JP2007329604A - Fluorescent light flicker detection circuit - Google Patents

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Yuichi Nonaka
野中雄一
Tatsufumi Ooka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of detecting a fluorescent light flicker caused in an image when a camera apparatus installed with a CMOS sensor adopting the XY address system photographs the image under fluorescent light illumination without using a light receiving element or the like independently of a relationship between a field period of the image and a luminance change period of a fluorescent light. <P>SOLUTION: A fluorescent light flicker detection circuit detects the presence/absence of the fluorescent light flicker from two fields adjacent to each other, changes an electronic shutter speed depending on a result of the detection, and compares fields before and after the change in the electronic shutter speed so as to discriminate the photographing environment. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

技術分野は、撮像素子を備えたカメラ機器を用いて非インバータ方式の蛍光灯照明の下で撮影した場合に画像に生じる、蛍光灯フリッカを検出する技術に関する。   The technical field relates to a technique for detecting fluorescent flicker that occurs in an image when imaged under non-inverter fluorescent lamp illumination using a camera device equipped with an image sensor.

蛍光灯フリッカが発生すると画質が著しく劣化するため、これを低減することが求められ、低減するにはまず蛍光灯フリッカを検出する必要がある。そこで、画像中の蛍光灯フリッカを検出する方法が提案されている。   When fluorescent lamp flicker occurs, the image quality is significantly deteriorated. Therefore, it is necessary to reduce the flicker, and it is necessary to detect the fluorescent lamp flicker first. Accordingly, a method for detecting fluorescent lamp flicker in an image has been proposed.

特許文献1、2には、受光素子や測光素子を設けて蛍光灯の光量を測定することによりフリッカ成分を推定する方法が示されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose a method of estimating a flicker component by providing a light receiving element and a photometric element and measuring the light quantity of a fluorescent lamp.

特許文献3には、「受光素子や測光素子により蛍光灯の光量を測定することによってフリッカ成分を推定する方法は、撮像装置に受光素子や測光素子を付加するので、撮像装置システムのサイズやコストが増大する。…そこで、この発明は、受光素子などを用いることなく、簡単な信号処理のみによって、CMOS撮像素子などのXYアドレス走査型の撮像素子に固有の蛍光灯フリッカを、被写体や映像信号レベルおよび蛍光灯の種類などにかかわらず、高精度で検出し、確実かつ十分に低減することができるようにしたものである。…前記映像信号または前記輝度信号を入力画像信号として、その入力画像信号を1水平周期以上の時間に渡って積分する工程と、その積分値、または隣接するフィールドまたはフレームにおける積分値の差分値を、正規化する工程と、その正規化後の積分値または差分値のスペクトルを抽出する工程と、その抽出したスペクトルからフリッカ成分を推定する…」との記載がある。   Patent Document 3 states that “the method of estimating the flicker component by measuring the light quantity of a fluorescent lamp using a light receiving element or a photometric element adds a light receiving element or a photometric element to the imaging apparatus. Therefore, the present invention eliminates the flicker inherent in the XY address scanning type image pickup device such as a CMOS image pickup device by using simple signal processing without using a light receiving device or the like, and a subject or video signal. Regardless of the level and type of fluorescent lamp, etc., it is possible to detect with high accuracy and reliably and sufficiently reduce the input image as the video signal or the luminance signal as an input image signal. The process of integrating the signal over a period of one horizontal period and the difference between the integrated value or the integrated value in the adjacent field or frame And there is a description of a step of normalizing comprises the steps of extracting the spectrum of the integral value or the difference value after the normalization, and ... "estimates the flicker component from the spectrum that extracted.

特開2000−350102号公報JP 2000-350102 A 特開2000−23040号公報JP 2000-23040 A 特開2004−222228号公報JP 2004-222228 A

しかしながら、特許文献1、2のように、受光素子や測光素子などを別途設ける方法は、撮影装置のコストとサイズが増えるという課題がある。   However, the methods of separately providing a light receiving element, a photometric element, and the like as in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the cost and size of the photographing apparatus increase.

また、特許文献3にも課題がある。その課題をフリッカの原因と共に4から6を用いて説明する。   Patent Document 3 also has a problem. The problem will be described using 4 to 6 together with the cause of flicker.

撮像素子として、例えばXYアドレス方式のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサを搭載したカメラ機器を用いて蛍光灯照明の下で撮影を行った場合、蛍光灯フリッカという画面に横縞が入って見える画質劣化を生じる。蛍光灯フリッカの原因を図4から図6を用いて説明する。   When taking a picture under fluorescent lighting using a camera device equipped with, for example, an XY address type CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor as the image sensor, image quality degradation appears to have horizontal stripes on the screen called fluorescent light flicker. Produce. The cause of the fluorescent lamp flicker will be described with reference to FIGS.

CMOSセンサではCCD(Charge Coupled Devices)センサとは異なり、フォトダイオードの露光開始と露光終了(電荷転送)とを1フィールド(画面)内の複数のライン毎に順に行う「ローリングシャッタ」という手法を採用しているため、1フィールド内でも各ラインで露光開始と露光終了のタイミングが異なる。   Unlike the CCD (Charge Coupled Devices) sensor, the CMOS sensor employs a technique called “rolling shutter” in which the exposure start and exposure end (charge transfer) of the photodiode are sequentially performed for each of a plurality of lines in one field (screen). Therefore, the exposure start timing and the exposure end timing are different for each line even within one field.

図4の上図は横軸に時間を縦軸に輝度をとって、蛍光灯の輝度変化の周期が1/100秒(蛍光灯の輝度変化の周期は蛍光灯の電源周波数によって決まり、この場合、蛍光灯の電源周期は1/50秒)、フィールド周期が1/60秒(NTSC=National Television Standards Committee方式の場合)として蛍光灯の輝度の変化を描いた図である。そして図4の右図は、横軸に輝度、縦軸にラインをとって、ラインに対する輝度の変化をフィールド毎に描いた図である。   In the upper diagram of FIG. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents luminance, and the period of change in luminance of the fluorescent lamp is 1/100 second (the period of change in luminance of the fluorescent lamp is determined by the power supply frequency of the fluorescent lamp. FIG. 5 is a diagram depicting a change in luminance of a fluorescent lamp with a power cycle of the fluorescent lamp being 1/50 seconds) and a field period of 1/60 seconds (in the case of NTSC = National Television Standards Committee system). The right diagram of FIG. 4 is a diagram in which the horizontal axis represents luminance and the vertical axis represents a line, and changes in luminance with respect to the line are drawn for each field.

図4の右図が示すように、ラインに対して輝度が変化していおり、画面(フィールド)上で見ると画面に明暗の横縞が入っているように見える。これが蛍光灯フリッカである。また、フィールド毎に輝度の変化の位相がずれているため、フリッカによる画面の横縞が上下方向に移動し、波打っているように見える。   As shown in the right diagram of FIG. 4, the luminance changes with respect to the line, and when viewed on the screen (field), it appears that the screen has bright and dark horizontal stripes. This is fluorescent lamp flicker. Also, since the phase of the luminance change is shifted for each field, the horizontal stripes on the screen due to flicker move up and down and appear to wave.

一方、図5はフィールド周期が1/60秒、蛍光灯の輝度変化の周期が1/120秒(蛍光灯の電源周期は1/60秒)の場合の撮影画像の輝度変化を表している。撮影画像のフィールド周期が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍又は整数分の1倍(以下、総称して整数倍ともいう)である場合は、ラインごとの露光量に違いが生じず、図5の右図にあるように輝度がライン間及びフィールド間で一定となり、蛍光灯フリッカは発生しない。   On the other hand, FIG. 5 shows the luminance change of the photographed image when the field period is 1/60 seconds and the luminance change period of the fluorescent lamp is 1/120 seconds (the power supply period of the fluorescent lamp is 1/60 seconds). When the field period of the photographed image is an integral multiple of the luminance change period of the fluorescent lamp or 1 / multiple of an integral number (hereinafter also referred to as an integer multiple), there is no difference in the exposure amount for each line. As shown in the right figure, the luminance is constant between lines and fields, and no fluorescent lamp flicker occurs.

特許文献3では、隣接するフィールド又はフレームの間の差を利用する。図5のように画像のフィールド周期が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍である場合にはフィールド間に差が生じず、図4のように画像のフィールド周期が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍でもなく且つ整数分の1倍でもない場合(以下、非整数倍ともいう)には、発生するフリッカパターンがフィールド間で異なるので差分値はフリッカ成分と相関を持つものとなりフリッカ検出できるかもしれない。   In Patent Document 3, a difference between adjacent fields or frames is used. When the field period of the image is an integer multiple of the luminance change period of the fluorescent lamp as shown in FIG. 5, there is no difference between the fields, and the field period of the image is an integer of the luminance change period of the fluorescent lamp as shown in FIG. If it is neither a multiple nor a fraction of an integer (hereinafter also referred to as a non-integer multiple), the generated flicker pattern differs between fields, so that the difference value has a correlation with the flicker component and may detect flicker. Absent.

しかし、カメラでは「電子シャッタ」という露光時間を変えることで露光量を調整する機能がある。   However, the camera has a function of adjusting the exposure amount by changing the exposure time called “electronic shutter”.

ここで、図6のように、画像のフィールド周期が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍(1/120秒)であり、かつ、電子シャッタによる露光時間が蛍光灯の輝度変化周期の非整数倍(1/100秒)である場合には、図6の右図のようにライン間で輝度の差が生じるので横縞の蛍光灯フリッカが生じるものの、露光タイミングと蛍光灯の輝度変化の位相が常に一定であるため、フィールド間では輝度の差が生じない。画面上では横縞が固定しているように見える。   Here, as shown in FIG. 6, the field period of the image is an integral multiple (1/120 seconds) of the luminance change period of the fluorescent lamp, and the exposure time by the electronic shutter is a non-integer multiple of the luminance change period of the fluorescent lamp. In the case of (1/100 second), a difference in luminance occurs between the lines as shown in the right diagram of FIG. 6, so that horizontal stripe fluorescent lamp flicker occurs, but the exposure timing and the phase of the luminance change of the fluorescent lamp are always constant. Since it is constant, there is no difference in luminance between fields. The horizontal stripes appear to be fixed on the screen.

このような図6の場合、発生するフリッカパターンがフィールド間で同一となるため差分値はフリッカ成分と相関を持たない。よって、特許文献3の技術ではフリッカが発生しているのか発生していないのか差分値から判断できず、フリッカ検出ができないという課題がある。   In the case of FIG. 6, the generated flicker pattern is the same between fields, so the difference value has no correlation with the flicker component. Therefore, the technique of Patent Document 3 has a problem that flicker cannot be detected because it cannot be determined from the difference value whether flicker has occurred or not.

そこで例えば、XYアドレス方式のCMOSセンサを搭載したカメラ機器を用いて蛍光灯照明の下で撮影を行った場合に画像中に発生する蛍光灯フリッカを、受光素子などを用いなくとも、画像のフィールド周期と蛍光灯の輝度変化周期との関係に関わらず検出する技術を提供する。   Therefore, for example, if a camera device equipped with an XY address type CMOS sensor is used for photographing under fluorescent lamp illumination, fluorescent light flicker generated in an image can be detected without using a light receiving element or the like. Provided is a technique for detecting regardless of the relationship between the period and the luminance change period of the fluorescent lamp.

具体的に例えば、第1種及び第2種の輝度周期の蛍光灯によるフリッカを検出する方法であって、撮像素子の第1の露光期間によってフィールド間の露光量に差があるとき、第1種の輝度周期の蛍光灯によるフリッカと判断し、差がないとき、撮像素子の露光期間を変更し、露光期間の変更前後で露光した輝度に位相のずれがあるとき、第2種の輝度の周期の蛍光灯によるフリッカと判断する。   Specifically, for example, a method for detecting flicker by fluorescent lamps of the first and second luminance periods, and when there is a difference in exposure amount between fields depending on the first exposure period of the image sensor, the first When it is determined that there is no difference between the flickers of the fluorescent lamps of the seed luminance cycle and there is no difference, the exposure period of the image sensor is changed, and when there is a phase shift in the exposure brightness before and after the change of the exposure period, It is determined that the flicker is caused by a fluorescent lamp with a period.

例えば上記手段によると、電子シャッタによる露光時間が蛍光灯の輝度変化周期の非整数倍であっても蛍光灯フリッカを検出することが可能である。   For example, according to the above means, it is possible to detect fluorescent lamp flicker even if the exposure time by the electronic shutter is a non-integer multiple of the luminance change period of the fluorescent lamp.

上記以外の課題、手段、効果は後述する実施例によって明らかにされる。   Problems, means, and effects other than those described above will be clarified by examples described later.

以下、本発明に好適な実施形態の例として蛍光灯フリッカ検出回路の実施例を説明する。   Hereinafter, an example of a fluorescent lamp flicker detection circuit will be described as an example of an embodiment suitable for the present invention.

図1は、蛍光灯フリッカ検出回路の構成例を示すブロック図である。図1に示す蛍光灯フリッカ検出回路にはXYアドレス方式のCMOSセンサの出力するデジタル変換された画像データを入力する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a fluorescent lamp flicker detection circuit. The fluorescent light flicker detection circuit shown in FIG. 1 receives digitally converted image data output from an XY address type CMOS sensor.

まず、画像データをライン積分部1に入力し、画像データを所定の画素数分積分し(以下これをライン積分と称する)、積分データ(以下これをライン積分値と称する)を出力する。なお、積分したデータは所定の画素数で割ることによる平均値であってもよい。   First, image data is input to the line integration unit 1, the image data is integrated for a predetermined number of pixels (hereinafter referred to as line integration), and integration data (hereinafter referred to as line integration value) is output. The integrated data may be an average value obtained by dividing by a predetermined number of pixels.

次に、前フィールド積分値保存部2にライン積分部1の出力を保存する。後述するように隣接2フィールド間のライン積分値を比較することによってフリッカを検出するためである。また、ライン積分を行うのは、蛍光灯フリッカは垂直方向の輝度変化として現れるためフリッカ成分は1ライン期間内ではほぼ一定であるので、2フィールド間で同じラインの積分データを比較するためである。また、NTSC等の一般の動画形式であれば2フィールド間の時間的差は極めて小さいため被写体パターンもほとんど同じとみなせるが、画素単位で比較を行うと1画素のずれが大きな誤差となってしまう。よってライン積分を行うことで、被写体のずれ、特に水平方向のずれの影響がほとんど無視できるようになる。また、垂直方向のずれの影響も少なくするために、ライン積分は1ライン単位ではなく、複数ライン単位でも行うものが好ましい。   Next, the output of the line integration unit 1 is stored in the previous field integration value storage unit 2. This is because flicker is detected by comparing line integral values between adjacent two fields as will be described later. The reason why line integration is performed is that fluorescent light flicker appears as a change in luminance in the vertical direction, and the flicker component is substantially constant within one line period, so that integration data of the same line is compared between two fields. . Further, in the case of a general moving image format such as NTSC, the time difference between two fields is very small and the subject pattern can be regarded as almost the same. However, when comparing pixel by pixel, a deviation of one pixel becomes a large error. . Therefore, by performing line integration, the influence of the subject shift, particularly the horizontal shift, can be almost ignored. Further, in order to reduce the influence of the deviation in the vertical direction, it is preferable that the line integration is performed not in units of one line but in units of a plurality of lines.

続いて、現在のフィールドのライン積分値であるライン積分部1の結果と、前フィールド積分値保存部2に保存してある前フィールドのライン積分値から、フリッカ検出部3でフリッカを検出する。   Subsequently, the flicker detection unit 3 detects flicker from the result of the line integration unit 1 which is the line integration value of the current field and the line integration value of the previous field stored in the previous field integration value storage unit 2.

フリッカ検出部3の動作を詳細に説明する。フリッカ検出部3では、2つの入力の除算を行う。現在のフィールドの積分値を前フィールドの積分値で割るのが基本だが、分母分子を逆にした構成でもよい。現在のフィールドと前フィールドで異なるパターンの蛍光灯フリッカが発生している場合、除算結果は全てのラインで異なる値となる。一方、現在のフィールドと前フィールドで同一のパターンの蛍光灯フリッカが発生している場合は、除算結果は全てのラインでほぼ同一の値となる。また、両フィールドとも蛍光灯フリッカが発生していない場合も、除算結果は全てのラインでほぼ同一の値となる。よって、除算結果が一定でなければフリッカ検出とし、一定であればフリッカの有無を特定できないので未検出として、フリッカ検出部3からはフリッカの検出/未検出の情報を出力する。   The operation of the flicker detection unit 3 will be described in detail. The flicker detection unit 3 divides two inputs. Basically, the current field integral value is divided by the previous field integral value, but the denominator numerator may be reversed. When fluorescent lamp flickers with different patterns are generated in the current field and the previous field, the division results are different in all lines. On the other hand, when the same pattern of fluorescent lamp flicker occurs in the current field and the previous field, the division results are almost the same in all lines. In addition, even when no fluorescent lamp flicker occurs in both fields, the division results are almost the same for all lines. Therefore, if the division result is not constant, the flicker detection is performed. If the division result is constant, the presence / absence of flicker cannot be specified. Therefore, the flicker detection unit 3 outputs flicker detection / non-detection information.

撮影環境判断部4では、フリッカ検出部3の出力から、現在の撮影環境が蛍光灯下であるか非蛍光灯下であるかを判断する。撮影環境判断部4におけるこの判断の流れを、フィールド周波数が60Hzの動画形式NTSCの例を用いて図2に示す。   The shooting environment determination unit 4 determines from the output of the flicker detection unit 3 whether the current shooting environment is under a fluorescent lamp or a non-fluorescent lamp. The flow of this determination in the shooting environment determination unit 4 is shown in FIG. 2 using an example of a moving image format NTSC with a field frequency of 60 Hz.

まず、初期電子シャッタ速度判断9で電子シャッタ速度が1/100秒の整数倍かどうかを判断する(ステップ9)。1/100秒の整数倍の場合は電子シャッタ速度を1/100秒の整数倍以外の速度に変え(ステップ10)、1/100秒の整数倍以外であればそのままの電子シャッタ速度を用いてフリッカを検出する(ステップ6)。この検出を一次検出とする。一次検出の結果、フリッカが検出されれば、撮影環境は電源周波数50Hzの蛍光灯下であると判断できる。   First, in the initial electronic shutter speed determination 9, it is determined whether or not the electronic shutter speed is an integral multiple of 1/100 seconds (step 9). In the case of an integral multiple of 1/100 seconds, the electronic shutter speed is changed to a speed other than an integral multiple of 1/100 seconds (step 10). Flicker is detected (step 6). This detection is referred to as primary detection. If flicker is detected as a result of the primary detection, it can be determined that the shooting environment is under a fluorescent lamp with a power frequency of 50 Hz.

しかしフリッカが検出されなければ(ステップ6で未検出)、撮影環境は非蛍光灯下か電源周波数60Hzの蛍光灯下のどちらかとなり、撮影環境を特定できないため、次のステップ7へ移る。尚、電子シャッタ使用時で露光時間が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍である場合は、画像のフィールド周期に関わらずフリッカは発生しないため、図1のフリッカ検出部3における除算の結果は全てのラインでほぼ同一の値となり、フリッカは検出されない。   However, if flicker is not detected (not detected in step 6), the shooting environment is either under a non-fluorescent lamp or under a fluorescent lamp with a power frequency of 60 Hz, and the shooting environment cannot be specified. When the electronic shutter is used and the exposure time is an integral multiple of the luminance change period of the fluorescent lamp, flicker does not occur regardless of the field period of the image. Therefore, all the division results in the flicker detection unit 3 in FIG. The lines are almost the same value, and flicker is not detected.

ステップ7では、1/100秒の整数倍以外になっている電子シャッタ速度を変化させ、変化させた電子シャッタ速度において、再度フリッカ検出を行う(ステップ8)。この検出を二次検出とする。   In step 7, the electronic shutter speed, which is other than an integral multiple of 1/100 second, is changed, and flicker detection is performed again at the changed electronic shutter speed (step 8). This detection is referred to as secondary detection.

二次検出の仕組みを図3で説明する。図3は、図6と同様に画像のフィールド周期が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍(1/120秒)であり、かつ、電子シャッタによる露光時間が蛍光灯の輝度変化周期の非整数倍である場合を示している。ただし、露光時間を2種類(1/100秒、1/80秒)に分けて示している。   The mechanism of secondary detection will be described with reference to FIG. In FIG. 3, as in FIG. 6, the field period of the image is an integral multiple (1/120 seconds) of the luminance change period of the fluorescent lamp, and the exposure time by the electronic shutter is a non-integer multiple of the luminance change period of the fluorescent lamp. The case is shown. However, the exposure time is divided into two types (1/100 seconds and 1/80 seconds).

図3のように、異なる露光時間によれば、右図のセンサ出力波形の位相がずれる。よって電子シャッタ速度変化(ステップ7)により露光時間を変えることで、撮影環境が蛍光灯下であれば二次検出に用いる2フィールド間のライン積分値の波形パターンが異なり、フリッカ検出部3でフリッカが検出される。   As shown in FIG. 3, according to different exposure times, the phase of the sensor output waveform in the right figure is shifted. Therefore, by changing the exposure time by changing the electronic shutter speed (step 7), if the shooting environment is under a fluorescent lamp, the waveform pattern of the line integral value between the two fields used for the secondary detection is different. Is detected.

一方、撮影環境が非蛍光灯下であれば、電子シャッタ速度に関わらずフリッカは発生しないため、フリッカ検出部3における除算の結果は全てのラインでほぼ同一の値となり、フリッカは検出されない。よって二次検出8の結果、フリッカが検出されれば撮影環境は電源周波数60Hzの蛍光灯下であり、検出されなければ撮影環境は非蛍光灯下であると判断できる。なお露光時間の変化のさせ方は、種々の場合がありうる。   On the other hand, if the shooting environment is under a non-fluorescent lamp, flicker does not occur regardless of the electronic shutter speed. Therefore, the result of division in the flicker detection unit 3 is almost the same for all lines, and flicker is not detected. Therefore, if flicker is detected as a result of the secondary detection 8, it can be determined that the shooting environment is under a fluorescent lamp with a power frequency of 60 Hz, and if it is not detected, the shooting environment is under a non-fluorescent lamp. There are various ways of changing the exposure time.

このように、図1のフリッカ検出部3の出力がフリッカ検出を示している場合(図2のステップ6で検出の場合)、撮影環境判断部4で電源周波数が画像のフィールド周波数の非整数倍の蛍光灯下であると判断し、フリッカ検出部3の出力がフリッカ未検出を示している場合(ステップ6で未検出の場合)は、撮影環境判断部4では撮影環境未確定とし、電子シャッタ速度制御部5によって次のフィールドの電子シャッタ速度(露光時間)を変化させ(ステップ7)、二度目のフリッカ検出を行う(ステップ8)。   As described above, when the output of the flicker detection unit 3 in FIG. 1 indicates flicker detection (in the case of detection in step 6 in FIG. 2), the imaging environment determination unit 4 sets the power frequency to a non-integer multiple of the field frequency of the image. If the output of the flicker detection unit 3 indicates that the flicker is not detected (if not detected in step 6), the shooting environment determination unit 4 determines that the shooting environment has not been determined, and the electronic shutter The speed controller 5 changes the electronic shutter speed (exposure time) of the next field (step 7), and performs the second flicker detection (step 8).

ただし、露光時間が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍になる電子シャッタ速度に変化させると画像のフィールド周期に関わらずフリッカは発生しないため、フリッカ検出部3における除算の結果は全てのラインでほぼ同一の値となり、フリッカは検出されず、蛍光灯の電源周波数に関わらず非蛍光灯下であると判断してしまうため、二度目のフリッカ検出を行う際は露光時間が蛍光灯の輝度変化周期の整数倍になる電子シャッタ速度に変化させる(ステップ7)。   However, if the exposure time is changed to an electronic shutter speed that is an integral multiple of the luminance change period of the fluorescent lamp, flicker does not occur regardless of the field period of the image. Therefore, the result of division in the flicker detection unit 3 is almost the same for all lines. The flicker is not detected and it is determined that the lamp is under a non-fluorescent lamp regardless of the power supply frequency of the fluorescent lamp. Therefore, when performing the second flicker detection, the exposure time is the luminance change cycle of the fluorescent lamp. The electronic shutter speed is changed to an integral multiple of (step 7).

この際、撮影環境判断部4では、一度目のフリッカ検出でフリッカが未検出だったことを記憶しておく。二度目の検出でフリッカ検出部3の出力がフリッカ検出を示している場合、撮影環境判断部4で電源周波数が画像のフィールド周波数の整数倍の蛍光灯下であると判断し、フリッカ未検出を示している場合は、撮影環境判断部4で非蛍光灯下であると判断する。   At this time, the photographing environment determination unit 4 stores that no flicker was detected in the first flicker detection. If the output of the flicker detection unit 3 indicates flicker detection in the second detection, the imaging environment determination unit 4 determines that the power source frequency is under a fluorescent lamp that is an integral multiple of the field frequency of the image, and flicker non-detection is detected. If it is shown, the shooting environment determination unit 4 determines that the lamp is under a non-fluorescent lamp.

以上で説明したように、本実施例により、電源周波数が画像のフィールド周波数の整数倍の蛍光灯下、あるいは画像のフィールド周波数の非整数倍の蛍光灯下、あるいは非蛍光灯下かを判断することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is determined whether the power source frequency is under a fluorescent lamp that is an integer multiple of the field frequency of the image, a fluorescent lamp that is a non-integer multiple of the field frequency of the image, or a non-fluorescent lamp. be able to.

なお、上述した実施例では、フリッカ検出部3では2入力の除算により検出/未検出を求めるとしたが、除算の代わりに差分によって求めてもよい。この場合、電子シャッタ速度が異なるとフリッカパターンだけでなく画像全体のゲインも速度に比例して増減するので、ライン積分部1からの入力と前フィールド積分値保存部2からの入力の露光時間の比より、フリッカ検出部3で両入力のゲインを1:1に合わせるとよい。   In the above-described embodiment, the flicker detection unit 3 obtains detection / non-detection by 2-input division. However, it may be obtained by a difference instead of division. In this case, if the electronic shutter speed is different, not only the flicker pattern but also the gain of the entire image increases or decreases in proportion to the speed, so that the exposure time of the input from the line integration unit 1 and the input from the previous field integration value storage unit 2 From the ratio, the flicker detection unit 3 may set the gains of both inputs to 1: 1.

また、前述した実施例1及び2においては、その一部もしくは全てにおいて、ソフトウェア、ハードウェアのどちらで構成してもよい。   In the first and second embodiments described above, some or all of them may be configured by software or hardware.

また、前述した実施形態は、画像単位をフィールド(NTSCではフィールド周期1/60秒)とした場合であるが、画像単位をフレーム(NTSCではフレーム周期1/30秒)とした場合も同様の構成でよい。   In the above-described embodiment, the image unit is a field (field cycle 1/60 seconds in NTSC), but the same configuration is also used when the image unit is a frame (frame cycle 1/30 seconds in NTSC). It's okay.

また、前述した実施例は、NTSC(フィールド周期1/60秒)の場合で説明したが、PAL等のフィールド周期1/50秒の動画形式でも同様の構成でよい。   In the above-described embodiment, NTSC (field cycle 1/60 seconds) is described. However, the same configuration may be used for a moving image format such as a PAL field cycle of 1/50 seconds.

その他、インターレース方式、プログレッシブ方式、アナログ方式、デジタル方式など種々に用いることができる。   In addition, various methods such as an interlace method, a progressive method, an analog method, and a digital method can be used.

蛍光灯フリッカ検出回路の構成例を示す。The structural example of a fluorescent lamp flicker detection circuit is shown. 撮影環境判断のフロー例を示す。The example of a flow of imaging environment judgment is shown. 電子シャッタ速度(露光時間)の違いによる画像の輝度変化の位相のずれを示す。The phase shift of the luminance change of an image by the difference in electronic shutter speed (exposure time) is shown. フィールド周期が1/60秒、蛍光灯の電源周期が1/50秒の場合の撮影画像の輝度変化例を示す。An example of a change in luminance of a captured image when the field period is 1/60 seconds and the fluorescent lamp power supply period is 1/50 seconds is shown. フィールド周期が1/60秒、蛍光灯の電源周期が1/60秒の場合の撮影画像の輝度変化例を示す。An example of a change in luminance of a captured image when the field period is 1/60 seconds and the fluorescent lamp power supply period is 1/60 seconds is shown. フィールド周期が1/60秒、蛍光灯の電源周期が1/60秒、電子シャッタによる露光時間が1/100秒の場合の撮影画像の輝度変化例を示す。An example of a luminance change of a captured image when the field period is 1/60 seconds, the power supply period of the fluorescent lamp is 1/60 seconds, and the exposure time by the electronic shutter is 1/100 seconds is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 ライン積分部
2 前フィールド積分値保存部
3 フリッカ検出部
4 撮影環境判断部
5 電子シャッタ速度制御部
1 Line integration unit 2 Previous field integration value storage unit 3 Flicker detection unit 4 Imaging environment determination unit 5 Electronic shutter speed control unit

Claims (13)

第1種及び第2種の輝度周期の蛍光灯によるフリッカを検出する方法であって、
撮像素子の第1の露光期間によってフィールド間の露光量に差があるとき、前記第1種の輝度周期の蛍光灯によるフリッカと判断し、
差がないとき、撮像素子の露光期間を変更し、
露光期間の変更前後で露光した輝度に位相のずれがあるとき、前記第2種の輝度の周期の蛍光灯によるフリッカと判断するフリッカ検出方法。
A method for detecting flicker caused by fluorescent lamps of the first and second luminance periods,
When there is a difference in exposure amount between fields depending on the first exposure period of the image sensor, it is determined that the flicker is caused by a fluorescent lamp having the first luminance cycle,
When there is no difference, change the exposure period of the image sensor,
A flicker detection method for determining flicker caused by a fluorescent lamp having a cycle of the second type of luminance when there is a phase shift in the luminance exposed before and after the change of the exposure period.
フリッカを検出する方法であって、
撮像素子の露光期間を変更し、
露光期間の変更前後で露光した輝度に位相のずれがあるとき、フリッカと判断するフリッカ検出方法。
A method for detecting flicker,
Change the exposure period of the image sensor,
A flicker detection method in which flicker is determined when there is a phase shift in the brightness of the exposure before and after the change of the exposure period.
請求項1又は2のフリッカ検出方法であって、
前記撮像素子はCMOSセンサである。
The flicker detection method according to claim 1 or 2,
The image sensor is a CMOS sensor.
請求項1から3のいずれかのフリッカ検出方法であって、
前記第1種の輝度周期は1/100秒であり、前記第2種の輝度周期は1/120秒である。
The flicker detection method according to any one of claims 1 to 3,
The first type of luminance cycle is 1/100 second, and the second type of luminance cycle is 1/120 second.
請求項1から4のいずれかのフリッカ検出方法であって、
前記フィールドの期間は、1/60秒である。
The flicker detection method according to any one of claims 1 to 4,
The duration of the field is 1/60 seconds.
請求項1から5のいずれかのフリッカ検出方法であって、
前記第1の露光期間は、前記第1種の輝度周期の整数倍又は整数分の1倍以外の露光期間である。
The flicker detection method according to any one of claims 1 to 5,
The first exposure period is an exposure period other than an integral multiple or an integral fraction of the first type luminance cycle.
請求項1から6のいずれかのフリッカ検出方法を実行する撮像装置。   An imaging apparatus for executing the flicker detection method according to claim 1. XYアドレス方式の固体撮像素子からの画像データを積分する積分部と、
前記積分部の出力する積分データを1フィールド期間記憶保持する積分値保存部と、
前記積分値保存部に記憶保持した1フィールド前の積分データと現在のフィールドの積分データの演算結果からフリッカの有無を判断するフリッカ検出部と、
前記フリッカ検出部の出力するフリッカ検出結果から蛍光灯下か否かと蛍光灯の電源周波数とを判断する撮影環境判断部と、
前記撮影環境判断部の判断結果にしたがって電子シャッタ速度を制御する電子シャッタ速度制御部と、
を備える蛍光灯フリッカ検出装置。
An integration unit for integrating image data from an XY address type solid-state imaging device;
An integration value storage unit for storing and holding the integration data output by the integration unit for one field period;
A flicker detection unit that determines the presence or absence of flicker from the calculation result of the integration data of the previous field stored and held in the integration value storage unit and the integration data of the current field;
A shooting environment determination unit that determines whether the fluorescent lamp is under the fluorescent lamp and the power frequency of the fluorescent lamp from the flicker detection result output by the flicker detection unit;
An electronic shutter speed control unit for controlling the electronic shutter speed according to the determination result of the imaging environment determination unit;
Fluorescent lamp flicker detection device comprising:
請求項8に記載の蛍光灯フリッカ検出装置であって、
前記フリッカ検出部は、1フィールド前の積分データを現在のフィールドの積分データで除算する。
The fluorescent lamp flicker detection device according to claim 8,
The flicker detection unit divides the integration data of the previous field by the integration data of the current field.
請求項8に記載の蛍光灯フリッカ検出装置であって、
前記フリッカ検出部は、現在のフィールドの積分データを1フィールド前の積分データで除算する。
The fluorescent lamp flicker detection device according to claim 8,
The flicker detection unit divides the integration data of the current field by the integration data of the previous field.
請求項8に記載の蛍光灯フリッカ検出装置であって、
前記フリッカ検出部は、電子シャッタ速度に応じて1フィールド前の積分データと現在のフィールドの積分データで補正して差分をとる。
The fluorescent lamp flicker detection device according to claim 8,
The flicker detection unit corrects the difference between the integration data of the previous field and the integration data of the current field in accordance with the electronic shutter speed to obtain a difference.
請求項8から請求項11に記載の蛍光灯フリッカ検出装置であって、
前記フリッカ検出部は、1フィールド前の積分データと現在のフィールドの積分データの演算結果がほぼ一定であればフリッカ未検出とし、ほぼ一定でなければフリッカ検出を判断する。
A fluorescent lamp flicker detection device according to claim 8,
The flicker detection unit determines that flicker is not detected if the calculation result of the integration data of the previous field and the integration data of the current field is substantially constant, and determines flicker detection if the calculation result is not substantially constant.
請求項8から請求項12に記載の蛍光灯フリッカ検出装置であって、
前記撮影環境判断部は、所定の電子シャッタ速度に設定し、第1のフリッカ検出結果がフリッカ検出ならばフィールド周波数と蛍光灯の電源周波数とが異なる蛍光灯下であると判断し、そうでなければ次フィールドの電子シャッタ速度を変化させて得られた第2のフリッカ検出結果がフリッカ検出ならばフィールド周波数と蛍光灯の電源周波数とが同じ蛍光灯下であると判断し、そうでなければ非蛍光灯下であると判断する。
The fluorescent lamp flicker detection device according to claim 8,
The photographing environment determination unit sets a predetermined electronic shutter speed, and if the first flicker detection result is flicker detection, determines that the field frequency and the power supply frequency of the fluorescent lamp are different from each other under a fluorescent lamp. For example, if the second flicker detection result obtained by changing the electronic shutter speed of the next field is flicker detection, it is determined that the field frequency and the power supply frequency of the fluorescent lamp are under the same fluorescent lamp. Judged to be under fluorescent light.
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