TW586323B - Flicker correction apparatus and flicker correction method, and recording medium storing flicker correction program - Google Patents

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586323 ⑴ 玫、發明說明 (發明說明應欽明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 技術領域 本發明關於一閃爍修正裝置、一閃爍修正方法與一記錄 媒體儲存一閃爍修正程式，用於修正使用影像處理元件處 理一物件之影像所獲得一影像信號中的一閃爍成分。較特 別的是，本發明關於一閃爍修正裝置、一閃爍修正方法以 及一記錄媒體儲存能夠避免發生閃爍現象之閃爍修正程

式。泫閃爍現象係當使用χ·γ位址掃描型式之固態影像處 理7C件’在一與—交流（AC)電源頻率同步閃爍之螢光燈照 月下處理物件之影像時，在影像中出現黑暗色彩部份與 明无色衫部份之條紋圖案延伸在水平方向。 先前技術 電子攝影機「啼 。者如，視訊攝影機、電子靜態攝影機、視 訊電洁攝影機激 、其他類似物）包含一 CCD型式影像處理元 件，其功能為一 & # ^ ，

衫像感測器。CCD型式影像處理元件需要 消耗南能量而掩^ 曰加了零件數目。因此，不易建構一利用此 CCD型式影像處 里疋件之小型可攜式電子攝影系統。另一 方面，注意力已 匕‘向一互補式金屬氧化物半導體（CMOS) 型式影像感測哭 4洛’其具有低消耗能量且可將一影像感測器 與一周邊電路塋 哀纟又於一晶片上。此一 CMOS型式影像感測 器之固態影像. ~程元件係像素配置於一矩陣内；入射光線 藉由一影像處w 一 里疋件轉換成一電氣信號；電荷（一影像信 说）累積在—» /¾ * ^ % 素中；以及該電荷（該影像信號）係籍由指

定該像素之X Y位址而從該像素讀取。一固態影像處理元 586323 (2) 發明說明續頁 件（諸如一 CMOS型式影像感測器與其類似物）被稱之為χ-γ 仓：址掃描型式固態影像處理元件。 當使用X-Y位址掃描型式固態影像處理元件（諸如一 CMOS型式影像感測器）在一使用交流電源點亮的一般螢 光燈照明下處理一物件之影像時，由於該螢光燈係與交流 电源之頻率同步閃爍，掃描之時間點將隨像素之位置而改 受。結果，將在一影像内產生明亮部份與黑暗部份，使影 像品質退化。圖7係顯示此影像品質退化之簡圖。在圖7 中’一條紋圖案（其中在水平方向延伸之黑暗部份與明亮 部份係交替形成，意即產生一閃爍）出現在一蘋果影像的 一圖框（frame)中。 圖8係解說在χ-γ位址掃描型式固態影像處理元件中發 生孩閃爍現象的原理。例如，現假設一交流電源之頻率係 50赫’一螢光燈之閃動頻率係100赫，而一影像處理元件 之圖框頻率係30赫。在此情況下，從上到下讀取所有像素 之垂直掃描時間係33 3毫秒。在該垂直掃描時間内，該螢 光燈隨著該又流電源之頻率同步閃動。因此在圖8中，當 一像素在第（n-1)線時，在第n線的一像素與在第線之 像素將被讀出’分別照射在該影像處理元件之光量（一螢 光燈之光量）彼此將不同。 因此，其中水平方向延伸之黑暗部份與明亮部份係交替 形成的一條紋圖案可在影像的一圖框中觀察到，意即一獲 得影像之品質將退化。當該垂直掃描時間係該螢光燈閃動 週期《整數倍時，此一水平黑暗·及·明亮之條紋圖案（水平 -8- 586323 發明說明續頁 (3) 條紋）將發生在螢幕之相同位置。另一方面，當該垂直掃 描時間不是該螢光燈閃動週期之整數倍時，此一水平黑暗 -及-明亮之條，纹圖案將在勞幕之垂直方向移動’因而該影 像品質將進一步思化。 一種用於修多一視訊信號，以致可避免由於此一閃爍現 象而發生一條·纹圖案的閃爍修正裝置，已經揭示於如日本 早期公開之公開案第1 1-252446號。此閃爍修正裝置已應用 於一金屬氧化物半導體（MOS)型式影像處理元件，其中該 電荷係藉指定〆像素之X-Y位址而從該像素讀出。該閃爍 修正裝置將一碭域（field)之視訊信號分割成m個區域（在各 區域中_閃燦成分大體上係均句），而後對各區域施行閃 爍修正。例如，由於大體上係考慮在一水平、線上之閃燦成 分係、@定，_閃爍成分之強度可依一線接線之架構獲得， 而後對各線施行一閃燦修正。 圖9係顯示揭示在日本早期公開之公開案第1 1-252446號 中該閃爍修正裝置之配置的一簡要方塊圖β此閃燦修正裝 置具有一輸入終端機108，可將含有一閃爍之視訊信號120 經由其輸入。從輸入終端機輸入之視訊信號120被提供 至一全位準計算區段101與一乘算器106 該全位準計算區 段101對各區域積分該視訊信號120以產生一全位準121，其 隨後將被輸出至一開關102 ° 例如，現假設一影像信號之場域頻率係60赫而一交流電 源之頻率係50赫。在此情況下’一勞光燈以赫之頻率 閃動。由於該60赫之場域頻率與該100赫之螢光燈閃動頻 -9- (4) 發明說明續頁 率具有之最大公約數為20赫，每3個場域將發生一相同之 條紋圖案，其中該條紋在明亮與黑暗間交替。現假設，當 明亮度係一致且處理一靜態物件影像’對應於第T場域 之垂直方向第k線上在水平方向第i像素的一影像處理元 件之輸出Yk,i(T)，將以週期為3場域之正弦波形式變化，而 該正弦波之相位依線號為k之方向偏移，而在線k上之像素 的Yk,i(T)大體上具有相同之相位而與位置1無關。在此情況 下，Yk,i(T)將表示如下：

Yk,i(T) = Y〇{l+ Asin (2πΤ/3 + ak)} 其中Α代表一閃爍之幅度而α代表有關一垂直位置之相位 係數。 在此情況下，全位準計算區段101藉由對在線k上之所有 像素依下列方程式求Yk，i(T)之積分以計算出一全位準 Vk(T)。 ^ V“T)=^；Yki(T)=V0{l+Asin(27iT/3+ak)} ···(方程式 1) 依此方式，全位準121由於一閃爍之影響而依一 {i + Asin (2πΤ/3 + α1〇}之因子變化。因此，如果將該全位準121乘以 一因子之倒數，該閃爍成分將可被消除。請注意在方程式 1中，VQ代表一影像處理元件（視訊信號120)之輸出的直流 成分（無閃爍成分）之全部，而η代表在一線上有效像素之 數目。 該閃爍修正裝置配置有一區域選擇信號產生區段107。 此區域選擇信號產生區段107產生一指明該視訊信號120 屬於區域1至區域m中之那一區域的區域選擇信號122。該 586323 (5) 發明說明續頁 區域選擇信號122將被提供至一開關（SW) 102與一開關 (SW) 1〇5。該開關1〇2依據該區域選擇信號122切換該全位準 121的一連接，且將該全位準121輸出至一由該選擇信號122 選定的一全位準儲存區段103。 該全位準儲存區段103包含三個偏移暫存器與其類似者 ，且與一垂直同步信號同步施行一偏移操作，以致一第一 先前場域之全位準123、一第二先前場域之全位準124與一 第三先前場域之全位準125將一直被保持。來自一場域.號 碼為T之三先前場域的全位準Vk(T-l)、Vk(T-2)與Vk(T-3)經 儲存，而後各自被輸往一閃爍增益計算區段104。 該閃爍增益計算區段104包含一平均電路與一區分電路 ，且從一複數之全位準123至125計算出一閃爍增益126，其 最終將被輸至一閃爍成分擷取區段115。 三場域之全位準123至125的一平均AVEk(T)係根據三項 式性質而由下列方程式計算出。 AVEk(T)={Vk(T-l) + Vk(T-2) + Vk(T-3)}/3 = V0 …（方程式 2) 因此，AVEk(T)係常數而與場域號碼T無關。因此，下列 方程式係從方程式（1)與（2)獲得： {l+Asin(2KT/3+ak)}=Vk(T)/V〇=Vk(T)/AVEk(T)-(方程式 3) 在此情況下，全位準Vk(T)具有之週期為3場域，且因此 Vk(T) = Vk(T-3)係成立。因此，該閃爍增益計算區段104可由 方程式3計算一閃爍增益？!^丁）··

Fk(T)= 1/ { 1 +Asin(27iT/3+ak) } = AVEk(T)/Vk(T-3)。 -11* 586323 發明說明續夏 ⑹ 的 該閃爍增益Fk(T)係用於消除一影 一閃爍成分之係數，經定義為该 像處理元件輸出Yk，i(T) 閃爍成分之倒數，即 1/ { l + Asin(27iT/3 + ak)} 〇 該閃爍成分擷取區段115包含^傅立葉轉換電路117與 一高頻率成分移除電路丨丨卜該閃爍成分擴取區段115從閃 爍增益126擷取一頻率成分140以產生一閃爍擷取信號141 ，其最終被輸出至一閃爍增益產生區段116。

明確的說，在閃爍成分擷取區段115中，傅立葉轉換電 路117係先用以將場域號碼為τ之m個閃爍增益中之L個閃 爍增益Fk(T) (k=l，2，···，L)進行離散傅立葉轉換，以計算閃 爍增益126之頻率成分140。關於一頻率f之成分Rf(T)係表示 為·

Rf(T)=之厂“7>-财(―···（方程式 4) 〇 k=\ 例如，一 NTSC視訊信號具有一 15·75千赫之水平掃描頻 率^奚一交流電源具有一 50赫之頻率而一勞光燈具有一 1〇〇赫之閃動頻率時，發生一閃爍現象，其中每ΐ57·5線在 明亮與黑暗間交替形成一條紋。在此情況下，由於閃爍增

益Fk(T)具有一 157·5線之週期，[將被設定為158以便約一 期之閃爍增益126可進行一傅立葉轉換。請注意當L係一 爍增益週期之整數倍時，將可改進該閃爍増益之頻率成 14〇的計算精度，當L並非一閃爍增益週期之整數倍時， 施行傅立葉轉換前先將閃燦增益126乘以一视窗函數則 改進該精度。儘管線i至線L之閃爍增益#進行上述技藝 的一傅立葉轉換，其他之線也可使用。 -12- 586323 ⑺ 發明說明續頁 以此方式，在該閃爍增益之頻率成分140中，只有該閃 爍成分之頻率成分被存留’而其他頻率成分將從高頻成分 移除電路Π 8設定為〇，因而產生閃爍擷取信號141。例如 ，如果關於一週期之閃爍增益被轉換成頻率成分140 ,該 閃爍成分140將被代表一基波之Ri(T)所控制。因此，如果 只剩一直流成分（卜〇)與一基波（f=l)’ 一閃爍擷取信號Qf(T) 將表*為· (方程式5)。

Qe(T) - Rf(T) (f β 1} Qf(T) * ο (f 之 2) 請注意如果不易只以一基波來逼近一閃爍成分，可留下 二階與三階調波成分。 閃爍增益產生區段116包含一反向傅立葉轉換電路U9 ，且經由施行對應於該閃爍擷取信號141的一正弦波迴旋 i ·生一控制增益130。該控制增益13〇將被輸出至開關 (SW)l〇6。一控制增益Gk(T)可表示為： (方程式6)。

Gk(T) =1/ 乙泣仰舞1)"“.· /:0 該控制增益130將對各個卜1，2，...，m計算且輸出至該開 關（SW) 105。 開關（sw) 1〇5接收輸入控制増益13〇而後輸出一由區域 選擇信號122所選定的一區域之控制增益ΐ3ι至乘算區段 1〇6。該乘算區段106將該輸入視訊信號12〇乘以該輸入控制 增益131而後將其輸出。 因此，在使用一包含一影像處理元件（諸如一拾取管、 '13· 586323 ⑻ 發明說明續頁 一 MOS型式影像處理元件或其類似物）的攝影機時，其中 一閃爍成分在一個場域中之垂直方向以正弦波型式變化 之形下，可藉由對具有大體上相同閃爍成分之各區域施行 閃爍修正而移除該閃爍成分。 然而上述之習知閃爍修正裝置，即使當一物件在無閃爍 現象產生之太陽光照明下進行影像處理時，一視訊信號亦 將進行閃爍修正。在此情況下，一影像將受閃爍修正之不 利影響。各區域可具有一不同之交流電源頻率而一影像處 理元件可使用於此區域。例如，一區域具有一 50赫之交流 電源頻率，而另一區域具有一 60赫之交流電源頻率β當在 這些具有不同交流電源頻率之區域中使用上述影像處理 元件時，供修正之常數必須針對各個區域加以調整。因此 ，使用者必須依據照明與交流電源頻率來控制一閃爍修正 裝置之操作。 一圖框頻率（或場域頻率）可能會隨一攝影機之系統條 件而加以改變。在某些情況下，可能需要一第三或更多先 前圖框之資料以便計算一閃爍增益。例如，當一螢光燈以 100赫閃動而一影像處理元件之圖框頻率為14赫時，將每7 圖框產生相同之明亮-與-黑暗條紋圖案。因此，需要七組 先前圖框之資料。因此，依據一影像處理元件之圖框或場 域頻率時將需要許多時間以修正一閃爍。 發明内容 依據本發明的一特點，提供一種用於修正使用影像處理 元件處理一物件之影像所獲得影像信號中的一閃爍成分 -14- 586323 (9) 發明說明續頁 之閃爍修 於對一水 的一平均 率與一影 ;一閃爍 出之平均 率掏取閃 決定是否 於使用該 段，用於$ 且根據該 分。 因此， 因而使其 其類似者 ，可使用3 影像信號 元件之圖 資料^ 一 需要關於 與習知之 正而不須 在本發 一影像記 正裝置。該裝置包括：一影像平均計算區段，用 平或垂直方尚之各線或各組線計算該影像信號 ;一閃爍頻率計算區段，用於使用一交流電源頻 像處理元件之圖框或場域頻率計算一閃爍頻率 f料擷取區段，用於使用該影像平均計算區段算 影像信號與該閃爍頻率計算區段算出之閃爍頻 爍資料；一閃爍決定區段，用於使用該閃爍資料 有出現一閃爍現象；一閃爍修正量計算區段，用 閃爍資料計算一閃爍修正量；以及一閃燦修正區 L用該閃爍修正量計算區段算計出之閃爍修正量 閃爍決定區段之決定移除該影像資料之閃爍成 it閃爍決定區段可決定是否有出現一閃爍現象， 可對於在不造成閃爍現象之照明（諸如太陽光或 )下所獲得的影像，不予以施行閃爍修正β再者 子於在水平或垂直方向之各線或各組線計算出之 的平均’以及使用一交流電源頻率與一影像處理 框或場域頻率計算出的一閃爍頻率來擷取閃爍 閃燦修正量將從該閃爍資料計算出。因此，將不 具有相同明或暗條紋之圖框或場域之資料，因係 燦丫>正裝置不同©因此，可快速地施行閃燦修 考慮一影像處理元件之圖框或場域頻率。 月 具體實施例中，該閃爍修正裝置進一步包含 ^ ’用於儲存該影像信號❶該閃爍修正區段使 -15- 586323 (10) I發明說明續頁 用由該閃爍修正量計算區段計算出之閃爍修正量移除儲 存在影像記憶體中該影像信號之閃爍成分。 在本發明一具體實施例中，該閃爍修正裝置進一步包含 一閃爍相位差計算區段，用於使用該交流電源頻率與該影 像處理元件之圖框或場域頻率以計算一閃爍相位差，該相 位差係介於一過去圖框或場域的一閃爍頻率與一現在圖 框或場域的一閃爍頻率間之相位差。該閃爍修正量計算區 段使用由該閃爍資料擷取區段從一過去圖框或場域擷取 之閃爍資料，以及由閃爍相位差計算區段計算出之閃爍相 位差計算一閃爍修正量，而後該閃爍修正區段使用從該閃 爍修正量計算區段計算出之閃燦修正量移除一現在圖框 或場域之影像信號的一閃爍成分。 因此，可使用對一水平或垂直方向之各線或各組線計算 出之該影像信號的一平均值；以及使用一交流電源頻率與 該影像處理裝置的圖框或場域頻率，由過去之圖框或場域 擷取閃爍資料。一閃爍修正量係從該閃爍資料與一閃爍相 位差中計算出，該相位差係介於過去圖框或場域之該閃爍 頻率與現在圖框或場域之該閃爍頻率。因此，將不需要關 於具有相同明或暗條紋之圖框或場域之資料，因為係與習 知之閃爍修正裝置不同。因此，可快速地施行閃爍修正而 不須考慮一影像處理元件之圖框或場域頻率。 在本發明一具體實施例中，閃爍修正量計算區段計算該 閃爍修正量係依據在該影像信號一圖框或場域中待修正 的一像素之明亮度。 -16- 586323 (11) 發明說明績頁 ， 亦 此， 因時 〇 中 行域 施場 而或 度框 古【儿圖 明一 之的 素號 像信 一 像 據fy 依在 可現 正出 修域 爍區 閃暗 , 1 此當 因使 即 偉 t於 ο .伊 • 用 正施， 修實段 爍體區閃 閃具存 一 行 一儲現 施明訊出 地發資有 當本爍否 適在閃是 可 一於 訊 資 之 象 現 爍 含關參 包出由 步輸藉 一 段段 進區區 置 定 定 裝決決 正爍爍 修閃閃 爍該該 閃從 該存 閃 象 現 現 出 爍 有 閃 否 。 一 是象果 去現如 過爍訊 一 mil 資 於一爍 關現閃 中出之 段有域 場 或 框 1BI 去 過 考 參 由 藉 區否 存是 儲定 訊決 資 ， 爍訊 閃資 在之 存象 儲現 考爍 施低 可減 時可 生 發 内 間 期 段 1 的 域 場 或 框 圖 個 數 在 行 正 。 修生 發 閃誤 該 用 使 段 區 算 J5.L1T 率 頻 時爍 象閃 現該 爍， 閃中一例 正施 修實 否體 是具 定一 決明 當發 此本 藉在 率影 頻該 域與 場率 或頻 框源 圖電 之>ir 件交 元二 理第 處該 像用 影使 該q 與率 率頻 頻爍 源閃 電 一 流第 交 一 1 算 第計 •\sw 率 頻 域 場 或 框 圖 之 件 元 E71 一 J1 處 像 爍之 閃算 一 計 第段 一 區 含算 包計 段均 區平 取像 擷影 料該 資由 爍用 子 二取 第擷 1 料 算資 閃 該 ο 率 頻 爍 閃 像 影 均 平 使一 於第 用該 段與 區號 信 閃 - 第 取 擷 率 頻 爍 閃 影 該 由 用 使 於 用 段 區 子信 取像 擷影 料均 資平 爍之 閃算 二計 第段 1 區 及算 以計 ; 均 二 資 爍 二決 第料 枚資 擷爍 率閃 頻二 爍第 閃與二一 第第 該該 與用 號使 料 資 爍 閃 否 是 定 段象 區現 定爍 決閃 爍一 閃現 該出 〇 有 區 算爍 f 閃 ，yd 量二 正第 修或 爍一， 閃第此 .17因 〇 用 根1+ 段料 資 使 定 決 之 段 區 定 決 爍 閃 該 據 算 量 正 修 爍 閃 否 是 定 決 率 頻 源 電 流 交 各 於 對 可 段 區 定 決 爍 閃 該 -17- 586323 (12) 發明說明續頁 有出現一閃爍現象《即使當一交流電源頻率改變時，也可 適當地修正一閃爍。 依據本發明另一特點，提供一種用於修正使用一影像處 理元件處理一物件影像所獲得影像信號的一閃爍成分之 閃爍修正方法。該方法包括下列步驟··對一水平或垂直方 向内各線或各組線計算該影像信號的平均；使用一交流電 源頻率與該影像處理元件的一圖框或場域頻率計算一閃 爍頻率；使用該平均影像信號與該閃爍頻率擷取閃爍資料 ;使用該閃爍資料決定是否有出現一閃爍現象；使用該閃 爍資料計算一閃爍修正量；以及根據是否有出現一閃爍現 象之決定移除該影像信號資料之閃爍成分。 依據此方法，可決定是否有出現一閃爍現象，因而使其可 對於在不造成閃爍現象之照明（諸如太陽光或其類似者） 下所獲得的影像，不施行閃爍修正。 在本發明一具體實施例中，該閃爍修正方法進一步包含 儲存從影像處理元件輸入之影像信號β該移除步驟包含使 用閃爍修正量移除該儲存影像信號之閃爍成分。 因此，對於由包含Χ-Υ位址掃描型式固態影像處理元件 的一電子靜態攝影機、一 PC攝影機或其他類似攝影機， 在與一交流電源同步閃爍之螢光燈照明下所獲得之影像 時，可避免因閃爍現象而減低其影像品質，使其可顯示一 高品質影像。 在本發明一具體實施例中，該閃爍修正方法進一步包含 :使用該交流電源頻率與影像處理元件之一圖框或場域頻 -18- 586323 (13) 發明說明續頁 率計算一閃爍相位差，該相位差係過去圖框或場域之閃燦 頻率與現在圖框或場域之閃燦頻率間的相位差。該閃爍修 正量計算步聲包含使用一過去圖框或場威之閃燦資料與 該閃爍相Μ ^ 一閃爍修正量。該Γα1 Μ分移除步驟包 含使用該閃蝶修正量移除現在圖框或場域的影像信號之 一閃爍成分。 因此’對於由包含χ·γ位址掃描型式固態影像處理元件

的一電子靜態攝影機、一 pc攝影機或其他類似攝影機， 、 入成電源同步閃爍之螢光燈照明下所獲得之影像 ，可避# ® 、々爍現象而減低其影像品質，使其可顯示一高 品質之影像。 日月 驟包含使 框或場域 源頻率與 閃爍頻率 均與該第 像信號之 爍現象決 出現一閃 出現一閃 一閃爍修

一具體實施例中，該閃爍頻率計算步 用該第一交、、六& tc ^ Α電源頻率與該影像處理元件之圖 頻率計墓_ ^ 系一閃爍頻率，與使用該第二交流電 該影像處垤元件之圖框或場域頻率計算一第二 。該閃爍資料_取步驟包含使用該影像信號之平 -閃爍頻率擷取第一閃爍資料’以及使用由該影 :均與該第二閃爍頻率擷取第二閃爍資料。該閃 定步驟使用該第一與第二閃爍資料決定是否有 爍現象。該閃爍修正量計算步驟包含根據是否有 爍現象之決定，使用該第一或第二閃 =、 』萊斧料計算 止重 〇 象 因此’可對於各交流電源頻率決定是 , 否有出現〜 ° ρ使當一交流電源頻率改變時， I了適當地修 閃爍現 正一閃 -19- 586323 (14) 發明說明績頁 爍。 依據本發明另一特點，提供一種儲存控制上述閃爍修正 方法之程序的一閃爍修正程式之記錄媒體。 因此，對於由包含X-Y位址掃描型式固態影像處理元件 的一電子靜態攝影機、一 PC攝影機或其他類似攝影機， 在與一交流電源同步閃爍之螢光燈照明下所獲得之影像 ，藉由軟體而無須特別之硬體而可避免因閃爍現象減低該 影像品質，使其可顯示一高品質之影像。 因此，在此描述之本發明可利於提供一閃爍修正裝置、 一閃爍修正方法與一記錄媒體儲存一閃爍修正程式，即使 當照明與一交流電源頻率改變時亦能夠不須考慮一影像 處理元件圖框或場域頻率而施行快速的閃爍修正。 只要熟習該項技藝者詳讀並瞭解下文中參考附圖的詳 細說明，將可明白本發明的這些及其它優點。 實施方式 以下本發明將藉由說明性範例並參考所附圖式來作說 明。 (範例1) 圖1顯示依據本發明範例1的一閃爍修正裝置30之配置 的概要方塊圖。 此閃爍修正裝置30具有一輸入終端機1，一影像信號S1 可經由其輸入。影像信號S1係藉由使用包含一影像處理元 件之攝影機（諸如一電子攝影機、一掃描器或其類似物）處 理一物件之影像而獲得。例如，當使用包含一 X-Y位址掃 (15) 發明說明續頁 描型式固態影僅+ 〃像處理元件（諸如一 CMOS型式影像 等）之攝影機，Λ ^ a ^ 在—與交流電源頻率同步閃爍之勞 明下處理一物你旦/你 千衫像時，該含有一閃爍成分之影偉 係經輸入終端機丨輸入。 經由輸入終妲祕 %機1輸入之影像信號S1將提供予一 憶體9，而一_ # + θ Μ汇或一％域之該影像信號將以影像 式儲存於影像咋产_ π 己隐體9。該影像信號s i也將提供予 平均計算區段2。 影像平均計嘗γ 养區段2根據輸入影像信號S1計算名 線上影像信號$丞 <十均，而後將一影像平均S2輸出3 料掏取區段3與4 ρ μ ^ 4 °於像平均計算區段2可計算各句 像信號的平均，七π二丄 或可計算垂直方向影像信號之平 閃爍頻率计算區段5根據-交流電源頻率及該! 元件之圖框或場域頻率計算一閃爍頻率。明確地\ 頻率計算區段5計算一閃爍頻率33且將其輸出至閃 類取區段3(假設該交流電源頻率係一第一頻率， ’同時也計算一閃爍頻率S4而後輸出至一閃燦資料 段4(假設該交流電源頻率係一第二頻率，如6〇赫） 閃爍資料擷取區段3將從影像平均計算區段2輪 像平均S2進行離散傅立葉轉換，以計算從閃燦頻率 段5輸入之閃爍頻率S3的一頻譜量S5，與靠近該閃 S3之頻率的頻譜量S5’與S5"。該頻譜量S5、35，與S5, 出至一閃爍決定區段6。 閃爍資料擷取區段4將從影像平均計算區段2輪 感測器 光燈照 信號S1 影像記 資料型 一影像 各水平 閃爍資 線之影 像處理 ，閃爍 爍資料 b 50赫） 擷取區 入之影 計算區 爍頻率 將被輸 入之影 586323 (16) 發明說明續頁 像平均S2進行離散傅立葉轉換，以計算由閃爍頻率計算區 段5輸入之閃爍頻率S4的一頻譜量S6，與靠近該閃爍頻率 S4之頻率的頻譜量S6’與S6n。該頻譜量S6、S6’與S6"將被輸 出至一閃爍決定區段6。 閃爍決定區段6根據頻譜量S5、S5’與S5”決定是否有出現 一閃爍現象，同時也根據頻譜量S6、36’與S6”決定是否有 出現一閃爍現象，而後將決定結果以閃爍資訊S8輸出至閃 爍修正區段10。 當偵測到一閃爍現象出現時，該閃爍決定區段6決定是 那一個交流電源頻率（50赫或60赫）造成該閃爍現象。該結 果將以閃爍資訊S7輸出至一開關（SW) 7。開關（SW) 7係根 據閃爍資訊S7 (決定那一個交流電源頻率造成該閃爍現象 之結果）切換，以便將該頻譜量S5、35’與S5”或該頻譜量S6 、S6f與S6”輸出至一閃爍修正量計算區段8。當偵測到一閃 爍現象不出現時，該指示未出現一閃爍現象之閃爍資訊S8 將被輸入閃爍修正區段10，以致不施行任何修正。 閃爍修正量計算區段8將從SW 7輸入之頻譜量S5或S6進 行反向離散傅立葉轉換，以計算一修正量S9而後將其輸出 至閃爍修正區段10。 閃爍修正區段10將從閃爍修正量計算區段8輸入之閃爍 修正量S9加入含有儲存於影像記憶體9一閃爍成分之影像 資料中，以消除該閃爍成分。 接下來，一種使用上述範例1之閃爍修正裝置30之閃爍 修正方法，將參考圖2所示之流程圖加以說明。 -22- (17) (17)586323 發明說明續頁 在步驟1中，含令一閃爍成分之影像信號g 1係以影像資 料型式儲存於影像記憶體9中。 在步驟2中，為了減低一有關物件之影響，該影像平均 計算區段2計算在水平或垂直方向各線或各組線之影像信 號S1的平均S2e在步驟3,其決定是否完成所有線之影像 "is就的平均。 例如，當在水平方向對一具有w水平像素χ h垂直像素之 輸出影像的影像信號進行平均處理時，在第y線上之影像 信號的平均可如下計算出： sy= —···(方程式 7) 其中Sy表示在第y線上；像彳s號之平均，而y表示在第y 線上第X像素處的一影像信號值。 同理，可針對各組線而非對各線施行平均，或者是可在 垂直方向施行平均。 當所有線之影像信號的平均完成後，閃爍頻率計算區段 5根據交流電源頻率與一影像處理元件之圖框或場域頻率 計算閃爍頻率S3與S4(步驟4)。 例如，一閃爍頻率之計算可為： f=(2F/R)x(h/H)…（方程式 8) 其中F表示一螢光燈之交流電源頻率，R表示一影像處理 元件之圖框頻率’ Η表示影像處理元件内一圖框之垂直像 素數目，而h表示一輸出影像之垂直像素的數目。 靠近該閃爍頻率f之頻率〇與fh可分別假設為fel與f+ i。 在步驟5中’閃爍資料擷取區段3將影像信號S1之平均S2 -23- (IS) 發明說明續頁 進行傳互葉轉換，以擷取閃爍頻率S3之頻譜量S5以及靠近 μ A燦頻率S3之頻率成分的頻譜量S5,與S5"作為閃爍資料 同時在步驟5中，閃爍資料擷取區段4將影像信號S1之平 均S2進行傳立葉轉換，以擷取閃爍頻率S4之頻譜量S6以及 非近琢閃爍頻率S4之頻率成分的頻譜量S6,與S6"作為閃爍 資料。 例如’當藉由平均水平方向之影像信號而獲得該影像信 號之平均（在垂直方向的一波形）Sy，經離散傅立葉轉換 (DFT)以致被轉換成空間頻率時，關於一任意頻率f，之該影 像信號平均（在垂直方向的一波形）Sy之頻譜量的實數部 份S-Re[H、虛數部份Sjm[f，]與能量頻譜S_Pw[f，]可分別 計算如下： s_Re[f’] * 文{syCOS(二JiL X f' X y)} · ·(方程式 9) y-0 h -S一Im[f'] = g{SySin(：lii χ f' x yH · · ·(方程式 1〇) y «〇 h S_Pw[f，] MS—Retf，])2 十（S一· · ·(方程式 U)

當一閃爍現象發生時，該閃爍頻率f之頻譜量係大於靠 近閃爍頻率f之頻率^與fh的頻譜量。因此，該閃爍決定區 段6可偵測出何時發生一閃爍現象，如果該影像信號平均 Sy之閃爍頻率f與靠近閃爍頻率之fl與fh各自的能量頻譜 S_Pw[f]、S—S_Pw[fh]係滿足下列條件時， S一Pw[fi]xN<S_Pw[f]與 S一Pw[fh]xN<S—Pw[f]…（方程式 12) 其中N表示一指明峰值險峻程度之任意常數。 假設一區域具有一 50赫之交流電源頻率，而另一區域具 -24· 586323 (19) 發明說明續頁 有一 60赫之交流電源頻率。在此情況下，閃爍決定區段6 根據頻譜量S5、S5'與S5n閃爍頻率（假設該交流電源頻率係 50赫）決定一閃爍現象是否出現，且同時也根據頻譜量S6 、36;與S6”（假設該交流電源頻率係60赫）決定一閃爍現象 是否出現，因而使其得以決定該交流電源頻率。 在步驟6中，閃爍修正量計算區段8將閃爍頻率S3或S4之 閃爍資料S5、S5·與S5"或是S6、S6·與S6"進行反向傅立葉轉 換，以便計算閃爍修正量S9。在步驟7中決定所有線之閃 爍修正量計算是否已均完成。 一具有與一閃爍成分相反相位之波形將被加入一影像 信號中以進行修正。計算一第y線之閃爍修正量，可 依據下列方程式將一閃爍頻率之s一Re[f]與s一Im[f]進行反 向離散傅立葉轉換（丨11>^1^〇?1')·· dSy=-2x ix {S^Re[f]cos(z|Lxfxy) + S_Im[ f] sin( fx y)} n ft h ···(方程式13) t -成所有線之閃爍修正量計算後，閃爍修正區段l〇 肝計算出、 資料 < 閃爍修正量S9加入儲存在影像記憶體9之影像 针，以便敖，人 是否除步驟8中的一閃爍成分。在步騾9中將決定 W有傻| 式將終止…均經處理，而如果結果為是，該閃爍修正程 此閃燦修τ 一閃逾& >裎式可以硬體達成，或者是藉由一使用儲存 腦系统。 式供控制閃爍修正步驟的一記錄媒體之電 圖3之圖式 飞顯示能夠使用儲存上述閃爍修正程式的一記 -25- 586323 (20) 發明說明續買 錄媒體以施行閃爍修正的一代表性系統配置。 在此系統中，上述閃爍修正程式係儲存於一記錄媒H中 ，諸如CD-ROM 20、一軟碟（FD) 21或其類似物。電腦13細 由 CD-ROM驅動器16讀取記錄在CD-ROM 20中之閃燦修 正程式，或經由軟碟驅動器17讀取記錄在軟碟21中之閃壤 修正程式，而後將該程式安裝於一硬碟15。當電腦13從_ 記錄媒體（諸如CD-ROM 20、軟碟21或其他類似物）或一外部 介面（IF) 22接收到含有一閃爍成分的一影像信號時，電冑 13將該閃爍修正程式寫入記憶體14而後依需求施行一閃 爍修正程序。也可藉著從一鍵盤、一滑鼠19或其他類似物 輸入的一命令控制電腦13之運作。電腦13也可使用一已進 行閃爍修正之影像信號，將一影像顯示於一顯示裝置1 8。 (範例2) 圖4係顯示依據本發明範例2 —閃爍修正裝置40之簡要 方塊圖。 此閃爍修正裝置40未配置有如範例1 (圖1)閃爍修正裝 置30中的一影像記憶體9。例如，一閃爍修正量係根據先前 經由輸入終端機1輸入之該影像信號的一圖框或場域（諸 如一第一前圖框或場域）而計算出，而後此一閃爍修正量 被用以修正現在經由輸入終端機1輸入之該影像信號的一 圖框或場域。在此情況下，由於在前囷框（或場域）與現在 圖框（場域）間有一相位差，因此施行之閃燦修正必須考慮 到該相位差。為了計算該相位差，範例2之閃燦修正裝置 40具有一相位差計算區段1 1。 -26 - 586323 (21) 發明說明績頁 —經由輸入終端機1輸入之影像信號S1將被提供予如同 範例1之閃爍修正裝置30中的一影像平均計算區段2與一 閃爍修正區段10。 相位差計算區段11根據一交流電源之頻率與該影像處 理元件之圖框或場域之頻率’計算先前圖框（或場域）之閃 爍頻率與現在圖框（或場域）之閃爍頻率間的一相位差S i i ，而後將該相位差S11輸出至一閃爍修正量計算區段8。 例如，當該閃爍成分之週期τ為Η · R/2F時，一圖框之相 位差Ay的計算如下： △ y=H-nT ···(方程式 H) {備註：η係滿足H>nT之最大自然數}。 當閃爍修正量計算區段8如同範例丨，脓 u 1將根據先前圖框或 場域之影像信號計算而從SW 7輸入之相％ <頻譜量S5或S6進行 反向離散傅立葉轉換時，會把從相位# # 伸^菱叶算區段U輸入之 相位差S11列入考慮，以計算一修正景 重S9。該修正量S9 被輸出至一閃爍修正區段1〇。 閃燦修正區段10將根據先前囷框或場域之影像信 算出，而從問燦修正量計算區段8輸入之閃燦修正量μ， 加入現在圖框或場域之影像信號以消除一閃爍成分。 例如，一在第y線上一第χ像素之輸出

Sx，y，= SX，y+dSy+Ay, 一 ^ 係计算如下： 一 ^ … ·（方程式15)。 置與修正程序_

範例2之閃爍修正裝置40其他部份之配 似範例1 ’因此其說明將予省略。 (範例3) -27· 586323 (22) 發明說明績頁 圖5顯示依據本發明範例3 —閃爍修正裝置50之簡要方 塊圖。 在此閃爍修正裝置50中，如同範例2中之閃爍修正裝置 40，經由輸入終端機1輸入之影像信號S1被提供予一影像 平均計算區段2與一閃爍修正區段10 (圖4)。該影像信號S1 被進一步提供至一閃爍修正量計算區段8。 由一閃爍現象造成之水平、明與暗條紋圖案，因為減低 在黑暗部份之對比而使一物件之黑暗部份不如在明亮部 份般明顯。因此，當一明亮像素與一黑暗像素出現在影像 的一圖框或場域内相同水平線上時，如果將相同閃爍修正 量加入該明亮像素與黑暗像素時，一影像品質將會降低。 為避免此影像品質之降低，在範例3之閃爍修正裝置50 中，一閃爍修正量計算區段8根據在影像信號之一圖框或 場域中待修正的一像素之明亮度計算一閃爍成分或一修 正量S9，而後將修正量S9輸出至一閃爍修正區段10。 例如，在第y線上一第X像素之修正量，係根據隨意選定 之明亮度臨界值DYth從下列方程式計算出。 dsy, dSy, dsy dsy DSth (Sm

< DSth ) 2 DSth ) …（方程式16)。 閃爍修正區段10會將根據先前圖框或場域之影像信號 計算而從閃爍修正量計算區段8輸入之閃爍修正量S9，加 入現在圖框或場域之影像信號以消除一閃爍成分。 例如，一在第y線上一第X像素之輸出Sx，y"係計算如下： -28- 586323 (23) 發明說明績頁

Sx，y" =Sx，y+dSy …（方程式 17)。 範例3之閃爍修正裝置50其他部份之配置與修正程序類 似範例2，因此其說明將予省略。 (範例4) 圖6顯示依據本發明範例4一閃爍修正裝置60之簡要方 塊圖。 此閃爍修正裝置除了範例3之閃爍修正裝置50外，另具 有一閃爍資訊儲存區段12 (圖5)。 一影像信號之單一圖框或場域將用以決定是否有出現 一閃爍現象而後施行閃爍修正，然而在此情況下可能會發 生一偵測失誤。 一閃爍現象將出現於複數個圖框或場域中。因此，在範 例4之閃爍修正裝置60中，閃爍資訊儲存區段12累積在複 數個圖框或場域中閃爍現象出現與否之決定結果。閃爍決 定區段6參考閃爍儲存在資訊儲存區段12中過去閃爍之資 訊。如果在數個圖框或場域之期間内出現一閃爍現象，將 產生閃爍資訊S7與S8而後輸出至一 SW 7與一閃爍修正區 段10以施行閃爍修正。 範例4之閃爍修正裝置60中其他部份之配置與修正程序 類似範例3，因此其說明將予省略。 如上述詳細說明，依據本發明，一閃爍決定區段可決定 是否有出現一閃爍現象。因此，即使當照明與一交流電源 頻率改變，也可適當地修正一閃爍。與習知閃爍修正裝置 不同的是，本發明並不需要關於具有相同明亮或黑暗條紋 -29- 586323 (24) 發明說明續頁 之圖框或場域的資料。因此，閃爍修正可快速地施行而無 須顧慮-景”象處理元件之圖㈣場域之頻率。 一閃爍修正量计算區段可根據一像素之明亮度計算一 修正量，而後將該修正查將用於閃爍修正。因此，即使一 黑暗區域出現在一圖框或場域之影像信號中，仍可適當地 施行閃爍修正。 一閃爍資訊儲存區段累積在過去圖框或場域内一閃爍 出現或不出現之資訊。一閃爍決定區段參考此資訊。因此 ’在數個圖框或場域之期間内出現一閃爍現象時可施行閃 爍修正’因而可在決定是否施行一閃爍現象時減低失誤。 依據本發明，使用包含一 χ_γ位址掃描型式固態影像處 理元件的一電子靜態攝影機、一 PC攝影機或其類似物， 在與一交流電源同步閃爍的螢光燈照明下而獲得影像時 ’由於閃爍現象使影像品質減低之情形將可避免，因而可 使其顯不一*南品質影像。 熟習此項技藝人士應明白本發明的各種修改將易於修 改’而不會脫離本發明的範蜂與精神。因此，隨附的令請 專利範圍並不預期受限於本文中提供的說明中，而應對該 等申請專利範圍作廣泛的解釋。 圖式簡單說明 圖1顯示依據本發明範例1 一閃爍修正裝置之配置的概 要方塊圖。 圖2係用於解說依據本發明範例1之閃爍修正方法程序 的流程圖。 586323 (25) 發明說明續頁 圖3係顯示可依據本發明範例1之閃爍修正程式施行閃 爍修正的一代表性系統配置。 圖4係顯示依據本發明範例2之閃爍修正裝置配置的方 塊圖。 圖5係顯示依據本發明範例3之閃爍修正裝置配置的方 塊圖。 圖6係顯示依據本發明範例4之閃爍修正裝置的方塊圖。 圖7係顯示一影像發生閃爍現象之簡圖。 圖8係用於解說一閃爍現象發生原理之圖式。 圖9顯示一習知閃爍修正裝置之配置的概要方塊圖。 圖式代表符號說明 1 輸 入 終 端 機 2 影 像 平 均 計 算 區 段 3 閃 爍 資 料 擷 取 區 段 4 閃 爍 資 料 類 取 區 段 5 閃 爍 頻 率 擷 取 區 段 6 閃 爍 決 定 區 段 7 開 關 8 閃 爍 修 正 量 計 算 區段 9 影 像 記 憶 體 10 閃 爍 修 正 區 段 11 相 位 差 計 算 區 段 12 閃 爍 資 料 儲 存 區 段 13 電 腦 -31 - 586323 (26) 14 内 部 記 憶 體 15 硬 碟 16 CD-ROM驅動器 17 軟 碟 驅 動 器 18 顯 示 裝 置 19 鍵 盤 滑 鼠 20 光 碟 21 軟 碟 22 外 部 介 面 30 閃 爍 修 正 裝 置 40 閃 爍 修 正 裝 置 50 閃 uAl 爍 修 正 裝 置 60 閃 爍 修 正 裝 置 101 全 位 準 計 算 區 段 102 開 關 103 全 位 準 儲 存 區 段 104 閃 爍 增 益 計 算 區 段 105 開 關 106 乘 算 區 段 107 區 域 選 擇 信 號 產 生 108 輸 入 終 端 機 115 閃 爍 成 分 擷 取 區 段 116 閃 爍 增 益 產 生 區 段 117 傅 立 葉 轉 換 118 移 除 高 頻 率 成 分 區段 發明說明績買

-32- 586323 (27) 119 反 向 傅 立 葉 轉換 120 視 訊 信 號 121 全 位 準 122 域 選 擇 信 號 123 全 位 準 124 全 位 準 125 全 位 準 126 閃 爍 增 益 130 控 制 增 益 131 控 制 增 益 141 閃 爍 擴 取 信 號 發明說明續頁

Claims (1)

1. 586323 拾、申請專利範圍 1. 一種用於修正使用一影像處理元件處理一物件之影像 所獲得影像信號的一閃爍成分之閃爍修正裝置，該裝置 包含： 一影像平均計算區段，用於計算在一水平或垂直方向 内各線或各組線之該影像信號的一平均； 一閃爍頻率計算區段，用於使用一交流電源頻率與該 影像處理元件的一圖框或場域頻率計算一閃爍頻率； 一閃爍資料擷取區段，用於使用由該影像平均計算區 段計算之該影像信號的該平均與由該閃爍頻率計算區 段計算之該閃爍頻率擷取閃爍資料； 一閃爍決定區段，用於使用該閃爍資料決定是否有出 現一閃爍現象； 一閃爍修正量計算區段，用於使用該閃爍資料計算一 閃爍修正量；以及 一閃爍修正區段，用於使用由該閃爍修正量計算區段 計算之該閃爍修正量與根據閃爍決定區段之決定，移除 該影像信號之該閃爍成分。 2. 如申請專利範圍第1項之閃爍修正裝置，進一步包含： 一影像記憶體，用於儲存該影像信號， 其中該閃爍修正區段使用由該閃爍修正量計算區段 計算出之該閃爍修正量移除儲存在該影像記憶體中該 影像信號之該閃爍成分。 3.如申請專利範圍第1項之閃爍修正裝置，進一步包含： 586323 申請專利範圍續頁 一閃爍相位差計算區段，用於使用該交流電源頻率與 該影像處理元件之該圖框或場域頻率計算一閃爍相位 差，該相位差係一過去圖框或場域之一閃爍頻率與一現 在圖框或場域之一閃爍頻率間之相位差， 其中該閃爍修正量計算區段使用由該閃爍資料擷取 區段從一過去之圖框或場域擷取之閃爍資料，以及由該 閃爍相位差計算區段計算之該閃爍相位差計算一閃爍 修正量；及 該閃爍修正區段使用由該閃爍修正量計算區段計算 出之該閃爍修正量，移除一現在圖框或場域中一影像信 號之一閃爍成分。 4. 如申請專利範圍第1項之閃爍修正裝置，其中該閃爍修 正量計算區段依據在該影像信號的一圖框或場域中待 修正之一像素的明亮度計算該閃爍修正量。 5. 如申請專利範圍第1項之閃爍修正裝置，進一步包含： 一閃爍資訊儲存區段，用於儲存從該閃爍決定區段輸 出有關是否有出現一閃爍現象之資訊， 其中該閃爍決定區段藉由參考儲存在該閃爍資訊儲 存區段中有關一過去是否有出現閃爍現象之該資訊，決 定是否有出現一閃爍現象。 6. 如申請專利範圍第1項之閃爍修正裝置，其中··. 該閃爍頻率計算區段使用一第一交流電源頻率與該 影像處理元件之該圖框或場域頻率計算一第一閃爍頻 率，以及使用一第二交流電源頻率與該影像處理元件之 586323 申請專利範圍讀頁 該圖框或場域頻率計算一第二閃爍頻率； 該閃爍資料擷取區段包含：一第一閃爍資料擷取子區 段，用於使用由該影像平均計算區段計算之該影像信號 之該平均與該第一閃爍頻率擷取第一閃爍資料；以及一 第二閃爍資料擷取子區段，用於使用由該影像平均計算 區段計算之該影像信號之該平均與該第二閃爍頻率擷 取第二閃爍資料； 該閃爍決定區段使用該第一與第二閃爍資料來決定 是否有出現一閃爍現象；及 該閃爍修正量計算區段根據該閃爍決定區段之該決 定，使用該第一或第二閃爍資料計算一閃爍修正量。 7. —種用於修正使用一影像處理元件處理一物件影像所 獲得之影像信號的一閃爍成分之閃爍修正方法，該方法 包含下列步驟： 對一水平或垂直方向内各線或各組線計算該影像信 號的一平均； 使用一交流電源頻率與該影像處理元件的一圖框或 場域頻率計算一閃爍頻率； 使用該影像信號之該平均與該閃爍頻率擷取閃爍資 料； 使用該閃爍資料決定是否有出現一閃爍現象； 使用該閃爍資料計算一閃爍修正量；以及 根據是否有出現一閃爍現象之該決定移除該影像信 號資料之該閃爍成分 586323 申請專利範園續頁 8如申請專利範圍第7項之閃爍修正方法，進一步包含·· 儲存從該影像處理元件輸入之該影像信號， 其中該移除步驟包含使用該閃燦修正量移除該儲存 影像信號之該閃爍成分。 9. 如申請專利範圍第7項之閃爍修正方法，進一步包含： 使用該交流電源頻率與該影像處理元件之一圖框或 場域頻率計算一閃爍相位差，該相位差係一過去圖框或 場域之閃爍頻率與一現在圖框或場域之閃爍頻率間之 鲁 相位差， 其中該閃爍修正量計算步驟包含使用一過去圖框或 場域之閃爍資料與該閃爍相位差計算一閃爍修正量，及 該閃爍成分移除步驟包含使用該閃爍修正量移除一 現在圖框或場域的一影像信號之一閃爍成分。 10. 如申請專利範圍第7項之閃爍修正方法，其中： 該閃爍頻率計算步驟包含使用一第一交流電源頻率 與該影像處理元件之該圖框或場域頻率計算一第一閃 g 燦頻率’以及使用一第二交流電源頻率與該影像處理元 件之該圖框或場域頻率計算一第二閃爍頻率； 该閃爍資料擷取步驟包含使用該影像信號之該平均· 與該第一閃爍頰率擷取第一閃爍資料，以及使用該影像 信號（該平均與該第二閃爍頻率擷取第二閃爍資料； 該閃爍現象夹定步驟包含使用該第一與第二閃爍資 · 料決定是否有出現一閃爍現象；及 该閃燦修正量計算步驟包含根據是否有出現一閃爍 586323 申請專利範圍續資 現象之該決定，使用該第一或第二閃爍資料計算一閃爍 修正量。 11. 一種儲存用於控制如申請專利範圍第7項之閃爍修正方 法的一程序之一閃爍修正程式的記錄媒體。