JP4889720B2

JP4889720B2 - 撮像装置、フリッカ補正方法、フリッカ補正プログラム、及び携帯端末

Info

Publication number: JP4889720B2
Application number: JP2008500378A
Authority: JP
Inventors: 浩司月原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-02-16
Also published as: WO2007094066A1; US8106963B2; US20090033763A1; JPWO2007094066A1

Description

本発明は、フリッカ補正装置及びフリッカ補正方法に関する。

ディジタルカメラ等の撮像装置は、被写体を撮像する際に様々な環境下で利用され、例えば、屋内では、蛍光灯照明下で使用される場合がある。蛍光灯は、商用交流電源によって直接駆動されるため、商用交流電源の周波数の２倍の周波数で輝度が変化する。この蛍光灯の輝度の変化に起因して、撮像装置によって得られる画像信号にちらつき等が現れる、所謂フリッカ現象が生じる。

また、商用交流電源の周波数は、国や地域によって異なるものが用いられている。例えば、日本の商用交流電源の周波数は、東日本では５０Ｈｚ、西日本では６０Ｈｚである。したがって、撮像装置が、例えば商用交流電源（以下、交流電源という）の周波数が異なる国や地域に跨って使用される場合、それぞれの国や地域の電源周波数に応じてフリッカを補正することが求められる。

図４は、蛍光灯の輝度変化と露光時間のタイミングとの比較を説明する図であり、図４（Ａ）は交流電源（６０Ｈｚ）の電圧波形を示す図、図４（Ｂ）は交流電源（６０Ｈｚ）により駆動される蛍光灯の輝度変化を示す図、図４（Ｃ）はシャッター速度を１／６０秒としたときの撮像装置の露光時間を示す図、図４（Ｄ）は交流電源（５０Ｈｚ）により駆動される蛍光灯の輝度変化を示す図、図４（Ｅ）は交流電源（５０Ｈｚ）の電圧波形を示す図である。また、図５は、フリッカの表示例を示す図である。

図４（Ａ）に示すように、交流電源周波数が６０Ｈｚのとき、その周期Ｔａは１／６０秒である。図４（Ｂ）に示すように、蛍光灯が、図４（Ａ）に示される交流電源により駆動される場合、Ｔｂ＝Ｔａ／２＝１／１２０秒の周期で明暗が変化する。

露光時間Ｔｃが１／６０秒で設定されているとき、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、蛍光灯の輝度変化の２周期（２×Ｔｂ＝１／６０秒）と、露光時間Ｔｃとが合っている。したがって、交流電源周波数６０Ｈｚにおける蛍光灯照明下で撮像が行われる場合、期間Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３において、露光量に変化はない。したがって、フリッカは発生しない。

一方、図４（Ｅ）に示すように、交流電源周波数が５０Ｈｚのとき、その周期Ｔｅは１／５０秒である。図４（Ｄ）に示すように、蛍光灯が、図４（Ｅ）に示される交流電源により駆動される場合、Ｔｄ＝Ｔｅ／２＝１／１００秒の周期で明暗が変化する。

露光時間が１／６０秒で設定されているとき、図４（Ｄ）及び図４（Ｃ）に示すように、蛍光灯の輝度変化の周期と、露光時間Ｔｃとのタイミングがずれている。したがって、交流電源周波数６０Ｈｚにおける蛍光灯照明下で撮像が行われる場合、期間Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３において、露光量が異なる。

このように、期間Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３毎に露光量が異なることに起因して、例えば図５に示すように、撮像された画像に変化が生じる。図５に示す画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、連続する露光期間にて撮像された画像であり、各々の画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３には縞模様が発生し、また、各画像間で、その縞模様の垂直方向の位置が異なる。

図４に示した例では、撮像装置が、交流電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用されるときにはフリッカが発生しないが、交流電源周波数が５０Ｈｚの地域で使用されるときにはフリッカが発生してしまうということとなる。

上記のように、蛍光灯の交流電源周波数が５０Ｈｚ、６０Ｈｚのいずれの場合でも、フリッカを除去することを目的として、例えば、特許文献１には、被写体の明るさに応じて自動的に露光時間を変化させる電子シャッター手段と、該電子シャッター手段のシャッター速度を画面のちらつきを押さえるために被写体の明るさに因らず特定の速度に固定する固定手段と、該電子シャッター手段のシャッター速度を自動的に変化させたり、特定の速度で固定させることを任意に切換えることを可能にする手段とを備えるテレビカメラ装置が開示されている。

特許第３４２２６３８号明細書

上述したフリッカを除去可能な装置において、フリッカの検出処理を開始してからフリッカの補正処理が終了するまでのフリッカ検出中には、当然フリッカが生じる可能性がある。例えば、撮像装置の起動時にフリッカの検出処理及びフリッカの補正処理を行う場合、起動時の露光時間が１／６０秒に設定されていると、交流電源周波数が５０Ｈｚの地域における蛍光灯照明下では、起動時には毎回、フリッカが発生してしまうという事情がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、フリッカ検出中のフリッカ発生頻度を低減可能なフリッカ補正装置及びフリッカ補正方法を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、画像を撮像し、撮像された画像にフリッカ補正を行い、フリッカ補正された画像を画像データとして出力する撮像部と、前記画像データを表示する表示部と、前記画像データからフリッカを検出するフリッカ検出部と、ユーザの入力を受ける操作部と、撮像環境下における照明の電源周波数に関する情報を記憶する不揮発メモリと、を備え、前記操作部が起動の入力をうけた場合、前記撮像部が前記不揮発メモリに記憶された情報に基づいて、前記撮像部のフリッカ補正に関する設定がなされ、次に、前記フリッカ検出部が前記画像データからフリッカを検出し、前記不揮発メモリが撮像環境下における照明の電源周波数に関する情報を書き込まれる。

本発明によれば、フリッカ検出中のフリッカ発生頻度を低減可能なフリッカ補正装置及びフリッカ補正方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の主要な構成を示すブロック図である。図１に示すように、撮像装置１は、撮像部２と、表示部３と、表示処理回路４と、不揮発メモリ５と、制御部６とを備える。

撮像部２は、撮像光学系及びＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子もしくはＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子等を含む受光部２１と、受光部２１からのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を有して構成される信号処理回路２３と、信号処理回路２３から書き込まれる情報を記憶するメモリ２４と、表示処理回路４及び制御部６と信号処理回路２３とを接続するインタフェース２５と、を有する。

表示部３は、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Device）等を有して構成され、撮像部２により撮像された画像を表示する。表示処理回路４は、インタフェース２５を介して撮像部２から出力された画像データに対して信号処理を行って表示信号を生成し、表示部３に出力する。

不揮発メモリ５は、制御部６から出力される、撮像環境下における照明の電源周波数に関する情報等を記憶する。制御部６は、撮像装置１全体の制御を行うものであり、所定のプログラムにより動作するプロセッサを主体に構成される。

なお、図１において、フリッカ補正装置１０は、信号処理回路２３と、メモリ２４と、インタフェース２５と、不揮発メモリ５と、制御部６とを有し、ディジタルカメラ等の撮像装置や、撮像機能を備えた携帯端末に適用可能である。また、制御部６に含まれるプロセッサは、フリッカ補正プログラムにより動作することが可能である。

図２は、本発明の実施形態に係るフリッカ補正方法の手順の第１例を示すフローチャートである。図２に示すように、撮像部２が起動すると（ステップＳ１）、制御部６は、不揮発メモリ５に記憶されている電源周波数を、インタフェース２５及び信号処理回路２３を介してメモリ２４に読み込む（ステップＳ２）。また、制御部６は、フリッカ検出コマンドを、インタフェース２５を介して信号処理回路２３へ書き込む。ステップＳ１において、撮像部２は、例えば操作部（不図示）からの入力に基づいて制御部６の制御に基づいて起動する。また、不揮発メモリ５には、撮像装置１が前回使用されたときの撮像環境下における照明の電源周波数が記憶されている。

信号処理部２３は、メモリ２４に書き込まれた電源周波数に基づいてフリッカ補正設定を行い（ステップＳ３）、受光部２１からＡ／Ｄ変換器２２を介して入力された画像信号に対して、フリッカ補正設定に基づいて信号処理を行い、画像データとしてメモリ２４に蓄積する。例えば、不揮発メモリに記憶されている電源周波数が６０Ｈｚのとき、信号処理部２３は、被写体の撮像環境が周波数６０Ｈｚの電源で駆動されている照明下の場合に応じたフリッカ補正の設定を行う。

なお、フリッカ補正装置１０は、不揮発メモリ５に記憶されている電源周波数を、制御部６からインタフェース２５を介して受光部２１へ出力可能とし、受光部２１において、フリッカ補正設定を行う構成を有していてもよい。

また、信号処理回路２３は、制御部６から書き込まれたフリッカ検出コマンドに基づいて、メモリ２４に蓄積された所定枚数分の画像データ（所定時間分の画像データ）を分析し、フリッカ発生の検出の判定を行う（ステップＳ４）。なお、ステップＳ４におけるフリッカ検出の判定に用いられる画像データの枚数（時間）は、被写体の種類や状態に応じて変更されてもよい。そして、信号処理回路２３は、フリッカの発生の結果を判定すると、フリッカ検出結果を、インタフェース２５を介して制御部６へ出力する。これにより、制御部６は、フリッカ検出結果を取得する（ステップＳ５）。

また、信号処理回路２３は、フリッカ検出結果に基づいて、フリッカ補正設定を行う（ステップＳ６）。例えば、ステップＳ３にて設定されたフリッカ補正設定が、６０Ｈｚの電源で駆動された照明下である場合に対応したものであり、今回、実際に撮像している環境が、５０Ｈｚの電源で駆動された照明下である場合には、取得した画像にフリッカが発生するので、ステップＳ６では、５０Ｈｚの電源で駆動された照明下に対応したフリッカ補正の設定を行う。

また、制御部６は、フリッカ検出結果に応じて、今回、実際に撮像している環境における照明の電源周波数を判定し、不揮発メモリ５に書き込む（ステップＳ７）。

これらの手順により、フリッカ検出前に、不揮発メモリ５に記憶されている電源周波数に基づいてフリッカ補正設定が行われる。そして、不揮発メモリ５に記憶されている電源周波数は、フリッカ検出が行われる度に、その検出結果に基づいて求められたものが書き込まれるものである。すなわち、今回のフリッカ検出は、前回のフリッカ検出処理時に判定された電源周波数に対応したフリッカ補正設定後に行われる。したがって、前回の撮像時の電源周波数と、今回の撮像時の電源周波数とに変化がなければ、フリッカ検出中にフリッカが発生しない。このようにして、フリッカ検出中のフリッカ発生頻度を低減させることができる。

なお、不揮発メモリ５に記憶される情報は、電源周波数そのものである必要はなく、例えば、露光時間に関する情報や、信号処理回路２３の補正設定に関する情報等、撮像環境下における照明の電源周波数に関連した情報であればよい。

図３は、本発明の実施形態に係るフリッカ補正方法の手順の第２例を示すフローチャートである。図３において、図２と重複する部分については、同一の符号を付す。

図３に示すように、信号処理回路２３により取得されたフリッカ検出結果が、フリッカありの場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ６にて信号処理回路２３がフリッカ補正設定を行うと共に、ステップＳ７にて制御部６が電源周波数を不揮発メモリへ書き込む。

一方、信号処理回路２３により取得されたフリッカ検出結果が、フリッカなしの場合（ステップＳ１１のＮＯ）、処理を終了する。フリッカが検出されていない場合には、（ステップＳ３で行われた）現状のフリッカ補正設定で続行することに問題はなく、また、今回の撮像時の電源周波数が、不揮発メモリ５に記憶されていた電源周波数から変化がなかったものとみなされる。このようにして、撮像環境における照明の電源周波数が変化していないとみなされるときには、不揮発メモリ５に情報を書き込むことを省略することができる。

このような本発明の実施形態によれば、電源周波数が同じ環境下で連続して撮像装置が使用される場合等において、フリッカ検出中のフリッカ発生頻度を低減させることができる。

本発明のフリッカ補正装置及びフリッカ補正方法は、フリッカ検出中のフリッカ発生頻度を低減可能な効果を有し、ディジタルカメラや、撮像機能を備えた携帯端末等に有用である。

本発明の実施形態に係る撮像装置の主要な構成を示すブロック図本発明の実施形態に係るフリッカ補正方法の手順の第１例を示すフローチャート本発明の実施形態に係るフリッカ補正方法の手順の第２例を示すフローチャート蛍光灯の輝度変化と露光時間のタイミングとの比較を説明する図フリッカの表示例を示す図

符号の説明

１撮像装置
２撮像部
３表示部
４表示処理回路
５不揮発メモリ
６制御部
１０フリッカ補正装置
２１受光部
２２Ａ／Ｄ変換器
２３信号処理回路
２４メモリ
２５インタフェース

Claims

画像を撮像し、撮像された画像にフリッカ補正を行い、フリッカ補正された画像を画像データとして出力する撮像部と、
前記画像データを表示する表示部と、
前記画像データからフリッカを検出するフリッカ検出部と、
ユーザの入力を受ける操作部と、
撮像環境下における照明の電源周波数に関する情報を記憶する不揮発メモリと、を備え、
前記操作部が起動の入力をうけた場合、前記撮像部が前記不揮発メモリに記憶された情報に基づいて、前記撮像部のフリッカ補正に関する設定がなされ、
次に、前記フリッカ検出部が前記画像データからフリッカを検出し、前記不揮発メモリが撮像環境下における照明の電源周波数に関する情報を書き込まれる、
撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記フリッカ検出部によりフリッカが検出されたときのみ、前記電源周波数に関する情報を前記不揮発メモリに書き込む撮像装置。
画像を撮像し、撮像された画像にフリッカ補正を行い、フリッカ補正された画像を画像データとして出力する撮像部と、
前記画像データを表示する表示部と、
前記画像データからフリッカを検出するフリッカ検出部と、
ユーザの入力を受ける操作部と、
撮像環境下における照明の電源周波数に関する情報を記憶する不揮発メモリと、を備える撮像装置で利用可能なフリッカ補正方法であって、
前記操作部が起動の入力をうけた場合、前記撮像部が前記不揮発メモリに記憶された情報に基づいて、前記撮像部のフリッカ補正に関する設定がなされるステップと、
前記フリッカ検出部が前記画像データからフリッカを検出するステップと、
前記不揮発メモリが撮像環境下における照明の電源周波数に関する情報を書き込まれるステップと、を有する
フリッカ補正方法。
コンピュータに、請求項３に記載の各ステップを実行させるフリッカ補正プログラム。
請求項１または請求項２に記載の撮像装置を備えた携帯端末。