JP3826904B2 - 撮像装置およびフリッカ低減方法 - Google Patents
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Description
XYアドレス走査型の撮像素子を備える撮像装置であって、
当該の撮像装置の設定された垂直同期周波数をfv(Hz)とし、Nを正の整数とするとき、120/fvが整数の場合には、露光時間がN/120(秒)となる電子シャッタ速度に設定され、100/fvが整数の場合には、露光時間がN/100(秒)となる電子シャッタ速度に設定されるものである。
(システム構成:図1)
図1は、この発明の撮像装置の一実施形態のシステム構成を示し、XYアドレス走査型の撮像素子としてCMOS撮像素子を用いた、NTSC方式(fv=60Hz)とPAL方式(fv=50Hz)のいずれかに選択的に設定されるビデオカメラの場合である。
図2に、原色系システムの場合のデジタル信号処理部20の一例を示す。
この発明では、以下のような方法によって、シャッタ制御され、シャッタ速度が設定される。
上記のようにNTSC方式とPAL方式のいずれかに選択的に設定されるビデオカメラの場合には、システムコントローラ14のシャッタ制御部14cは、フィールドごとに以下のようなシャッタ制御処理を実行し、シャッタ速度を設定する。
この発明のシャッタ制御は、デジタルスチルカメラなど、プログレッシブ方式のCMOS撮像装置で、垂直同期周波数(この場合はフレーム周波数)fvが、例えば30Hzの場合にも、適用することができる。
蛍光灯照明下である場合には、上述したようにシャッタ制御部14cによってシャッタ制御された後、さらに、システムコントローラ14の制御によって、デジタル信号処理部20内のフリッカ低減部25でフリッカ低減処理が実行される。
先願の発明のフリッカ低減方法を用いる場合には、図2に示した原色系システムのRGB原色信号についてのフリッカ低減部25R,25G,25Bや、図では省略した補色系システムの上述したRGB原色信号および輝度信号についてのフリッカ低減部25は、それぞれ、例えば、図10にフリッカ低減部25として示すように構成する。
図10の例のように、差分値Fn(y)−Fn_1(y)を平均値AVE[Fn(y)]で正規化すれば、有限の計算精度を効果的に確保することができる。しかし、要求される計算精度を満足できる場合には、積分ブロック31からの積分値Fn(y)を直接、平均値AVE[Fn(y)]で正規化してもよい。
屋外での撮影や、非蛍光灯照明下での撮影では、そもそもフリッカ低減処理は不要である。
以上の例は、NTSC方式(fv=60Hz)のCMOSビデオカメラの場合であるが、PAL方式(fv=50Hz)のCMOSビデオカメラの場合には、図9に示したように、蛍光灯照明下で、fp=60Hzのとき、5フィールドを繰り返し周期とする時間軸上で連続性を持ったフリッカを生じるので、フリッカ低減部25としては、それに対応した構成(NTSC方式の場合の「3フィールド」を「5フィールド」に置き換えた構成)とすればよい。
プログレッシブ方式のCMOS撮像装置の場合、垂直同期周波数fvが30Hzではなく、例えば40Hzや25Hzである場合にも、この発明を適用することができる。この場合、fv=40Hzの場合には、120/fvが整数であるので、蛍光灯照明下では露光時間がN/120(秒)となるシャッタ速度とし、fv=25Hzの場合には、100/fvが整数であるので、蛍光灯照明下では露光時間がN/100(秒)となるシャッタ速度とすればよい。
Claims (14)
- XYアドレス走査型の撮像素子を備える撮像装置であって、
当該の撮像装置の設定された垂直同期周波数をfv(Hz)とし、Nを正の整数とするとき、120/fvが整数の場合には、露光時間がN/120(秒)となる電子シャッタ速度に設定され、100/fvが整数の場合には、露光時間がN/100(秒)となる電子シャッタ速度に設定される撮像装置。 - 請求項1の撮像装置において、
電子式の手ぶれ補正の実行時、Nは露光時間が1/fv(秒)より短くなる範囲内の値に設定される撮像装置。 - 請求項1の撮像装置において、
電子式の手ぶれ補正の実行時、被写体の輝度が閾値以上であるときには、Nは露光時間が1/fv(秒)より短くなる範囲内の値に設定され、被写体の輝度が閾値より低いときには、Nは露光時間が1/fv(秒)となる値に設定される撮像装置。 - 請求項1の撮像装置において、
電子式の手ぶれ補正の非実行時、Nは露光時間が1/fv(秒)となる値に設定される撮像装置。 - 請求項1の撮像装置において、
電子式の手ぶれ補正の非実行時、被写体の輝度が閾値以下であるときには、Nは露光時間が1/fv(秒)となる値に設定され、被写体の輝度が閾値より高いときには、Nは露光時間が1/fv(秒)より短くなる範囲内の値に設定される撮像装置。 - 請求項1の撮像装置において、
さらに、垂直周期をずらして前記撮像素子を駆動することにより、蛍光灯照明下であるか否かを検出する撮像装置。 - 請求項1の撮像装置において、
前記撮像素子により被写体を撮影することによって得られた映像信号を1水平周期以上の時間に渡って積分する積分手段と、
この積分手段により得られた積分値、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、正規化する正規化手段と、
この正規化手段により得られた正規化された積分値または差分値のスペクトルを抽出する抽出手段と、
この抽出手段により抽出されたスペクトルからフリッカ成分を推定する推定手段と、
この推定手段により推定されたフリッカ成分を打ち消すように、当該の推定されたフリッカ成分と前記映像信号を演算する演算手段と、
を備える撮像装置。 - 蛍光灯照明下でXYアドレス走査型の撮像素子により被写体を撮影することによって得られる映像信号に含まれる蛍光灯フリッカ成分を低減する方法であって、
前記撮像素子を備える撮像装置の設定された垂直同期周波数をfv(Hz)とし、Nを正の整数とするとき、120/fvが整数の場合には、露光時間がN/120(秒)となる電子シャッタ速度に設定し、100/fvが整数の場合には、露光時間がN/100(秒)となる電子シャッタ速度に設定するシャッタ制御工程と、
このシャッタ制御工程で電子シャッタ速度が設定された状態で、前記映像信号からフリッカ成分を推定し、その推定結果に応じて前記映像信号を補正して、フリッカ成分を低減するフリッカ低減処理工程と、
を備えるフリッカ低減方法。 - 請求項8のフリッカ低減方法において、
前記シャッタ制御工程では、電子式の手ぶれ補正の実行時、Nを露光時間が1/fv(秒)より短くなる範囲内の値に設定するフリッカ低減方法。 - 請求項8のフリッカ低減方法において、
前記シャッタ制御工程では、電子式の手ぶれ補正の実行時、被写体の輝度が閾値以上であるときには、Nを露光時間が1/fv(秒)より短くなる範囲内の値に設定し、被写体の輝度が閾値より低いときには、Nを露光時間が1/fv(秒)となる値に設定するフリッカ低減方法。 - 請求項8のフリッカ低減方法において、
前記シャッタ制御工程では、電子式の手ぶれ補正の非実行時、Nを露光時間が1/fv(秒)となる値に設定するフリッカ低減方法。 - 請求項8のフリッカ低減方法において、
前記シャッタ制御工程では、電子式の手ぶれ補正の非実行時、被写体の輝度が閾値以下であるときには、Nを露光時間が1/fv(秒)となる値に設定し、被写体の輝度が閾値より高いときには、Nを露光時間が1/fv(秒)より短くなる範囲内の値に設定するフリッカ低減方法。 - 請求項8のフリッカ低減方法において、
さらに、垂直周期をずらして前記撮像素子を駆動することにより、蛍光灯照明下であるか否かを検出する工程を備えるフリッカ低減方法。 - 請求項8のフリッカ低減方法において、
前記フリッカ低減処理工程は、
前記撮像素子により被写体を撮影することによって得られた映像信号を1水平周期以上の時間に渡って積分する積分工程と、
この積分工程で得られた積分値、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、正規化する正規化工程と、
この正規化工程で得られた正規化された積分値または差分値のスペクトルを抽出する抽出工程と、
この抽出工程で抽出されたスペクトルからフリッカ成分を推定する推定工程と、
この推定工程で推定されたフリッカ成分を打ち消すように、当該の推定されたフリッカ成分と前記映像信号を演算する演算工程と、
を備えるフリッカ低減方法。
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