[發(fā)明專利]圖像攝取設(shè)備、校正電路和校正方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910168470.8
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101662591A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 長井孝弘
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N9/68
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李曉冬;南 霆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能夠防止在視頻信號中生成閃爍(flicker)的圖像攝取設(shè) 備、校正電路和校正方法。

背景技術(shù)

過去，CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件的圖像質(zhì)量性能并不比 CCD(電荷耦合器件圖像傳感器)器件的圖像質(zhì)量性能好。然而，近年 來，CMOS器件的圖像質(zhì)量產(chǎn)生性能可與CCD的圖像質(zhì)量產(chǎn)生性能媲 美。因此，CMOS器件目前主要用于視頻領(lǐng)域。

如果通過應(yīng)用預(yù)先確定的條件來使用具有逐水平行不同的曝光時(shí)間的 諸如CMOS之類的圖像攝取器件，則在所攝取的圖像的水平方向上生成具 有靜止對比度的條紋圖案(strip?pattern)。具有這樣的對比度的條紋是由 光源的明滅周期(blinking?period)引起的并且被稱為靜止閃爍(standstill flicker)。在以下描述中，靜止閃爍僅稱為閃爍。應(yīng)當(dāng)注意，水平方向上 生成的對比條紋圖案被稱為運(yùn)動閃爍(moving?flicker)。以下所述的條件 (1)至(3)列出閃爍生成的條件：

(1)圖像是利用諸如熒光燈之類的明滅光源來攝取的。

(2)該光源的明滅周期等于每秒攝取的圖像攝取幀的整數(shù)倍。

(3)在該圖像攝取操作中使用了電子快門。

如果圖像是在條件(1)至(3)全部滿足的狀態(tài)中攝取的，則生成閃 爍。如果僅條件(2)滿足，則不生成閃爍。

參考圖1A至圖3的示圖，說明閃爍產(chǎn)生的原因。在這種情況中，條 件(1)中所述的光源是以60Hz的電源頻率驅(qū)動的熒光燈(在以下描述 中，以60Hz的電源頻率驅(qū)動的熒光燈也簡稱為60-Hz熒光燈)。CMOS 器件的水平行數(shù)是1125。

圖1A和圖1B是示出在利用60-Hz熒光燈的圖像攝取操作中使用的 CMOS器件的水平行的曝光定時(shí)的多個(gè)示圖。更具體而言，圖1A是示出 表示60-Hz熒光燈的亮度(brightness)隨時(shí)間軸的變化的示圖。示圖的水 平軸是時(shí)間軸。如從波形102顯而易見的，熒光燈的明滅周期是120Hz頻 率的周期。

另一方面，圖1B是示出曝光開始時(shí)間的示圖。為了滿足上述條件 (2)，利用圖像攝取器件攝取的視頻的幀率是60幀/秒。也就是說，攝取 一幀的圖像所使用的時(shí)間(曝光時(shí)間)是1/60秒。此外，作為條件(3) 中所述的電子快門的CMOS器件中所設(shè)置的電子快門的快門速度等于 1/2000秒的時(shí)間段。

如果圖像是利用上述三個(gè)條件攝取的，則實(shí)際使用的視頻是在每個(gè)水 平行的1/60秒的曝光時(shí)間中1/2000秒的有效曝光時(shí)間103期間攝取的視 頻。也就是說，不使用在無效曝光時(shí)間104期間攝取的視頻。應(yīng)當(dāng)注意， CMOS器件存在水平行1至1125，并且如上所述，每個(gè)水平行的1/60秒 的曝光時(shí)間是用來攝取一幀的圖像的時(shí)間。

此外，CMOS器件的水平行的曝光處理被順序執(zhí)行以從水平行1開始 直到水平行1125。曝光處理的順序執(zhí)行對應(yīng)于攝取一幀的圖像的過程。然 后，在攝取一幀的圖像的操作結(jié)束時(shí)，水平行1經(jīng)歷曝光處理。為了在 1/60秒的曝光時(shí)間中攝取一幀(或1125個(gè)水平行)的圖像，用于相鄰水 平行的曝光處理的開始之間的定時(shí)偏移是(1/60)/1125秒。

如上所述，如果攝取圖像的操作是在利用60-Hz熒光燈、電子快門的 快門速度被設(shè)為1/2000秒的情況下執(zhí)行的，則通過對水平行的有效曝光時(shí) 間103上的波形102進(jìn)行積分可以計(jì)算出進(jìn)入圖像攝取器件的水平行的光 量。光量逐水平行的改變由圖2的示圖中示出的波形202表示。波形202 的周期是120Hz的頻率，并且因此等于熒光燈的明滅周期。

實(shí)際上，如果攝取拍照對象的圖像的操作是在利用60-Hz熒光燈、電 子快門的快門速度被設(shè)為1/2000秒的情況下執(zhí)行的，則進(jìn)入CMOS器件 的水平行的光是被拍照對象反射的光。因此，在圖3的示圖中被示為預(yù)先 確定的幀的圖像的圖像303包括呈現(xiàn)靜止對比度并且具有等于120Hz的頻 率的周期的條紋。也就是說，圖像303的水平行的輝度(luminance)變化 是可歸因于拍照對象隨著波形302所示的閃爍造成的周期性變化上所疊加 的變化而引起的變化。在這樣的靜止閃爍的情況中，在構(gòu)成當(dāng)前幀的像素 和構(gòu)成當(dāng)前幀的緊前一幀的相同像素之間很難生成由于熒光燈的明滅狀態(tài) 引起的輝度變化。