CN1929562A - 闪烁减少方法、闪烁减少电路和图像拾取装置 - Google Patents

Abstract

为了防止图像质量下降，如果场景中存在运动对象，通过使用先前检测出的值，则能够在没有错误校正闪烁的风险的情况下对闪烁进行校正。将通过在不短于水平周期期间内对包括闪烁分量的输入视频信号进行积分得到的积分值和邻近场或帧的积分值之间的差值进行归一化。然后，推定闪烁分量的振幅分量和相位分量。根据处于荧光灯照明下的概率，生成用于除去所推定出的闪烁分量的振幅分量和相位分量的闪烁系数。通过计算确定闪烁系数和输入视频信号，从而得到减少了闪烁分量的视频信号。

Description

闪烁减少方法、闪烁减少电路和图像拾取装置

相关申请的交叉参考

本发明包含于2005年9月8日向日本专利局提交的日本专利申请第2005-261095号的主题，其全部内容结合于此，作为参考。

技术领域

本发明涉及一种闪烁减少方法和一种闪烁减少电路，该方法和电路应用于处于荧光灯照明下的诸如摄像机或者数码照相机的图像拾取装置，该图像拾取装置包括通常是CMOS(互补金属氧化物半导体)成像元件的XY地址扫描型成像元件(成像器、摄像传感器)，本发明还涉及一种适合使用该方法和电路的图像拾取装置。

背景技术

当在由民用交流电源供电的荧光灯的直射光线下利用摄像机拍摄对象图像时，由于荧光灯亮度变化(光照量的改变)频率(是民用交流电源的两倍高)与摄像机垂直同步频率之间的差异，作为图像拍摄操作的结果输出的视频信号的亮度将出现时间上的波动，或者所谓的闪烁。

例如，在民用交流电频率为50赫兹的地区，当通过NTSC方式的CCD摄像机(具有60赫兹的垂直同步频率)在非反相型(non-inverter type)荧光灯的照明下拍摄对象图像时，如附图中图1所示，各个像素的曝光值对于每个场来说各不相同，这是因为场周期为1/60秒，而荧光灯的亮度变化周期为1/100秒，使得各个场的曝光时间相对于荧光灯的亮度变化而发生改变。

相对于荧光灯亮度变化的曝光时间每三个场恢复为最初值，因此，亮度的变化是以三个场的周期进行循环重复的。换言之，每个场的亮度比(闪烁表现方式)随曝光周期改变，但是闪烁周期不改变。

然而，在诸如数码相机的行进型(progressive type)相机中，当垂直同步频率为30赫兹时，每三帧重复亮度变化。

在XY地址扫描型成像元件(通常为CMOS成像元件)的情况下，每个像素的曝光时间与水平方向上的前一像素的曝光时间顺序改变一个时钟(像素时钟)周期，因此所有像素的曝光时间彼此都不相同，致使每一帧中都会出现闪烁，表现为图像中的黑条图案。换言之，引起图像质量严重下降。

已经提出了通过提取不存在运动对象的静止部分、在提取出的区域内检测闪烁然后校正闪烁，来减少在荧光灯照明下，出现在来自XY地址扫描型成像元件的视频信号中的闪烁的技术(例如，参见专利文献1：日本专利申请公开出版物第2001-119708号)。

发明内容

然而，当运动对象进入场景从而占据所摄图像的整个区域时，由于图像中不存在静止部分，因而将无法检测闪烁。此外，由于上述技术使用了通过划分图像产生的多个区域，会带来增加电路尺寸的缺点。

因此，希望在场景中存在运动对象的情况下，通过不使用图像的多个区域来校正闪烁并且在没有错误校正闪烁的风险的情况下，使用先前检测到的值来进行校正，来防止图像质量下降。

通过在下文中以实施例的方式给出的描述，本发明的其他目的和具体优势将会显而易见。

根据本发明的实施例，提供了一种闪烁减少方法，用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，该方法包括：积分步骤，在长于水平周期的时间段内对通过拍摄对象得到的输入视频信号进行积分；归一化(normalization)步骤，对在积分步骤中得到的积分值或邻近场或帧的积分值之间的差值进行归一化；提取步骤，提取出在归一化步骤中经过归一化的积分值或差值的频谱；推定步骤，根据提取步骤中提取出的频谱推定闪烁分量；减法步骤，获取通过在长于水平周期的时间段内对输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定这些积分值的差值；计算步骤，根据减法步骤中确定的积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；闪烁减少信号生成步骤，生成闪烁减少信号，用以根据由积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率(probability)，删除在推定步骤中推定出的闪烁分量；以及算术运算步骤，对输入视频信号和闪烁减少信号生成步骤中生成的闪烁减少信号进行算术运算。

根据本发明的实施例，还提供了一种闪烁减少电路，用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，该电路包括：积分装置，用于在长于水平周期的时间段内，对通过拍摄对象得到的输入视频信号进行积分；归一化装置，用于对积分装置得到的积分值或邻近场或帧的积分值间的差值进行归一化；提取装置，用于提取出通过归一化装置归一化的积分值或差值的频谱；推定装置，用于根据提取装置提取出的频谱推定闪烁分量；减法装置，用于获取通过在长于水平周期的时间段内对输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定这些积分值的差值；计算装置，用于根据减法装置确定的积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；闪烁减少信号生成装置，用于生成闪烁减少信号，用以根据由积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，删除推定装置推定出的闪烁分量；以及算术运算装置，用于对输入视频信号和闪烁减少信号生成装置生成的闪烁减少信号进行算术运算。

根据本发明的实施例，还提供了一种具有闪烁减少电路的图像拾取装置，该闪烁减少电路用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，该电路包括：积分装置，用于在长于水平周期的时间段内，对通过拍摄对象得到的输入视频信号进行积分；归一化装置，用于对积分装置得到的积分值或邻近场或帧的积分值间的差值进行归一化；提取装置，用于提取出通过归一化装置归一化的积分值或差值的频谱；推定装置，用于根据提取装置提取出的频谱推定闪烁分量；减法装置，用于获取通过在长于水平周期的时间段内对输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定这些积分值的差值；计算装置，用于根据减法装置确定的积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；闪烁减少信号生成装置，用于生成闪烁减少信号，用以根据由积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，删除推定装置推定出的闪烁分量；以及算术运算装置，用于对输入视频信号和闪烁减少信号生成装置生成的闪烁减少信号进行算术运算。

因而，根据本发明，能够检测并校正XY地址扫描型成像元件(通常是CMOS成像元件)所特有的荧光灯闪烁问题，而不管被拍摄的对象、视频信号电平和荧光灯的类型如何，并且，能够不使用光接收元件和多个区域，减少由于运动对象引起的错误校正。因此，能够通过使用先前检测到的值在不发生错误校正的情况下校正闪烁，并且，即使存在运动对象，也能够防止由于闪烁造成的图像质量下降。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的图像拾取装置的示意方框图；

图2示出了设置在图1所示图像拾取装置实施例的数字信号处理部中的闪烁减少部的示意方框图；

图3示出了当拍摄对象是均匀图案时图像的闪烁的示意图；

图4示出了设置在图1所示图像拾取装置的系统控制器中的参数控制部的示意方框图；

图5示出了图4所示参数控制部的增益计算部的函数的曲线图；

图6是图4所示参数控制部的控制操作顺序的流程图；

图7示出了根据本发明实施例的另一图像拾取装置的示意方框图；

图8示出了设置在图7所示图像拾取装置实施例的数字信号处理部中的闪烁减少部的示意方框图；

图9示出了设置在图1和图7所示图像拾取装置的系统控制器中的另一参数控制部的示意方框图；

图10示出了图9所示参数控制部的系数计算部的函数的曲线图；

图11示出了设置在图9所示参数控制部中的LPF的示意方框图；

图12是图9所示参数控制部的控制操作顺序的流程图；

图13示出了能够设置在图1和图7所示图像拾取装置的系统控制器中的替换参数控制部的示意方框图；

图14是图13所示参数控制部的控制操作顺序的流程图；

图15示出了能够设置在图1和图7所示图像拾取装置的系统控制器中的另一可选参数控制部的示意方框图；

图16示出了设置在图15所示参数控制部中的切换控制部的函数的曲线图；

图17示出了设置在图15所示参数控制部中的延迟电路的示意方框图；以及

图18是图15所示参数控制部的控制操作顺序的流程图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述根据本发明的优选实施例。然而，本发明决不限于下文中描述的实施例，这些实施例可以在不偏离本发明的精神和原则之内进行各种不同方式的修改和变更。

例如，本发明可应用于具有图1所示结构的图像拾取装置。

参照图1，图像拾取装置10是通过使用XY地址扫描型成像元件实现的摄像机，该成像元件为CMOS成像元件12。图像拾取装置10包括：成像光学系统11、CMOS成像元件12、模拟信号处理部13、系统控制器14、透镜驱动驱动器15、定时发生器16和数字信号处理部17。

在该图像拾取装置10中，来自对象的光经由成像光学系统11进入CMOS成像元件12，在CMOS成像元件12中经过光电转换，从而从CMOS成像元件12获得模拟视频信号。

CMOS成像元件12通过在CMOS衬底上二维地排列多个具有光电二极管(光门)、传输门(快门晶体管)、切换晶体管(地址晶体管)、放大晶体管和复位晶体管(复位门)的像素，连同垂直扫描电路、水平扫描电路和视频信号输出电路一起形成。

CMOS成像元件12可以是原色系或补色系，由CMOS成像元件12获得的模拟信号可以是RGB的原色信号或者补色系的信号。

在经A/D转换转变成数字信号之前，来自CMOS成像元件12的模拟信号通过模拟信号处理部13对每一种颜色进行采样保持处理，该模拟信号处理部以IC(集成电路)实现，并通过AGC(自动增益控制)进行增益控制。

在最终转变成亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y并从数字信号处理部17中输出之前，来自模拟信号处理部13的数字视频信号通过以IC实现的数字信号处理部17处理，并且每个信号的闪烁分量通过数字信号处理部17中的闪烁减少部18减少。

系统控制器14通常以微型计算机实现，从而可以控制像机中的各个部件。

具体来说，透镜驱动控制信号由系统控制器14提供给以IC实现的透镜驱动驱动器15，并且成像光学系统11的透镜由透镜驱动驱动器15控制。

类似地，定时控制信号从系统控制器14提供给定时发生器16，并且，各种定时信号由定时发生器16提供给CMOS成像元件12来驱动CMOS成像元件12。

此外，每个信号部件的检测信号从数字信号处理部17取入系统控制器14中，使得不同颜色的色彩信号通过模拟信号处理部13根据如上所述来自系统控制器14的AGC信号进行增益控制，并且，数字信号处理部17的信号处理操作同样由系统控制器14控制。

如图2所示，设置在上述数字信号处理部17中的闪烁减少部18包括：归一化处理模块20和算术运算模块30，数字视频信号从上文所述的模拟信号处理部13提供给它们；以及与归一化处理模块20相连的DFT模块40和与算术运算模块30相连的闪烁生成模块41。

归一化处理模块20依次包括：积分模块21，输入视频信号In’(x，y)或数字视频信号从上述模拟信号处理部13提供给它；与积分模块21相连的积分值保存模块22；平均值计算模块23；差值计算模块24和归一化模块25。

如图3所示，示出了当对象为均匀图案时的图像闪烁，闪烁分量通常与对象的信号强度成比例。

因此，如果对象在任意选取的场n中任意选取的像素(x，y)上的输入视频信号(经过闪烁减少处理之前的亮度信号或者RGB原色信号)为In’(x，y)，则如下面的公式(1)所示，In’(x，y)为不包括闪烁分量的信号分量和与信号分量成比例的闪烁分量的和。

In′(x，y)＝[1+Γn(y)]×In(x，y)                   ...(1)

在公式(1)中，In(x，y)为信号分量，Γn(y)×In(x，y)为闪烁分量，其中Γn(y)为闪烁系数。由于水平周期相对于荧光灯的发光周期来说非常短，因而可以假定闪烁系数在同一场的同一行中为常数。因此，闪烁系数由Γn(y)表示。

为了使Γn(y)一般化，将它展开为成傅立叶级数，如以下公式(2)所示。

$\mathrm{\Γn}\left(y\right)=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γm}\×\cos [m\×\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}0}\×y+\mathrm{\Φm},n]$

$=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γm}\×\cos (m\×\mathrm{\ω}0\×y+\mathrm{\Φm},n)$

其中

${\mathrm{\λ}}_0=\frac{2\×f_L}{f_V}\·\·\·\left(2\right)$

这样，能够以全面涵盖作为荧光灯类型函数变化的不同发光特性和余辉特性的形式表示闪烁系数。

关于公式(2)，λo为图3所示的图像内闪烁的波长。如果从每个场中读出的行数为M，则相当于L(＝M/λo)行。在公式(2)中，ωo为利用λo归一化的标准角频率。

在公式(2)中，γm为各阶(m＝1，2，3，...)闪烁分量的振幅，Φmn表明各阶闪烁分量的初相位，它是荧光灯的发光周期和曝光时间的函数。然而，注意，Φmn由垂直同步频率和荧光灯的频率决定，因此，某一场和紧邻其之前的场之间Φmn差值(或者ΔΦm，n)由下面的公式(3)表示。

ΔΦ_m，n＝-m×λ₀×2π                           ...(3)

在闪烁减少部18的积分模块21中，在像平面水平方向上以行为单位对输入视频信号In’(x，y)进行积分以确定积分值Fn(y)，如公式(4)所示，它减少了当检测闪烁时图像模式的影响。

$\mathrm{\Γn}\left(y\right)=\underset{x}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{In}}^{\′}(x,y)=\underset{x}{\mathrm{\Σ}}\left(\right[1+\mathrm{\Γn}\left(y\right)]\×\mathrm{In}(x,y))$

$=\underset{x}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Γn}\left(y\right)+\mathrm{\Γn}\left(y\right)\underset{x}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{In}(x,y)$

$=a_n\left(y\right)+a_n\left(y\right)\×\mathrm{\Γn}\left(y\right)\·\·\·\left(4\right)$

在公式(4)中，αn(y)是信号分量In(x，y)在一行上的积分值，如下面公式(5)所示。

$a_n\left(y\right)=\underset{x}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{In}(x,y)\·\·\·\left(5\right)$

计算确定的积分值Fn(y)存储保存在积分值保存模块22中，以在后续场中检测闪烁使用。积分值保存模块22设计为能够保存至少K个场的积分值。注意，K为删除闪烁分量必要的场数，由垂直同步频率fv和荧光灯的频率f1利用公式(6)获得。在公式(6)中，GCD为确定最大公约数的函数。

$K=\frac{f_v}{\mathrm{GCD}(2{\×f}_L,f_V)}\·\·\·\left(6\right)$

如果对象是均匀的，则信号分量In(x，y)的积分值αn(y)为常数，因此，容易从输入视频信号In’(x，y)的积分值Fn(y)中提取闪烁分量αn(y)×Γn(y)。

然而，对象一般在αn(y)中包含m×ωo分量，因此无法从对象本身的信号分量中的亮度分量和色彩分量中分离闪烁分量的亮度分量和色彩分量。简言之，不可能只纯粹地提取出闪烁分量。此外，由于公式(4)中第二项的闪烁分量相对于第一项的信号分量来说非常小，因而闪烁分量基本被淹没在信号分量中。

此外，闪烁减少部18使用连续K个场的积分值，从而从积分值Fn(y)中除去αn(y)的影响。

具体来说，在此例中，当计算确定一行的积分值Fn(y)时，从积分值保存模块22中读出从(K-1)场前相同行的积分值Fn-(K-1)(y)到紧前场中相同行的积分值Fn_1(y)，然后计算确定K个积分值Fn(y)，...，Fn-(K-1)(y)的平均值AVE[Fn(y)]。

如果在K个连续场的期间内可以认为对象基本相同，则可认为对K个连续场来说αn(y)值相同。如果在K个场中对象的移动足够小，那么上述假设实际上不会引起任何问题。此外，当计算K个连续场的积分值的平均值时，从公式(3)的关系中可以看出，加入闪烁分量的相位依次变化-λo×m×2π的信号，结果使得闪烁分量被除去。因此，平均值AVE[Fn(y)]用下面的公式(7)表示。

$\mathrm{AVE}\left[\mathrm{Fn}\left(y\right)\right]=\frac{1}{K}\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Fn}\_k\left(y\right)$

$=\frac{1}{K}\{\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_{n-k}\left(y\right)+{\mathrm{\α}}_{n-k}\left(y\right)\×\mathrm{\Γn}\_k\left(y\right)\}$

$=\frac{1}{K}\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_{n-k}\left(y\right)+\frac{1}{K}{\mathrm{\α}}_{n-k}\left(y\right)\×\mathrm{\Γn}\_k\left(y\right)$

$={\mathrm{\α}}_n\left(y\right)+\frac{1}{K}{\mathrm{\α}}_n\left(y\right)\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Γn}\_k\left(y\right)$

$=a_n\left(y\right)\·\·\·\left(7\right)$

注意，K个连续场的积分值的平均值根据下面所示的公式(8)的近似计算确定。然而，当对象移动大时，公式(8)的近似不成立。

${\mathrm{\α}}_n\left(y\right)\≅{\mathrm{\α}}_{n-1}\left(y\right)\≅{\mathrm{\α}}_{n-2}\left(y\right)\·\·\·\left(8\right)$

这样，针对对象移动大的情况所提供的闪烁减少部18在积分值保存模块22中保存不小于三个场的积分值，并计算确定包括当前场的积分值Fn(y)在内的不小于(K+1)个场的积分值的平均值。通过这样的设置，能够减小由于时间低通滤波器的作用而引起的对象移动的影响。

此外，在闪烁减少部18中，归一化模块25对来自差值计算模块24的差值Fn(y)-Fn_1(y)进行归一化，即将该差值除以来自平均值计算模块23的平均值AVE[Fn(y)]，从而计算确定经过归一化的差值gn(y)。

经过归一化的差值gn(y)利用上述公式(7)和下述公式(9)和三角函数的和差化积公式展开为下面所示的公式(10)，并根据上述公式(3)的关系由下面公式(11)表示。

$\mathrm{Fn}\left(y\right)-\mathrm{Fn}\_1\left(y\right)=\{{\mathrm{\α}}_n\left(y\right)+{\mathrm{\α}}_n\left(y\right)\×\mathrm{\Γ}n\left(y\right)\}-\{{\mathrm{\α}}_{n-1}\left(y\right)+{\mathrm{\α}}_{n-1}\left(y\right)\×\mathrm{\Γn}\_1\left(y\right)\}$

$={\mathrm{\α}}_n\left(y\right)\×\{\mathrm{\Γn}\left(y\right)-\mathrm{\Γn}\_1\left(y\right)\}$

$={\mathrm{\α}}_n\left(y\right)\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γm}\×\{\cos (m\×\mathrm{\ω}0\×y+\mathrm{\Φm},n)-\cos (m\×\mathrm{\ω}0\×y+\mathrm{\Φm},n\_1)\}...\left(9\right)$

$g_n\left(y\right)=\frac{\{F_n\left(y\right)-F_{n\_1}\left(y\right)\}}{\mathrm{AVE}\left[\mathrm{Fn}\left(y\right)\right]}$

$=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γm}\×\{\cos (m\×{\mathrm{\ω}}_0\×y+\mathrm{\Φm},n)-\cos (m\×{\mathrm{\ω}}_0\×y+\mathrm{\Φm},n\_1)\}$

$=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}(-2)\×\mathrm{\γm}\×\sin (m{\×\mathrm{\ω}}_0\×y+\frac{{\mathrm{\Φ}}_{m,n}+{\mathrm{\Φ}}_{m,n-1}}{2})\×\sin \left(\frac{{\mathrm{\Φ}}_{m,n}-{\mathrm{\Φ}}_{m,n-1}}{2}\right)...\left(10\right)$

$g_n\left(y\right)=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}(-2)\×\mathrm{\γm}\×\sin (m{\×\mathrm{\ω}}_0\×y+{\mathrm{\Φ}}_{m,n}+\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\Φ}}_{m,n}}{2})\×\sin (-\frac{{\mathrm{\Φ}}_{m,n}}{2})$

$=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}2\×\mathrm{\γm}\×\cos (m{\×\mathrm{\ω}}_0\×y+{\mathrm{\Φ}}_{m,n}+\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\Φ}}_{m,n}}{2}-\frac{\mathrm{\π}}{2})\×\sin \left(\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\Φ}}_{m,n}}{2}\right)$

$=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}2\×\mathrm{\γm}\×\sin \left(\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\Φ}}_{m,n}}{2}\right)\×\cos (m\×{\mathrm{\ω}}_0\×y+{\mathrm{\Φ}}_{m,n}+\frac{{\mathrm{\Δ\Φ}}_{m,n}}{2}-\frac{\mathrm{\π}}{2})$

$=\underset{m=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\left|A_m\right|\×\cos ({m\×\mathrm{\ω}}_0\×y+{\mathrm{\θ}}_m)\·\·\·\left(11\right)$

注意，公式(11)中的|Am|和θm分别用下面所示的公式(12)和公式(13)表示。

$\left|\mathrm{Am}\right|=2{\mathrm{\γ}}_m\×\sin \left(\frac{{\mathrm{\Δ\Φ}}_{m,n}}{2}\right)\·\·\·\left(12\right)$

$\mathrm{\θm}={\mathrm{\Φ}}_{m,n}+\frac{{\mathrm{\Δ\Φ}}_{m,n}}{2}-\frac{\mathrm{\π}}{2}\·\·\·\left(13\right)$

由于对象的信号强度对差值Fn(y)-Fn_1(y)留有影响，因而由于闪烁引起的亮度变化的程度和颜色变化的程度可随图像中的区域而变化。然而，由于上述归一化的结果，亮度变化程度和颜色变化程度在图像的所有区域上可以相等。

注意，分别用公式(12)和公式(13)表示的|Am|和θm为经过归一化的差值gn(y)的、各阶频谱的振幅和初相位。因此，利用下面所示公式(14)和(15)，当归一化差值gn(y)经过傅立叶变换，并检测出各阶频谱的振幅|Am|和初相位θm的时候，可以确定上述公式(2)所示的各阶闪烁分量的振幅γm和初相位ΔΦmn。

${\mathrm{\γ}}_m=\frac{\left|A_m\right|}{2\×\sin \left(\frac{{\mathrm{\Δ\Φ}}_{m,n}}{2}\right)}\·\·\·\left(14\right)$

${\mathrm{\Φ}}_{m,n}={\mathrm{\θ}}_m-\frac{{\mathrm{\Δ\Φ}}_{m,n}}{2}+\frac{\mathrm{\π}}{2}\·\·\·\left(15\right)$

在图2所示的闪烁减少部18的实例中，DFT模块40对相当于从归一化模块25得到的归一化差值gn(y)中闪烁的波长(针对行L)的数据执行离散傅里叶变换。

如果DFT运算为DFT[gn(y)]，并且阶数m的DFT结果为Gn(m)，则DFT运算由下面所示的公式(16)表示。

$\mathrm{DFT}\left[\mathrm{gn}\left(y\right)\right]=\mathrm{Gn}\left(m\right)=\underset{i=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{gn}\left(i\right){\×W}^{m\×l}\·\·\·\left(16\right)$

公式(16)中的W用下述公式(17)表示。

$W=\exp [-j\×\frac{2\mathrm{\π}}{L}]\·\·\·\left(17\right)$

根据DFT的定义，上述公式(12)、(13)和公式(16)的关系用下述公式(18)和(19)表示。

$\left|\mathrm{Am}\right|=2\×\frac{\left|\mathrm{Gn}\left(m\right)\right|}{L}\·\·\·\left(18\right)$

${\mathrm{\θ}}_m={\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{Im}\left(\mathrm{Gn}\left(m\right)\right)}{\mathrm{Re}\left(\mathrm{Gn}\left(m\right)\right)}\right)$

其中，

Im(Gn(m))：虚部

Re(Gn(m))：实部                      ...(19)

因此，根据公式(14)、(15)、(18)和(19)，可以利用下面所示公式(20)和(21)确定各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn。

${\mathrm{\γ}}_m=\frac{\left|\mathrm{Gn}\left(m\right)\right|}{L\×\sin \left(\frac{{\mathrm{\Δ\Φ}}_{m,n}}{2}\right)}\·\·\·\left(20\right)$

${\mathrm{\Φ}}_{m,n}={\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{Im}\left(\mathrm{Gn}\left(m\right)\right)}{\mathrm{Re}\left(\mathrm{Gn}\left(m\right)\right)}\right)-\frac{{\mathrm{\Δ\Φ}}_{m,n}}{2}+\frac{\mathrm{\π}}{2}\·\·\·\left(21\right)$

使DFT运算的数据长度等于闪烁的波长，这是因为，这么做的话，能够直接获得ωo整数倍的一组离散频谱。

一般来说，处理数字信号时使用的是FFT(高速傅里叶变换)来进行傅立叶变换。不过，在本发明的实施例中使用的是DFT。原因在于DFT比FFT更方便，这是因为傅立叶变换的数据长度不等于二次幂。然而，同样可以通过处理输入/输出数据使用FFT。

在荧光灯照明下，事实上可以足够精确地近似闪烁分量，即使阶数m的范围限制在小于十阶(tenth)。因此，由于没有必要输出DFT运算的所有数据，在操作效率方面，如果同使用FFT相比，使用DFT不会对本发明的用途造成不便。

DFT模块40首先应用由公式(16)定义的DFT运算提取频谱，并利用公式(20)和(21)的运算推定各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn。

在图2所示的闪烁减少部18中，闪烁生成模块41根据从DFT模块40中得到的γm和Φmn的推定值，计算确定由上述公式(2)表示的闪烁系数Γn(y)。

然而，如上文指出，在荧光灯照明下，如果阶数m的范围限制在十阶，实际上可以足够精确地近似闪烁分量。因此，当通过公式(2)计算确定闪烁系数Γn(y)时，可以将总和阶数限制为预定的数目，例如限制在二阶从而不会致使其无穷大。

由上述公式(1)，用下面所示的公式(22)表示不包含任何闪烁分量的信号分量In(x，y)。

$\mathrm{In}(x,y)=\frac{{\mathrm{In}}^{\′}(x,y)}{1+\mathrm{\Γn}\left(y\right)}\·\·\·\left(22\right)$

图2所示的闪烁减少部18中，算数运算模块30给从闪烁生成模块41得到的闪烁系数Γn(y)加1，并用加和[1+Γn(y)]除输入视频信号In’(x，y)。

于是，结果是，包含在输入视频信号In’(x，y)中的闪烁分量基本上被完全除去，并从算数运算模块30得到实际上不包括任何闪烁分量的信号分量In(x，y)作为输出视频信号(减少了闪烁的RGB原色信号或者亮度信号)。

图像拾取装置10的系统控制器14从上述闪烁减少部18中的DFT模块40接收闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn作为输入，并设置有参数控制部14^*，积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的积分值Y(n-k)从积分值保存模块22中提供给它。

参数控制部14^*可以是典型的具有图4所示结构的参数控制部14A。

参数控制部14A包括振幅增益计算部50和乘法器55。

参数控制部14A接收由DFT模块40确定的各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn作为输入。

振幅增益计算部50根据当前闪烁检测区域的总积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的总积分值Y(n-k)，输出闪烁分量的振幅γm的抑制增益。振幅增益计算部50包括：减法器51，当前闪烁检测区域的积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的积分值Y(n-k)从积分值保存模块22提供给它；与减法器51相连的绝对值(ABS)电路52；连接到ABS电路52的低通滤波器(LPF)53和连接到LPF 53的增益计算部54。

减法器51计算确定当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的积分值差值ΔY(n)。

ABS电路52将减法器51的输出值转化为相应的绝对值。当减法器51的输出值很小时，可以假定没有运动对象，并且认为振幅γm高度可靠。另一方面，如果减法器51的输出值较大，由于可以推测存在运动对象，则认为振幅γm的可靠性低。

LPF 53为用于减少由于外部干扰引起的从ABS电路52输出的积分差值ΔY(n)中的过量波动的滤波器。LPF最好设置有这样的时间常数，以提供一个能够可靠地确定要拍摄的场景是处于荧光灯照明下还是处于非荧光灯照明下、并防止LPF对外部干扰反应过于强烈的时间段。

如图5所示，增益计算部54根据LPF 53的输出值，输出0到1间的一个值。具体来说，增益计算部54在LPF 53输出值大于临界值thrB时输出0，在LPF 53输出值小于临界值thrA时输出1，而当LPF 53的输出值介于临界值thrA和临界值thrB之间时它输出线性内插值。简言之，当LPF 53的输出可靠性高时它输出1，而可靠性低时输出0。

然后，乘法器55将各阶闪烁分量的振幅γm和增益计算部54的输出值相乘。

针对DFT的每一阶执行增益计算处理。基本上，DFT的第一阶为主分量。然而，尤其在使用高速快门时产生高阶分量的情况下，希望通过计算来确定高阶增益。此外，因为除荧光灯频谱之外的任何频谱都远离荧光灯的相位分量，使得增益被抑制，所以即使通常计算确定到高阶增益也不会引起问题。

图6是参数控制部14A的控制操作顺序的流程图。

参照图6，在第一步或者步骤S10中，将当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的差值设置为积分值差值ΔY(n)。

在下一步或者步骤S11中，将积分值差值ΔY(n)的绝对值设置为ΔY_ABS(n)。

在步骤S12中，将通过对ΔY_ABS(n)应用LPF处理获得的值设置为ΔY_{LPF_ABS}(n)。

在步骤S13中，利用图5中所示的函数由ΔY_{LPF_ABS}(n)计算确定抑制增益。

本发明可以应用于具有图7所示结构的图像拾取装置100。

参照图7，图像拾取装置100是通过使用XY地址扫描型成像元件实现的摄像机，该成像元件为CMOS成像元件112。图像拾取装置100包括：成像光学系统111、CMOS成像元件112、模拟信号处理部113、系统控制器114、透镜驱动驱动器115、定时发生器116、数字信号处理部117和亮度检测部119。

在该图像拾取装置100中，来自对象的光经由成像光学系统111进入CMOS成像元件112，在CMOS成像元件112中经过光电转换，从而从CMOS成像元件112中获得模拟视频信号

CMOS成像元件112通过在CMOS衬底上二维地排列多个具有光电二极管(光门)、传输门(快门晶体管)、切换晶体管(地址晶体管)、放大晶体管和复位晶体管(复位门)的像素，连同垂直扫描电路、水平扫描电路和视频信号输出电路一起形成。

CMOS成像元件112可以是原色系或补色系的，由CMOS成像元件112获得的模拟信号可以是RGB的原色信号或者补色系的信号。

在经A/D转换转变成数字信号之前，来自CMOS成像元件112的模拟信号通过模拟信号处理部113对每一种颜色进行采样保持处理，该模拟信号处理部以IC(集成电路)实现，并通过AGC(自动增益控制)进行增益控制。

在最终转变成亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y并从数字信号处理部117中输出之前，来自模拟信号处理部113的数字视频信号通过以IC实现的数字信号处理部117处理，并且每个信号的闪烁分量通过数字信号处理部117中的闪烁减少部118减少。

来自模拟信号处理部113的数字视频信号被提供给亮度检测部119，该亮度检测部119将当前亮度级Y(n)和K场前的亮度级Y(n-k)间的差值输出至系统控制器114。

系统控制器114通常实现为微型计算机，从而可以控制像机中的各个部件。

具体来说，透镜驱动控制信号由系统控制器114提供给以IC实现的透镜驱动驱动器115，并且成像光学系统111的透镜由透镜驱动驱动器115控制。

类似地，定时控制信号从系统控制器114提供给定时发生器116，并且，各种定时信号由定时发生器116提供给CMOS成像元件112来驱动CMOS成像元件112。

此外，每个信号部件的检测信号从数字信号处理部117取入系统控制器114中，使得不同颜色的色彩信号通过模拟信号处理部113根据如上所述来自系统控制器114的AGC信号进行增益控制，并且，数字信号处理部117的信号处理操作同样由系统控制器114控制。

如图8所示，设置在上述数字信号处理部117中的闪烁减少部18包括：归一化处理模块120和算术运算模块130，数字视频信号从上文所述的模拟信号处理部113提供给它们；以及与归一化处理模块120相连的DFT模块40和与算术运算模块130连接的闪烁生成模块141。

归一化处理模块120依次包括：积分模块121，输入视频信号In’(x，y)或数字视频信号从上述模拟信号处理部113提供给它；与到积分模块121相连的积分值保存模块122；平均值计算模块123；差值计算模块124和归一化模块125。

在闪烁减少部118中，通过积分模块121在像平面水平方向上以行为单位对输入视频信号In’(x，y)进行积分以确定积分值Fn(y)，如上述公式(4)所示，从而减少了当检测闪烁时图像模式的影响。

由积分模块121计算确定的积分值Fn(y)存储保存在积分值保存模块122中，以在后续场中检测闪烁使用。积分值保存模块122设计为能够保存至少K个场的积分值。注意，K为删除闪烁分量必要的场数，根据垂直同步频率fv和荧光灯的频率f1利用公式(6)得到。在公式(6)中，GCD为确定最大公约数的函数。

如果对象是均匀的，则信号分量In(x，y)的积分值αn(y)为常数，因此，很容易从输入视频信号In’(x，y)的积分值Fn(y)中提取闪烁分量αn(y)×Γn(y)。

然而，对象一般包含αn(y)中的m×ωo分量，因此不可能从对象本身的信号分量中的亮度分量和色彩分量中分离出闪烁分量的亮度分量和色彩分量。简言之，不可能只纯粹地提取出闪烁分量。此外，由于公式(4)中第二项的闪烁分量相对于第一项的信号分量来说非常小，因而闪烁分量基本被淹没在信号分量中。

此外，闪烁减少部18使用连续K个场的积分值，从而从积分值Fn(y)中消除αn(y)的影响。

具体来说，在此例中，当通过计算确定一行的积分值Fn(y)时，从积分值保存模块122中读出(K-1)场前中相同行的积分值Fn-(K-1)(y)和紧前场中相同行的积分值Fn_1(y)，然后从平均值计算模块123中计算确定K个积分值Fn(y)，...，Fn-(K-1)(y)的平均值AVE[Fn(y)]。

如果在K个连续场的期间内可以认为对象基本相同，则可认为对K个连续场来说αn(y)值相同。如果在K个场中对象的移动足够小，那么上述假设实际上不会引起任何问题。此外，当计算K个连续场的积分值的平均值时，从与上述公式(3)的关系中可以看出，加入闪烁分量的相位依次变化-λo×m×2π的信号，结果使得闪烁分量被除去。因此，平均值AVE[Fn(y)]用上述公式(7)表示。

注意，K个连续场的积分值的平均值在上述公式(8)的近似成立的假设之下通过计算确定。然而，当对象移动大时，公式(8)的近似不成立。

这样，针对对象移动大的情况所提供的闪烁减少部18在积分值保存模块122中保存不小于三个场的积分值，并计算确定包括当前场的积分值Fn(y)在内的不小于(K+1)个场的积分值的平均值。通过这样的设置，能够减小由于时间低通滤波器的作用而引起的对象移动的影响。

此外，在闪烁减少部118中，归一化模块125对来自差值计算模块124的差值Fn(y)-Fn_1(y)进行归一化，即将该差值除以来自平均值计算模块123的平均值AVE[Fn(y)]，从而计算确定经过归一化的差值gn(y)。

经过归一化的差值gn(y)通过上述公式(11)表示。

由于对象的信号强度对差值Fn(y)-Fn_1(y)留有影响，因而由于闪烁引起的亮度变化的程度和颜色变化的程度可随图像中的区域而变化。然而，作为上述归一化的结果，亮度变化程度和颜色变化程度在图像的所有区域上可以相等。

注意，分别用上述公式(12)和公式(13)表示的|Am|和θm为经过归一化的差值gn(y)的、各阶频谱的振幅和初相位。因此，利用上述公式(14)和(15)，当归一化差值gn(y)经过傅立叶变换，并检测出各阶频谱的振幅|Am|和初相位θm的时候，可以确定上述公式(2)所示的各阶闪烁分量的振幅γm和初相位ΔΦmn。

在图8所示的闪烁减少部118的实例中，DFT模块140对相当于从归一化模块125得到的归一化差值gn(y)中闪烁的波长(针对行L)的数据执行离散傅里叶变换。

如果DFT运算为DFT[gn(y)]，并且阶数m的DFT结果为Gn(m)，则DFT运算由上述公式(16)表示。

因此，可以利用上述公式(20)和(21)确定各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn。

使DFT运算的数据长度等于闪烁的波长(针对行L)，这是因为这么做的话，能够直接获得ωo整数倍的一组离散频谱。

一般来说，处理数字信号时使用的是FFT(高速傅里叶变换)来进行傅立叶变换。不过，在本发明的实施例中使用的是DFT。原因在于DFT比FFT更方便，这是因为傅立叶变换的数据长度不等于二次幂。然而，同样可以通过处理输入/输出数据使用FFT。

在荧光灯照明下，实际上可以足够精确地近似闪烁分量，即使阶数m的范围限制在小于十阶。因此，由于没有必要输出DFT运算的所有数据，在操作效率方面，如果同使用FFT相比，使用DFT不会对本发明的用途造成不便。

DFT模块140首先应用由上述公式(16)定义的DFT运算提取频谱，并利用上述公式(20)和(21)的运算推定各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn。

在图8所示的闪烁减少部118中，闪烁生成模块141根据从DFT模块140中得到的γm和Φmn的推定值，计算确定由上述公式(2)表示的闪烁系数Γn(y)。

然而，如上文指出，在荧光灯照明下，如果阶数m的范围限制在小于十阶，实际上可以足够精确地近似闪烁分量。因此，当通过上述公式(2)计算确定闪烁系数Γn(y)时，可以将总和阶数限制为预定的数目，例如限制在二阶从而不会致使其无穷大。

由上述公式(1)，用上述公式(22)表示不包含任何闪烁分量的信号分量In(x，y)。

因此，在图8所示的闪烁减少部118中，算数运算模块130给从闪烁生成模块141得到的闪烁系数Γn(y)加1，并用加和[1+Γn(y)]除输入视频信号In’(x，y)。

于是，结果是，包含在输入视频信号In’(x，y)中的闪烁分量被基本完全除去，并从算数运算模块130得到实际上不包括任何闪烁分量的信号分量In(x，y)作为输出视频信号(减少了闪烁的RGB原色信号或者亮度信号)。

因此，图像拾取装置110的系统控制器114从上述闪烁减少部118中的DFT模块140接收闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn作为输入，并设置有参数控制部14^*，积分值Y(n-k)和K场前的闪烁检测区域的积分值Y(n)从亮度检测部119提供给它。

参数控制部14^*可以是典型的具有图4所示结构的参数控制部14A，并按照图6的流程图所示顺序，针对每一阶DFT执行增益计算处理，从而根据当前闪烁检测区域的总积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的总积分值Y(n-k)，输出闪烁分量的振幅γm的抑制增益。

设置在上述图像拾取装置10的系统控制器14或者上述图像拾取装置100的系统控制器114中的参数控制部14^*可以不是具有图4所示结构的参数控制部14A，而可以是具有图9所示结构的参数控制部14B。

图9所示的参数控制部14B具有滤波系数计算部60和两个低通滤波器(LPF)65a、65b，这两个滤波器的滤波特性可变。

在参数控制部14B中，通过上述DFT模块40或者DTF模块140计算确定的各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn输入至LPF65a、65b中，并将当前闪烁检测区域的总积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的总积分值Y(n-k)输入至上述闪烁系数计算部60中。

闪烁系数计算部60包括：减法器61，当前闪烁检测区域的积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的积分值Y(n-k)提供给它；与减法器61相连的绝对值(ABS)电路62；与ABS电路62相连的低通滤波器(LPF)63和与LPF 63相连的两个系数计算部64a、64b。

在闪烁系数计算部60中，减法器61计算确定当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的积分值差值ΔY(n)。

ABS电路62将减法器61的输出值转化为相应的绝对值。当减法器61的输出值很小时，可以假定没有运动对象，并且认为振幅γm和初相位Φmn高度可靠。另一方面，如果减法器61的输出值较大，由于可以推测存在运动对象，则认为振幅γm和初相位Φmn可靠性低。

LPF 63为用于减少由于外部干扰引起的从ABS电路62输出的积分差值|ΔY(n)|中的过量波动的滤波器。LPF最好设置有时间常数，以提供一个能够可靠地确定要拍摄的场景是处于荧光灯照明下还是处于非荧光灯照明下、并防止LPF对外部干扰反应过于强烈的时间段。

如图10所示，系数计算部64a、64b根据LPF 63的输出值，输出0到1间的一个值。具体来说，它们在LPF 63输出值大于临界值thrB时输出0，在LPF 63输出值小于临界值thrA时输出1，而当LPF 63的输出值介于临界值thrA和临界值thrB之间时它们输出线性内插值。简言之，当LPF 63的输出可靠性最高时它们输出1，而可靠性最低时输出0。

LPF 65a利用由系数计算部64a得到的闪烁系数，对各阶闪烁分量的相位Φmn执行LPF处理。

LPF 65b利用由系数计算部64b得到的闪烁系数，对各阶闪烁分量的振幅γm执行LPF处理。

如图11所示，每个LPF 65a、65b都具有用于以权值a加权的加权电路651、加法器652、用于产生延迟量Z-1的延迟电路653和权值为1-a的加权电路654。当系数a较大时，当前检测值重加权，而系数小时当前检测值轻加权，并且之前的检测值重加权。通过这种设置，如果场景中出现运动对象，那么可以通过使用先前的检测值正确地进行校正并消除校正错误。

系数计算处理针对DFT的每一阶进行。基本上，DFT的第一阶为主分量。然而，尤其在使用高速快门时产生高阶分量的情况下，希望通过计算来确定高阶增益。此外，因为除荧光灯频谱之外的任何频谱都远离荧光灯的相位分量，使得增益被抑制，所以即使通常计算确定到高阶增益也不会引起问题。

为降低由于对象造成的校正误差，可以不考虑Y(n)为针对相位的LPF 65a选择一个长的时间常数，并使只有LPF 65b根据Y(n)的函数而变化。然而，在从存在非反相荧光灯照明到不存在非反相荧光灯的照明的转变情况下，可能发生缓慢的跟随行为，反之亦然。

图12是参数控制部的控制操作顺序的流程图。

参照图12，在第一步或者步骤S20中，将当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的差值设置为积分值差值ΔY(n)。

在下一步或者步骤S21中，将积分值差值ΔY(n)的绝对值设置为ΔY_ABS(n)。

在步骤S22中，将通过对ΔY_ABS(n)应用LPF处理获得的值设置为ΔY_{LPF_ABS}(n)。

在步骤S23中，利用图10中所示的函数由ΔY_{LPF_ABS}(n)计算确定滤波系数。图10中所示的函数分别保存振幅和相位的临界值，并计算确定滤波系数求振幅和相位。

设置在上述图像拾取装置10的系统控制器14或者上述图像拾取装置100的系统控制器114中的参数控制部14^*可以是具有图13所示结构的参数控制部14C。

图13所示的参数控制部14C具有计算部70、滤波特性可变的低通滤波器(LPF)75a和乘法器75b。

在参数控制部14C中，通过上述DFT模块40或者DTF模块140计算确定的各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn输入至LPF75a和乘法器75b中，而将当前闪烁检测区域的总积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的总积分值Y(n-k)从上述归一化处理模块20或者亮度检测部119中输入至上述计算部70中。

计算部70根据当前闪烁检测区域的总积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的总积分值Y(n-k)，输出闪烁分量的振幅γm的LPF系数。计算部70包括：减法器71，当前闪烁检测区域的总积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的总积分值Y(n-k)提供给它；连接到减法器71的绝对值(ABS)电路72；连接到ABS电路72的低通滤波器(LPF)73；连接到LPF 73的系数计算部74a和增益计算部74b。

在计算部70中，减法器71计算确定当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的积分值差值ΔY(n)。

ABS电路72将减法器71的输出值转化为相应的绝对值。当减法器71的输出值很小时，可以假定没有运动对象。因此认为振幅γm和初相位Φmn具有高可靠性。另一方面，如果减法器71的输出值较大，由于可以推测存在运动对象，则认为振幅γm和初相位Φmn的可靠性低。

LPF 73为用于减少由于外部干扰引起的从ABS电路72输出的积分差值|ΔY(n)|中的过量波动的滤波器。LPF最好设置有这样的时间常数，从而提供一个能够可靠地确定要拍摄的场景是处于荧光灯照明下还是处于非荧光灯照明下、并防止LPF对外部干扰反应过于强烈的时间段。

如图10所示，系数计算部74a根据LPF 73的输出值输出0到1间的一个值。具体来说，它在LPF 73输出值大于临界值thrB时输出0，在LPF 73输出值小于临界值thrA时输出1，而当LPF 73的输出值介于临界值thrA和临界值thrB之间时输出线性内插值。简言之，当LPF 73的输出可靠性最高时它输出1，而可靠性最低时输出0。

如图10所示，增益计算部74b根据LPF 73的输出值输出0到1间的一个值。具体来说，它在LPF 73输出值大于临界值thrB时输出0，在LPF 73输出值小于临界值thrA时输出1，而当LPF 73的输出值介于临界值thrA和临界值thrB之间时输出线性内插值。简言之，当LPF 73的输出可靠性高时它输出1，而可靠性低时输出0。

LPF 75a利用由系数计算部74a得到的闪烁系数，对各阶闪烁分量的相位Φmn执行LPF处理。

乘法器75b将各阶闪烁分量的振幅γm同增益计算部74b的输出值相乘。

LPF 75a具有如上述图11所示的结构。当系数a较大时，当前检测值重加权，而系数小时当前检测值轻加权，并且之前的检测值重加权。通过这种设置，如果场景中出现运动对象，那么可以通过使用先前的检测值正确地进行校正并消除校正误差。

系数计算处理针对DFT的每一阶进行。基本上，DFT的第一阶为主分量。然而，尤其在使用高速快门时产生高阶分量的情况下，希望通过计算来确定高阶增益。此外，因为除荧光灯频谱之外的任何频谱都远离荧光灯的相位分量，使得增益被抑制，所以即使通常计算确定到高阶增益也不会引起问题

为降低由于对象造成的校正误差，可以不考虑Y(n)，为用于相位的LPF 75a选择一个长的时间常数，并使只有LPF 75b根据Y(n)的函数而变化。然而，在从存在非反相荧光灯照明到不存在非反相荧光灯的照明的转变情况下，可能发生缓慢的跟随行为，反之亦然。

图14是参数控制部的控制操作顺序的流程图。

参照图14，在第一步或者步骤S30中，将当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的差值设置为积分值差值ΔY(n)。

在下一步或者步骤S31中，将积分值差值ΔY(n)的绝对值设置为ΔY_ABS(n)。

在步骤S32中，将通过对ΔY_ABS(n)应用LPF处理获得的值设置为ΔY_{LPF_ABS}(n)。

在步骤S33中，利用图10中所示的函数由ΔY_{LPF_ABS}(n)计算确定滤波系数。

在步骤S34中，利用图5中所示的函数由ΔY_{LPF_ABS}(n)计算确定抑制增益。

设置在上述图像拾取装置10的系统控制器14或者上述图像拾取装置100的系统控制器114中的参数控制部14^*可以是具有图15所示结构的参数控制部14D。

图15所示的参数控制部14D具有延迟量切换部80和两个延迟电路85a、85b，每个延迟电路都具有可以自由切换的延迟量。

在参数控制部14D中，通过上述DFT模块40或者DTF模块140计算确定的各阶闪烁分量的振幅γm和初相位Φmn输入至LPF75a和乘法器75b中，并将当前闪烁检测区域的总积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的总积分值Y(n-k)输入至上述延迟量切换部80中。

延迟量切换部80根据当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)，控制闪烁分量的振幅γm延迟量和初相位Φmn延迟量的操作。延迟量切换部80包括：减法器81，当前闪烁检测区域的积分值Y(n)和K场前的闪烁检测区域的积分值Y(n-k)提供给它；与减法器81连接的绝对值(ABS)电路82；连接至ABS电路82的低通滤波器(LPF)83；和与LPF 83相连的切换控制部84。

在延迟量切换部80中，减法器81计算确定当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的积分值差值ΔY(n)。

ABS电路82将减法器81的输出值转化为相应的绝对值。当减法器81的输出值很小时，可以假定没有运动对象。因此认为振幅γm和初相位Φmn具有高可靠性。另一方面，如果减法器81的输出值较大，则由于可以推测存在运动对象，可认为振幅γm和初相位Φmn的可靠性低。

LPF 83为用于减少由于外部干扰引起的从ABS电路82中输出的积分差值|ΔY(n)|中的过量波动的滤波器。LPF最好设置有时间常数，以提供一个能够可靠地确定要拍摄的场景是处于荧光灯照明下还是处于非荧光灯照明下、并防止LPF对外部干扰反应过于强烈的时间段。

如图16所示，切换控制部84a根据LPF 83的输出值输出0到1间的一个值。具体来说，它在LPF 83输出值大于临界值thr时输出0，而在LPF 83输出值小于临界值thr时输出1。简言之，当LPF83的输出可靠性高时它输出1，而可靠性低时输出0。

延迟电路85a在延迟电路85b中针对各阶闪烁分量的振幅γm设置由切换控制部84指明的值。

延迟电路85b在延迟电路85b中针对各阶闪烁分量的相位Φmn设置由切换控制部84指明的值。

如图17所示，每个延迟电路85a、85b都具有延迟量为Z^-k的延迟元件851和切换开关852。当切换控制信号ctrl为1时，切换开关852选择信号A，而切换控制信号ctrl为0时，切换开关852选择信号B。简言之，可靠性高时它选择当前信号A，但是为了使用可靠的先前检测值而选择K场前的信号。

系数计算处理针对DFT的每一阶进行。基本上，DFT的第一阶为主分量。然而，尤其在使用高速快门时产生高阶分量的情况下，希望通过计算来确定高阶增益。此外，因为除荧光灯频谱之外的任何频谱都远离荧光灯的相位分量，使得增益被抑制，所以即使通常计算确定到高阶增益也不会引起问题。

图18是参数控制部的控制操作顺序的流程图。

参照图18，在第一步或者步骤S40中，将当前积分值Y(n)和K场前的积分值Y(n-k)间的差值设置为积分值差值ΔY(n)。

在下一步或者步骤S41中，将积分至差值ΔY(n)的绝对值设置为ΔY_ABS(n)。

在步骤S42中，将通过对ΔY_ABS(n)应用LPF处理获得的值设置为ΔY_{LPF_ABS}(n)。

在步骤S43中，延迟电路85a和延迟电路85b的延迟量在ΔY_{LPF_ABS}(n)的基础上根据图16所示的函数进行切换。

对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种闪烁减少方法，用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，所述方法包括：

积分步骤，在长于水平周期的时间段内对通过拍摄所述对象得到的输入视频信号进行积分；

归一化步骤，对所述积分步骤中得到的积分值或邻近场或帧的积分值之间的差值进行归一化；

提取步骤，提取出在所述归一化步骤中经过归一化的积分值或差值的频谱；

推定步骤，根据所述提取步骤中提取出的所述频谱推定所述闪烁分量；

减法步骤，获取通过在长于水平周期的时间段内对所述输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定所述积分值的差值；

计算步骤，根据所述减法步骤中确定的积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；

闪烁减少信号生成步骤，生成闪烁减少信号，用以根据由所述积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，删除所述推定步骤中推定出的闪烁分量；以及

算术运算步骤，对所述输入视频信号和所述闪烁减少信号生成步骤中生成的所述闪烁减少信号进行算术运算。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述闪烁分量的振幅分量和相位分量在所述推定步骤中根据所述提取步骤中提取出的所述频谱计算确定，以及

所述闪烁减少信号生成步骤包括：

抑制系数计算步骤，根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定抑制系数；以及

乘法步骤，将所述抑制系数计算步骤中计算确定的所述抑制系数和所述推定步骤中计算确定的所述振幅分量相乘。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述闪烁分量的振幅分量和相位分量在所述推定步骤中根据所述提取步骤中提取出的所述频谱计算确定，以及

所述闪烁减少信号生成步骤包括：

滤波系数计算步骤，根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定滤波系数；以及

应用步骤，将所述滤波系数计算步骤中计算确定的所述滤波系数应用于在所述推定步骤中计算确定的所述振幅分量和所述相位分量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述闪烁分量的振幅分量和相位分量在所述推定步骤中根据所述提取步骤中提取出的所述频谱计算确定，以及

所述闪烁减少信号生成步骤包括：

抑制系数计算步骤，根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定抑制系数；

滤波系数计算步骤，根据处于荧光灯照明下的概率，计算确定滤波系数；

乘法步骤，将所述抑制系数计算步骤中算出的所述抑制系数和在所述推定步骤中计算确定的所述振幅分量相乘；以及

应用步骤，将所述滤波系数计算步骤中计算确定的所述滤波系数应用于在所述推定步骤中计算确定的所述相位分量。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述闪烁分量的振幅分量和相位分量在所述推定步骤中根据所述提取步骤提取出的所述频谱计算确定，以及

所述闪烁减少信号生成步骤包括：

保存步骤，保存所述推定步骤中算出的所述闪烁分量的振幅数据和相位数据；

切换信号计算步骤，根据处于荧光灯照明下的概率，计算确定用于选择当前振幅和相位或先前振幅和相位的切换信号；以及

切换步骤，针对振幅分量和相位分量，利用在所述切换信号计算步骤中计算确定的切换信号，切换至当前数据或先前数据。

6.一种闪烁减少电路，用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，所述电路包括：

积分装置，用于在长于水平周期的时间段内对通过拍摄所述对象得到的输入视频信号进行积分；

归一化装置，用于对所述积分装置得到的积分值或邻近场或帧的积分值之间的差值进行归一化：

提取装置，用于提取出通过所述归一化装置归一化的积分值或差值的频谱；

推定装置，用于根据所述提取装置提取出的所述频谱推定所述闪烁分量；

减法装置，用于获取通过在长于水平周期的时间段内对所述输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定所述积分值的差值；

计算装置，用于根据所述减法装置确定的所述积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；

闪烁减少信号生成装置，用于生成闪烁减少信号，用以根据由所述积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，删除由所述推定装置推定出的所述闪烁分量；以及

算术运算装置，对所述输入视频信号和所述闪烁减少信号生成装置生成的所述闪烁减少信号进行算术运算。

7.根据权利要求6所述的电路，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

抑制系数计算装置，用于根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定抑制系数；以及

乘法装置，用于将所述抑制系数计算装置计算确定的所述抑制系数和所述推定装置计算确定的所述振幅分量相乘。

8.根据权利要求6所述的电路，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

滤波系数计算装置，用于根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定滤波系数；以及

滤波装置，用于将所述滤波系数计算装置计算确定的所述滤波系数应用于所述推定装置计算确定的所述振幅分量和所述相位分量。

9.根据权利要求6所述的电路，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

抑制系数计算装置，用于根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定抑制系数；

滤波系数计算装置，用于根据处于荧光灯照明下的概率，计算确定滤波系数；

乘法装置，将所述抑制系数计算装置算出的所述抑制系数和所述推定装置计算确定的所述振幅分量相乘；以及

滤波装置，将所述滤波系数计算装置计算确定的所述滤波系数应用于所述推定装置计算确定的所述相位分量。

10.根据权利要求6所述的电路，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

延迟装置，用于保存所述推定装置算出的所述闪烁分量的振幅数据和相位数据；

切换信号计算装置，用于根据由所述积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，计算确定用于选择当前振幅和相位或先前振幅和相位的切换信号；以及

切换装置，针对振幅分量和相位分量，利用所述切换信号切换至当前数据或先前数据。

11.一种带有闪烁减少电路的图像拾取装置，所述闪烁减少电路用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，所述电路包括：

积分装置，用于在长于水平周期的时间段内对通过拍摄所述对象得到的输入视频信号进行积分；

归一化装置，用于对所述积分装置得到的积分值或邻近场或帧的积分值之间的差值进行归一化：

提取装置，用于提取出通过所述归一化装置归一化的积分值或差值的频谱；

推定装置，用于根据所述提取装置提取出的所述频谱推定所述闪烁分量；

减法装置，用于获取通过在长于水平周期的时间段内对所述输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定所述积分值的差值；

计算装置，用于根据所述减法装置确定的所述积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；

闪烁减少信号生成装置，用于生成闪烁减少信号，用以根据由所述积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，删除由所述推定装置推定出的所述闪烁分量；以及

算术运算装置，对所述输入视频信号和所述闪烁减少信号生成装置生成的所述闪烁减少信号进行算术运算。

12.根据权利要求11所述的装置，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

抑制系数计算装置，用于根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定抑制系数；以及

乘法装置，用于将所述抑制系数计算装置计算确定的所述抑制系数和所述推定装置计算确定的所述振幅分量相乘。

13.根据权利要求11所述的装置，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

滤波系数计算装置，用于根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定滤波系数；以及

滤波装置，用于将所述滤波系数计算装置计算确定的所述滤波系数应用于所述推定装置计算确定的所述振幅分量和所述相位分量。

14.根据权利要求11所述的装置，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

抑制系数计算装置，用于根据由所述积分值差值计算确定的处于荧光灯照明下的概率，计算确定抑制系数；

滤波系数计算装置，用于根据处于荧光灯照明下的概率，计算确定滤波系数；

乘法装置，将所述抑制系数计算装置算出的所述抑制系数和所述推定装置计算确定的所述振幅分量相乘；以及

滤波装置，将所述滤波系数计算装置计算确定的所述滤波系数应用于所述推定装置计算确定的所述相位分量。

15.根据权利要求11所述的装置，其中：

所述推定装置根据所述提取装置提取出的所述频谱，计算确定所述闪烁分量的振幅分量和相位分量，以及

所述闪烁减少信号生成装置包括：

延迟装置，用于保存所述推定装置算出的所述闪烁分量的振幅数据和相位数据；

切换信号计算装置，用于根据由所述积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，计算确定用于选择当前振幅和相位或先前振幅和相位的切换信号；以及

切换装置，针对振幅分量和相位分量，利用所述切换信号切换至当前数据或先前数据。

16.一种闪烁减少电路，用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，所述电路包括：

积分单元，用于在长于水平周期的时间段内对通过拍摄所述对象得到的输入视频信号进行积分；

归一化单元，用于对所述积分单元得到的积分值或邻近场或帧的积分值之间的差值进行归一化：

提取单元，用于提取出通过所述归一化单元归一化的积分值或差值的频谱；

推定单元，用于根据所述提取单元提取出的所述频谱推定所述闪烁分量；

减法单元，用于获取通过在长于水平周期的时间段内对所述输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定所述积分值的差值；

计算单元，用于根据所述减法单元确定的所述积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；

闪烁减少信号生成单元，用于生成闪烁减少信号，用以根据由所述积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，删除由所述推定单元推定出的所述闪烁分量；以及

算术运算单元，对所述输入视频信号和所述闪烁减少信号生成单元生成的所述闪烁减少信号进行算术运算。

17.一种带有闪烁减少电路的图像拾取装置，所述闪烁减少电路用于减少包含于在荧光灯照明下利用XY地址扫描型成像元件拍摄对象得到的视频信号中的荧光灯闪烁分量，所述电路包括：

积分单元，用于在长于水平周期的时间段内对通过拍摄所述对象得到的输入视频信号进行积分；

归一化单元，用于对所述积分单元得到的积分值或邻近场或帧的积分值之间的差值进行归一化：

提取单元，用于提取出通过所述归一化单元归一化的积分值或差值的频谱；

推定单元，用于根据所述提取单元提取出的所述频谱推定所述闪烁分量；

减法单元，用于获取通过在长于水平周期的时间段内对所述输入视频信号进行积分得到的当前积分值和当前场之前数场的场的积分值，并确定所述积分值的差值；

计算单元，用于根据所述减法单元确定的所述积分值差值计算处于荧光灯照明下的概率；

闪烁减少信号生成单元，用于生成闪烁减少信号，用以根据由所述积分值差值计算出来的处于荧光灯照明下的概率，删除由所述推定单元推定出的所述闪烁分量；以及

算术运算单元，对所述输入视频信号和所述闪烁减少信号生成单元生成的所述闪烁减少信号进行算术运算。

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