象高さHをN分割して、高さ方向のサイズがH/NとなるN個の領域を生成する。また、フレーム領域分割手段10は、領域毎に輝度値を集計する輝度集計手段10a(図3のS300)を備え、輝度集計手段10aで集計された領域毎の集計値を評価値生成手段11における時間方向平滑手段11a及び差分画素領域生成手段11bに入力する。   Specifically, as shown in FIG. 2, the frame region dividing unit 10 divides the detection target height H orthogonal to the detection target width in the pixel row direction into N, and the size in the height direction becomes H / N. Generate regions. Further, the frame area dividing unit 10 includes a luminance totaling unit 10a (S300 in FIG. 3) that totals the luminance value for each region, and the evaluation value generating unit 11 calculates the total value for each region totaled by the luminance totaling unit 10a. It inputs to the time direction smoothing means 11a and the difference pixel area generation means 11b.

評価値生成手段11は、複数フレームの同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて同一領域の輝度信号を平滑した平滑フレームを生成する時間方向平滑手段11a(図3のS400)と、複数の領域の夫々毎に、平滑フレームと前記複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、輝度信号に代えて輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成する差分画素領域生成手段11b(図3のS500)とによって構成されている。

The evaluation value generating means 11 is a time direction smoothing means 11a (S400 in FIG. 3) that generates a smooth frame by smoothing the luminance signal of the same area by applying a low-pass filter for each same area of the plurality of frames, A difference pixel area generation unit 11b that calculates a difference between the luminance signal between the smooth frame and the latest frame adjacent to the plurality of frames and generates a difference pixel area that represents the difference value of the luminance signal instead of the luminance signal. (S500 in FIG. 3).

時間方向平滑手段11aは、IIRフィルタ(Infinite impulse response filter)によって構成されることが好ましい。IIRフィルタはフィードバック機能を備えているので、サンプリング次数を低減して演算処理時間を短縮でき、且つ、輝度集計手段10aで算出された集計値にノイズとして含まれる量子化誤差を効果的に除去できる。   The time direction smoothing means 11a is preferably constituted by an IIR filter (Infinite impulse response filter). Since the IIR filter has a feedback function, the sampling order can be reduced to shorten the calculation processing time, and the quantization error included as noise in the total value calculated by the luminance totaling means 10a can be effectively removed. .

ベクトル導出手段12(図3のS600)は、フレーム毎のフリッカ評価値を、式1を用いてFFT(Fast Fourier Transform)演算し、光源周波数(100Hz又は120Hz)に対応付けたインデックスiのフリッカ周波数成分X=a+jb(所謂、ベクトル(a,bである)を導出する。

Figure 0004724767
・・・式1
(式1)において、Χが周波数成分、χ フーリエ変換されるサンプリングデータである。また、Nはサンプリング次数であって、領域分割手段10で分割された領域の数Nに相当する。また、kは光源周波数の折り返し周波数である。

The vector deriving means 12 (S600 in FIG. 3) performs an FFT (Fast Fourier Transform) operation using the equation 1 on the flicker evaluation value for each frame, and the flicker frequency of the index i associated with the light source frequency (100 Hz or 120 Hz). The component X i = a i + jb i (so-called vector (a i , b i )) is derived.
Figure 0004724767
... Formula 1
In (Expression 1), Χ k is a frequency component, and χ n is sampling data subjected to Fourier transform. N is the sampling order and corresponds to the number N of regions divided by the region dividing means 10. Further, k is a folding frequency of the light source frequency.

次に、内積値演算手段14は、時間的に隣接する2つのフレームで夫々導出されたベクトルをA及びBと表した際に、内積値ABをAB=|A||B|cosθの演算式を用いて算出する。   Next, the inner product value calculation means 14 calculates the inner product value AB as AB = | A || B | cos θ when vectors derived in two temporally adjacent frames are represented as A and B, respectively. Calculate using.

次に、フリッカ位相加速度生成手段15は、内積値算出手段14で生成された複数の内積値に対してローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値(以下、内積平滑値という)を算出する内積値平滑手段15aと、内積平滑値と内積値算出手段14で算出された内積値との差分を算出する内積値差分演算手段15bによって構成され、内積値差分演算手段15bによって求められた差分をフリッカ位相加速度として生成する。   Next, the flicker phase acceleration generation unit 15 calculates an inner product value obtained by smoothing a plurality of inner product values generated by the inner product value calculation unit 14 by applying a low pass filter (hereinafter referred to as inner product smoothing value). The smoothing means 15a is constituted by an inner product value difference calculating means 15b for calculating a difference between the inner product smooth value and the inner product value calculated by the inner product value calculating means 14, and the difference obtained by the inner product value difference calculating means 15b is expressed by the flicker phase. Generate as acceleration.

次に、フリッカ判定手段16は、フリッカ位相加速度生成手段15で生成されたフリッカ位相加速度の絶対値を取得するフリッカ位相加速度絶対値取得手段16aと、フリッカ位相加速度絶対値取得手段16aを介して出力された複数のフリッカ位相加速度の絶対値に対して時間方向にローパスフィルタを掛けて平滑化したフリッカ位相加速度を生成する時間方向平滑手段16bと、平滑化されたフリッカ位相加速度を所定の閾値と比較してフリッカに有無を判定する閾値判定手段16cと、閾値判定手段16cでフリッカ有りと判定された際にフリッカの光源周波数を検出する光源周波数検出手段16dとによって構成されている。   Next, the flicker determination unit 16 outputs the flicker phase acceleration absolute value acquisition unit 16a that acquires the absolute value of the flicker phase acceleration generated by the flicker phase acceleration generation unit 15 and the flicker phase acceleration absolute value acquisition unit 16a. A time direction smoothing means 16b for generating a flicker phase acceleration smoothed by applying a low-pass filter to the absolute values of the plurality of flicker phase accelerations in the time direction, and comparing the smoothed flicker phase acceleration with a predetermined threshold value. The threshold determination means 16c for determining the presence / absence of flicker and the light source frequency detection means 16d for detecting the light source frequency of flicker when the threshold determination means 16c determines that there is flicker.

光源周波数検出手段16dは、時間方向平滑手段16bで生成された、光源周波数100Hz、120Hzの夫々に対応付けられた平滑化後のフリッカ位相加速度絶対値を両者間で比較して、より小さな値が得られた光源周波数をフリッカ光源周波数とする。   The light source frequency detection unit 16d compares the smoothed flicker phase acceleration absolute values generated by the time direction smoothing unit 16b and associated with the light source frequencies of 100 Hz and 120 Hz, respectively, and the smaller value is obtained. Let the obtained light source frequency be a flicker light source frequency.

次に、本願発明者が実験によって求めたフリッカ位相加速度を、図4を用いて説明する。図4において、横軸がフリッカ周波数インデックス(光源周波数の指標)、縦軸がフリッカ位相加速度の指標である。本実験では、評価値生成手段11を介して得られたフリッカ評価値に対して、前述の(式1)を用い、フリッカ周波数インデックスに対応付けてフリッカ周波数成分のベクトル(a,b)を求め、フリッカ位相加速度生成手段15において、夫々のインデックスに対応するフリッカ位相加速度を算出したものである。また、撮影の際に実際に用いた光源の周波数は、インデックス4に相当する。 Next, the flicker phase acceleration obtained by the inventor through experiments will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis is a flicker frequency index (light source frequency index), and the vertical axis is a flicker phase acceleration index. In this experiment, for the flicker evaluation value obtained via the evaluation value generating means 11, the above-described (Equation 1) is used, and the flicker frequency component vector (a i , b i ) is associated with the flicker frequency index. The flicker phase acceleration generation means 15 calculates the flicker phase acceleration corresponding to each index. The frequency of the light source actually used at the time of shooting corresponds to index 4.

図4に表したように、実際に用いた光源周波数(インデックス4)のフリッカ位相加速度は略0に近似して表れる。そして、フリッカ位相加速度が0に近いほど、フリッカ周波数の検出精度が高いものとなる。   As shown in FIG. 4, the flicker phase acceleration of the light source frequency (index 4) actually used appears approximately to zero. The closer the flicker phase acceleration is to 0, the higher the flicker frequency detection accuracy.

次に、CPU17は、光源周波数検出手段16dを介して検出された光源周波数に対応付けて、フリッカを低減するように、機械式シャッター2の速度、撮像素子3aの電荷蓄積及び読み出し時間を制御する。つまり、光源周波数が100Hzである場合は、露光時間が(1/100)秒の整数倍、光源周波数が120Hzである場合は、露光時間が(1/120)秒の整数倍になるように制御する。   Next, the CPU 17 controls the speed of the mechanical shutter 2 and the charge accumulation and readout time of the image sensor 3a so as to reduce flicker in association with the light source frequency detected via the light source frequency detection means 16d. . That is, when the light source frequency is 100 Hz, the exposure time is an integral multiple of (1/100) seconds, and when the light source frequency is 120 Hz, the exposure time is an integral multiple of (1/120) seconds. To do.

以上のように本実施例の撮像装置のフリッカ検出装置200は、フレーム生成の周期毎に、差分画素領域の差分値の画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出手段12と、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対のベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出手段14と、内積値算出手段14で生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑手段15aと、平滑化した内積値と内積値算出手段14で算出された内積値との差分を求めて、この差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成手段15と、フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定手段16と、を備えているので、フレーム又はフィールド内で発生するフリッカを精度良く検出できる。また、一対のベクトルの内積値を求めてフリッカの位相変化量を求めることにより、簡素な演算と一定の精度でフリッカを検出できる。

As described above, the flicker detection apparatus 200 of the imaging apparatus according to the present exemplary embodiment derives a flicker frequency component vector by detecting the phase change in the pixel column direction of the difference value in the difference pixel area for each frame generation cycle. Deriving means 12, inner product value calculating means 14 for sequentially calculating inner product values between a pair of vectors derived adjacent in time for each period of frame generation, and a plurality of inner product value calculating means 14 The inner product value smoothing means 15a for calculating the inner product value smoothed by applying a low pass filter to the inner product value, and the difference between the smoothed inner product value and the inner product value calculated by the inner product value calculating means 14, Flicker phase acceleration generation means 15 for generating this difference as flicker phase acceleration, and flicker judgment for determining the presence or absence of flicker by comparing the flicker phase acceleration with a predetermined threshold. Since provided with a means 16, and can accurately detect the flicker occurring in a frame or field. In addition, flicker can be detected with simple calculation and constant accuracy by obtaining the inner product value of a pair of vectors to obtain the phase change amount of flicker.

次に、図5に基づいて、撮像装置300のフリッカ検出方法及びフリッカ検出プログラムの手順を説明する。この手順は、CPU17がROM18に格納されたプログラムに基づいて、各機能部に指令信号を与えて実行する。また、図5におけるSは、ステップを表している。   Next, the procedure of the flicker detection method and the flicker detection program of the imaging apparatus 300 will be described with reference to FIG. This procedure is executed by the CPU 17 giving a command signal to each functional unit based on a program stored in the ROM 18. Further, S in FIG. 5 represents a step.

まず、この手順は、ユーザによってフリッカ検出装置200及び撮像装置300に起動信号が入力された際にスタートする。   First, this procedure starts when a start signal is input to the flicker detection apparatus 200 and the imaging apparatus 300 by the user.

次いで、S100において、撮像部100を介してフレーム映像信号をフリッカ検出装置200に読み込む。   Next, in step S <b> 100, the frame video signal is read into the flicker detection device 200 via the imaging unit 100.

次いで、S200において、輝度生成手段9を用い、時間的に連続するフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成し、その後、S300に移る。   Next, in S200, the luminance generation unit 9 is used to generate a luminance signal in association with each pixel for each temporally continuous frame, and then the process proceeds to S300.

次いで、S300において、領域分割手段10を用い、複数のフレームの夫々毎に画素行に直交する画素列方向に複数の領域に分割して複数の領域を生成し、その後、S400に移る。   Next, in S300, the region dividing unit 10 is used to generate a plurality of regions by dividing each of the plurality of frames into a plurality of regions in the pixel column direction orthogonal to the pixel row, and then the process proceeds to S400.

次いで、S400において、輝度集計手段10aを用いて、領域毎の輝度の集計値をもとめ、その後、S500に移る。   Next, in S400, the luminance totaling means 10a is used to determine the luminance total value for each region, and then the process proceeds to S500.

次いで、S500において、時間方向平滑手段11aを用い、複数のフレームの同一領域毎にローパスフィルタを掛けて、同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成し、その後、S600に移る。   Next, in S500, the time direction smoothing unit 11a is used to apply a low-pass filter to the same area of a plurality of frames to smooth the luminance signal in the same area to generate a smooth frame, and then the process proceeds to S600.

次いで、S600において、差分画素領域生成手段11bを用い、複数の領域の夫々毎に、平滑フレームとローパスフィルタを掛けた複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、輝度信号に代えて輝度信号の差分値を表す差分画素領域を生成し、その後、S700に移る。

Then, in S600, using a differential pixel area generation unit 11b, each s each of the plurality of regions, obtains the difference of the luminance signal of the latest frame adjacent to the plurality of frames obtained by multiplying the smoothed frame and the low-pass filter, the luminance signal Instead, a difference pixel region representing the difference value of the luminance signal is generated, and then the process proceeds to S700.

次いで、S700において、ベクトル導出手段12を用い、フレーム生成の周期毎に、差分画素領域の差分値の画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出し、その後、S800に移る。

Next, in S700, the vector deriving means 12 is used to detect the phase change in the pixel column direction of the difference value in the difference pixel region for each frame generation cycle to derive a flicker frequency component vector, and then the process proceeds to S800. .

次いで、S800において、内積値算出手段14を用い、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対のベクトル間の内積値を算出し、その後、S900に移る。   Next, in S800, the inner product value calculation means 14 is used to calculate the inner product value between a pair of vectors derived adjacent in time for each frame generation cycle, and then the process proceeds to S900.

次いで、S900において、内積値平滑手段15aを用い、S900で生成された複数の内積値に対してローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出し、その後、S1000に移る。   Next, in S900, the inner product value smoothing means 15a is used to calculate a smoothed inner product value obtained by applying a low pass filter to the plurality of inner product values generated in S900, and then the process proceeds to S1000.

次いで、S1000において、内積値差分演算手段15bを用い、S900で平滑化した内積値と800で算出された内積値との差分を求めてフリッカ位相加速度を算出し、その後、S1100に移る。   Next, in S1000, the inner product value difference calculation means 15b is used to calculate the difference between the inner product value smoothed in S900 and the inner product value calculated in 800 to calculate the flicker phase acceleration, and then the process proceeds to S1100.

次いで、S1100において、時間方向平滑手段16bを用い、フリッカ位相加速度の絶対値に対して時間方向にローパスフィルタを掛けてフリッカ位相加速度を平滑化し、その後、S1200に移る。   Next, in S1100, the time direction smoothing means 16b is used to smooth the flicker phase acceleration by applying a low-pass filter in the time direction to the absolute value of the flicker phase acceleration, and then the flow proceeds to S1200.

次いで、S1200において、閾値判定手段16cを用い、S1100で平滑化されたフリッカ位相加速度を所定の閾値と比較し、平滑化されたフリッカ位相加速度が閾値よりも小さい(Yes)の場合にはS1300に移り、一方、平滑化されたフリッカ位相加速度が閾値以上(No)の場合にはS1400に移る。   Next, in S1200, the threshold determination unit 16c is used to compare the flicker phase acceleration smoothed in S1100 with a predetermined threshold. If the smoothed flicker phase acceleration is smaller than the threshold (Yes), the process proceeds to S1300. On the other hand, if the smoothed flicker phase acceleration is greater than or equal to the threshold (No), the process moves to S1400.

次いで、S1300において、光源周波数検出手段16dを用い、フリッカの光源周波数が100Hz又は120Hzの何れであるかを検出し、その光源周波数に対応付けてフリッカを低減すべく適性露光時間を取得し、その後、S1400に移る。   Next, in S1300, the light source frequency detection unit 16d is used to detect whether the light source frequency of the flicker is 100 Hz or 120 Hz, and an appropriate exposure time is acquired so as to reduce the flicker in association with the light source frequency. , The process proceeds to S1400.

次いで、S1400において、CPU17を用い、S1300で取得した適性露光時間を満足するように機械式シャッター2のシャッター速度、撮像素子3aの電荷蓄積及び電荷読み出し時間等の制御信号を生成し、本フリッカ検出方法及びフリッカ検出プログラムの処理を終了する。   Next, in S1400, the CPU 17 is used to generate control signals such as the shutter speed of the mechanical shutter 2, the charge accumulation and charge readout time of the image sensor 3a so as to satisfy the appropriate exposure time acquired in S1300, and this flicker detection The process of the method and flicker detection program ends.

なお、本発明の輝度生成ステップがS200に相当し、本発明のフレーム領域分割ステップがS300に相当し、本発明の領域輝度信号集計ステップがS400に相当し、本発明の時間方向平滑ステップがS500に相当し、本発明のフリッカ評価値生成ステップがS600に相当し、本発明のベクトル導出ステップがS700に相当し、本発明の内積値算出ステップがS800に相当し、本発明の内積値平滑ステップがS900に相当し、本発明のフリッカ位相加速度生成ステップがS1000に相当し、本発明のフリッカ判定ステップがS1100及びS1200に相当する。   The luminance generation step of the present invention corresponds to S200, the frame region division step of the present invention corresponds to S300, the region luminance signal aggregation step of the present invention corresponds to S400, and the time direction smoothing step of the present invention corresponds to S500. The flicker evaluation value generation step of the present invention corresponds to S600, the vector derivation step of the present invention corresponds to S700, the inner product value calculation step of the present invention corresponds to S800, and the inner product value smoothing step of the present invention Corresponds to S900, the flicker phase acceleration generation step of the present invention corresponds to S1000, and the flicker determination step of the present invention corresponds to S1100 and S1200.

以上のように、本実施例の撮像装置300のフリッカ検出方法及びフリッカ検出プログラムは、S700において、フレーム生成の周期毎に、差分画素領域の差分値の画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成のベクトルを導出し、次いで、S800において、フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対のベクトル間の内積値(所謂、位相差である)を順次算出し、次いで、S900において、複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出し、次いで、S1000において、平滑化した内積値とS800(内積値算出ステップ)で算出された内積値との差分を求めて、この差分をフリッカ位相加速度として生成し、次いで、S1100において、複数のフリッカ位相加速度を平滑化し、次いで、S1200において、S1100で平滑化したフリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フレーム又はフィールド内で発生するフリッカを精度良く検出できる。また、S800を介して一対のベクトルの内積値を求めてフリッカの位相変化量を求めることにより、簡素な演算と一定の精度でフリッカを検出できる。

As described above, the flicker detection method and the flicker detection program of the imaging apparatus 300 according to the present exemplary embodiment detect the flicker by detecting the phase change in the pixel column direction of the difference value of the difference pixel area at every frame generation period in S700. In S800, frequency product vectors are derived, and then, in each frame generation period, inner product values (a so-called phase difference) between a pair of vectors derived adjacent in time are sequentially calculated, and then In S900, a smoothed inner product value is calculated by applying a low pass filter to a plurality of inner product values, and in S1000, the smoothed inner product value and the inner product value calculated in S800 (inner product value calculating step) are calculated. And the difference is generated as flicker phase acceleration, and then, in S1100, a plurality of flicker phase accelerations are smoothed. Then, in S1200, by comparing the flicker phase acceleration blunted with S1100 with a predetermined threshold value, it can be accurately detected a flicker occurring in a frame or field. Further, by obtaining the inner product value of a pair of vectors via S800 and obtaining the amount of flicker phase change, flicker can be detected with simple calculation and constant accuracy.

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものでなく、各種の態様をとることができる。   As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, Various aspects can be taken.

本発明に係る撮像装置のフリッカ検出方法、フリッカ検出装置、フリッカ検出プログラムは、蛍光灯のように電源周波数に起因して明るさが変化する光源で照明した被写体を、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成した撮像装置のように、撮像素子における画像データの読み出しを画素行単位の走査で行う撮像装置で撮像したときに画像に生じるフリッカを、確実に検出して低減を図る際に好適である。   A flicker detection method, a flicker detection apparatus, and a flicker detection program for an image pickup apparatus according to the present invention provide a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) for an object illuminated with a light source whose brightness changes due to a power frequency such as a fluorescent lamp. This is suitable for reliably detecting and reducing flicker generated in an image when an image pickup device that reads out image data in an image pickup device by scanning in units of pixel rows like the image pickup device configured in the above. .

1…結像光学系、1a…撮像レンズ、1b…Iris(絞り)、2…機械式シャッター、3…CMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)センサー、3a…撮像素子、3b…可変利得増幅器(AGC:Automatic Gain Control)、3c…A/D変換器、9…輝度生成手段、10…フレーム領域分割手段、10a…輝度集計手段、11…フリッカ評価値生成手段、11a…時間方向平滑手段、11b…差分画素領域生成手段、12…ベクトル導出手段、13…前フレームベクトル保持手段、14…内積値算出手段、15…フリッカ位相加速度生成手段、15a…内積値平滑手段、15b…内積値差分演算手段、16…フリッカ判定手段、16a…フリッカ位相加速度絶対値取得手段、16b…時間方向平滑手段、16c…閾値判定手段、16d…光源周波数検出手段、17…CPU(Central Processing Unit)、18…ROM(Read Only Memory)、100…撮像部、200…撮像装置、300…フリッカ検出装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging optical system, 1a ... Imaging lens, 1b ... Iris (diaphragm), 2 ... Mechanical shutter, 3 ... CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor, 3a ... Imaging element, 3b ... Variable gain amplifier (AGC: (Automatic Gain Control), 3c... A / D converter, 9... Luminance generation means, 10. Pixel area generation means, 12... Vector derivation means, 13... Previous frame vector holding means, 14... Inner product value calculation means, 15... Flicker phase acceleration generation means, 15 a. ... Flicker determination means, 16a ... Flicker phase acceleration Counter value acquisition means, 16b ... time direction smoothing means, 16c ... threshold value judgment means, 16d ... light source frequency detection means, 17 ... CPU (Central Processing Unit), 18 ... ROM (Read Only Memory), 100 ... imaging unit, 200 ... Imaging device, 300... Flicker detection device.

Claims (9)

撮像素子を介して、マトリクス状に配置された各画素への信号の読み出しを画素行単位の走査で行って出力された映像信号に基づいて、時間的に連続する複数フレーム間の輝度信号の差分をとり、点滅する照明光源下で発生するフリッカ成分を検出する撮像装置のフリッカ検出方法であって、
時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成ステップと、
前記複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割ステップと、
前記複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて該同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑ステップと、
前記複数の領域の夫々毎に、前記平滑フレームと前記複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成ステップと、
前記フレーム生成の周期毎に、前記差分値の前記画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出ステップと、
前記フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対の前記ベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出ステップと、
前記内積値算出ステップで生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑ステップと、
前記平滑化した内積値と前記内積値算出ステップで算出された内積値との差分を求めて、該差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成ステップと、
前記フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定ステップと、
を備えることを特徴とする撮像装置のフリッカ検出方法。
The luminance signal difference between multiple frames that are temporally continuous based on the video signal that is output by scanning the pixel row by scanning the signal to each pixel arranged in a matrix via the image sensor. A flicker detection method for an image pickup apparatus for detecting a flicker component generated under a blinking illumination light source,
A luminance generation step for generating a luminance signal in association with each pixel for each of a plurality of temporally continuous frames;
Frame region division for dividing each frame into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel row for each of the plurality of frames, and generating a plurality of regions with a predetermined number of pixel rows as one unit Steps,
A time direction smoothing step for generating a smooth frame by applying a low pass filter to smooth the luminance signal of the same region for each same region in the plurality of frames,
For each of the plurality of regions, obtain a difference in luminance signal between the smoothed frame and the latest frame adjacent to the plurality of frames, and a difference pixel region representing a difference value of the luminance signal instead of the luminance signal A flicker evaluation value generation step to be generated;
A vector derivation step for deriving a flicker frequency component vector by detecting a phase change in the pixel column direction of the difference value for each frame generation period;
An inner product value calculating step for sequentially calculating inner product values between a pair of vectors derived adjacent in time for each frame generation period;
An inner product value smoothing step for calculating an inner product value obtained by applying a low pass filter to the inner product values generated in the inner product value calculating step and smoothing the inner product value,
A flicker phase acceleration generation step for obtaining a difference between the smoothed inner product value and the inner product value calculated in the inner product value calculation step, and generating the difference as a flicker phase acceleration;
A flicker determination step for determining the presence or absence of flicker by comparing the flicker phase acceleration with a predetermined threshold;
A flicker detection method for an imaging apparatus, comprising:
前記フレーム領域分割ステップで分割された複数の領域の夫々毎に、輝度信号の集計値を生成する領域輝度信号集計ステップを備え、
前記時間方向平滑ステップ及びフリッカ評価値生成ステップにおいて、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の集計値を用いる、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置のフリッカ検出方法。
For each of the plurality of areas divided in the frame area dividing step, an area luminance signal totaling step for generating a total value of luminance signals is provided,
In the time direction smoothing step and the flicker evaluation value generating step, the total value of the luminance signal is used instead of the luminance signal.
The flicker detection method for an imaging apparatus according to claim 1.
前記フリッカ判定ステップにおいて、前記複数のフリッカ位相加速度の絶対値に対して、時間方向にローパスフィルタを掛けて平滑化したフリッカ位相加速度を生成し、該平滑化したフリッカ位相加速度を前記所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置のフリッカ検出方法。
In the flicker determination step, a flicker phase acceleration that is smoothed by applying a low-pass filter to the absolute value of the plurality of flicker phase accelerations in a time direction is generated, and the smoothed flicker phase acceleration is set as the predetermined threshold value. By comparing, determine the presence or absence of flicker,
The flicker detection method for an image pickup apparatus according to claim 1, wherein the flicker detection method is used.
撮像素子を介して、マトリクス状に配置された各画素への信号の読み出しを画素行単位の走査で行って出力された映像信号に基づいて、時間的に連続する複数フレーム間の輝度信号の差分をとり、点滅する照明光源下で発生するフリッカ成分を検出する撮像装置のフリッカ検出装置であって、
時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成手段と、
前記複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割手段と、
前記複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて該同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑手段と、
前記複数の領域の夫々毎に、前記平滑フレームと前記複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成手段と、
前記フレーム生成の周期毎に、前記差分値の前記画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出手段と、
前記フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対の前記ベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出手段と、
前記内積値算出手段で生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑手段と、
前記平滑化した内積値と前記内積値算出手段で算出された内積値との差分を求めて、該差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成手段と、
前記フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置のフリッカ検出装置。
The luminance signal difference between multiple frames that are temporally continuous based on the video signal that is output by scanning the pixel row by scanning the signal to each pixel arranged in a matrix via the image sensor. A flicker detection device for an imaging device that detects flicker components generated under a blinking illumination light source,
A luminance generation means for generating a luminance signal in association with each pixel for each of a plurality of temporally continuous frames;
Frame region division for dividing each frame into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel row for each of the plurality of frames, and generating a plurality of regions with a predetermined number of pixel rows as one unit Means,
Time direction smoothing means for generating a smooth frame by smoothing the luminance signal of the same region by applying a low-pass filter for each same region in the plurality of frames;
For each of the plurality of regions, obtain a difference in luminance signal between the smoothed frame and the latest frame adjacent to the plurality of frames, and a difference pixel region representing a difference value of the luminance signal instead of the luminance signal Flicker evaluation value generating means for generating;
Vector derivation means for deriving a flicker frequency component vector by detecting a phase change in the pixel column direction of the difference value for each frame generation period;
Inner product value calculating means for sequentially calculating inner product values between a pair of vectors derived adjacent in time for each frame generation period;
Inner product value smoothing means for calculating an inner product value obtained by applying a low-pass filter to a plurality of inner product values generated by the inner product value calculating means,
Flicker phase acceleration generation means for obtaining a difference between the smoothed inner product value and the inner product value calculated by the inner product value calculation means, and generating the difference as flicker phase acceleration;
Flicker determination means for determining the presence or absence of flicker by comparing the flicker phase acceleration with a predetermined threshold;
An apparatus for detecting flicker in an imaging apparatus.
前記フレーム領域分割手段で分割された複数の領域の夫々毎に、輝度信号の集計値を生成する領域輝度信号集計手段を備え、
前記時間方向平滑手段及びフリッカ評価値生成手段において、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の集計値を用いるように構成されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置のフリッカ検出装置。
A region luminance signal totaling unit that generates a total value of luminance signals for each of the plurality of regions divided by the frame region dividing unit,
The time direction smoothing unit and the flicker evaluation value generating unit are configured to use the total value of the luminance signal instead of the luminance signal.
The flicker detection apparatus for an imaging apparatus according to claim 4.
前記フリッカ判定手段において、前記複数のフリッカ位相加速度の絶対値に対して、時間方向にローパスフィルタを掛けて平滑化したフリッカ位相加速度を生成し、該平滑化したフリッカ位相加速度を前記所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の撮像装置のフリッカ検出装置。
The flicker determination means generates a flicker phase acceleration that is smoothed by applying a low-pass filter to the absolute value of the plurality of flicker phase accelerations in a time direction, and the smoothed flicker phase acceleration is set as the predetermined threshold value. Configured to determine the presence or absence of flicker by comparing,
6. The flicker detection apparatus for an image pickup apparatus according to claim 4, wherein the flicker detection apparatus is used.
撮像素子を介して、マトリクス状に配置された各画素への信号の読み出しを画素行単位の走査で行って出力された映像信号に基づいて、時間的に連続する複数フレーム間の輝度信号の差分をとり、点滅する照明光源下で発生するフリッカ成分を検出する撮像装置のフリッカ検出プログラムであって、
時間的に連続する複数のフレームの夫々毎に、各画素に対応付けて輝度信号を生成する輝度生成ステップと、
前記複数のフレームの夫々毎に、画素行に直交する画素列方向に一つのフレームを複数の領域に分割して、所定の画素行の数を一単位とする複数の領域を生成するフレーム領域分割ステップと、
前記複数のフレームにおける同一領域毎に、ローパスフィルタを掛けて該同一領域の輝度信号を平滑して平滑フレームを生成する時間方向平滑ステップと、
前記複数の領域の夫々毎に、前記平滑フレームと前記複数のフレームに隣接する最新フレームとの輝度信号の差分を求め、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の差分値を表した差分画素領域を生成するフリッカ評価値生成ステップと、
前記フレーム生成の周期毎に、前記差分値の前記画素列方向の位相変化を検出してフリッカ周波数成分のベクトルを導出するベクトル導出ステップと、
前記フレーム生成の周期毎に、時間的に隣接して導出された一対の前記ベクトル間の内積値を順次算出する内積値算出ステップと、
前記内積値算出ステップで生成された複数の内積値に対して、ローパスフィルタを掛けて平滑化した内積値を算出する内積値平滑ステップと、
前記平滑化した内積値と前記内積値算出ステップで算出された内積値との差分を求めて、該差分をフリッカ位相加速度として生成するフリッカ位相加速度生成ステップと、
前記フリッカ位相加速度を所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定するフリッカ判定ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする撮像装置のフリッカ検出プログラム。
The luminance signal difference between multiple frames that are temporally continuous based on the video signal that is output by scanning the pixel row by scanning the signal to each pixel arranged in a matrix via the image sensor. A flicker detection program for an imaging device that detects flicker components generated under a blinking illumination light source,
A luminance generation step for generating a luminance signal in association with each pixel for each of a plurality of temporally continuous frames;
Frame region division for dividing each frame into a plurality of regions in a pixel column direction orthogonal to the pixel row for each of the plurality of frames, and generating a plurality of regions with a predetermined number of pixel rows as one unit Steps,
A time direction smoothing step for generating a smooth frame by applying a low pass filter to smooth the luminance signal of the same region for each same region in the plurality of frames,
For each of the plurality of regions, obtain a difference in luminance signal between the smoothed frame and the latest frame adjacent to the plurality of frames, and a difference pixel region representing a difference value of the luminance signal instead of the luminance signal A flicker evaluation value generation step to be generated;
A vector derivation step for deriving a flicker frequency component vector by detecting a phase change in the pixel column direction of the difference value for each frame generation period;
An inner product value calculating step for sequentially calculating inner product values between a pair of vectors derived adjacent in time for each frame generation period;
An inner product value smoothing step for calculating an inner product value obtained by applying a low pass filter to the inner product values generated in the inner product value calculating step and smoothing the inner product value,
A flicker phase acceleration generation step for obtaining a difference between the smoothed inner product value and the inner product value calculated in the inner product value calculation step, and generating the difference as a flicker phase acceleration;
A flicker determination step for determining the presence or absence of flicker by comparing the flicker phase acceleration with a predetermined threshold;
A program for detecting flicker in an imaging apparatus, which causes a computer to execute the above.
前記フレーム領域分割ステップで分割された複数の領域の夫々毎に、輝度信号の集計値を生成する領域輝度信号集計ステップを備え、
前記時間方向平滑ステップ及びフリッカ評価値生成ステップにおいて、前記輝度信号に代えて前記輝度信号の集計値を用いる、
ようにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置のフリッカ検出プログラム。
For each of the plurality of areas divided in the frame area dividing step, an area luminance signal totaling step for generating a total value of luminance signals is provided,
In the time direction smoothing step and the flicker evaluation value generating step, the total value of the luminance signal is used instead of the luminance signal.
The computer-executable flicker detection program according to claim 7, wherein the computer executes the program as described above.
前記フリッカ判定ステップにおいて、前記複数のフリッカ位相加速度の絶対値に対して、時間方向にローパスフィルタを掛けて平滑化したフリッカ位相加速度を生成し、該平滑化したフリッカ位相加速度を前記所定の閾値と比較することにより、フリッカの有無を判定する、
ようにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の撮像装置のフリッカ検出プログラム。

In the flicker determination step, a flicker phase acceleration that is smoothed by applying a low-pass filter to the absolute value of the plurality of flicker phase accelerations in a time direction is generated, and the smoothed flicker phase acceleration is set as the predetermined threshold value. By comparing, determine the presence or absence of flicker,
9. The computer-executable flicker detection program according to claim 7, wherein the program is executed by a computer.

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