JP6060824B2 - 撮像装置、及びフリッカ低減方法 - Google Patents
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/745—Detection of flicker frequency or suppression of flicker wherein the flicker is caused by illumination, e.g. due to fluorescent tube illumination or pulsed LED illumination
Description
(全体構成)
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る撮像装置、及びフリッカ低減方法について説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像装置の全体構成を示す斜視図である。撮像装置1は、モニタ3、筐体5、及び撮像部100を備えている。
ここで、NTSCシステムで発生する蛍光灯フリッカをフリッカの一例として説明する。ここでは、フレームレートを60fps、商用電源周波数を50Hzとした場合について説明する。この場合のCMOSフリッカの特徴は以下である。
(1)1画面中には、5/3周期分発生する。
(2)1ラインごとに位相が変化する。
(3)振幅は、蛍光灯の輝度に比例して変化する。
(4)商用電源周波数(50Hz)の2倍の周波数(100Hz)を持つ正弦波として扱うことができる。
以下、図4を参照して、フリッカ補正部107について説明する。図4は、フリッカ補正部107の構成を示すブロック図である。フリッカ補正部107は、積算部111、積算値保持部112、平均値計算部113、正規化部114、正規化値保持部115、フレーム間DFT処理部116、フリッカ成分算出部117、振幅/初期位相計算部118、振幅/初期位相保持部119、平均値計算部120、補正ゲイン計算部121、補正部122を備えている。フリッカ補正部107は、上記のように補正ゲインを算出する。
本実施の形態にかかる撮像装置、及びフリッカ低減方法について、図6を用いて説明する。図6は、撮像装置1の制御系の一部を示すブロック図である。本実施の形態では、実施の形態1の構成に加えて、フリッカ補正を行うか否かを判定する環境判定部130が設けられている。なお、実施の形態1と重複する構成について、適宜省略して説明する。例えば、フリッカ補正部107におけるフリッカ成分算出処理は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
一方、非フリッカ環境では、図8の左下に示すように、フリッカ成分が小さくなっている。したがって、非フリッカ環境で取得された映像信号に対して常時補正を行うと、図8の右下に示すように、フリッカ成分が大きくなってしまう。非フリッカ環境では、常時補正部141による常時補正が誤補正となってしまう。すなわち、非フリッカ環境では、補正ゲインGを用いた補正が逆効果となり、フリッカ成分を強調してしまう。
本実施の形態では、フレームレートによって異なるフリッカ成分に応じたDFT処理を行うことにより、高速撮像モードでのフリッカ補正を実現する。すなわち、本実施の形態では、実施の形態1、又は2に対して、高速撮像モードでのフリッカ補正を行う機能を追加している。
104 撮像素子、 107 フリッカ補正部、 111 積算部
112 積算値保持部、 113 平均値計算部、 114 正規化部
115 正規化値保持部、 116 フレーム間DFT処理部、
117 フリッカ成分算出部、 118 振幅/初期位相計算部、
119 振幅/初期位相保持部、 120 平均値計算部
121 補正ゲイン計算部、 130 環境判定部、
137 フリッカ成分算出部、 141 常時補正部、 142 比較部
143 補正制御信号生成部、 150 VD間引き部
Claims (8)
- 画素の水平ラインに応じて露光タイミングが異なる撮像素子と、
補正ゲインを用いて、前記撮像素子から出力される映像信号に含まれるフリッカ成分を補正するフリッカ補正部と、
前記フリッカ補正部が、
1垂直同期期間での1水平ラインにおける映像信号をライン積算することで、ライン積算値を算出する積算部と、
複数の垂直同期期間での前記ライン積算値に基づいて、前記ライン積算値を正規化した正規化ライン積算値を算出する正規化部と、
複数の垂直同期期間に渡る前記正規化ライン積算値を離散フーリエ変換するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ変換処理部での処理結果に基づいて、フリッカ成分の情報を算出するフリッカ成分算出部と、
2以上の前記水平ラインにおける前記フリッカ成分の情報に基づいて、前記補正ゲインを算出する補正ゲイン計算部と、
前記フリッカ補正部で補正された映像信号に対して、前記フリッカ成分の情報を算出し、前記フリッカ補正部でフリッカ成分が補正された映像信号のフリッカ成分と、前記フリッカ成分が補正されていない映像信号のフリッカ成分と、を比較することで、前記撮像素子の使用環境がフリッカ環境にあるか否かを判定する環境判定部と、を備え、
前記環境判定部で前記フリッカ環境にないと判定された場合に、前記フリッカ補正部がフリッカ成分を補正していない映像信号を出力する撮像装置。 - 前記補正ゲイン計算部が、前記2以上の水平ラインにおける前記フリッカ成分の情報の平均値に基づいて、前記補正ゲインを算出している請求項1に記載の撮像装置。
- 前記撮像素子の垂直同期信号の周波数が変化した場合に、前記垂直同期信号を間引く間引き部をさらに備え、
前記間引き部で間引かれた信号に応じて、前記フリッカ補正部が動作する請求項1、又は2に記載の撮像装置。 - 前記補正ゲイン計算部が、前記フリッカ成分の波形に応じたテーブルの値を参照することで、前記補正ゲインを算出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 画素の水平ラインに応じて露光タイミングが異なる撮像素子から出力された映像信号のフリッカを低減するフリッカ低減方法であって、
1垂直同期期間での1水平ラインにおける映像信号をライン積算することで、ライン積算値を算出するステップと、
複数の垂直同期期間での前記ライン積算値に基づいて、前記ライン積算値を正規化した正規化ライン積算値を算出するステップと、
複数の垂直同期期間に渡る前記正規化ライン積算値を離散フーリエ変換するステップと、
前記離散フーリエ変換の処理結果に基づいて、フリッカ成分の情報を算出するステップと、
2以上の前記水平ラインにおける前記フリッカ成分の情報に基づいて、補正ゲインを算出するステップと、
前記補正ゲインを用いて、前記映像信号を補正するステップと、
補正された映像信号に対して、前記フリッカ成分の情報を算出するステップと、
前記フリッカ成分が補正された映像信号のフリッカ成分と、前記フリッカ成分が補正されていない映像信号のフリッカ成分と、を比較することで、前記撮像素子の使用環境がフリッカ環境にあるか否かを判定するステップと、
前記フリッカ環境にないと判定された場合に、前記フリッカ成分を補正していない映像信号を出力するステップと、を備えたフリッカ低減方法。 - 前記2以上の水平ラインにおける前記フリッカ成分の情報の平均値に基づいて、前記補正ゲインが算出されている請求項5に記載のフリッカ低減方法。
- 前記撮像素子の垂直同期信号の周波数が変化した場合に、前記垂直同期信号を間引き、
間引かれた信号に応じて、前記補正を行う請求項5、又は6に記載のフリッカ低減方法。 - 前記フリッカ成分の波形に応じたテーブルの値を参照することで、前記補正ゲインを算出する請求項5〜7のいずれか1項に記載のフリッカ低減方法。
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