TWI489833B - A detection system, a signal processing method for detecting a system, and a smoke sensor - Google Patents

A detection system, a signal processing method for detecting a system, and a smoke sensor Download PDF

Info

Publication number
TWI489833B
TWI489833B TW099115242A TW99115242A TWI489833B TW I489833 B TWI489833 B TW I489833B TW 099115242 A TW099115242 A TW 099115242A TW 99115242 A TW99115242 A TW 99115242A TW I489833 B TWI489833 B TW I489833B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
unit
time average
value
light source
sum
Prior art date
Application number
TW099115242A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201112746A (en
Inventor
Jun Fujimori
Original Assignee
Rhythm Watch Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhythm Watch Co filed Critical Rhythm Watch Co
Publication of TW201112746A publication Critical patent/TW201112746A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI489833B publication Critical patent/TWI489833B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
    • G08B17/125—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions by using a video camera to detect fire or smoke
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

檢測系統、檢測系統的信號處理方法以及煙感測器
本發明係有關於例如使用拍攝裝置檢測拍攝物狀態的檢測系統、檢測系統的信號處理方法，以及採用此檢測系統的煙感測器。
當使用搭載CCD(Charge Coupled Device)等感光元件的拍攝裝置來拍攝被白熱燈泡或螢光燈等光源照射的拍攝物時，有時候拍攝的影像會產生明暗條紋，而導致難以判斷拍攝物為何。
這是因為相對於交錯掃描式拍攝裝置的畫面頻率為60Hz，光源的調變頻率約100Hz或120Hz左右，由於商用電源頻率(50Hz或60Hz)而產生拍攝時間點的偏移。
為了解決這樣的問題，如專利文獻1揭露了一種拍攝裝置。在專利文獻1所記載的技術中，拍攝裝置以比光源的調變頻率還要高的畫面更新率(frame rate)來拍攝拍攝物。
然而在市場上流通的一般拍攝裝置大多數是對應NTSC(National Television System Committee)格式或PAL(Phase Alternating Line standard)格式。例如，NTSC格式是以約60Hz的頻率交錯掃描整個畫面，因此畫面更新率(畫面頻率)定在30Hz。因此要如專利文獻1所述的拍攝元件提高畫面更新率是有困難的。
在專利文獻2所記載的檢測系統中，將光源的亮度以拍攝裝置的掃描週期的既定倍數變化，拍攝裝置再拍攝這個光源所照射的拍攝物。藉此，不只能將拍攝物拍得很鮮明，也不需要提昇拍攝裝置的畫面更新率，因此能夠使用一般市面上所流通的拍攝裝置。
先行技術文獻
[專利文獻1]特許第3019309號公報
[專利文獻2]特開2008-141251號公報
然而專利文獻2所揭露的檢測系統中，光源亮暗頻率與拍攝裝置的掃描頻率並不同步，因此會因為拍攝裝置抖動等影響，而發生錯誤檢測的情形。此時電視機所呈現出來的拍攝畫面會閃爍而不夠鮮明。
根據上述原因，我們期望即使在光源亮暗頻率與拍攝裝置的掃描頻率不同步的情況下，也能夠精準地檢測為拍攝對象的光源或被該光源照射的拍攝物，進而鮮明地拍攝出拍攝對象。
本發明提供一種能精準地檢測為拍攝對象的光源或被該光源照射的拍攝物，進而鮮明地拍攝出拍攝對象的檢測系統、檢測系統的信號處理方法，以及煙感測器。
本發明的檢測系統，包括：拍攝部，用以實行拍攝；光源，其亮度會以該拍攝部掃描面週期的既定倍數為週期變化；前處理部，在每個既定的掃描面週期取得該拍攝部拍攝該光源或拍攝物時的輸出信號，計算出第m(m=1,2,…)個與第(m+2)個掃描面間該輸出信號的位準差的第1時間平均值，與計算出第(m+1)個與第(m+3)個掃描面間該輸出信號的位準差的第2時間平均值；後處理部，根據該前處理部算出的該第1時間平均值與該第2時間平均值，實行用來檢測該光源或該拍攝物狀態的計算；檢測部，因應該後處理部的計算值，檢測該光源或該拍攝物的狀態；以及補正指示部，該前處理部的該第1時間平均值與該第2時間平均值之中，任一者的絕對值超過容許下降量時，輸出補正指示信號。該後處理部接收到該補正指示部的該補正指示信號的情況下，補正該時間平均的絕對值下降的一者的時間平均值，使該下降量在該容許下降量以下，並實行該計算。
本發明的檢測系統的信號處理方法，該測系統具有光源、拍攝該光源或被該光源照射的拍攝物的拍攝部，該檢測系統的信號處理方法包括：將該光源的亮度以該拍攝部掃描面週期的既定倍數為週期變化的第1步驟；在每個既定的掃描面週期取得該拍攝部的輸出信號的第2步驟；從該第2步驟取得的該輸出信號中，計算出第m個與第(m+2)個掃描面間該輸出信號的位準差的第1時間平均值，與計算出第(m+1)個與第(m+3)個掃描面間該輸出信號的位準差的第2時間平均值的第3步驟；該第3步驟中的該第1時間平均值與該第2時間平均值之中，任一者的絕對值超過容許下降量時，輸出補正指示信號的第4步驟；接收到該第4步驟的該補正指示信號的情況下，補正該時間平均的絕對值下降的一者的時間平均值，使該下降量在該容許下降量以下的第5步驟；根據該第5步驟補正的該第1時間平均值及該第2時間平均值，實行用來檢測該光源或該拍攝物的狀態的計算的第6步驟；以及因應該第6步驟的計算值，檢測該光源或該拍攝物狀態的第7步驟。
本發明的煙感測器，包括：拍攝部，用以實行拍攝；至少一光源，面向該拍攝部並設置在該拍攝部的拍攝範圍內，其亮度會以該拍攝部掃描面週期的既定倍數為週期變化；以及信號處理部，檢測出該拍攝部拍攝該光源後因應該光源的光量所輸出的輸出信號位準的變化，並且在該輸出信號位準在規定範圍外時，輸出內容為感測到煙的感測信號。該信號處理部包括：前處理部，在每個既定的掃描面週期取得該輸出信號，計算出第m(m=1,2,…)個與第(m+2)個掃描面間該輸出信號的位準差的第1時間平均值，與計算出第(m+1)個與第(m+3)個掃描面間該輸出信號的位準差的第2時間平均值；後處理部，根據該前處理部算出的該第1時間平均值與該第2時間平均值，實行用來檢測該光源狀態的計算；檢測部，因應該後處理部的計算值，檢測該光源的狀態；以及補正指示部，該前處理部的該第1時間平均值與該第2時間平均值之中，任一者的絕對值超過容許下降量時，輸出補正指示信號。其中該後處理部接收到該補正指示部的該補正指示信號的情況下，補正該時間平均的絕對值下降的一者的時間平均值，使該下降量在該容許下降量以下，並實行該計算。
根據本發明，能精準地檢測為拍攝對象的光源或被該光源照射的拍攝物，進而鮮明地拍攝出拍攝對象。
以下配合圖式說明本發明實施例。
(實施例1)
[檢測系統10的構成例]
第1圖係顯示根據本發明實施例1的檢測系統構成例的概略方塊圖。如第1圖所示，檢測系統10具備光源11、拍攝部12、信號處理部13。信號處理部13具備亮度信號抽出部131、調節部132、第1記憶部133、第1計算部134、第2計算部135、FIFO(First-In First-Out)136a、FIFO 136b、第3計算部137、拍攝對象抽出部138、檢測部139、補正指示部1310、以及第2記憶部1311。
檢測系統10檢測為拍攝對象的光源11及光源11所照射的拍攝物OBJ，將鮮明地拍攝出拍攝對象。本實施例的特徵是即使除了拍攝物OBJ以外還有其他的動態物體，檢測系統10會除去此動態物體的影像，提供拍攝對象的影像資料。
光源11是例如由LED(Light Emitting Diode)所構成。光源11照射拍攝物OBJ，其亮度以拍攝部12的畫面週期的4n(n=1,2,…)倍變化(亮暗)。
拍攝部12是以感光元件，例如固態感光元件CCD121所構成。CCD121具有例如單板補色濾片，以進行畫面蓄積型行間傳送。拍攝部12拍攝光源11及光源11所照射的拍攝物OBJ，經過光電轉化產生對應受光量的類比信號(顏色信號)。拍攝部12利用AD(Analog-to-Digital)轉換器將類比影像信號轉換為數位影像信號(AD轉換)後，將此數位影像信號做為影像信號S1輸出至信號處理部13的亮度抽出部131。
在本實施例中，電視格式是NTSC(National Television System Committee)，掃描方式是交錯掃描。在這個情況下，水平頻率是15.734kHz，畫面頻率(垂直頻率)是59.94Hz。
信號處理部13在拍攝部12所傳來各個畫面的影像信號S1輸入後，會進行以下的信號處理。
亮度信號抽出部131抽出由拍攝部12所輸入的影像信號S1。亮度信號抽出部131將抽出的亮度信號Y輸出至調節部132。
調節部132具有使亮度信號Y的信號位準調節有效的有效模式，以及使此信號位準調節無效的無效模式。在有效模式下，調節部132為了使在第1計算部134、第2計算部135及第3計算部137的計算不會因過溢(overflow)導致計算失敗，調節由亮度信號抽出部131所輸入的亮度信號Y的信號位準，將調節好信號位準的亮度信號S2輸出至第1計算部134及第2計算部135。在無效模式下，調節部132不調節亮度信號Y的信號位準，直接將將亮度信號S2輸出至第1計算部134與第2計算部135。
第1記憶部133由例如非揮發性記憶裝置或可隨機存取記憶裝置所構成。第1記憶部133存有給調節部132參照的變換值表1331。
第1計算部134輸入來自調節部132的亮度信號S2後，在同一畫素領域中，以畫素單位算出第m(m=1,2,...)個畫面的亮度信號位準Ym 與間隔兩個畫面的第(m+2)個畫面的亮度信號位準Ym+2 之間的差的時間平均(Ym+2 －Ym )/T。第1計算部134將此時間平均作為計算結果A輸出至FIFO 136a與補正指示部1310。
第2計算部135輸入來自調節部132的亮度信號S2後,在同一畫素領域中,以畫素單位算出第m+1個畫面的亮度信號位準Ym+1 與間隔兩個畫面的第(m+3)個畫面的亮度信號位準Ym+3 之間的差的時間平均(Ym+3 －Ym+1 )/T。第2計算部135將此時間平均作為計算結果B輸出至FIFO 136b與補正指示部1310。
FIFO 136a、136b彼此畫面同步地動作。FIFO 136a將第1計算部134所輸入的整個畫素的計算結果A按輸入順序儲存了一個畫面的量。FIFO 136b將第2計算部135所輸入的整個畫素的計算結果B按輸入順序儲存了一個畫面的量。FIFO 136a將計算結果A依序輸出至第3計算部137,FIFO 136b將計算結果B依序輸出至第3計算部137。FIFO 136a、136b的記憶內容會在固定的時間點清除。
第3計算部137在來自FIFO 136a的計算結果A與來自FIFO 136b的計算結果B輸入後，以畫素單位算輸計算結果A的平方與計算結果B的平方之和SUM(=A2 +B2 )。詳細說明將如後所述，和SUM是時間平均SAC 的平方與SBD 的平方之和SUM(=SAC 2 +SBD 2 )。
然而第3計算部137在接收到補正指示部1310輸出「高」位準的補正指示信號S4時，會將計算結果A或計算結果B其中一者進行補正後再算出和SUM。此補正內容說明於後。第3計算部137將此和SUM做為計算結果C輸出至拍攝對象抽出部138。
拍攝對象抽出部138從第3計算部137所輸入的計算結果C當中抽出由拍攝對象的亮度信號成分所構成的計算結果，並且將除此之外的計算結果視為雜訊去除。
首先，拍攝對象抽出部138會根據拍攝光源11及拍攝物OBJ的亮度信號成份，抽出和SUM(=A2 +B2 )。接著，拍攝對象抽出部138會計算畫面間的差分，將畫面間沒有差分的畫素和SUM抽出。拍攝對象抽出部138將抽出的結果做為根據光源11及拍攝物OBJ的亮度成分所計算的結果，輸出至檢測部139。換言之，拍攝對象抽出部138在拍攝物OBJ以外有其他動態物體時，會將計算結果視為不需要的動態物體的亮度信號成分除去。
檢測部139在來自拍攝對象抽出部138的抽出結果S3輸入後，根據此結果檢測出拍攝對象的狀態(也就是拍攝對象為何)。具體來說，檢測部139檢測出拍攝對象是光源11及光源11所照射的拍攝物OBJ。檢測部139的檢測結果會輸入圖中未顯影像處理裝置，最後生成具有所檢測到的拍攝對象的影像。
另外，如上所述，光源11的精準度會以拍攝部12的畫面週期的4n倍為週期變化，光源的亮暗頻率與拍攝部12的掃描(畫面)頻率並不同步。因此，因為拍攝部12或信號處理部13所產生的抖動等影響，而產生亮暗頻率與掃描頻率的偏移(以下，單以頻率偏移稱之)的話，計算結果A及計算結果B的值容易以彼此不同的週期收斂至0或無窮近於0的值。此狀態將以第2圖說明。
第2(A)-(C)圖係用來說明根據本發明實施例1的補正指示部的機能(處理內容)。第2(A)圖顯示計算結果A的例子，第2(B)圖顯示計算結果B的例子，第2(C)圖顯示計算結果C的例子。在第2(A)-(C)圖中，縱軸表示計算結果A-C的值，橫軸表示時間。
第2(A)、(B)圖顯示例如光源11的發光頻率是15Hz，拍攝部12的畫面頻率是60Hz時的計算結果A及計算結果B的例子。計算結果A及B是兩個畫面間的亮度信號位準差的時間平均值(參照第(8)、(9)式))，這些值在時間t1之前會在例如－50～50左右的範圍變化。在第2(C)圖中，實線表示使用計算結果A、B所計算出的補正計算結果C，虛線表示使用計算結果A、B且所計算出的不補正計算結果C。當光源11的發光頻率與拍攝部12的畫面頻率之間產生頻率偏移時，如第2(A)圖所示，計算結果A的值會例如在時間t1無窮地收斂在0。如第2(B)圖所示，觀察因為頻率偏移而無窮收斂於0的週期，時間t2相對於時間t1晚了1/4週期。如第2(C)圖所示，計算結果C任一者皆是由A2 +B2 所算出的正值。但在第2(C)圖中，顯示將計算結果C(=SUM=A2 +B2 )取平方根的值。
如果直接使用計算結果A及計算結果B算出計算結果C的話，會如第2(C)圖的虛線所示，在時間t1及時間t2附近，會局部地比其他時間點的計算結果C還要小。更詳細地說，如第2(C)圖所示，計算結果C在時間t0附近大約是50左右的值，但在時間t1及時間t2附近發生頻率偏移，計算結果c的值下降到大約30左右。這是因為計算出和SUM=A2 +B2 ，當計算結果A無窮接近0(A≒0)時，和SUM變為C≒02 +B2 =B2 ，當計算結果B無窮接近0(B≒0)時，和SUM變為C≒A2 +02 =A2 。
因此，在時間t1及時間t2附近的計算結果C的值與其他時間的值之間產生局部的間隙ΔG。間隙ΔG會週期性地發生。例如當使用內建4MHz的水晶振動子，並且可程式化的微型電腦(所謂的PIC微電腦)構成光源11，使其發光頻率為15Hz的情況下，間隙ΔG大約以13秒的週期發生。
然而第2計算部135對亮度信號S2的計算會比起第1計算部134對亮度信號S2的計算大約晚1/4個週期(相位π/2的延遲)進行，因此計算結果A及計算結果B不會同時收斂到0或無窮接近0的值。這是因為光源11的亮度是以拍攝部12的畫面週期的4n倍為週期做變化。
在頻率偏移發生的情況下，間隙ΔG產生，檢測部139有可能發生對拍攝物OBJ錯誤檢測的情形。在這個情況下，最後獲得的拍攝影像會不鮮明。而既然光源11的發光頻率與拍攝部12的掃描頻率不同步，要回避這樣的頻率偏移是相當困難的。但是可以補正計算結果A或計算結果B的值，使間隙ΔG消失(也就是如第2(C)圖的實線所示的計算結果C)。
具體來說，如第2(A)-(C)圖所示，在時間t1附近，計算結果A的值比計算結果B的值小。因此，當計算結果A的值與計算結果B的值相同程度的話，在計算出計算結果C的階段就能防止間隙ΔG的產生。
相同地，在時間t2附近，計算結果B的值比計算結果A的值小。因此，當計算結果B的值與計算結果A的值相同程度的話，在計算出計算結果C的階段就能防止間隙ΔG的產生。
因此，補正指示部1310會監視由第1計算部134所輸入的計算結果A與由第2計算部135所輸入的計算結果B。當計算結果A或計算結果B的值收斂到0或無窮接近0的值的情況下，補正指示部1310會輸出高位準的補正指示信號S4至第3計算部137，用以指示該值的補正。
第3計算部137收到高位準的補正指示信號S4的情況下，會補正計算結果A與計算結果B後算出和SUM，如第2(C)圖的實線所示的計算結果C。
第2記憶部1311是例如由非揮發性記憶裝置或可隨機存取記憶裝置所組成。第2記憶部1311儲存有被補正指示部1310所參考的補正資料。此補正資料是有關於後述的容許量α的資料。
[CCD 121的詳細說明]
CCD 121的構造將以第3圖說明。第3圖係用來說明根據本發明實施例1的CCD構造的概略模式圖。
CCD 121具有複數的光二極體(PD)1211、複數的垂直傳送CCD 1212、水平傳送CCD 1213、以及放大器1214。
各光二極體1211在畫素領域配列成矩陣狀。配列於垂直線方向的各光二極體1211會連接至用來將傳送每列的電荷的垂直傳送CCD 1212。各垂直傳送CCD 1212的一端會連接至用來傳送電荷至增幅部1214的水平傳送CCD 1213。水平傳送CCD 1213的輸出端連接有放大器1214。
在交錯掃描的方式下，1個完整畫面是由奇數條畫面與偶數條畫面所構成。當光源11所發射的光入射光二極體1211時，光二極體1211透過光電轉換，將光轉為電荷，並在電荷蓄積時間內蓄積電荷。在這段期間，光二極體1211與垂直傳送CCD 1212之間，透過閘極遮斷彼此的電性連接。
電荷蓄積時間結束後，閘極會開啟使光二極體1211與垂直傳送CCD 1212之間導通。累積於垂直方向(列方向)的光二極體1211的電荷會傳送至對應的垂直傳送CCD 1212。此後，閘極關閉，遮斷光二極體1211與垂直傳送CCD 1212之間的電性連接，光二極體1211開始下一次的電荷蓄積。
傳送至垂直傳送CCD 1212的電荷是以水平掃描頻率15.734Khz，傳送至每一水平線的水平傳送CCD 1213。
放大器1214放大來自水平傳送CCD 1213的電荷，將其輸出至AD轉換器(圖中未顯示)等。透過AD轉換器等轉換為數位信號後，該信號會做為拍攝信號S1輸出至信號處理部13。
第4圖係用來說明第3圖所示CCD 121的時序。在此將光二極體1211的電荷蓄積開始到結束的時間以ΔT1表示。而從電荷由光二極體1211往垂直傳送CCD 1212傳送為止的時間以ΔT2表示。入射CCD 121的光能量在各光二極體1211的蓄積時間ΔT1積分，因為在傳送期間ΔT2往垂直傳送CCD 1212傳送，電荷蓄積時間ΔT=ΔT1+ΔT2。在本實施例中，ΔT=1/59.9≒16.695(msec)。
[亮度信號抽出部131的詳細說明]
在此開始對亮度信號抽出部131詳細說明，一開始會將亮度信號抽出部131配合CCD 121來解說。
第5圖係顯示單板補色濾片的顏色排列的一例。第5圖中，顯示畫素領域的一部分。圖中的Cm,n表示2維的畫素配列(M表示行，N表示列)。第6圖係顯示奇數條畫面OFD及偶數條畫面EFD的顏色信號組合的一例。
單板補色濾片是由4個種類的彩色率光片構成。更詳細地說，如第5圖所示，單板補色濾片是Ye(黃)、Cy(藍)、Mg(紅)、以及G(綠)的彩色濾光片以拜爾型(Bayer pattern)配列而成。
在畫素信號讀出時，讀取將上下的畫素信號相加後所成為的顏色信號。相加的組合是奇數條畫面OFD與偶數條畫面EFD相差一列。
具體來說，奇數條畫面OFD的n線中，是以垂直方向相鄰的2個畫素(C1,1 +C2,1 )、畫素(C1,2 +C2,2 )、畫素(C1,3 +C2,3 )、畫素(C1,4 +C2,4 )、畫素(C1,5 +C2,5 )、…所組成。偶數條畫面EFD的n線中，是以垂直方向相鄰的2個畫素(C2,1 +C3,1 )、畫素(C2,2 +C3,2 )、畫素(C2,3 +C3,3 )、畫素(C2,4 +C3,4 )、畫素(C2,5 +C3,5 )、…所組成。
如第6圖所示，在奇數條畫面OFD會讀出上述的畫素組合的顏色信號。偶數條畫面EFD也會讀出上述的畫素組合的顏色信號。不論是奇數、偶數條畫面，都會以2個畫素為週期(單位)，重複(Ye、Cy、Mg、G)組合的顏色樣式。顏色信號以重疊至2個畫素週期以上的頻率呈現。
因此，亮度信號抽出部131將此顏色信號輸入以2個畫素週期做為遮斷頻率的低通濾波器(圖中未顯示)，抽出亮度信號Y。也就是說，亮度信號Y是以2個畫素週期來取樣的。
在第5圖中，以圓形表示的投影領域REG是光源11所投射的領域。畫素C3,5 、C3,6 、C4,5 、C4,6 、C5,5 、C5,6 完全包含於投影領域REG內，受到均一的光照射。在這個情況下，奇數條畫面OFD會組成畫素C3,5 、C3,6 、C4,5 、C4,6 ，讀出顏色信號。另一方面，偶數條畫面EFD會組成畫素C4,5 、C4,6 、C5,5 、C5,6 ，讀出顏色信號。
[調節部132的詳細說明]
調節部132會配合第7圖～第11圖說明。第7圖係顯示根據本發明實施例1的亮度信號抽出部所抽出的亮度信號的例子。縱軸表示亮度信號Y的量子化位準，橫軸表示每張畫面FRM會重複一次的對應一條線(一條掃描線)的640個畫素。
如先前所述，拍攝部12將CCD 121所輸出的顏色信號轉換為數位信號。此時，若AD轉換器的解析度為8位元(bit)，顏色信號會量子化(數位化)為0～255的資料。例如，在點亮的螢光燈下拍攝光源11時，拍攝部12將量子化的顏色信號做為拍攝信號S1往亮度信號抽出部131輸出。接著，亮度信號抽出部131將此拍攝信號S1通過上述的低通濾波器，抽出第7圖所示的亮度信號Y。
在第7圖中，顯示連續3張畫面FRM的亮度信號Y。各畫面FRM的n線中，畫素Cn,237 附近的亮度信號Y表示光源11所形成的信號，畫素Cn,591 附近的亮度信號Y表示螢光燈所形成的信號。光源11或螢光燈比起其他拍攝對象亮度較高。因此，如第7圖所示，例如畫素Cn,237 附近的量子化位準為255，畫素Cn,591 附近的量子化位準為255。
如上述，亮度信號Y以8位元資料表示的情況下，「255」雖是量子化的亮度信號位準的最大值，但並非是原來亮度信號位準的最大值。換言之，超過AD轉換解析度的亮度信號位準最大值有可能存在。
關於計算的詳細內容會在後述說明，第1計算部134算出時間平均SAC ，第2計算部135算出時間SBD ，第3計算部137算出SUM=SAC 2 +SBD 2 。這些計算基本上是積分計算，特別是第3計算部137會進行平方和的計算。因此亮度信號位準的最大值若部在AD轉換解析度的範圍內，計算結果的最大值會發生不在「225」內的過溢，而無法實行計算。
因此調節部132是調節亮度信號位準，使原本的亮度信號位準的最大值在0～255範圍內。藉此能夠抑制因為上述理由而導致的過溢問題。
另外在NTSC格式中，由於RS-170A規格，亮度信號位準或亮度信號的符號參數等會定為如第8圖及第9圖所示。第8圖係顯示RS-170A規格的水平遮沒(blanking)期間。第9圖係顯示RS-170A規格的亮度信號的符號化參數。
第8圖中，為了說明亮度信號位準，例示水平遮沒期間。信號位準(直流電壓值)的單位IRE表示將白位準定為100(%)時的相對值。其中定140 IRE=1Vpp 的話，白位準就是100 IRE=714mV。
如第8圖所示，水平遮沒的降下後，設有前緣。在此前緣的信號位準稱為底部位準，在日本，底部位準被設定為亮度信號位準的基準(0 IRE)。前緣之後，輸出決定掃描時序的水平同步信號。水平同步信號位準是-40 IRE=-268mV。在後緣之後，輸出做為色調基準的繫色信號，在掃描開始之前，信號位準設定為黑位準。黑位準稱為設定位準，在日本是0 IRE。
像這樣的亮度信號會根據第9圖所示的符號化參數來量子化。AD轉換解析度是8位元的情況下，遮沒位準的量子化位準是60(16進位表中是3Ch)，白位準的量子化位準是200(16進位表中是C8h)。其中遮沒位準等於黑位準(設定位準)。在第9圖中，取樣頻率或有效取樣數等也顯示於圖中。
亮度信號Y是以將顏色信號直接AD轉換的拍攝信號S1為基礎抽出的信號。因此，要使原本的亮度信號位準的最大值收在0～255的範圍內的話，亮度信號位準的最大值最好調節在白位準的200(100 IRE)以下。而亮度信號位準的最小值最好調節在黑位準的60(0 IRE)。
具體來說，調節部132參照儲存於第1記憶部133的變換值表1331，因應模式以畫素為單位，將由亮度信號抽出部131輸入的亮度信號Y乘上變換值Lu。
變換值表1331的具體例子將利用第10圖說明。第10圖係顯示根據本發明實施例1的變換值表的具體例子。
如第10圖所示，變換值表1331中不同的模式有對應的變換值。在無效模式中，變換值Lu為Lu=1。在有效模式中，過溢的抑制位準為可變，每個抑制位準對應不同的變換值。例如抑制位準L1下，變換值Lu為Lu=0.703。抑制位準L2下，變換值Lu為Lu=0.625。抑制位準L3下，變換值Lu為Lu=0.546。
這些變換值Lu是為了將亮度信號的位準調節在黑位準60(0 IRE)以上且在白位準200(100 IRE)以下(60≦亮度信號位準≦200)的值。但是一般是希望不包括底部信號位準以下的亮度信號成分。此時亮度信號位準在0以上且140以下(0≦亮度信號位準≦140)
例如，各變換值Lu可如以下方式求得。在第3計算部137，進行和SUM=A2 +B2 的計算。假設A/D變換的解析度是8bit(256階)，計算結果A、B必須是√(A2 +B2 )≦255的值。此時，計算結果A最好是A≦180，計算結果B最好是B≦180。假設計算結果A、B的值都是181，則√(A2 +B2 )超過255，因此會發生過溢。假設計算結果A或計算結果B的最大值為140，√(A2 +B2 )的值會收在179.989左右，而不會發生過溢。
若計算結果A或計算結果B任一者的最大值為180，抑制位準L1的變換值Lu可以求得Lu=180/256≒0.703。相同地，若最大值為160，抑制位準L2的變換值Lu可以求得Lu=160/256≒0.625。若最大值為140，抑制位準L3的變換值Lu可以求得Lu=140/256≒0.546。另外，也可以設置複數的抑制位準，使變換值Lu的值隨著抑制位準的上升而減小。
以下將對應畫素Cm,n 的亮度信號位準以Ym,n 表示。如此一來，將亮度信號Y乘上變換值Lu的計算能夠以Y*m,n =Ym,n ×Lu表示。調節部132會每個畫面以畫素為單位進行上述計算，並將計算值Y*m,n 做為亮度信號S2輸出至第1計算部134與第2計算部135。
在無效模式，因為變換值Lu為1，計算值Y*m,n 與亮度信號位準Ym,n 相同。也就是說，這表示停止調節亮度信號位準的意思。在有效模式，因為變換值Lu的值比1小，計算值Y*m,n 會變成比原來亮度信號位準Ym, n小的值。隨著抑制位準的上升，計算值Y*m,n 會越小。
抑制位準L3的計算值的Y*m,n 具體例子表示於第11圖。第11圖係顯示根據本發明實施例1由調節部調整信號位準的亮度信號例子。第11圖與第7圖相同地，縱軸表示亮度信號的量子化位準，橫軸反覆地表示每張畫面FRM，1線(1掃描線)對應640個畫素。
例如在亮度信號位準Ym,n 的最大值為255時，抑制位準L3的變換值Lu為0.546，因此計算值Y*m,n 為Y*m,n =255×0.546≒139.7。在抑制位準L3，因變換值Lu大約等於0.5，因此如第11圖所示，信號位準調節後的亮度信號位準大約是原來亮度位準的一半。因此，亮度信號位準的最大值大約在140左右。遮沒位準與白位準之間的寬度為140。但在第11圖中，先假設無視0 IRE以下的值。
雖然圖中省略，但在抑制位準L2的情況下，變換值Lu的值會比抑制位準L3的值大，因此計算值Y*m,n 也會比在抑制位準L3時大。當在抑制位準L1的情況下，計算值Y*m,n 則是比在抑制位準L2時還要大的值。當然，亮度信號位準並不會超過255。
如上述，藉由調節部132調節亮度信號位準使信號位準下降，亮度信號位準的最大值可以在AD轉換的解析度範圍內。因此，第1計算部134、第2計算部135或第3計算部137進行計算時不會產生過溢的情況。
抑制位準可以根據例如NTSC格式或PAL格式等播放方式、MPEG(Moving Picture Experts Group)等動畫格式、拍攝部12的掃描頻率，適當地調整位準，使過溢不會發生。變換值Lu也能夠因應上述的播放形式、動畫格式、拍攝部12的掃描頻率等來決定。能夠設置複數的抑制位準，使變換值Lu的值隨著抑制位準的上升而越接近1。模式的種類也不限於無效模式、有效模式，可以做適當地改變。例如也能夠設置因應播放形式、動畫格式、拍攝部12的掃描頻率等的模式，每個模式設定不同的變換值Lu。
[第1計算部134及第2計算部135的詳細說明]
現在說明第1計算部134及第2計算部135所進行的計算。第5圖所示的投影領域REG視為光投影的部分。第12(A)-(F)圖係根據本發明實施例1，用來說明第1計算部與第2計算部的計算處理之時序圖。
如第12(A)圖所示，n條線份量的奇數條畫面OFD(A)掃描後，n條線份量的偶數條畫面EFD(B)進行掃描。而在第12(A)圖中，n條線份量的奇數條畫面OFD(A)以「A(奇)」表示。如前所述，1個畫面由奇數條畫面與偶數條畫面所構成，因此奇數條畫面OFD(A)的掃描與偶數條畫面EFD(B)的掃描總和，視為掃描完一個完整的畫面。
接著n條線份量的奇數條畫面OFD(C)掃描後，n條線份量的偶數條畫面EFD(D)進行掃描。如上述，奇數條畫面OFD(C)的掃描與偶數條畫面EFD(D)的掃描總和，視為掃描完一個完整的畫面。
投影領域REG的各畫素大約在一個畫面期間，接收光源11照射的光蓄積電荷，電荷蓄積期間後，電荷做為RGB信號被讀取出來。拍攝部12對類比顏色信號進行AD轉換，將其做為拍攝信號S1輸出至亮度信號抽出部131。之後亮度信號抽出部131在拍攝部12輸入拍攝信號S1後，抽出亮度信號Y再輸出至調節部132。之後，調節部132調節完亮度信號Y的信號位準後，將其做為亮度信號S2輸出至第1計算部134與第2計算部135。
一開始，說明第1計算部134。第1計算部134算出在同一個畫素領域中，第m條的奇數條畫面0FD(A)的亮度信號位準，與第(m+2)條的奇數條畫面OFD(C)的亮度信號位準之間差值的時間平均SAC 。
特別是，算出在投影領域REG，由畫素C3,5 、C3,6 、C4,5 、C4,6 所組合奇數條畫面OFD(A)的亮度信號位準與這些畫素組合的奇數條畫面OFD(C)的亮度信號位準之間的差的時間平均SAC 。這些亮度信號位準的差稱為「亮度位準差AC」。
時間平均SAC 是表示亮度位準差AC的函數與第12(D)圖所示的函數W3相乘的時間平均。換言之，此亮度位準差AC能夠捕捉投影於畫素C3,5 、C3,6 、C4,5 、C4,6 的光的時間變化。在此假設表示亮度位準差AC的函數，也就是表示光的時間變化的函數，是第12(F)圖所示的最單純的函數W5。
函數W3是第12(B)圖所示的函數W1與第12(C)圖所示的函數W2的和除以2所計算出的函數。首先函數W1與函數W2能夠以傅立葉級數表示如以下(1)、(2)式。
[式1]
ω2 t =2πf 2 　…(3)
第(1)式所示的函數W1是以時間t及角速度ω2 為變數的函數，用於導出函數W3。第(2)式所示的函數W2也是以時間t及角速度ω2 為變數的函數，用於導出函數W4。其中角速度ω2 是函數W1與函數W2共通的，如第(3)式所示，由圓周率π及頻率f2 表示。
函數W3是函數W1與函數W2的和除以2所求出的函數，因此能夠使用第(1)式及第(2)式表示以下的第(4)式。
[式2]
另一方面，表示光的時間變化的最單純函數W5能夠使用正弦表示如以下第(5)式。
[式3]
W 5 =A sin(ω 1 t +θ)　…(5)
ω 1 t =2πf 1 　…(6)
f1 為正弦波的頻率，θ為正弦波的相位差。A為正弦波的振幅，也就是亮度信號位準。角速度ω1 如第(6)式所示，由圓周率π及頻率f1 表示。
為了求得時間平均SAC ，將函數W3與函數W5相乘的結果能夠以第(7)式表示。
[式4]
如上所述，時間平均SAC 是函數W3與函數W5相乘結果的平均。當使用第(7)式計算時間0到時間T的時間平均，因為第(7)式右邊包含時間t的項是交流信號，所以其時間平均為0。因此在(ω1 -(2n-1)ω2 =0的情況下，只剩下常數sinθ與cosθ。因此亮度位準差AC的時間平均SAC 以第(8)式表示如下。
[式5]
如第(8)式所示，時間平均SAC 會以sinθ與cosθ表示。亮度位準差AC以函數W5表示的情況下，第1計算部134會進行第(8)式的計算，算出亮度位準差AC的時間平均SAC 。
接著，說明第2計算部135。第2計算部135算出在投影領域REG中，第(m+1)條的偶數條畫面EFD(B)的亮度信號位準，與第(m+3)條的偶數條畫面OFD(D)的亮度信號位準之間差值的時間平均SBD 。此亮度信號位準的差稱為「亮度位準差BD」。
特別是，時間平均SBD 是由畫素C4,5 、C4,6 、C5,5 、C5,6 所組合偶數條畫面EFD(B)與偶數條畫面EFD(D)的亮度信號位準之間的亮度位準差BD所算出。
時間平均SBD 是表示亮度位準差BD的函數與第12(E)圖所示的函數W4相乘的時間平均。此亮度位準差BD能夠捕捉投影於畫素C4,5 、C4,6 、C5,5 、C5,6 的光的時間變化。在此假設表示亮度位準差BD的函數，也就是表示光的時間變化的函數，是第12(F)圖所示的最單純的函數W5。
時間平均SBD 與時間平均SAC 都以相同的方法求出，以第(9)式表示。
[式6]
其中函數W4是由(W2-W1)/2所求出的函數。亮度位準差BD以函數W5表示的情況下，第2計算部135會進行如第(9)式的計算，算出亮度位準差BD的時間平均SBD 。
接著時間平均SAC 的平方與時間平均SBD 的平方和SUM(=SAC 2 +SBD 2 )會由第3計算部137算出。此和SUM能夠使用第(8)式及第(9)式，表示如以下第(10)式。
[式7]
如第(10)式所示，和SUM與函數W5的相位差θ無關，當拍攝部12所接收的光的頻率f1 包含f1 =(2n-1)f2 的頻率成分時，檢測部139會檢測波形成分，也就是亮度。
其中，第(10)式所示的和SUM是表示光的時間變化的函數是正弦波時的值。接著舉出表示光的時間變化的函數的具體例子。第13圖係顯示根據本發明實施例1的光源亮度變化例的時序圖。
如第13圖所示，光源11在每個發光週期T3會進行時間長度τ的亮度變化。其中L1表示亮度信號位準。若使用發光頻率f3 ，發光週期T3會具有T3=1/f3 的關係。第13圖所示的函數W6可使用傅立葉級數的一般式E(t)表示如以下的第(11)式。
[式8]
如第(11)式所示，a0 、an 、bn 分別為係數。若使用發光頻率f3 ，角速度ω3 會具有ω3 =2π f3 的關係。函數W6是發光週期1/f3 的週期函數，因此各係數a0 、an 、bn 能夠以第(12)式～第(14)式表示。
[式9]
使用第(12)～(14)式，函數W6能夠以第(15)式的傅立葉級數表示。
[式10]
亮度位準差AC以函數W6表示的情況下，第1計算部134使用第(15)式所示的函數W6來代替第(5)式所示的函數W5，進行第(8)式所示的計算，算出亮度位準差AC的時間平均SAC 。第1計算部134將此時間平均SAC 做為計算結果A，輸出至FIFO 136a及補正指示部1310。輸入FIFO 136a的計算結果A依序輸出至第3計算部137。
亮度位準差BD以函數W6表示的情況下，第2計算部135也使用第(15)式所示的函數W6來代替第(5)式所示的函數W5，進行第(9)式所示的計算，算出亮度位準差BD的時間平均SBD 。第2計算部135將此時間平均SBD 做為計算結果B，輸出至FIFO 136b及補正指示部1310。輸入FIFO 136b的計算結果B依序輸出至第3計算部137。
[第3計算部137的詳細說明]
第3計算部137算出時間平均SAC 的平方與時間平均SBD 的平方之和SUM(=SAC 2 +SBD 2 )。以下舉出具體例子說明。
如第(15)式所示，光源11的發光週期T3是畫面週期的4n倍的情況下，也就是發光頻率f3 是f3 =f2 的情況下，第(7)式與第(15)式的奇數項頻率是相同的。這個結果使得時間平均SAC 的平方與時間平均SBD 的平方之和SUM可以表示如第(16)式。
[式11]
光源11點燈的工作週期比D能夠表示如第(17)式。
[式12]
因此，第(16)式所示的和SUM能夠使用第(17)式表示如第(18)式。
[式13]
第(19)式所示的第(18)式右邊的項會收斂。
[式14]
第19式所示的項，對於各工作週期比D會採第14圖所示的值。
第15圖係顯示根據本發明實施例1工作週期比D與和SUM之間的關係圖。第15圖是根據表1所示的值，將工作週期比D以橫軸表示，和SUM(=SAC 2 +SBD 2 )以縱軸表示之圖形。
如第15圖所示，和SUM(=SAC 2 +SBD 2 )在工作週期比D=0.5時最大。當工作週期比D使和SUM最大時，如第(18)式所示的和SUM能夠表示如第(20)式。
[式15]
SUM=SAC 2 +SBD 2 =0.08333L 12　…(20)
如第(20)式所示，光源11的發光週期T3是畫面週期的4n倍時，檢測部139能夠精密地檢測波形成分，也就是光的亮度。
第3計算部137進行第(17)～(18)式所示的計算。如第(20)式所示，以畫素單位計算出最大的和SUM。然後第3計算部137將此和SUM做為計算結果C與畫面(frame)同步輸出至拍攝對象輸出部138。
[拍攝對象抽出部138的詳細說明]
以下詳細說明拍攝對象抽出部138。第16圖係顯示根據本發明實施例1的拍攝對象抽出部的詳細構成例之方塊圖。
如第16圖所示，拍攝對象抽出部138具有第1比較抽出部1381與第2比較抽出部1382。如前所述，拍攝對象抽出部138從第3計算部137的計算結果C中抽出拍攝對象的亮度成分所構成的計算處理結果，並將其他計算處理結果視為雜訊去除。
[第1比較抽出部1381的詳細說明]
首先，說明第1比較抽出部1381。第17圖係顯示根據本發明實施例1的調節部所調節的亮度信號的例子。縱軸表示亮度信號的量子化位準，橫軸重複的表示每張畫面FRM，1條線對應640個畫素。
第17圖中，基本上顯示出與第11圖所示的亮度信號相同的圖形，差別在於插入了雜訊區間NT這點與前者不同。此雜訊區間NT是用來插入因不需要的動態物體所產生的雜訊的區間，只是為了使拍攝對象抽出部138的說明更明確而設計的。
在此舉出不需要的動態物體的具體例子。第18(A)～(C)圖係表示動態物體的具體例子的模式圖。如第18(A)～(C)圖所示，做為動態物體的具體例子，舉出在螢光燈下拍攝光源11時，於雜訊NT區間內，距離拍攝部12約50cm的位置對著拍攝部12揮手的例子。為了說明的便利，這樣的揮手假設是接近光源11的亮暗頻率的週期，例如15Hz。
當拍攝光源11及同時做為雜訊的揮手時，透過第3計算部，能夠獲得如第19圖及第20圖所示的和SUM。第19圖係顯示根據本發明實施例1的第3計算部的計算結果例子。縱軸表示和SUM的量子化位準，橫軸重複的表示每張畫面FRM，1條線對應640個畫素。
如第19圖所示，在做為計算結果C的和SUM中，根據光源11的亮度信號成分的量子位準在190前後為最大。因為揮手以接近光源11的頻率的週期進行，第3計算部137也會對雜訊部分的亮度信號成分進行計算。因此在雜訊區間NT內發生量子化位準170前後為最大值的雜訊。
其中因為調節部132事先調節亮度信號位準Y的信號位準，所以過溢被抑制，和SUM的最大值會收斂在量子化位準的最大值255以內。
第20圖也是顯示根據本發明實施例1的第3計算部的計算結果例子。在第20圖中以2維表示出在雜訊區間NT內某一張畫面FRM的SUM。為了說明方便，將畫素Cm,n 的和SUM以SUMm,n 表示。
如第20圖所示，雜訊部分以黑色表示，形成手的平面形狀。如上述，此部分的量子化位準較高，其值在50～170左右。在手的平面附近，光源11的部分以斜線表示。此部分的量子化位準也較高，其最大值在190前後。
從這個計算結果中除去雜訊成分，為了抽出根據拍攝對象的光源11的亮度成分所計算出來的和SUMm,n ，抽出量子化位準超過180的畫素Cm,n 的亮度信號即可。
因此，第1比較抽出部1381將閥值th設定為th=180，對來自第3計算部137的每張畫面輸入的和SUM(=計算結果C)，進行以下的第1比較抽出處理。
首先，第1比較抽出部1381以畫素單位比th比較和SUMm,n 與閥值th。在此比較中，以0或1的2值判斷和SUMm,n 是否超過閥值th。具體來說。和SUMm,n 在閥值th以上的情況下，第1比較抽出部1381會將和SUMm,n 附加判定旗標F=1。另一方面，和SUMm,n 在閥值th以下的情況下，第1比較抽出部1381會將和SUMm,n 附加判定旗標F=0。其中閥值th最好合適地設定在可以分離雜訊成分與拍攝對象的值的範圍內。
接著，第1比較部1381將附加判定旗標F=1的和SUMm,n ，也就是超過閥值th的畫素Cm,n 的和SUMm,n 以畫素單位每個畫面抽出。藉此，抽出第20圖的斜線部所表示的光源11的部分。另一方面，對於附加盼定旗標F=0的和SUMm,n ，第1比較抽出部1381停止抽出。第1比較抽出部1381也可以除去此和SUMm,n 。然後第1比較抽出部1381將抽出的和SUMm,n 做為SUM*m,n 與畫面同步地輸出至第2比較抽出部1382。
將此第1比較抽出處理的結果配合第21圖及第22圖說明。第21圖及第22圖係顯示根據本發明實施例1的第1比較抽出部的抽出結果的例子。第21圖中，縱軸表示量子化位準，橫軸重複每張畫面FRM，一條線對應於640個畫素。第22圖中，以2維表示出在雜訊區間NT內某一張畫面FRM的SUM。
如第21圖及第22圖所示，透過第1比較抽出部1381，除去在雜訊區間NT的揮手所產生的雜訊，並抽出根據光源11的亮度信號成分所計算的和SUM。
[第2比較抽出部1382的詳細說明]
接著說明第2比較抽出部1382。如上所述，透過第1比較抽出部1381，除去因動態物體所生成的雜訊。因此，檢測部139可以基於和SUM檢測拍攝對象，而生成具有此拍攝對象的拍攝影像。然而，即使抽出超過閥值th時的和SUM，如第21圖所示，會有殘留數個位準左右的低雜訊。此時，檢測部139有可能做出錯誤的檢測，將此低雜訊視為拍攝對象，而在拍攝影像中混入低雜訊。
因此，第2比較抽出部1382為了除去這樣的低雜訊以獲得更鮮明的拍攝影像，會對第1比較抽出部1381所輸入的和SUM*，進行接下來的第2比較抽出處理。
首先，第2比較抽出部1382在輸入第n個畫面FRM的和SUM*m,n 之後，將其暫時儲存於第1記憶部133。第2比較抽出部1382在軟體方面，將此和SUM*m,n 置換為SUM**後，將和SUM*m,n 儲存至第1記憶部133。此後，第2比較抽出部1382在輸入第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n 之後，讀出先前儲存於第1記憶部133的第n個畫面FRM的和SUM*m,n 。
第2比較抽出部1382以畫素單位比較第n個畫面FRM的和SUM*m,n 與第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n 。
在先前的第1比較抽出處理中，和SUM*m,n 會附加旗標F。因此，第2比較抽出部1382會判定第n個畫面FRM的和SUM*m,n 所判定旗標Fn與第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n 所判定旗標Fn+1是否一致。換言之，判定旗標Fn與判定旗標Fn+1的邏輯和(=Fn AND Fn+1)是否為1。
兩者一致的情況下(ANS=1)，第2比較抽出部1382抽出附加有判定旗標Fn+1的第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n 。兩者不一致的情況下(ANS=0)，第2比較抽出部1382除去附加有判定旗標Fn的第n個畫面FRM的和SUM*m,n 。
此第2比較抽出處理的結果會配合第21圖及第23圖說明。第23圖係顯示根據本發明實施例1的第2比較抽出部的抽出結果的例子。縱軸表示量子化位準，橫軸重複每張畫面FRM，一條線對應於640個畫素。
在此舉出第21圖的符號「a」及「b」所示的同一畫素Cm,n 的量子化位準為例。為了說明的方便，假設任一者皆具有超過閥值th=180的共通量子化位準。如上所述，第2比較抽出部1382會抽出連續的2個畫面FRM下相同畫素之間量子化位準相同者。
因此，比較符號「a」所表示的畫面FRM下的畫素Cm,n 的量子化位準與符號「b」所表示的畫面FRM下的畫素Cm,n 的量子化位準。此時因為兩者一致，如第23圖所示，除去符號「a」所示的畫素Cm,n 的量子化位準，抽出符號「b」所示的畫素Cm,n 的量子化位準。
對其他的畫素的量子化位準也進行第2比較抽出處理的話，如第23圖所示，抽出超過閥值th的畫素的亮度信號，除去低雜訊。這是因為即使同一個畫素，低雜訊在每個畫面FRM具有不同的量子化位準的情況相當多。
在一般的拍攝裝置或影像處理裝置等，為了除去上述不需要的信號成分，會廣泛地使用畫面(frame)間差分法。然而，在檢測系統10中，將一般的畫面間差分法適用於第3計算部137的計算結果C的情況下，會發生如下的問題的可能性極高。
第24(A)～(C)圖係用來說明根據本發明實施例1，將一般的的畫面間差分法適用於第3計算部的計算結果時所發生的問題。
在第24(A)圖中，以例子表示第n個畫面FRM(n)的第3計算部137的計算結果。第24(B)圖中，以例子表示第(n+1)個畫面FRM(n+1)的第3計算部137的計算結果。第24(A)、(B)所示的各計算結果是與第18(A)～(C)圖相同的條件下獲得的。
在一般的畫面間差分法，例如兩個畫面FRM間沒有差分的情況下，除去沒有差分的畫素的亮度信號的話，能夠除去第24(A)、(B)所示的不需要的雜訊成分。然而，在兩個畫面差分一致的畫素下，如第24(C)圖所示，會殘留不需要的雜訊成分。
這個原因是因為在檢測系統10光源11會亮暗變化，對於具有接近光源11亮暗頻率的週期的動態物體而言，兩個畫面的差分一致的畫素增多的傾向提高。因此，在檢測系統10，不會使用一般的畫面間差分法，而會進行使用上述的拍攝對象抽出部138的雜訊去除。
[補正指示部1310的詳細說明]
以下，將詳細說明補正指示部1310。第25圖係顯示根據本發明實施例1的補正指示部的詳細組成例的方塊圖。如第25圖所示，補正指示部1310具有取得部13101及判定輸出部13102。
[取得部13101的詳細說明]
首先，說明取得部13101。第26(A)、(B)圖係分別顯示根據本發明實施例1的計算結果A及計算結果B的具體例子。
縱軸表示量子化位準，橫軸表示時間。其中在第26(A)、(B)圖中，計算結果A及計算結果B的平方值也分別顯示於圖中。
如第25圖所示，來自第1計算部134的計算結果A及來自第2計算部135的計算結果B輸入取得部13101。計算結果A是使用第(8)式所算出的時間平均SAC ，如第26(A)圖所示的值。計算結果B是使用第(9)式所算出的時間平均SBD ，如第26(B)圖所示的值。其中計算結果A及計算結果B具有與第2(A)、(B)圖相同的條件，例如是將光源11的發光頻率設定為15Hz，將拍攝部12的畫面頻率設定為60Hz下所獲得的結果。
在上述的條件下，計算結果A的值為－50或50左右的值，大約13秒的週期(≒fab )該值會收斂至0。計算結果B的值也是分別為－50或50左右的值，大約13秒的週期(≒fab )該值會收斂至0。如前面所述，第2計算部135對亮度信號S2進行的計算比起第1計算部134對亮度信號S2進行的計算，大約延遲了1/4週期，因此計算結果B的值會從計算結果A的值收斂至0的時間(間隙發生的時間)開始大約延遲1/4週期(fab /4)收斂至0。當然計算結果A的平方與計算結果B的平方也分別以大約13秒的週期收斂至0。這些平方值會在第3計算部137要算出和SUM=A2 +B2 時使用。
第27圖係第26(A)圖及第26(B)圖所示的時間t1及t2附近的部分放大圖。第27圖中計算結果A的絕對值以實線表示，計算結果B的絕對值以虛線表示。
如第27圖所示計算結果A例如在時間t1a時開始下降，在時間t1時收斂至0，在時間t1b時回歸到在時間t1a左右的程度。另一方面，計算結果B例如在時間t1b時開始下降，在時間t2時收斂至0，在時間t2b時回歸到在時間t2a左右的程度。其中時間t1及時間t2之間相當於週期fab /4。
因此計算結果A的絕對值與計算結果B的絕對直的差ΔAB由時間t1a往時間t1增大後，在時間t1b減少，然後在時間t2a往時間t2增大後，在時間t2b減少。因應差ΔAB的變動，計算結果C(SUM=A2 +B2 )的值也會變動。這個結果造成當差ΔAB越大，計算結果C所發生的間隙ΔG也會增大，這會引起檢測部139對拍攝物OBJ的錯誤檢測。為了防止這樣的錯誤檢測，當差ΔAB發生時。能夠對計算結果A及計算結果B健行上述的補正。
因此取得部13101取得計算結果A的絕對值與計算結果B的絕對值之間的差ΔAB，也就是時間平均SAC 的絕對值與時間平均SBD 的絕對值之間的差。然後取得部13101將差分ΔAB做為取得信號Sa輸出至判定輸出部13102。
[判定輸出部13102的詳細說明]
為了防止間隙ΔG的發生，能夠進行上述的補正，但現實上只要不存在拍攝物OBJ，差值ΔAB變為0的情況極為稀少，如果差值ΔAB非常小的話，拍攝物OBJ被錯誤檢測的可能性也會降低。因此差值ΔAB超過引起拍攝物OBJ錯誤檢測的容許值α的情況下，進行上述補正實質上就十分足夠了。
因此判定輸出部13102比較由取得部13101輸入的差值ΔAB與儲存於第2記憶部1311的補正資料的容許量α，判定差值ΔAB是否超過容許量α。換言之，差值ΔAB反應出計算結果A或計算結果B的絕對值的降低量，因此也能夠視為是去判斷此降低量是否超過容許量α。然後判定輸出部13102在差值ΔAB超過容許量α的情況下，將指示補正的補正指示信號S4輸出至第3計算部137。
容許量α是引起拍攝物OBJ錯誤檢測的值，例如可以設定在計算結果A及計算結果B的15%左右。本實施例中，容許量α是例如設定在量子化位準30。這個設定可以在檢測系統10的出貨階段進行，也可以由使用者設定。
第27圖所示的計算結果A及計算結果B的例子中，在時間t1及時間t2附近，差值ΔAB超過容許量α(ΔAB＞α=30)。以下，將此差值ΔAB超過容許量α的時間範圍稱為「補正範圍」。判定輸出部13102在補正範圍內將補正指示信號S4輸出至第3計算部137。然後第3計算部137在補正範圍內進行補正。
如第27圖所示，在時間t1a～時間t1b，計算結果A的絕對值比計算結果B的絕對值小，因此可以在此時間內進行補正，使計算結果A的絕對值接近計算結果B的絕對值左右。在時間t2a～時間t2b，計算結果B的絕對值比計算結果A的絕對值小，因此可以在此時間內進行補正，使計算結果B的絕對值接近計算結果A的絕對值左右。
因此第3計算部137接收到補正指示信號S4的情況下，在算出和SUM之前，會先比較計算結果A的絕對值與計算結果B的絕對值。
計算結果A的絕對值比計算結果B的絕對值小的情況下(∣A∣<∣B∣)，第3計算部137不會使用計算結果A，會算出和SUM=B2 +B2 (=SBD 2 +SBD 2 )代替算出和SUM=A2 +B2 。也就是將絕對值的降低量較大的計算結果A以絕對值降低量較小的計算結果B取代，將計算結果A的絕對值補正至計算結果B的絕對值左右。
另一方面，計算結果A的絕對值比計算結果B的絕對值大的情況下(∣A∣>∣B∣)，第3計算部137不會使用計算結果B，會算出和SUM=A2 +A2 (=SAC 2 +SAC 2 )代替算出和SUM=A2 +B2 。也就是將絕對值的降低量較大的計算結果B以絕對值降低量較小的計算結果A取代，將計算結果B的絕對值補正至計算結果A的絕對值左右。
以下對比進行上述補正的和SUM，與沒有進行補正的和SUM，說明其補正效果。
第28圖係用來說明根據本發明實施例1的補正效果。縱軸表示量子化位準，橫軸表示時間。
然而假設使用第26(A)、(B)圖所示的計算結果A及計算結果B計算出和SUM=A2 +B2 。當不對計算結果A及計算結果B進行補正的情況下，如第28圖的虛線所示，會產生間隙ΔG。這是因為如上所述，例如A無窮接近0時，和SUM會以SUM≒02 +B2 =B2 算出。
對此，當進行上述補正的情況下，如第28圖的實線所示，抑制了間隙ΔG。此結果能夠獲得穩定的亮度信號，因此在拍攝對象抽出部138，計算結果C的雜訊能夠被適當地去除，進而防止檢測部139對拍攝物OBJ的錯誤檢測。
[檢測系統10的動作例]
接著說明檢測系統10的動作例。第29圖及第30圖係顯示根據本發明實施例1的檢測系統的動作例流程圖。
如第29圖所示，將光源11的亮度以拍攝部12的畫面週期的4n(n=1,2,…)倍週期變化(ST1)。然後拍攝部12拍攝光源11或由光源11照射的拍攝物OBJ(ST2)。
此後，亮度信號抽出部131在拍攝部12輸入拍攝信號S1後，從其中抽出亮度信號(ST3)。然後亮度信號抽出部131將此抽出的亮度信號Y輸出至調節部132。
調節部132調節亮度信號抽出部131所輸入的亮度信號Y的信號位準(ST4)。此時，調節部132參照儲存於第1記憶部133的變換值表1331，因應模式，以畫素單位將亮度信號Y乘上變換值Lu(Y*m,n =Ym,n ×Lu )。然後調節部132將演算值Y*m,n 做為亮度信號S2輸出至第1計算部134及第2計算部135。
FIFO 136a、136b清除後(ST5)，第1計算部134根據計算值Y*m,n 以畫素單位亮度位準差AC的時間平均SAC (ST6)。同時第2計算部135根據計算值Y*m,n 以畫素單位亮度位準差BD的時間平均SBD (ST6)。然後第1計算部134將時間平均SAC 做為計算結果A輸出至FIFO 136a及補正指示部1310(ST7)。第2計算部135將時間平均SBD 做為計算結果B輸出至FIFO 136b及補正指示部1310(ST7)。
然後取得部1310取得時間平均SAC 的絕對值與時間平均SBD 的絕對值之間的差ΔAB(ST8)。然後取得部13101將差值ΔAB做為取得信號Sa輸出至判定輸出部13102。
接著，判定輸出部13102比較由取得部13101輸入的差值ΔAB與儲存於第2記憶部1311的補正資料的容許量α，判定差值ΔAB是否超過容許量α(ST9)。
在步驟ST9，當差值ΔAB沒有超過容許量α的情況下(NO)，判定輸出部13102不會將補正指示信號S4輸出至第3計算部137。因此，第3計算部137輸入來自FIFO 136a的計算結果A、來自FIFO 136b的計算結果B，以畫素單位算出計算結果A的平方與計算結果B的平方和SUM(C=A2 +B2 =SAC 2 +SBD 2 )(ST10)。然後第3計算部137將此和SUM做為計算結果C輸出至拍攝對象抽出部138的第1比較抽出部1381。
另一方面，在步驟ST9，當差值ΔAB超過容許量α的情況下(YES)，判定輸出部13102將指示補正的補正指示信號S4輸出至第3計算部137。
接著，當第3計算部137接收補正指示信號S4，在算出和SUM之前，會先比較計算結果A(=SAC )的絕對值與計算結果B(=SBD )的絕對值。
在步驟ST11，計算結果A的絕對值比計算結果B的絕對值小的情況下(YES)，第3計算部137算出和(=B2 +B2 =SBD 2 +SBD 2 )，代替和SUM(=A2 +B2 )(ST12)。
另一方面，在步驟ST11，計算結果A的絕對值比計算結果B的絕對值大的情況下(NO)，第3計算部137算出和(C=A2 +A2 =SAC 2 +SAC 2 )，代替和SUM(C=A2 +B2 )(ST13)。
第3計算部137算出和SUM後，將此做為計算結果C輸出至拍攝對象抽出部138的第1比較抽出部1381。
第1比較抽出部1381將閥值th設定為th=180，以畫素單位比較和SUMm,n 與閥值th(ST14)。
如第30圖所示，和SUMm,n 在閥值th以上的情況下(ST15的YES)，第1比較抽出部1381判定旗標F=1附加至和SUMm,n 。另一方面，和SUMm,n 在閥值th以下的情況下(ST15的NO)，第1比較抽出部1381判定旗標F=0附加至和SUMm,n 。
之後，第1比較抽出部1381以畫素單位抽出每個畫面附加旗標F=1的和SUMm,n ，也就是超過閥值th的畫素Cm,n 的和SUMm,n (ST16)。然後第1比較抽出部1381將抽出的和SUMm,n 做為SUM*m,n 與每張畫面同步輸出至第2比較抽出部1382。
一方面，對於附加旗標F=0的和SUMm,n ，第1比較抽出部1381停止抽出(ST17)。
接著第2比較抽出部1382在第n個畫面FRM的和SUM*m,n 輸入後，將其暫時儲存於第1記憶部133(ST18)。此後第2比較抽出部1382在第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n 輸入後，讀出儲存於第1記憶部133的第n個畫面FRM的和SUM*m,n 。
然後第2比較抽出部1382以畫素單位比較第n個畫面FRM的和SUM*m,n 與第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n (ST19)。
兩者相同的情況(ST20的YES，ANS=1)，第2比較抽出部1382抽出附加判定旗標Fn+1的第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n (ST21)。另一方面，兩者不同的情況(ST20的NO，ANS=0)，第2比較抽出部1382去除附加判定旗標Fn的第n個畫面FRM的和SUM*m,n (ST22)。
最後檢測部139在來自拍攝對象抽出部138的第2比較抽出部1382的抽出結果S3輸入後，據此檢測拍攝對象的狀態(ST23)。檢測部139的檢測結果會輸入圖中未顯示的圖像處理裝置，生成受到檢測的含有拍攝對象的拍攝影像。
其中在步驟ST8，算出差值ΔAB時，取得時間平均SAC 的平方(SAC 2 )與時間平均SBD 的平方(SAC 2 )之間的差ΔAB，也可以在步驟ST11比較SAC 2 與SBD 2 。
在步驟21中，也可以抽出附加判定旗標Fn的第n個畫面FRM的和SUM*m,n 來代替附加判定旗標Fn+1的第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n 。本實施例中因為使用了盼定旗標F，所以使用邏輯和ANS來進行判定，但在步驟S15中，也可以不使用邏輯和ANS而使用差值來進行判定。具體來說，第2比較抽出部1382算出第n個畫面FRM的和SUM*m,n 與第(n+1)個畫面FRM的和SUM*m,n 之間的差值ΔSUM(={和SUM*m,n ＠第n個畫面}－{和SUM*m,n ＠第(n+1)個畫面})，也可以抽出ΔSUM=0時的和SUM*m,n 。
上述拍攝部12以畫面(field)蓄積來進行交錯掃描，另外也可用畫面(frame)蓄積來進行交錯掃描，或畫面(frame)蓄積來進行非交錯掃描。在畫面(frame)蓄積來進行交錯掃描的情況下，將光源11的亮度以畫面週期的4n倍變化，同時信號處理部13以畫面(field)單位，每個2n個畫面(field)的拍攝信號S1進行上述的信號處理。在畫面(frame)蓄積來進行非交錯掃描的情況下，將光源11的亮度以畫面週期的4n倍變化，同時信號處理部13以畫面(frame)單位，每n個畫面(field)的拍攝信號S1進行上述的信號處理。
根據實施例1，光源的亮暗頻率與拍攝裝置的掃描頻率即使不同步，仍能夠精密地檢測出為拍攝對象的光源或該光源所照射的拍攝物，鮮明地拍攝出拍攝對象。
(實施例2)
實施例1說明的檢測系統10即使在光源11的亮暗頻率與拍攝部12的掃描頻率不同步，仍能夠精密地檢測出為拍攝對象的光源或該光源所照射的拍攝物，鮮明地拍攝出拍攝對象，因此能夠應用於煙感測器。第2實施例將說明使用檢測系統10的煙感測器。
[煙感測器2的組成例]
第31圖係顯示根據本發明實施例2的煙感測器的組成例的概略模式圖。第31圖中僅顯示煙感測器的主要部分。
如第31圖所示，煙感測器2具有拍攝裝置1及光源11。此拍攝裝置1具有第1圖所示的拍攝部12與信號處理部13。如此一來，煙感測器2搭載檢測系統10。
煙感測器2的框體在拍攝裝置1及光源11的周邊以例如略圓柱狀形成。但是，第31圖中僅顯示拍攝裝置1及光源11的周邊部。該框體適當地設置有孔部，光源11發射的光不會漏出框體外部，並且用以讓火災所發生的煙流入框體內部的空間SP。煙感測器2感測流入空間SP的煙，輸出感測到煙的感測信號。此感測信號例如會輸入能發出警報音的發音部(圖中未顯示)。
拍攝裝置1設置在煙感測器2的側面部3a，使其能夠拍攝(攝影)光源11。火災發生時，因火災發生的煙流入空間SP，煙會導致光的穿透率比平常時下降。其中平常時是指空間SP中未存在煙的狀態。因此火災發生時，拍攝到的光源11的發射光會比平常時更暗。換言之，火災發生時，亮度比平常時下降。
因此拍攝裝置1將穿透率的變動視為亮度信號位準的變動，並檢測出來。信號處理部13抽出根據拍攝部12輸出的拍攝信號S1的亮度信號Y(參照第1圖)，監視此亮度信號位準。信號處理部13檢出此亮度信號位準變動時，判斷因火災等產生的煙存在於空間SP內，並輸出感測信號S5。
關於上述的亮度信號位準的檢測，檢測部139(參照第1圖)會進行以下所述的處理。具體來說，檢測部139在來自拍攝對象抽出部139的抽出結果S3輸入後，會比較第(n－1)張畫面的抽出結果S3的值V1與第n張畫面的抽出結果S3的值V2。
當值V2比V1低的情況下，也就是第n張畫面的和SUM比第(n－1)張畫面的和SUM小的情況，檢測部139會判定亮度信號位準產生變動。這個情況下，檢測部139會輸出內容為感測到煙的感測信號S5至外部，感測信號S5會輸出至例如煙感測器2外部的顯示裝置。
光源11設置在拍攝裝置1所設置的側面部3a的對面的側面部3b，保持在拍攝裝置1的拍攝範圍ARE內。光源11能夠使用例如發射近紅外光(945nm左右)的近紅外光LED。
如上所述，煙感測器2檢測出亮度信號位準變動即可，因此光源11也可以做為平常時維持點亮的光源。然而火災發生初期，空間SP的煙的濃度較低，光透過綠的變動還很小。在這個情況下有亮度信號位準變動小而檢測不出變動之虞。
在本實施例，煙感測器2採用檢測系統10，所以即使光的穿透率變動小，也能夠檢測出亮度信號位準的變動。詳細來說，信號處理部13對拍攝部12輸出的拍攝信號S1施予本實施例特徵的信號處理，因此能夠除去雜散光造成的雜訊，即使亮度變動微小，也捕捉得到其變動。
[煙感測器2的動作例]
接著，配合第32圖說明煙感測器2的動作例。第32圖係顯示根據本發明第2實施例的煙感測器的動作例的流程圖。
如第32圖所示，點亮、熄滅光源11，使其發光週期T3為畫面週期的4n倍(ST1a)。接著拍攝部12拍攝光源11，將拍攝影像資料做為拍攝信號S1輸出至信號處理部13(ST2a)。
之後，信號處理部13如第29圖及第30圖所示，進行步驟ST3～ST23的處理，檢測出亮度信號位準的變動，也就是光源11的狀態(ST3a)。
當亮度信號位準發生變動的情況下(ST4a的YES)，檢測部139輸出內容為感測到煙的感測信號S5(ST5a)。藉此完成一連串的處理。另一方面，當亮度信號位準沒有發生變動的情況下(ST4a的NO)，再度開啟步驟ST2a的處理。
另外，拍攝裝置1拍攝光源11。因此，能夠將光源11的樣子做為拍攝圖像或動態影像輸出至外部的顯示機器等。火災發生的情況下，煙感測器2輸出感測信號S5的同時，也可以將光源11的樣子做為拍攝圖像或動態影像輸出至外部的顯示機器等。藉此，能夠在安全的場所以視覺確認框體內部的空間SP的樣子，防止錯誤警報。
以上，根據實施例2能夠獲得以下的效果。煙感測器2中，因為拍攝裝置1拍攝光源11即可，因此不易受雜散光的影響，能夠檢測出微小的亮度變動。因此，能夠精密且迅速的感測到火災的發生。
一般的光電式分離型煙感測器中，是由發射光的發光部及面向發光部設置且接收光的收光部所構成，因此光軸必須互相配合。對此，在實施例1的煙感測器2中，使用拍攝裝置1拍攝光源11檢測出亮度信號位準的變動，因此光源11進入拍攝裝置1的拍攝範圍ARE即可，不需要光軸的配合。
更進一步，如第(10)式所示，和SUM與光的相位差θ並不相關，因此若拍攝部12所接收光的頻率f1中只要包含f1 =(2n－1)f2 的頻率成份的話，就能檢測出亮度。因此，具備拍攝裝置1的掃描時序與光源11的發光時序不需要同步的優點。
1．．．拍攝裝置
10．．．檢測系統
11．．．光源
12．．．拍攝部
13．．．信號處理部
121．．．CCD
131．．．亮度信號抽出部
132．．．調節部
133．．．第1記憶部
134．．．第1計算部
135．．．第2計算部
136a、136b．．．FIFO
137．．．第3計算部
138．．．拍攝對象抽出部
139．．．檢測部
1211．．．光二極體
1212．．．垂直傳送CCD
1213．．．水平傳送CCD
1214．．．放大器
1310．．．補正指示部
1311．．．第2記憶部
1331．．．變換值表
1381．．．第1比較抽出部
1382．．．第2比較抽出部
13101．．．取得部
13102．．．判定輸出部
2．．．煙感測部
3a．．．側面部
3b．．．側面部
第1圖係顯示根據本發明實施例1的檢測系統構成例的概略方塊圖。
第2(A)-(C)圖係用來說明根據本發明實施例1的補正指示部的機能。
第3圖係用來說明根據本發明實施例1的CCD構造的概略模式圖。
第4圖係用來說明第3圖所示CCD 121的時序。
第5圖係顯示單板補色濾片的顏色排列的一例。
第6圖係顯示奇數條畫面OFD及偶數條畫面EFD的顏色信號組合的一例。
第7圖係顯示根據本發明實施例1的亮度信號抽出部所抽出的亮度信號的例子。
第8圖係顯示RS-170A規格的水平遮沒期間。
第9圖係顯示RS-170A規格的亮度信號的符號化參數。
第10圖係顯示根據本發明實施例1的變換值表的具體例子。
第11圖係顯示根據本發明實施例1由調節部調整信號位準的亮度信號例子。
第12(A)-(F)圖係根據本發明實施例1，用來說明第1計算部與第2計算部的計算處理之時序圖。
第13圖係顯示根據本發明實施例1的光源亮度變化例的時序圖。
第14圖係顯示根據本發明實施例1相對於各工作週期比的和SUM的值的例子。
第15圖係顯示根據本發明實施例1工作週期比D與和SUM之間的關係圖。
第16圖係顯示根據本發明實施例1的拍攝對象抽出部的詳細構成例之方塊圖。
第17圖係顯示根據本發明實施例1的調節部所調節的亮度信號的例子。
第18(A)～(C)圖係表示動態物體的具體例子的模式圖。
第19圖係顯示根據本發明實施例1的第3計算部的計算結果例子。
第20圖係顯示根據本發明實施例1的第3計算部的計算結果例子。
第21圖係顯示根據本發明實施例1的第1比較抽出部的抽出結果的例子。
第22圖係顯示根據本發明實施例1的第1比較抽出部的抽出結果的例子。
第23圖係顯示根據本發明實施例1的第2比較抽出部的抽出結果的例子。
第24(A)～(C)圖係用來說明根據本發明實施例1，將一般的的畫面間差分法適用於第3計算部的計算結果時所發生的問題。
第25圖係顯示根據本發明實施例1的補正指示部的詳細組成例的方塊圖。
第26(A)、(B)圖係分別顯示根據本發明實施例1的計算結果A及計算結果B的具體例子。
第27圖係第26(A)圖及第26(B)圖所示的時間t1及t2附近的部分放大圖。
第28圖係用來說明根據本發明實施例1的補正效果。
第29圖係顯示根據本發明實施例1的檢測系統的動作例流程圖。
第30圖係顯示根據本發明實施例1的檢測系統的動作例流程圖。
第31圖係顯示根據本發明實施例2的煙感測器的組成例的概略模式圖。
第32圖係顯示根據本發明第2實施例的煙感測器的動作例的流程圖。
1．．．拍攝裝置
10．．．檢測系統
11．．．光源
12．．．拍攝部
13．．．信號處理部
121．．．CCD
131．．．亮度信號抽出部
132．．．調節部
133．．．第1記憶部
134．．．第1計算部
135．．．第2計算部
136a、136b．．．FIFO
137．．．第3計算部
138．．．拍攝對象抽出部
139．．．檢測部
1310．．．補正指示部
1311．．．第2記憶部
1331．．．變換值表

Claims (7)

  1. 一種檢測系統，包括：拍攝部，用以實行拍攝；光源，其亮度會以該拍攝部掃描面週期的既定倍數為週期變化；前處理部，在每個既定的掃描面週期取得該拍攝部拍攝該光源或拍攝物時的輸出信號，計算出第m(m=1,2,…)個與第(m+2)個掃描面間該輸出信號的位準差的第1時間平均值，與計算出第(m+1)個與第(m+3)個掃描面間該輸出信號的位準差的第2時間平均值；後處理部，根據該前處理部算出的該第1時間平均值與該第2時間平均值，實行用來檢測該光源或該拍攝物狀態的計算；檢測部，因應該後處理部的計算值，檢測該光源或該拍攝物的狀態；以及補正指示部，該前處理部的該第1時間平均值與該第2時間平均值之中，任一者的絕對值超過容許下降量時，輸出補正指示信號，其中該後處理部接收到該補正指示部的該補正指示信號的情況下，補正該時間平均的絕對值下降的一者的時間平均值，使該下降量在該容許下降量以下，並實行該計算。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測系統，其中該後處理部接收到該補正指示部的該補正指示信號的情況下，從該第1時間平均值與該第2時間平均值中，將該時間平 均的絕對值較低者的時間平均值置換為另一者的時間平均值，計算出該第1時間平均的平方值與該第2時間平均的平方值的和。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之檢測系統，該補正指示部，包括：取得部，取得該第1時間平均的絕對值與該第2時間平均的絕對值的差值；判定部，將該取得部取得的該差值視為該下降量，並拿來與該容許下降量比較，判斷該下降量是否超過該容許下降量；以及輸出部，當該判定部的判定結果是該下降量超過該容許下降量的情況下，輸出該補正指示信號。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之檢測系統，其中該檢測系統具有調節部，將該拍攝部的該輸出信號位準調節至一信號位準，該信號位準可以抑制該前處理部及該後處理部的該計算的過溢。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之檢測系統，該檢測系統具有抽出部，比較該後處理部的該計算值與閥值，將超過該閥值時的計算值視為根據該光源或該拍攝物的輸出信號成分的計算值，並將其抽出，該檢測部會因應該抽出部抽出的計算值，檢測該光源的狀態或該拍攝物的狀態。
  6. 一種檢測系統的信號處理方法，該測系統具有光源、拍攝該光源或被該光源照射的拍攝物的拍攝部，該檢 測系統的信號處理方法包括：將該光源的亮度以該拍攝部掃描面週期的既定倍數為週期變化的第1步驟；在每個既定的掃描面週期取得該拍攝部的輸出信號的第2步驟；從該第2步驟取得的該輸出信號中，計算出第m(m=1,2,…)個與第(m+2)個掃描面間該輸出信號的位準差的第1時間平均值，與計算出第(m+1)個與第(m+3)個掃描面間該輸出信號的位準差的第2時間平均值的第3步驟；該第3步驟中的該第1時間平均值與該第2時間平均值之中，任一者的絕對值超過容許下降量時，輸出補正指示信號的第4步驟；接收到該第4步驟的該補正指示信號的情況下，補正該時間平均的絕對值下降的一者的時間平均值，使該下降量在該容許下降量以下的第5步驟；根據該第5步驟補正的該第1時間平均值及該第2時間平均值，實行用來檢測該光源或該拍攝物的狀態的計算的第6步驟；以及因應該第6步驟的計算值，檢測該光源或該拍攝物狀態的第7步驟。
  7. 一種煙感測器，包括：拍攝部，用以實行拍攝；至少一光源，面向該拍攝部並設置在該拍攝部的拍攝範圍內，其亮度會以該拍攝部掃描面週期的既定倍數為週 期變化；以及信號處理部，檢測出該拍攝部拍攝該光源後因應該光源的光量所輸出的輸出信號位準的變化，並且在該輸出信號位準在規定範圍外時，輸出內容為感測到煙的感測信號，該信號處理部包括：前處理部，在每個既定的掃描面週期取得該輸出信號，計算出第m(m=1,2,…)個與第(m+2)個掃描面間該輸出信號位準差的第1時間平均值，與計算出第(m+1)個與第(m+3)個掃描面間該輸出信號位準差的第2時間平均值；後處理部，根據該前處理部算出的該第1時間平均值與該第2時間平均值，實行用來檢測該光源狀態的計算；檢測部，因應該後處理部的計算值，檢測該光源的狀態；以及補正指示部，該前處理部的該第1時間平均值與該第2時間平均值之中，任一者的絕對值超過容許下降量時，輸出補正指示信號，其中該後處理部接收到該補正指示部的該補正指示信號的情況下，補正該時間平均的絕對值下降的一者的時間平均值，使該下降量在該容許下降量以下，並實行該計算。
TW099115242A 2009-05-13 2010-05-13 A detection system, a signal processing method for detecting a system, and a smoke sensor TWI489833B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009117025A JP4994422B2 (ja) 2009-05-13 2009-05-13 検知システム、検知システムの信号処理方法、および、煙感知器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201112746A TW201112746A (en) 2011-04-01
TWI489833B true TWI489833B (zh) 2015-06-21

Family

ID=43085087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099115242A TWI489833B (zh) 2009-05-13 2010-05-13 A detection system, a signal processing method for detecting a system, and a smoke sensor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8773533B2 (zh)
EP (1) EP2432216B1 (zh)
JP (1) JP4994422B2 (zh)
KR (1) KR101332917B1 (zh)
CN (1) CN102422631B (zh)
TW (1) TWI489833B (zh)
WO (1) WO2010131714A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003902319A0 (en) 2003-05-14 2003-05-29 Garrett Thermal Systems Limited Laser video detector
WO2006050570A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Vfs Technologies Limited Particle detector, system and method
CN109255924A (zh) 2007-11-15 2019-01-22 爱克斯崔里斯科技有限公司 颗粒探测
JP5858831B2 (ja) * 2012-03-14 2016-02-10 リズム時計工業株式会社 検知システムおよびその信号処理方法、プログラム
CN104469312B (zh) * 2014-12-12 2019-01-04 成都栖林测控科技有限责任公司 一种基于视觉的火灾探测装置及其探测方法
JP6408932B2 (ja) * 2015-02-26 2018-10-17 リズム時計工業株式会社 検知システム、検知システムの信号処理方法、およびプログラム
KR102390836B1 (ko) 2015-10-05 2022-04-26 삼성전자주식회사 이미지 데이터를 생성하는 전자 장치 및 방법
JP7184656B2 (ja) * 2019-01-23 2022-12-06 ラピスセミコンダクタ株式会社 故障判定装置及び音出力装置
CN114283543B (zh) * 2021-12-27 2023-06-16 华电电力科学研究院有限公司 一种通用于dcs系统的声光报警优化控制方法、系统及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060232692A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image pickup apparatus
TWI270811B (en) * 2003-09-26 2007-01-11 Seiko Epson Corp Image processing system, projector, information storage medium, and image processing method
TWI272476B (en) * 2004-03-22 2007-02-01 Digital Electronics Corp Display, and recording medium stored with program for functioning computer as display
TWI287402B (en) * 2004-07-26 2007-09-21 Silicon Optix Inc Panoramic vision system and method
TWI296779B (en) * 2003-12-04 2008-05-11 Intel Corp Method, apparatus, and system for preventative congestion control, and machine-readable medium having stored thereon instructions

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62109991A (ja) 1985-07-29 1987-05-21 C Uyemura & Co Ltd 電気めつき液
JPH0815324B2 (ja) * 1987-06-10 1996-02-14 キヤノン株式会社 テレビ用固体撮像装置
JP3019309B2 (ja) 1988-08-25 2000-03-13 松下電器産業株式会社 撮像装置
JP2937829B2 (ja) * 1995-10-27 1999-08-23 日本電気エンジニアリング株式会社 画像符号化伝送装置
JPH10289321A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Hitachi Ltd 画像監視装置
JP3545979B2 (ja) * 1999-11-30 2004-07-21 シャープ株式会社 輪郭補正装置
JP4329617B2 (ja) * 2004-05-19 2009-09-09 ソニー株式会社 撮像装置および撮像方法
JP4529840B2 (ja) * 2005-08-15 2010-08-25 カシオ計算機株式会社 撮像装置、画像処理方法及びプログラム
JP4585966B2 (ja) * 2005-12-27 2010-11-24 ホーチキ株式会社 減光式煙感知器
JP4703547B2 (ja) * 2006-11-29 2011-06-15 リズム時計工業株式会社 検知システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI270811B (en) * 2003-09-26 2007-01-11 Seiko Epson Corp Image processing system, projector, information storage medium, and image processing method
TWI296779B (en) * 2003-12-04 2008-05-11 Intel Corp Method, apparatus, and system for preventative congestion control, and machine-readable medium having stored thereon instructions
TWI272476B (en) * 2004-03-22 2007-02-01 Digital Electronics Corp Display, and recording medium stored with program for functioning computer as display
TWI287402B (en) * 2004-07-26 2007-09-21 Silicon Optix Inc Panoramic vision system and method
US20060232692A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image pickup apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN102422631A (zh) 2012-04-18
US20120038768A1 (en) 2012-02-16
KR101332917B1 (ko) 2013-11-26
KR20120034157A (ko) 2012-04-10
EP2432216A1 (en) 2012-03-21
US8773533B2 (en) 2014-07-08
CN102422631B (zh) 2014-07-02
EP2432216B1 (en) 2014-08-27
JP4994422B2 (ja) 2012-08-08
EP2432216A4 (en) 2013-08-07
JP2010268161A (ja) 2010-11-25
TW201112746A (en) 2011-04-01
WO2010131714A1 (ja) 2010-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI489833B (zh) A detection system, a signal processing method for detecting a system, and a smoke sensor
JP4106554B2 (ja) 撮影環境判定方法および撮像装置
JP2007174537A (ja) 撮像装置
JP2008011226A (ja) 撮像装置のフリッカ検出方法と装置
JP2008141251A (ja) 検知システムおよびその信号処理方法
JP2009017213A (ja) 撮像装置
JP6401473B2 (ja) 撮像システムおよび撮像装置
JP5406787B2 (ja) 検知システムおよびその信号処理方法、プログラム
JP5242470B2 (ja) 検知システムおよびその信号処理方法
JP2008113237A (ja) 撮像装置におけるフリッカ検出方法と装置
JP2009017167A (ja) 画像処理装置及び画像処理方法、並びに撮像装置
JP4908939B2 (ja) 撮像装置
JP6145746B2 (ja) 撮像装置
JP2010273147A (ja) 撮像信号特定状態検出装置、撮像装置、撮像信号特定状態検出方法、プログラムおよび集積回路
JP5818451B2 (ja) 撮像装置および制御方法
JP2007329604A (ja) 蛍光灯フリッカ検出回路
JP2020072392A (ja) 撮像装置、撮像装置の制御方法およびプログラム
JP2003244555A (ja) 撮像装置及びその撮像方法
JP2011097204A (ja) 撮像装置
JP2015169961A (ja) 検知システム、検知システムの信号処理方法、および、煙感知器
JP5770123B2 (ja) 検知システムおよびその信号処理方法、プログラム
JP2010109805A (ja) 撮像装置
KR20120069564A (ko) 촬상 장치 및 촬상 방법
JP5858831B2 (ja) 検知システムおよびその信号処理方法、プログラム
JP5265619B2 (ja) 検知システムおよびその信号処理方法、プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees