JP2020021983A - Information processing apparatus and program - Google Patents

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Abstract

To provide an information processing apparatus capable of suppressing a flicker fast with simple constitution.SOLUTION: The present invention relates to an information processing apparatus comprising: an image pickup part 1 which picks up an image at a predetermined image pickup frequency and obtains picked-up images of respective points of time as video, and a processing part 3 which obtain, as a processed image formed by processing the picked-up images of the respective points of time, an image by averaging a predetermined number of picked-up images of corresponding time or past time at predetermined intervals from the corresponding time. The predetermined intervals correspond to the predetermined image pickup frequency and a frequency of the quantity of light of a light source in the environment in which the images are picked up, and minimizes variation in average value calculated by selecting the predetermined number of points based upon the predetermined image pickup frequency as a unit interval from on a predetermined light quantity variation function of the frequency of the quantity of light in the environment in which the images are picked up.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ちらつきを高速に且つ簡素な構成によって抑制することができる情報処理装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to an information processing apparatus and a program capable of suppressing flicker at high speed with a simple configuration.

撮像画像(映像)において、意図しないちらつき(フリッカー)が発生してしまうという問題がある。すなわち、撮像系の更新タイミングが高速な場合や露光時間が短い場合などにおいて、電源の周波数によって光量が変動する光源下で撮像すると、撮像画像がちらつくという問題がある。   There is a problem that unintended flicker (flicker) occurs in a captured image (video). In other words, when the update timing of the imaging system is high or the exposure time is short, there is a problem that the captured image flickers when an image is captured under a light source whose light amount varies depending on the frequency of the power supply.

撮像画像のちらつきを低減する手法としては例えば、特許文献2ないし4がある。特許文献2では、撮像画像から光源成分を分離することで撮像画像を補正する。特許文献3では、撮像系の更新タイミングと電源の周波数とが一定間隔で周期することを利用し、撮像系の更新タイミングごとに積算した輝度レベルが一定値になるように次周期以降の露光時間を調整する。特許文献4では、特許文献3と同様に撮像系の更新タイミングと電源の周波数とが一定間隔で周期することを利用し、撮像系の更新タイミングごとに積算した輝度レベルが一定値になるように次周期以降の撮像画像に補正係数を適用する。   For example, Patent Documents 2 to 4 disclose methods for reducing the flicker of a captured image. In Patent Document 2, a captured image is corrected by separating a light source component from the captured image. Patent Literature 3 uses the fact that the update timing of the imaging system and the frequency of the power supply cycle at a constant interval, and uses the exposure time after the next period so that the luminance level integrated for each update timing of the imaging system becomes a constant value. To adjust. Patent Literature 4 utilizes the fact that the update timing of the imaging system and the frequency of the power supply cycle at regular intervals, as in Patent Literature 3, so that the luminance level integrated for each update timing of the imaging system becomes a constant value. A correction coefficient is applied to captured images in the next cycle and thereafter.

特願2018-019335号Japanese Patent Application No. 2018-019335 特開2018-032971号公報JP 2018-032971 JP 特開2010-200133号公報JP 2010-200133 A 特開2013-187603号公報JP 2013-187603 A

しかしながら、以上のような従来技術には、撮像画像におけるちらつきを高速に且つ簡素な構成によって抑制することに関して、次のような課題があった。   However, the above-described conventional techniques have the following problems with respect to suppressing flicker in a captured image at high speed with a simple configuration.

特許文献2は、光源成分の分離に高速フーリエ変換を用いるため、計算資源に乏しい端末では処理時間がかかるという課題がある。特に、表示系の更新タイミングが高速であるほど、処理が間に合わないという課題がある。特許文献3では、積算値に応じて露光時間を変更するため上記の課題は解決する。しかし、撮像系の更新タイミング毎に露光時間を数ミリ秒単位で変更できるだけの機構が必要となり装置規模を小さくできないという課題がある。   Patent Document 2 uses a fast Fourier transform to separate a light source component, and therefore has a problem that a terminal with scarce computational resources takes a long processing time. In particular, there is a problem that as the update timing of the display system is higher, the processing cannot be completed in time. In Patent Literature 3, the above problem is solved because the exposure time is changed according to the integrated value. However, there is a problem that a mechanism capable of changing the exposure time in a unit of several milliseconds at every update timing of the imaging system is required, and there is a problem that the apparatus scale cannot be reduced.

特許文献4では、撮像済み画像に補正係数を適用するため上記の課題は解決する。しかしながら特許文献4(及び特許文献3)は、その前提としている事項によって、次の4つの問題も抱える。   In Patent Document 4, the above problem is solved because a correction coefficient is applied to a captured image. However, Patent Literature 4 (and Patent Literature 3) also has the following four problems depending on the premise thereof.

1つ目の問題として、積算値を求める時間間隔を撮像系の更新タイミングと光量の周波数(電源の周波数の2倍)との最小公倍数から導出するため、互いに素な組み合わせによっては最小公倍数が大きくなり積算値を記憶しておくためのメモリ量が膨大になるという問題がある。   The first problem is that the time interval for calculating the integrated value is derived from the least common multiple of the update timing of the imaging system and the frequency of the light amount (twice the frequency of the power supply). There is a problem that the amount of memory for storing the integrated value becomes enormous.

2つ目の問題として、露光時間は撮像系の更新タイミング間隔としているが、実際には露光時間が撮像系の更新タイミングより短いため、最小公倍数では積算値を求めるべき時間間隔を正確には導出できていないという問題がある。例えば、光量の周波数が100Hz、撮像系の更新タイミングが1/200秒の場合、最小公倍数は200、積算間隔は1/200秒となってしまうので、撮像の更新タイミングと一致し積算値は1種類しか得られない。即ち、特許文献3では露光時間調整が行われず、特許文献4では補正係数が1となり、撮像画像そのままで問題ないことになるが、前述の理由により実際に実行すると多くの端末ではちらつきが発生する。   The second problem is that the exposure time is the update timing interval of the imaging system, but since the exposure time is actually shorter than the update timing of the imaging system, the time interval at which the integrated value should be calculated at the least common multiple is accurately derived. There is a problem that it cannot be done. For example, if the frequency of the light amount is 100 Hz and the update timing of the imaging system is 1/200 second, the least common multiple is 200 and the integration interval is 1/200 second. You can only get the kind. That is, in Patent Document 3, the exposure time is not adjusted, and in Patent Document 4, the correction coefficient is 1, and there is no problem with the captured image as it is. However, when the process is actually executed for the above-mentioned reason, flicker occurs in many terminals. .

3つ目の問題として、撮像系の更新タイミングおよび電源の周波数が完全に正確であることを前提としているが、実際には前提が成り立たないことが多いという問題がある。例えば、東日本(東京電力管内)での一般的な商用電源の周波数は50Hzであるが±0.2Hzの誤差(その他に例えば北海道電力管内では±0.3Hz)は発生しうるものとして、一定の精度内において電源周波数は管理されており、当該前提が成り立たないことがある。また、端末によっては過負荷による処理落ちやフレームドロップが発生し、更新タイミングが変化するだけでなく撮像画像そのものが存在しないタイミングも発生しうる。特に、1つ目の問題で挙げた最小公倍数が大きく、積算値を反映する画像が時間的に離れるほど、当該前提が崩れやすく両手法が破綻してしまうという課題がある。   As a third problem, it is assumed that the update timing of the imaging system and the frequency of the power supply are completely accurate, but there is a problem that the assumption often does not hold in practice. For example, the frequency of a commercial power supply in eastern Japan (TEPCO jurisdiction) is 50 Hz, but an error of ± 0.2 Hz (otherwise, for example, ± 0.3 Hz in Hokkaido electric power jurisdiction) can occur, and within a certain accuracy , The power supply frequency is managed, and the premise may not hold. Further, depending on the terminal, a processing drop or a frame drop due to an overload may occur, and not only the update timing may change but also a timing at which the captured image itself does not exist. In particular, there is a problem that as the least common multiple mentioned in the first problem is large and the image reflecting the integrated value is further apart in time, the premise is more likely to be broken and both methods are broken.

4つ目の問題として、積算値は光源の変動のみが反映されるという前提に立っているが、特許文献1のように撮像部や被写体が大きく移動すると光源以外の明暗の変化が積算値に反映されるため、光源のちらつきを低減できないどころか増幅してしまう恐れがあるという問題がある。   As a fourth problem, the integrated value is based on the assumption that only the fluctuation of the light source is reflected. However, when the imaging unit or the subject moves greatly as in Patent Document 1, a change in brightness other than the light source is added to the integrated value. Since the reflection is reflected, there is a problem that the light source may not be reduced, but may be amplified.

以上のような従来技術の課題に鑑み、本発明は、ちらつきを高速に且つ簡素な構成によって抑制することができる情報処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。   In view of the above-described problems of the related art, an object of the present invention is to provide an information processing apparatus and a program that can suppress flicker at high speed with a simple configuration.

上記目的を達成するため、本発明は、所定の撮像周波数で撮像を行い、映像として各時刻の撮像画像を得る撮像部と、各時刻における撮像画像を加工した加工画像として、当該時刻から所定間隔にある所定複数の当該時刻又は過去時刻における撮像画像を平均したものを得る加工部と、を備える情報処理装置であって、前記所定間隔は、前記所定の撮像周波数と、前記撮像が行われている環境における光源の光量の周波数と、に応じたものであることを特徴とする。また、コンピュータを前記情報処理装置として機能させるプログラムであることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging unit that performs imaging at a predetermined imaging frequency and obtains a captured image at each time as a video, and a processed image obtained by processing the captured image at each time at a predetermined interval from the time. A processing unit that obtains an average of a plurality of images captured at a predetermined time or the past time in the predetermined interval, wherein the predetermined interval is the predetermined imaging frequency and the imaging is performed. And the frequency of the light amount of the light source in an environment. Further, it is a program for causing a computer to function as the information processing device.

本発明によれば、平均するという簡素且つ高速に計算可能な処理によって得られる加工画像において、ちらつきを抑制することが可能である。   According to the present invention, it is possible to suppress flicker in a processed image obtained by a simple and high-speed calculation process of averaging.

一実施形態に係る情報処理装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an information processor concerning one embodiment. ちらつきの発生の模式例を示す図である。It is a figure which shows the schematic example of generation | occurrence | production of a flicker. 電源周波数50Hz及び撮像周波数240Hzでの各組み合わせにおける離散値分布をプロットしたものである。It is a plot of a discrete value distribution in each combination at a power supply frequency of 50 Hz and an imaging frequency of 240 Hz. 電源周波数50Hz及び撮像周波数220Hzでの各組み合わせにおける離散値分布をプロットしたものである。9 is a plot of a discrete value distribution in each combination at a power supply frequency of 50 Hz and an imaging frequency of 220 Hz. 本発明によるちらつき低減の効果を、比較例と共に模式的に示す図である。It is a figure which shows the effect of the flicker reduction by this invention typically with a comparative example.

図1は、一実施形態に係る情報処理装置の機能ブロック図である。情報処理装置10は、撮像部1、選択部2、加工部3及び表示部4を備える。各部による処理内容は以下の通りである。   FIG. 1 is a functional block diagram of an information processing apparatus according to one embodiment. The information processing device 10 includes an imaging unit 1, a selection unit 2, a processing unit 3, and a display unit 4. The processing contents of each unit are as follows.

撮像部1は、時刻t(i)に撮像して得られる撮像画像I(t(i))を選択部2へ出力する。ここで、撮像部1では所定の撮像フレームレート(撮像周波数、又はその逆数としての撮像周期)において映像として撮像を行い、整数インデクスiで指定される各時刻t(i)に関しての撮像画像I(t(i))を得る。撮像部1を実現するハードウェアとしては、昨今の携帯端末に標準装備されることの多いデジタルカメラ等を用いることができる。   The imaging unit 1 outputs a captured image I (t (i)) obtained by imaging at time t (i) to the selection unit 2. Here, the imaging unit 1 performs imaging as a video at a predetermined imaging frame rate (imaging frequency or an imaging cycle as a reciprocal thereof), and captures an image I ((i) at each time t (i) specified by the integer index i. t (i)). As the hardware for realizing the imaging unit 1, a digital camera or the like which is often provided as a standard equipment in recent mobile terminals can be used.

選択部2は、撮像部1で撮像された時系列上の撮像画像I(t(i))の中から、撮像部1における撮像の更新タイミングと電源の周波数とに応じた選択処理を、後段側の表示部4による表示タイミングごとに行い、選択結果を加工部3へと出力する。ここで、当該選択処理に関しての電源の周波数とは、撮像部1が撮像を行っている環境における光源の電源の周波数(例えば、室内で撮像を行っている際の、当該室内の光源としての蛍光灯やLED等の電源の周波数)である。選択部2の処理の詳細に関しては後述する。   The selection unit 2 performs a selection process in accordance with the update timing of imaging in the imaging unit 1 and the frequency of the power source from the time-series captured images I (t (i)) captured by the imaging unit 1, The selection is performed at each display timing by the display unit 4 on the side, and the selection result is output to the processing unit 3. Here, the frequency of the power source for the selection process is the frequency of the power source of the light source in the environment in which the imaging unit 1 is performing imaging (for example, the fluorescence as a light source in the room when performing imaging in a room). Frequency of a power supply such as a lamp or LED). Details of the processing of the selection unit 2 will be described later.

加工部3では、選択部2で選択された複数の撮像画像I(t(i))を平均したものとして加工画像を得て、当該加工画像を表示部4へと出力する。表示部4では当該得られた加工画像を所定の表示タイミングごとに表示することで、所定のフレームレートでの映像を表示する。   The processing unit 3 obtains a processed image as an average of the plurality of captured images I (t (i)) selected by the selection unit 2, and outputs the processed image to the display unit 4. The display unit 4 displays an image at a predetermined frame rate by displaying the obtained processed image at each predetermined display timing.

ここで、表示部4による表示フレームレート(表示周波数)は、実施形態に応じて、撮像部1による撮像フレームレートと一致するものとして設定しておくこともでき、また、撮像部1による撮像フレームレート(高フレームレート)よりも小さいもの(低フレームレート)として設定しておくこともできる。いずれの実施形態においても、仮に本発明を適用しなかったとする場合に発生することが想定されるちらつきを、本発明によって低減することが可能となる。すなわち、仮に本発明を適用せずに情報処理装置10から選択部2及び加工部3が省略された構成において、撮像部1で得た各時刻の撮像画像I(t(i))をそのままの高フレームレートで、または一定間隔で間引いた低フレームレートで、表示部4に表示させたとする場合にはちらつきが発生してしまう事態が想定されるのに対し、本発明の適用によって当該ちらつきを低減することが可能となる。   Here, the display frame rate (display frequency) by the display unit 4 can be set as the same as the imaging frame rate by the imaging unit 1 according to the embodiment. It may be set as a value (low frame rate) smaller than the rate (high frame rate). In any of the embodiments, the present invention can reduce the flicker that is assumed to occur when the present invention is not applied. That is, in a configuration in which the selection unit 2 and the processing unit 3 are omitted from the information processing apparatus 10 without applying the present invention, the captured images I (t (i)) at the respective times obtained by the imaging unit 1 are left as they are. At a high frame rate, or at a low frame rate thinned out at regular intervals, a flicker may occur when displayed on the display unit 4, whereas the flicker is reduced by applying the present invention. It becomes possible to reduce.

また、本発明においては特に、加工部3において複数の撮像画像I(t(i))を平均する(すなわち、複数の撮像画像で互いに同じ画素位置(u,v)にある画素値を平均する)という極めて簡素な処理により、ちらつき低減された加工画像を得ることができる。従って、情報処理装置10で利用可能な計算リソース等が限られたものである場合であっても、高速にちらつき低減の処理を行うことが可能となる。   In the present invention, in particular, the processing unit 3 averages the plurality of captured images I (t (i)) (that is, averages the pixel values at the same pixel position (u, v) in the plurality of captured images) ), A processed image with reduced flicker can be obtained. Therefore, even when the computational resources and the like that can be used in the information processing apparatus 10 are limited, it is possible to perform the flicker reduction processing at high speed.

以下、選択部2による選択処理の詳細を、選択部2により当該選択された撮像画像に対する加工部3による加工処理によってちらつき低減されたものとして得られる加工画像の意義と共に説明する。   Hereinafter, the details of the selection processing by the selection unit 2 will be described together with the significance of the processed image obtained as a result of the processing performed by the processing unit 3 on the captured image selected by the selection unit 2 and having reduced flicker.

まず、ちらつき発生の原因から説明する。電源の周波数をfp、振幅をV、時刻をtとすると、交流電源の電圧をVsin(2πfpt)として表すことができる。このとき電源の周波数fpによって光量が変動する光源は、電圧絶対値|sin(2πfpt)|に比例して光量が変動する。(従って、サイン関数の絶対値として変動することから、光量変動の周波数は電源周波数fpの倍である2fpとなる。)撮像部1は当該変動する光源のもとで撮像を行っているものとし、撮像部1によって撮像される周波数をfcとしたとき、露光時間が短い場合、電源周波数fpと撮像周波数fcとが一致していないとちらつきが発生することとなる。 First, the cause of the flicker will be described. Assuming that the frequency of the power supply is f p , the amplitude is V, and the time is t, the voltage of the AC power supply can be represented as Vsin (2πf p t). Light source that varies the amount of light by the frequency f p of the time power supply voltage absolute value | sin (2πf p t) | amount in proportion to the changes. (Thus, since the variation in absolute value of the sine function, the frequency of the light intensity variation becomes 2f p is a multiple of the power frequency f p.) Imaging unit 1 is subjected to image pickup under a light source for the variation and things, when the frequency to be imaged by the imaging unit 1 and the f c, when the exposure time is short, so that the flicker and the power frequency f p and the image frequency f c do not match occurs.

図2は、当該ちらつきが発生する模式例を示す図である。図2では、横軸を時間、縦軸を電圧(及びこれに比例する光量)として、実線で電圧絶対値|sin(2πfpt)|の連続的なグラフを示すと共に、当該グラフ上において一連の離散的な「●」(黒丸)により、撮像周波数fcにおいて撮像された時系列上の撮像画像における光量変動(すなわち輝度値変動)の離散的なグラフを示している。なお、当該輝度値変動は、1枚の撮像画像における画素範囲全体での平均値としての変動であり、これは以下の各説明においても同様である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic example in which the flicker occurs. In Figure 2, the horizontal axis represents time, the vertical axis as a voltage (and the light quantity proportional thereto), the voltage absolute value by a solid line | sin (2πf p t) | with showing a continuous graph of a series on the graph the discrete "●" (circles), shows a discrete graph of light intensity fluctuations (i.e. luminance value variation) in the captured image on the time-series captured by the image capturing frequency f c. Note that the luminance value fluctuation is a fluctuation as an average value over the entire pixel range in one captured image, and the same applies to the following description.

図2では具体的な数値例として、撮像の更新タイミングとしての撮像周波数fc=240Hz(従って、図示する通り撮像周期=1/240秒)であり、また、電源周波数fp=50Hzである場合を示している。撮像の更新タイミングにより光源の明るさが変化しているため、表示部4において映像として表示するタイミング(図2では1/30秒)の直近で撮像された撮像画像をそのまま表示すると、図2の縦線箇所(表示タイミング1/30秒ごとに示される0秒、1/30秒、2/30秒、3/30秒の縦線箇所)の直近のもの(図2では当該縦線上に一致しているもの)が表示されることとなり、明暗が大きく変動し映像として再生した場合ちらついて見える。具体的には、t=0秒及びt=3/30秒では光源の明るさが最小になっているが、t=1/30秒及びt=2/30秒では光源の明るさが最大に近いため、表示部4においてこれらを順に映像として表示すると、表示される映像としての撮像画像が明滅することになる。 Specific numerical examples in FIG. 2, the imaging frequency f c = 240 Hz as the update timing of the imaging (and thus, as imaging cycle = 1/240 seconds shown) and, also, if a power supply frequency f p = 50 Hz Is shown. Since the brightness of the light source is changed by the update timing of the imaging, if the captured image captured immediately before the timing of displaying as an image (1/30 second in FIG. 2) on the display unit 4 is displayed as it is, as shown in FIG. The nearest vertical line (the vertical line at 0, 1/30, 2/30, and 3/30 seconds indicated at every 1/30 second of the display timing) Is displayed, and the brightness of the image fluctuates greatly, and the image appears to flicker when reproduced as an image. Specifically, the brightness of the light source is minimum at t = 0 seconds and t = 3/30 seconds, but is maximum at t = 1/30 seconds and t = 2/30 seconds. Because these are close, if these are sequentially displayed as video on the display unit 4, the captured image as the displayed video will blink.

上記の例では高フレームレートとしての撮像周波数fc=240Hzに対して低フレームレートでの表示周波数(fvとする)fv=30Hzによる表示を表示部4において行った際に、ちらつきすなわち明滅が発生したが、図2のグラフから見て取れる通り、表示周波数fvを撮像周波数fc=240Hzと一致させる高フレームレートの設定で表示部4が表示を行う場合にも全く同様に、(図2の●の値の変動として見て取れる通り、)明滅が発生することとなる。 In the above example, when a display is performed on the display unit 4 at a display frequency (referred to as f v ) f v = 30 Hz at a low frame rate with respect to the imaging frequency f c = 240 Hz as a high frame rate, flickering, that is, flicker However, as can be seen from the graph of FIG. 2, the display unit 4 performs display at a high frame rate setting that matches the display frequency f v with the imaging frequency f c = 240 Hz. As can be seen as a change in the value of ●, blinking occurs.

図2の模式例のように、電源周波数fpでの変動電圧|sin(2πfpt)|上から撮像周波数fcに応じてサンプルされる(すなわち撮像される)撮像画像は一般に明滅を伴うものとなる。そこで、選択部2では撮像周波数fcに応じてサンプルされる撮像画像から、所定の複数を選択して平均することによって当該明滅が低減されるように、選択処理を行う。 As schematically example of FIG. 2, power supply frequency f varying voltage at the p | sin (2πf p t) | ( i.e. imaged) are sampled according to the imaging frequency f c from above captured image generally involves blinking It will be. Therefore, from the captured image to be sampled in accordance with the imaging frequency f c the selecting unit 2, so that the flicker is reduced by averaging by selecting a predetermined plurality, and selects.

一般的に適用可能な実施形態として、選択部2において所定複数n枚の撮像画像を後段側での加工部3による平均化のための対象として選択する場合を説明する。この場合、変動光源による明るさの影響を受けることで、各時刻tにおいて選択したn枚平均画像の輝度は次式(1)で表される。(すなわち、当該n枚を選択したとする場合、加工部3では次式(1)のような輝度の加工画像を得ることとなる。)   As an embodiment that can be generally applied, a case will be described in which the selection unit 2 selects a plurality of predetermined n captured images as targets for averaging by the processing unit 3 in the subsequent stage. In this case, the brightness of the average image of n images selected at each time t is represented by the following equation (1) under the influence of the brightness by the fluctuating light source. (That is, when the n images are selected, the processing unit 3 obtains a processed image having the luminance as in the following equation (1).)

上式(1)において、hj(0≦j<n)は非負整数をとり、現時刻tにおいて選択可能であるものとして選択したn枚の撮像画像I(t-hj/fc)の各々を表すためのものである。(すなわち、現在時刻tが撮像部1によるk番目の撮像時刻t(k)であれば、画像I(t-hj/fc)は画像I(t(k-hj))とも表記できる。hjは撮像部1で撮像している現在時刻の画像からhj枚だけ過去の画像を選ぶことを意味するものである。hj=0の場合は現在時刻の画像である。)上式(1)を時刻tの連続関数としてf(t,{h})(ここで、{h}は選択されたhj(0≦j<n)の集合を表すものとし、すなわち{h}={hj |0≦j<n}であるものとし、以下も同様とする)としたとき、撮像開始タイミングと光源の明るさ周期との対応が不明であること及び電源周波数が幾分かの誤差範囲内において変動する恐れがあることを考慮すると、時刻tの連続関数としてのf(t,{h})が可能な限り一定値を保って変動しないような挙動を示すような{h}(時刻tに依存しない一定のもの)を、選択部2において選択するようにすることが望まれる。 In the above equation (1), h j (0 ≦ j <n) is a non-negative integer, and each of the n captured images I (th j / f c ) selected as being selectable at the current time t is It is for representing. (I.e., if the current time t is due to the imaging unit 1 k-th imaging time t (k), the image I (th j / f c) is .h j representable with image I (t (kh j)) This means that only h j previous images are selected from the current time image captured by the imaging unit 1. If h j = 0, the image is at the current time.) The above equation (1) As a continuous function of time t, f (t, {h}) (where {h} represents a set of selected h j (0 ≦ j <n), ie, {h} = {h j | 0 ≦ j <n}, and the same applies to the following.), The correspondence between the imaging start timing and the brightness cycle of the light source is unknown, and the power supply frequency is within a certain error range. Considering that there is a possibility that f (t, {h}) as a continuous function of time t keeps a constant value as much as possible and exhibits such a behavior that f (t, {h}) does not fluctuate (time t In the selection unit 2 It is desirable to be-option.

ここで、実際上は必ずしも時刻tの連続関数f(t,{h})の変動挙動を各選択{h}に関して評価する必要はない。すなわち、実際上は、撮像の更新タイミングでのみ離散的に一定(可能な限り変動が少なく一定)であれば十分であるため、離散的にその変動挙動を評価すればよい。具体的には、当該離散的な撮像部1による「周期的な複数の撮像の更新タイミング」において「光源の明るさの平均」(当該平均は、加工部3で得られることとなる加工画像の輝度と一致する)の「分散」が最小となるようなhjの組み合わせ{h}を選択部2において決定し、選択結果とすればよい。式で表現すれば、以下の式(2)のように(最小となる場合を見つけ出す対象としてargminの引数とされているところの)「分散」を最小化する選択結果としての組み合わせ{hj}を決定すればよい。なお、Lは撮像周波数fcと電源周波数fpの2倍の周波数2fpとの最小公倍数であり、当該「分散」を評価するための「周期的な複数の撮像の更新タイミング」の範囲を定めるためのものである。(前述の通り、絶対値での変動電圧|sin(2πfpt)|の周波数が当該2倍の周波数2fpである。) Here, in practice, it is not always necessary to evaluate the fluctuation behavior of the continuous function f (t, {h}) at the time t for each selection {h}. In other words, in practice, it is sufficient if the variation is constant (the variation is as small as possible and constant) only at the update timing of the imaging, so that the variation behavior may be evaluated discretely. Specifically, in the “update timing of a plurality of periodic imagings” by the discrete imaging unit 1, “average of the brightness of the light source” (the average is a processed image of the processed image obtained by the processing unit 3). The combination {h} of h j that minimizes the “dispersion” of the luminance (which coincides with the luminance) may be determined by the selection unit 2 and used as the selection result. Expressed as an expression, a combination {h j } as a selection result that minimizes “variance” (where the argument of argmin is used as an object to find the minimum case) as in the following expression (2) Should be determined. Incidentally, L is the least common multiple of twice the frequency 2f p of the imaging frequency f c and the power supply frequency f p, the range of "update timing of the periodic plurality of imaging" for evaluating the "dispersed" It is to determine. (As described above, the voltage change of the absolute value | a frequency of the double frequency 2f p | sin (2πf p t ).)

なお、両周波数fc,2fpが整数でない場合(小数点以下を伴う場合)は、整数へと丸めたround(fc),round(2fp)の最小公倍数としてLを求めればよい。(ここでround()は丸め処理の関数とする。)式(2),(3)においては分散を評価するために周期性が現れる単位となる範囲として0≦k<L/2fp-1の範囲を用いているが、これよりも狭い範囲で分散を評価するようにしてもよい。 In the case both frequencies f c, 2f p is not an integer (if accompanied by decimal) is rounded to integer round english (us) (f c), may be obtained with L as the least common multiple of the round english (us) (2f p). (Here, round () is a function of the rounding process.) In Equations (2) and (3), 0 ≦ k <L / 2f p −1 is a range that is a unit in which periodicity appears in order to evaluate variance. Is used, but the variance may be evaluated in a narrower range.

以上、一般的に適用可能な実施形態として、選択部2では上記の式(2)の分散を最小化するものとして、組み合わせ{h}を決定することができる。すなわち、以下の(手順1)〜(手順3)のようにして選択部2では固定的な組み合わせ{h}を決定することができる。
(手順1)撮像部1のカメラに関する既知の情報として撮像周波数fcと、撮像部1が撮像する環境における予め既知の情報として電源周波数fpと、を予め取得しておく。
(手順2)選択部2で選択し加工部3で平均化するための画像枚数nを所定のものとして、管理者等が設定しておく。
(手順3)以上のfc,fp,nに応じて定まる所定の組み合わせとして、選択部2において式(2)の分散を最小化する組み合わせ{h}を得る。
As described above, as a generally applicable embodiment, the selection unit 2 can determine the combination {h} so as to minimize the variance of the above equation (2). That is, the selection unit 2 can determine the fixed combination {h} in the following (procedure 1) to (procedure 3).
(Step 1) and the imaging frequency f c as the known information about the camera imaging section 1, the image pickup unit 1 is obtained in advance and the power supply frequency f p as known information, previously in the environment to be imaged.
(Procedure 2) An administrator or the like sets the number n of images to be selected by the selection unit 2 and averaged by the processing unit 3 as a predetermined one.
(Step 3) above f c, as a predetermined combination determined according to f p, n, to obtain a combination {h} that minimizes the variance of the formula (2) in the selection section 2.

なお、(手順3)において組み合わせ{h}を構成している非負整数としての各hj(0≦j<n)は、所定範囲で求めればよく、例えば、前述の式(2),(3)で分散評価をするための最小公倍数Lに基づく範囲において求めるようにしてよい。すなわち、0≦hj≦L/2fp-1の範囲内において各hjを求めるようにすればよい。なお、当該Lに基づく範囲が広大となる場合は、後述する遅延低減等の観点から、また、探索空間が膨大とならないようにする観点から、より小さい所定範囲内において各hjを求めるようにしてもよい。 Note that each h j (0 ≦ j <n) as a non-negative integer constituting the combination {h} in (Procedure 3) may be obtained within a predetermined range. For example, the above-described equations (2) and (3) ) May be obtained in a range based on the least common multiple L for performing the variance evaluation. That is, each h j may be obtained within the range of 0 ≦ h j ≦ L / 2f p −1. When the range based on L becomes large, from the viewpoint of delay reduction described below and from the viewpoint of preventing the search space from becoming enormous, each hj is determined within a predetermined smaller range. You may.

また、(手順3)で分散を最小化する組み合わせ{h}が複数ある場合又は分散の最小値から閾値範囲内の分散値となる組み合わせ{h}が複数ある場合(すなわち、分散の最小値から僅差にあるものが1つ以上ある場合)、後述する遅延低減等の観点から、{h}を構成する各hjの値が小さいものを採用するようにしてもよい。例えば、各hjの値の和が小さいものを採用してもよいし、各hjの値のうちの最大値が小さいものを採用してもよい。また、(手順3)では、組み合わせ{h}のうちの1つは必ず0とする(例えば、h0=0とする)という制約、すなわち、現時刻の撮像画像を必ず組み合わせ{h}に含めるという制約を課すようにしてもよい。 Also, when there are a plurality of combinations {h} that minimize the variance in (Procedure 3), or when there are a plurality of combinations {h} that are variance values within the threshold range from the minimum value of the variance (that is, from the minimum value of the variance If those in closely there is more than one), from the viewpoint of delay reduction to be described later, it may be adopted a smaller value of the h j constituting a {h}. For example, it may be adopted in which the sum of the values of each h j is small, it may be adopted as the maximum value is smaller of the values of each h j. In (Procedure 3), one of the combinations {h} is always set to 0 (for example, h 0 = 0), that is, the captured image at the current time is always included in the combination {h}. May be imposed.

また、式(2),(3)では分散によって離散値の変動の大きさを評価しているが、分散に代えてその他の任意の統計指標などによって当該変動の大きさを評価するようにしてもよい。例えば、最大値と最小値との差としての範囲(レンジ)によって評価するようにしてもよい。   Also, in Equations (2) and (3), the magnitude of the variation of the discrete value is evaluated by the variance, but instead of the variance, the magnitude of the variation is evaluated by any other statistical index. Is also good. For example, the evaluation may be performed based on a range (range) as a difference between the maximum value and the minimum value.

以下、(手順1)〜(手順3)による当該一般的な実施形態を実際の状況に適用する際に具体的に考慮しておくことが望ましい事項や、具体的な適用例などに関して説明する。   In the following, matters that are desirably specifically considered when applying the general embodiment according to (procedure 1) to (procedure 3) to an actual situation, specific application examples, and the like will be described.

処理負荷低減の観点から枚数nは少なく設定する方が望ましく、表示部4において映像として表示される撮像画像の遅延低減の観点及びフレームを保持するためのメモリ量を少なくする観点から、組み合わせ{h}を構成する非負整数としての各hjは小さくする方が望ましい。一実施形態では、枚数n=2として設定してよい。これと組み合わせ可能な一実施形態として、hjの一つとして必ず0を含めるという前述の制約(現時刻t(または、表示タイミングと撮像タイミングがずれる等で異なっている場合は、現時刻tの直近時刻)の画像を必ず選択するという制約)のもとで、(手順3)の組み合わせ{h}を決定するようにしてよい。 From the viewpoint of reducing the processing load, it is desirable to set the number n to be small.From the viewpoint of reducing the delay of the captured image displayed as an image on the display unit 4 and reducing the amount of memory for holding frames, the combination (h }, It is desirable to reduce each h j as a non-negative integer. In one embodiment, the number n may be set as n = 2. As an embodiment that can be combined with this, the above-described constraint that 0 is always included as one of h j (the current time t (or if the display timing and the imaging timing are different, The combination {h} of (Procedure 3) may be determined under the constraint that the image at the latest time is always selected.

当該n=2とし、且つ、hjの一つとして必ず0を含めるという制約のもとでの組み合わせ{h}を得る数値例1,2を以下に紹介する。ここで、n=2であるため、{h}={h0,h1}であり、一般性を失わずにh0=0であるものとしてよい。従って、当該数値例は、与えられたfc,fpに対して、{h}={0,h1}のうち未決定のh1を決定するものとなる。 Numerical examples 1 and 2 for obtaining a combination {h} under the constraint that n = 2 and that 0 is always included as one of h j are introduced below. Here, since n = 2, {h} = {h 0 , h 1 }, and h 0 = 0 may be assumed without loss of generality. Therefore, the numerical examples are given f c, with respect to f p, becomes to determine the h 1 undetermined of {h} = {0, h 1}.

<数値例1>
電源周波数fp=50Hz、撮像周波数fc=240Hzとして与える。この場合、最小公倍数L=1200Hzであり、前述の範囲0≦h1≦L/2fp-1は範囲0≦h1≦11となり、既にh0=0は選択済みであるから除外されることで範囲1≦h1≦11となる。当該範囲内において、h1=6が式(2)の分散を最小化するものとなる。
<Numerical example 1>
Power supply frequency f p = 50 Hz, giving as an imaging frequency f c = 240 Hz. In this case, the least common multiple L = 1200 Hz, the above-mentioned range 0 ≦ h 1 ≦ L / 2f p −1 becomes the range 0 ≦ h 1 ≦ 11, and h 0 = 0 has already been selected because it has already been selected. Satisfies the range 1 ≦ h 1 ≦ 11. Within this range, h 1 = 6 minimizes the variance of equation (2).

図3は、[1]〜[11]と分けて、h1=1〜11のそれぞれの場合に関する、式(2)で分散が評価される離散値の分布をプロットしたものである。図3の[1]〜[11]の各々では、図2の例と同様に、実線で電圧絶対値|sin(2πfpt)|の連続的なグラフを示すと共に、当該グラフ上において一連の離散的な「●」(黒丸)により、撮像周波数fc=240Hzにおいて撮像された時系列上の撮像画像における光量変動(すなわち輝度値変動)の離散的なグラフが描かれたうえでさらに、一連の離散的な「◇」(四角)により、h1=1〜11のそれぞれの場合の離散値分布(式(1)による平均値の時間変動の分布)が示されている。なお、図3では参考として、式(1)を時刻の連続関数とした場合の分布も、破線によって示されており、「◇」による離散値の分布が当該破線による連続値の分布と概ね一致すること(離散値以外の箇所で連続値分布が顕著に乖離することがないこと)を見て取ることができる。 FIG. 3 is a plot of the distribution of discrete values for which the variance is evaluated by equation (2) for each of h 1 = 1 to 11 separately from [1] to [11]. In each of [1] to [11] in FIG. 3, as in the example of FIG. 2, the voltage absolute value by a solid line | sin (2πf p t) | with showing a continuous graph of a series on the graph A discrete graph of light amount fluctuation (ie, luminance value fluctuation) in a time-series captured image captured at an imaging frequency f c = 240 Hz is drawn by a discrete “●” (black circle). Represents a discrete value distribution (distribution of the time variation of the average value by the equation (1)) in each case of h 1 = 1 to 11. In FIG. 3, for reference, the distribution in the case where Equation (1) is a continuous function of time is also indicated by a broken line, and the distribution of discrete values due to “◇” substantially matches the distribution of continuous values due to the broken line. (That the continuous value distribution does not significantly deviate at locations other than the discrete values) can be seen.

図3では[6]に示すように、h1=6が、すなわち、{h}={0,6}として現時刻t(又はその直近時刻)の画像と、撮像タイミング6回分だけ離れた過去画像と、を平均する場合が、式(2)の分散を最小化するものとなっていることを、「◇」の上下方向における変動幅が最も少なくなっているものとして、見て取ることができる。 In FIG. 3, as shown in [6], h 1 = 6, that is, {h} = {0,6}, and the past at which the image at the current time t (or its latest time) is six times apart from the image at the current time t It can be seen that the average of the image and the average minimizes the variance of Expression (2), assuming that the fluctuation width of “Δ” in the vertical direction is the smallest.

<数値例2>
電源周波数fp=50Hz、撮像周波数fc=220Hzとして、数値例1の場合から撮像周波数fcのみ変更して与える。この場合、最小公倍数L=1100Hzであり、前述の範囲0≦h1≦L/2fp-1は範囲0≦h1≦10となり、既にh0=0は選択済みであるから除外されることで範囲1≦h1≦10となる。当該範囲内において、h1=1又はh1=10が、すなわち、{h}={0,1}又は{0,10}として現時刻t(又はその直近時刻)の画像と、撮像タイミング1回分又は10回分の過去画像(直前時刻の画像)と、を平均する場合が、式(2)の分散を最小化するものとなる。(ここで、{h}={0,1}と{0,10}とで分散の値に相違があったとしても誤差範囲内と判定できるものであり、両者は等しい最小値を与えるものと判定できる。)そして、遅延低減等の観点から値が小さい方の{h}={0,1}を採用することができる。
<Numerical example 2>
Power supply frequency f p = 50 Hz, as the imaging frequency f c = 220 Hz, giving change only the imaging frequency f c from the case of the numerical example 1. In this case, the least common multiple L = 1100 Hz, the above-mentioned range 0 ≦ h 1 ≦ L / 2f p −1 becomes the range 0 ≦ h 1 ≦ 10, and h 0 = 0 has already been selected, so it is excluded. Satisfies the range 1 ≦ h 1 ≦ 10. Within this range, h 1 = 1 or h 1 = 10, that is, {h} = {0,1} or {0,10}, the image at the current time t (or its latest time), and the imaging timing 1 When averaging the previous image (the image at the immediately preceding time) for 10 or 10 times, the variance of Expression (2) is minimized. (Here, even if there is a difference in the variance between {h} = {0,1} and {0,10}, they can be determined to be within the error range, and both give the same minimum value. It is possible to adopt {h} = {0, 1}, which has a smaller value from the viewpoint of delay reduction or the like.

図4は、[1]〜[10]と分けて、h1=1〜10のそれぞれの場合に関する、式(2)で分散が評価される離散値の分布をプロットしたものであり、当該プロット等の表現の仕方に関しては図3で説明したのと同様である。図3の場合と同様に、図4においても破線で示す式(1)を時刻の連続関数とした場合の分布が「◇」で示す離散値の分布から大きく乖離することはないことを見て取ることができる。そして、図4では[1]に示すように、h1=1,10が式(2)の分散を最小化するものとなっていることを、「◇」の上下方向における変動幅が最も少なくなっているものとして、見て取ることができる。そして、値が小さい方のh1=1を採用することができる。 FIG. 4 is a plot of the distribution of discrete values for which the variance is evaluated by equation (2) for each of the cases of h 1 = 1 to 10, separately from [1] to [10]. The method of expressing is the same as that described with reference to FIG. As in the case of FIG. 3, also in FIG. 4, it can be seen that the distribution when the equation (1) indicated by a broken line is a continuous function of time does not greatly deviate from the distribution of discrete values indicated by “◇”. Can be. In FIG. 4, as shown in [1], the fact that h 1 = 1,10 minimizes the variance of Equation (2) indicates that the fluctuation width of “◇” in the vertical direction is the smallest. It can be seen as having become. Then, the smaller value of h 1 = 1 can be adopted.

以上、本発明によれば、所与のfc,fp,nに応じて定まる所定の組み合わせの画像を平均化するという簡素な処理により、ちらつきを低減することができる。図5は、本発明によるちらつき低減の効果を、比較例と共に模式的に示す図である。すなわち、図5では[A]に示すような動きがあった際に、各手法において得られる結果としての映像を[R1]〜[R4]として示している。[A]では、表示を想定した低フレームレート30fpsの時間間隔(1/30秒)において球体が矢印で示すように右向きに高速に動いたものとする。本発明の適用結果の映像[R1]では、ちらつき低減が実現されたうえで且つ、高速な動きによる動きボケも少ない結果となっている。対比例としての[R2]は撮像も低フレームレートの30fpsで行う場合であり、ちらつきは知覚できないが動きボケが発生してしまう。対比例としての[R3]は撮像及び表示を高フレームレートの240fpsでそのまま行う場合であり、動きボケがない代わりにちらつきが発生してしまう。対比例としての[R4]は特許文献3の手法であり、fp=50Hzの光源明暗に合わせて露光時間を変更することでちらつきを抑制するが動きボケが発生してしまっている。 As described above, according to the present invention, flicker can be reduced by a simple process of averaging images of a predetermined combination determined according to given f c , f p , n. FIG. 5 is a diagram schematically showing the effect of reducing flicker according to the present invention, together with a comparative example. That is, in FIG. 5, when there is a movement as shown in [A], the resulting images obtained by each method are shown as [R1] to [R4]. In [A], it is assumed that the sphere rapidly moves rightward as indicated by an arrow in a time interval (1/30 second) of a low frame rate of 30 fps assuming display. In the video [R1] as a result of applying the present invention, the flicker is reduced and the motion blur due to the high-speed motion is small. [R2] as a comparative example is a case where imaging is also performed at a low frame rate of 30 fps, and although flicker cannot be perceived, motion blur occurs. [R3] as a comparative example is a case where imaging and display are performed as they are at a high frame rate of 240 fps, and flicker occurs instead of motion blur. [R4] as comparative example is the technique of Patent Document 3, suppress flicker by changing the exposure time according to the light source brightness of f p = 50 Hz is the motion blur accidentally occur.

なお、図5の各結果[R1]〜[R4]においては、[A]のように高速移動している球体の映像におけるちらつき(明滅)を濃淡で表現している。また、球体以外の背景部分も同様に濃淡で表現している。すなわち、[R2]は露光時間が長いので背景も含め全体が明るく撮像され、[R3]は光源変化で明暗はあるが露光時間が短いので全体的に暗く撮像されている。そして、[R1]と[R4]は当該両者の中間的な撮像がなされている。   In each of the results [R1] to [R4] in FIG. 5, the flickering (blinking) in the image of the sphere moving at high speed as in [A] is represented by shading. Also, the background portion other than the sphere is similarly expressed in shades. That is, [R2] has a long exposure time, so that the entire image including the background is brightly imaged. [R3] has a bright and dark image due to a change in the light source, but has a short exposure time, so that the entire image is darkly imaged. [R1] and [R4] are imaged intermediate between the two.

以上、図5の模式例に本発明による結果[R1]を対比例[R2]〜[R4]と共に示すことから理解されるように、本発明は選択画像に対する平均化処理の活用によって動きボケを許容可能な範囲に抑制したうえで且つ同時に、ちらつきも低減することが可能である。なお、平均化処理に用いる全ての撮像画像の時間間隔が1/30秒程度以内であれば、当該時間間隔は一般的な撮像装置で利用されている標準的な30fpsより小さいので平均してもボケは知覚できないこととなる。むしろ、一枚一枚の撮像画像は1/fc秒以内の露光時間で撮像されているため動きボケは発生せず、露光時間を延長する特許文献3などと比較して動きボケを抑制できる効果が得られることとなる。 As can be understood from the above description, the result [R1] of the present invention is shown in the schematic example of FIG. 5 together with the comparative examples [R2] to [R4], and the present invention reduces the motion blur by utilizing the averaging process for the selected image. It is possible to reduce the flicker while suppressing it to an acceptable range and at the same time. Note that if the time interval of all captured images used for the averaging process is within about 1/30 second, the time interval is smaller than the standard 30 fps used in a general imaging device, so that even if averaging, Bokeh cannot be perceived. Rather, a single captured image a piece 1 / f motion blur for being imaged within the exposure time c s is not generated, the motion blur can be suppressed as compared with Patent Document 3 to extend the exposure time The effect will be obtained.

また、図3や図4の例における連続関数としての式(1)の挙動からも見て取れるように、式(2)において分散として評価されている加工部3による平均画像(加工画像)の明滅変動の挙動は、撮像周波数fcや電源周波数fpが所定誤差の範囲内で変動しても、大きく変化するものではない。すなわち、fcやfpが誤差範囲で変動する場合、図3や図4のグラフは横軸(時間軸)方向でわずかに伸縮あるいは移動することとなるが、当該わずかな伸縮あるいは移動によって平均画像(加工画像)の明滅変動の挙動、すなわち縦軸方向の変動の挙動は大きく変化するものではない。 Also, as can be seen from the behavior of Equation (1) as a continuous function in the examples of FIGS. 3 and 4, the blinking variation of the average image (processed image) by the processing unit 3 evaluated as the variance in Equation (2). behaviors, imaging frequency f c and the power supply frequency f p is also varied within a predetermined error, it does not vary greatly. That average, if f c and f p fluctuates error range, although the graph of FIG. 3 and FIG. 4 so that the slightly stretch or move the horizontal axis (time axis) direction, by the slight expansion or movement The blinking behavior of the image (processed image), that is, the behavior of the fluctuation in the vertical axis direction does not change significantly.

従って、本発明によれば撮像周波数fcや電源周波数fpの実際の値が規格値から誤差を伴う場合であっても、規格値を前提とした選択部2による選択によって、ちらつきを抑制することが可能である。同様に、加工部3による加工の更新のタイミングが変動する場合(例えば、情報処理装置10における別途の処理が並行して実施されることにより、加工部3で利用可能な計算リソースが想定しているものより少なくなるような場合)であっても、ちらつきを抑制することが可能である。 Therefore, also the actual value of the imaging frequency f c and the power supply frequency f p according to the present invention in a case with the error from the standard value, by selection by the selection section 2 on the assumption standard value, suppresses flicker It is possible. Similarly, when the update timing of the processing by the processing unit 3 varies (for example, by performing a separate process in the information processing device 10 in parallel, the calculation resources available in the processing unit 3 are assumed). Flickering can be suppressed even in the case where the number is smaller than that of

以下、本発明における追加実施形態その他に関する追加説明(1)〜(6)を行う。   Hereinafter, additional descriptions (1) to (6) regarding additional embodiments and the like in the present invention will be made.

(1)選択部2は、所与のfc,fp,nに応じて定まる所定の組み合わせ{h}の選択を行うものであり、時刻tに応じて当該選択結果が変動するわけではない。すなわち、以上の説明ではちらつき低減が実現されることの説明のために便宜上、選択部2を設けて説明を行ったが、選択部2は加工部3に統合されているものとして、加工部3において直接、撮像部1で得た撮像画像から、予め当該説明した選択部2と同様の処理で決定した組み合わせ{h}に基づく固定的な選択結果に相当する複数の画像の選択を行ったうえで、平均画像としての加工画像を得るようにしてもよい。換言すれば、組み合わせ{h}は事前設定のパラメータとして扱ってもよく、選択部2の固定的な選択処理を加工部3での加工処理に統合することで、(各時刻tについてその都度の処理を行う機能部としての)選択部2を省略してもよい。 (1) The selection unit 2 selects a predetermined combination {h} determined according to given f c , f p , n, and the selection result does not change according to time t. . That is, in the above description, for convenience of explanation that flicker reduction is realized, the selection unit 2 is provided and described, but the selection unit 2 is integrated with the processing unit 3 and the processing unit 3 In, directly selecting a plurality of images corresponding to a fixed selection result based on the combination {h} determined in advance by the same processing as the selection unit 2 described above, from the captured image obtained by the imaging unit 1 Thus, a processed image as an average image may be obtained. In other words, the combination {h} may be treated as a preset parameter, and by integrating the fixed selection process of the selection unit 2 with the processing process of the processing unit 3, (for each time t, each time t The selection unit 2 (as a functional unit that performs processing) may be omitted.

(2)選択部2により選択され加工部3で平均化される複数の撮像画像のうち、一部(又は全部)が処理落ちやフレームドロップ等で欠落し、参照して利用することができない場合には、組み合わせ{h}全体における選択画像を1枚ずつ過去へとシフトしていき、最も近い過去において利用可能である組み合わせを利用するようにすればよい。以下では説明のため、m枚だけ過去へシフトした組み合わせを{h}[m]とする。 (2) When a part (or all) of a plurality of captured images selected by the selection unit 2 and averaged by the processing unit 3 is missing due to processing omission, frame drop, etc., and cannot be used for reference In this case, the selected images in the entire combination {h} may be shifted one by one to the past, and the combination available in the closest past may be used. Hereinafter, for the sake of explanation, the combination shifted m times in the past is denoted by {h} [m] .

例えば、図3の例では{h}={0,6}、すなわち現時刻0と6個前の過去時刻6とが選択対象であるが、このうち少なくとも一方が利用不可能である場合、まず、1枚だけ過去へシフトした{h}[1]={1,7}の全部が利用可能かを確認し、利用可能であればこれを{h}に代わる選択結果とする。{h}[1]が利用できない場合は、{h}[2]={2,8}をさらに確認し、{h}[2]も利用できない場合はさらに{h}[3]={3,9}を確認し、といったようにして、m枚だけ過去へシフトした利用可能な結果{h}[m]={m,6+m}のうちmが最小となるものを{h}に代わるものとして採用すればよい。 For example, in the example of FIG. 3, {h} = {0,6}, that is, the current time 0 and the past time 6 before 6 are to be selected. If at least one of them is unavailable, first, , It is confirmed whether all of {h} [1] = {1,7} shifted one past in the past are available, and if available, this is set as a selection result instead of {h}. If {h} [1] is not available, further check {h} [2] = {2,8}, and if {h} [2] is also unavailable, further {h} [3] = {3 , 9}, and so on, the available result shifted m times in the past {h} [m] = {m, 6 + m} to {h} It may be adopted as an alternative.

なお、上記の結果{h}[m]を利用する実施形態も、前提となる{h}が固定的なものであるため、(1)で説明したように選択部2の選択処理が加工部3に統合されて実施されるものとして扱ってよい。 In the embodiment using the above result {h} [m] , since the prerequisite {h} is fixed, the selection process of the selection unit 2 is performed by the processing unit as described in (1). 3 may be treated as integrated.

(3)所与のfc,fp,nに応じて定まる所定の組み合わせ{h}に関する好適な実施形態として次も可能である。ここで、図3や図4の例のように、高速に平均画像を得ることが可能なものとしてn=2且つ{h}={0,h1}を制約として課すこととする。 (3) A preferred embodiment of the predetermined combination {h} determined according to given f c , f p , n is as follows. Here, it is assumed that n = 2 and {h} = {0, h 1 } are imposed as constraints so that an average image can be obtained at high speed as in the examples of FIGS.

例えば、日本において電源の周波数fpは地域によって50Hzあるいは60Hzと異なっている上、例外(境界付近や鉄道網等)もあるため、複数の電源の周波数fpに対応するように撮像の更新タイミング(すなわち撮像周波数fc)及び{h}におけるh1(式(2)の分散を最小化する解としてのh1)を設定しておくことが望ましい。例えば、撮像周波数fc=240Hzの場合、fp=50Hzでは解h1=6となり、fp=60Hzでは解h1=1となるので、電源の周波数がどちらであるかを判定した上で適切なh1を設定する必要が生じてしまう。しかし、撮像周波数fc=220の場合、fp=50Hzでもfp=60Hzのいずれでも解h1=1となるため、fc=220Hz,h0=0,h1=1と設定しておくことで電源の周波数に依存せずちらつきを抑制できる。 For example, in Japan, the power supply frequency f p differs from 50 Hz or 60 Hz depending on the region, and there are exceptions (near boundaries, railway networks, etc.), so the imaging update timing must correspond to multiple power supply frequencies f p. (i.e. imaging frequency f c) it is desirable to set the h 1 in and {h} (h 1 as solution that minimizes the variance of the formula (2)). For example, if the imaging frequency f c = 240Hz, f p = 50Hz in solution h 1 = 6, and the so becomes f p = 60 Hz the solution h 1 = 1, on the frequency of the power supply is determined whether it is there arises a need to set the appropriate h 1. However, when the imaging frequency f c = 220, the solution h 1 = 1 at both f p = 50 Hz and f p = 60 Hz, so that f c = 220 Hz, h 0 = 0, h 1 = 1 By doing so, flicker can be suppressed without depending on the frequency of the power supply.

すなわち、高速に平均画像を得ることが可能なものとしてn=2且つ{h}={0,h1}の制約下において、電源周波数fpの候補が複数ある場合、撮像周波数fcを、当該複数の電源周波数fpの候補に関して解h1が共通となるようなものとして設定するようにしてよい。同様に例えば、n=3且つ{h}={0,h1,h2}の制約下において、撮像周波数fc=220Hzとして設定すれば、電源周波数fpの候補がfp=50Hzとfp=60Hzとの2つがある場合においても、{h}の共通解が存在し、ちらつき抑制のための設定として利用可能となる。具体的には、h1=3,h2=8の場合すなわち解{h}={0,3,8}が、撮像周波数fc=220Hzのもとでの2通りの電源周波数fp=50Hzとfp=60Hzとの両方において分散を最小化する共通解として存在することとなる。 That is, in the constraint under high speed to the average image n = 2 and as capable of obtaining a {h} = {0, h 1}, if the candidate of the power supply frequency f p is more, the imaging frequency f c, solution regard candidate h 1 of the plurality of power supply frequency f p may be set as such that the common. Similarly, for example, under the constraints of n = 3 and {h} = {0, h 1 , h 2 }, if the imaging frequency f c is set to 220 Hz, the candidates for the power supply frequency f p are f p = 50 Hz and f Even when p = 60 Hz, there is a common solution of {h}, and it can be used as a setting for suppressing flicker. Specifically, when h 1 = 3, h 2 = 8, that is, the solution {h} = {0,3,8} has two different power supply frequencies f p = under the imaging frequency f c = 220 Hz. There will be a common solution that minimizes the variance at both 50 Hz and f p = 60 Hz.

(4)図2を参照して説明した通り、本発明は例えば高フレームレートとしての撮像周波数fc=240Hzに対して、表示周波数fvを例えば低フレームレートfv=30Hzとする場合と、また例えば撮像周波数fcと同じ高フレームレートfv=240Hzとする場合と、のいずれであっても、当該低フレームレート又は高フレームレートでの表示周波数fvによって表示部4で表示を行う際のちらつきを低減し、且つ動きボケも抑制することが可能である。 (4) As described with reference to FIG. 2, the present invention provides a case where the display frequency f v is set to, for example, a low frame rate f v = 30 Hz while the imaging frequency f c = 240 Hz is set to a high frame rate, for example. and also for example if the same high frame rate f v = 240 Hz and the imaging frequency f c, be any of, when displaying on the display unit 4 by the display frequency f v in the low frame rate or a high frame rate It is possible to reduce flickering and suppress motion blur.

なお、上記の(2)で説明したm枚だけ過去へシフトした組み合わせ{h}[m]から利用可能なものを探索する実施形態は、低フレームレートで表示し撮像は高フレームレートで行う場合にも好適な実施形態である。m枚のシフトは高フレームレートにおいて行うことが可能であり、低フレームレートでの表示に対して、探索の幅(探索しうる範囲)が広いからである。 Note that, in the embodiment described in the above (2), in which an available combination is searched for from the combination {h} [m] shifted by m in the past, the display is performed at a low frame rate and the imaging is performed at a high frame rate. This is also a preferred embodiment. This is because m shifts can be performed at a high frame rate, and the range of search (a searchable range) is wider than that of display at a low frame rate.

また、本発明(上記の表示に関して低フレームレートで行う場合のもの)と組み合わせて実施するのに好適な例として前掲の特許文献1がある。特許文献1では例えば高フレームレートとしての撮像周波数fc=240Hzで撮像画像を取得し、当該高フレームレートの撮像画像を解析して画像内の対象物の動き検出を行い、当該検出された動きに基づいた拡張現実表示等の表示を、例えば低フレームレートfv=30Hzにおいて実施するものである。ここで、高フレームレートで検出された動きを合成することで、表示に用いる低フレームレートでの動きを得ている。 Patent Document 1 cited above is a preferred example to be implemented in combination with the present invention (when the above display is performed at a low frame rate). Acquires a captured image by the imaging frequency f c = 240 Hz as Patent Document 1, for example, a high frame rate, performs motion detection of an object in an image by analyzing the captured image of the high frame rate, the detected motion , Such as augmented reality display, is performed at a low frame rate f v = 30 Hz, for example. Here, a motion at a low frame rate used for display is obtained by synthesizing motion detected at a high frame rate.

(5)式(2),(3)では分散などを最小化する組み合わせ{h}を選択部2での選択結果として求めるものとしたが、当該組み合わせ{h}の探索空間が膨大な場合等は、厳密な最小値としての組み合わせではなく、その漸近解ないし近似解として、所定基準を満たすものを選ぶようにしてもよい。例えば、分散などが判定用の閾値以下となるものを解としてもよいし、探索空間内から間引いて探索したもののうちの最小値を与えるものを解としてもよい。 (5) In Expressions (2) and (3), the combination {h} that minimizes the variance and the like is determined as the selection result in the selection unit 2. However, when the search space of the combination {h} is enormous, etc. May be selected as an asymptotic or approximate solution that satisfies a predetermined criterion, instead of a combination as an exact minimum value. For example, a solution in which the variance or the like is equal to or smaller than a threshold value for determination may be used as a solution, or a solution that gives the minimum value among the results obtained by thinning out the search space may be used.

(6)情報処理装置10は、一般的な構成のコンピュータとして実現可能である。すなわち、CPU(中央演算装置)、当該CPUにワークエリアを提供する主記憶装置、ハードディスクやSSDその他で構成可能な補助記憶装置、キーボード、マウス、タッチパネルその他といったユーザからの入力を受け取る入力インタフェース、ネットワークに接続して通信を行うための通信インタフェース、表示を行うディスプレイ、カメラ及びこれらを接続するバスを備えるような、一般的なコンピュータによって情報処理装置10を構成することができる。さらに、情報処理装置10の各部の処理はそれぞれ、当該処理を実行させるプログラムを読み込んで実行するCPUによって実現することができるが、任意の一部の処理を別途の専用回路等において実現するようにしてもよい。 (6) The information processing device 10 can be realized as a computer having a general configuration. That is, a CPU (Central Processing Unit), a main storage device that provides a work area for the CPU, an auxiliary storage device that can be configured with a hard disk, an SSD, and the like, an input interface that receives input from a user such as a keyboard, a mouse, a touch panel, and a network. The information processing apparatus 10 can be configured by a general computer including a communication interface for performing communication by connecting to a computer, a display for performing display, a camera, and a bus for connecting these. Further, the processing of each unit of the information processing apparatus 10 can be realized by a CPU that reads and executes a program for executing the processing, but it is preferable that any part of the processing is realized by a separate dedicated circuit or the like. You may.

10…情報処理装置、1…撮像部、2…選択部、3…加工部、4…表示部   10 information processing device, 1 imaging unit, 2 selection unit, 3 processing unit, 4 display unit

Claims (9)

所定の撮像周波数で撮像を行い、映像として各時刻の撮像画像を得る撮像部と、
各時刻における撮像画像を加工した加工画像として、当該時刻から所定間隔にある所定複数の当該時刻又は過去時刻における撮像画像を平均したものを得る加工部と、を備える情報処理装置であって、
前記所定間隔は、前記所定の撮像周波数と、前記撮像が行われている環境における光源の光量の周波数と、に応じたものであることを特徴とする情報処理装置。
An imaging unit that performs imaging at a predetermined imaging frequency and obtains a captured image at each time as a video,
A processing unit that obtains an average of the captured images at a predetermined plurality of times or past times at predetermined intervals from the time as a processed image obtained by processing the captured image at each time,
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined interval is in accordance with the predetermined imaging frequency and a frequency of a light amount of a light source in an environment where the imaging is performed.
前記所定間隔は、前記撮像が行われている環境における光源の光量の周波数での所定の光量変動関数上から、前記所定の撮像周波数を単位間隔として前記所定複数の点を選択して算出する平均値の変動が所定基準を満たすものであることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。   The predetermined interval is an average calculated by selecting the predetermined plurality of points with the predetermined imaging frequency as a unit interval from a predetermined light amount variation function at a frequency of the light amount of the light source in the environment where the imaging is performed. 2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the change in the value satisfies a predetermined criterion. 前記所定基準は、前記変動を最小化することであることを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 2, wherein the predetermined criterion is to minimize the fluctuation. 前記撮像が行われている環境における光源の光量の周波数には複数候補が存在し、
前記所定の撮像周波数は、前記変動を最小化するものとしての前記所定間隔が、前記複数候補の各々において共通となるものとして与えられていることを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。
There are a plurality of candidates for the frequency of the light amount of the light source in the environment where the imaging is being performed,
The information processing apparatus according to claim 3, wherein the predetermined imaging frequency is given such that the predetermined interval for minimizing the fluctuation is common to each of the plurality of candidates. .
前記変動が分散として評価されるものであることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 2, wherein the fluctuation is evaluated as a variance. 前記加工部では、前記平均するための撮像画像の中に参照不可能なものがある場合には、前記所定間隔を過去の側へとシフトしたうえで参照可能な撮像画像を平均して、前記加工画像を得ることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の情報処理装置。   In the processing unit, if there is a non-referenced among the captured images for averaging, by shifting the predetermined interval to the past side, and averaging the referenced captured images, The information processing apparatus according to claim 1, wherein a processed image is obtained. 前記加工部では、各時刻における撮像画像を加工した加工画像として、当該時刻の撮像画像と、当該時刻からの所定間隔にある1つの過去時刻の撮像画像と、の2つを平均したものを得ることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の情報処理装置。   The processing unit obtains, as a processed image obtained by processing the captured image at each time, an average of two of the captured image at the time and the captured image at one past time at a predetermined interval from the time. The information processing apparatus according to claim 1, wherein: 前記所定の撮像周波数よりも低い表示周波数において前記加工画像を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 1, further comprising a display unit that displays the processed image at a display frequency lower than the predetermined imaging frequency. コンピュータを請求項1ないし8のいずれかに記載の情報処理装置として機能させることを特徴とするプログラム。   A program for causing a computer to function as the information processing apparatus according to claim 1.
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