[發(fā)明專利]攝像裝置以及攝像裝置的閃爍檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210385710.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103051843A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 工藤泰則
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧林巴斯映像株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N5/235
• 分類號(hào): H04N5/235;H04N5/232
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;于英慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及攝像裝置以及攝像裝置的閃爍檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在使用攝像元件對(duì)被通常稱作閃爍光源的、反復(fù)閃爍的照明所照射的被攝體進(jìn)行攝像的情況下，攝像元件獲得的像會(huì)由于曝光時(shí)機(jī)而產(chǎn)生亮度差，這是一個(gè)技術(shù)性課題。

作為檢測(cè)該閃爍成分的方法，已知在如下的專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3等公開(kāi)的技術(shù)。這些專利文獻(xiàn)1～3中的現(xiàn)有技術(shù)是如下技術(shù)：在以比閃爍周期短的積分時(shí)間攝影時(shí)，對(duì)連續(xù)的預(yù)定數(shù)量的多幀攝像輸出求平均，從而獲得減弱了閃爍成分的影響的圖像數(shù)據(jù)。

另外，專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了在多個(gè)不同的積分時(shí)間檢測(cè)閃爍并校正白平衡，進(jìn)行測(cè)色傳感器的控制的技術(shù)。

而專利文獻(xiàn)5公開(kāi)的技術(shù)中，對(duì)不產(chǎn)生閃爍成分的、在與閃爍周期相同的積分時(shí)間獲得的圖像與以一半的快門速度獲得的圖像進(jìn)行比較，從而提取出閃爍成分。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2008-011226號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2007-060585號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特公平03-074551號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特許第03150988號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特許第4337353號(hào)公報(bào)

圖1A是示出使用卷簾快門方式的攝像元件的相機(jī)中閃爍的影響和專利文獻(xiàn)1～3這樣的對(duì)連續(xù)幀求平均來(lái)顯示時(shí)的效果的示意圖。該圖1A按照時(shí)序?qū)?yīng)示出表示閃爍成分的亮度與經(jīng)過(guò)時(shí)間的關(guān)系的曲線（圖中的上部分）、積分時(shí)機(jī)（圖中中間部分）、攝影圖像（圖中下部分）。

以熒光燈為代表的閃爍光源會(huì)以商用電源頻率一半的周期產(chǎn)生亮度變動(dòng)。如圖1A的中間部分所示的例子，攝像的上面的行在與攝像的VD同步信號(hào)同步的時(shí)機(jī)開(kāi)始積分，由上面的行依次向下面的行具有時(shí)間差地開(kāi)始積分。

若被攝體的亮度在1幀的獲得過(guò)程中發(fā)生變化，則在積分時(shí)機(jī)獲得的攝像輸出會(huì)不同。若在閃爍成分的亮度最低的時(shí)機(jī)進(jìn)行積分，則該行的攝像輸出會(huì)小于其他行，其結(jié)果如圖1A的下部分的攝影圖像所示，將會(huì)進(jìn)入中央部分較暗的條紋圖案。

閃爍周期與幀速率未同步的情況下，在下一幀之中，在亮度最暗的時(shí)機(jī)積分的行與之前一幀不同，獲得較暗的條紋位置發(fā)生了變化的攝像數(shù)據(jù)。

作為閃爍周期與圖像取得周期（圖中為以垂直同步信號(hào)VD表示的信號(hào)的周期）的最小公倍數(shù)的幀數(shù)的攝像輸出的平均值在上下行之間的攝像輸出差消失，其結(jié)果能獲得幾乎不存在閃爍成分影響的攝像數(shù)據(jù)。因而通過(guò)對(duì)某1幀的攝像數(shù)據(jù)與對(duì)上述多個(gè)幀求平均得到的攝像數(shù)據(jù)求差，能獲得閃爍成分。

然而在該圖1A所示的對(duì)連續(xù)幀求平均來(lái)顯示的技術(shù)中，在閃爍頻率與幀速率同步的情況下，存在即使對(duì)多個(gè)圖像求平均也無(wú)法檢測(cè)閃爍的影響的技術(shù)性課題。

圖1B是說(shuō)明該技術(shù)性課題的示意圖。該圖1B的顯示方式與上述圖1A相同。即，在閃爍頻率與幀速率同步的情況下，閃爍的亮度與行的積分時(shí)機(jī)在多幀都相同。因此存在即使對(duì)多個(gè)攝影圖像求平均也無(wú)法取得去除了閃爍影響的攝像數(shù)據(jù)、無(wú)法檢測(cè)閃爍成分的技術(shù)性課題。

此時(shí)還可以考慮使用積分時(shí)間檢測(cè)閃爍的方法。積分時(shí)間越長(zhǎng)則閃爍的亮度變動(dòng)就越實(shí)現(xiàn)平均化。反之若積分時(shí)間越短，則閃爍的亮度變動(dòng)量、攝像輸出越容易變動(dòng)。

圖2A是使用積分時(shí)間進(jìn)行閃爍檢測(cè)的方法的示意圖。示出積分時(shí)間越短，則在較暗時(shí)機(jī)積分時(shí)的數(shù)據(jù)與在較亮?xí)r機(jī)積分時(shí)的攝像輸出之差就越大的關(guān)系。

參照?qǐng)D2B和圖2C說(shuō)明該現(xiàn)象。圖2B和圖2C是對(duì)表示亮度值的柱狀圖實(shí)際代入亮度數(shù)值而表現(xiàn)的示意圖。

如圖2B所示，將閃爍成分的亮度隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而發(fā)生變化的情況置換為數(shù)值。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，不采用單位系統(tǒng)，將最亮的時(shí)機(jī)射入攝像元件的光量設(shè)為10，表現(xiàn)出相對(duì)時(shí)間導(dǎo)致的變化。將1個(gè)周期六等分。

積分時(shí)間ts為閃爍周期的4/6的情況下，最上方的行被計(jì)算為1+6+9+10=26。同樣計(jì)算出其他行而進(jìn)行圖示。

為了進(jìn)行比較，圖2C示出短時(shí)間的例子。以閃爍周期的2/6進(jìn)行積分的情況下，為進(jìn)行比較而使攝像中射入的光量為2倍。本例相比圖2B而言是控制為將快門速度提高了1級(jí)，相應(yīng)打開(kāi)1級(jí)攝影鏡頭的光圈，使得曝光量相同的例子。

在曝光時(shí)間較長(zhǎng)的圖2B的例子中，最小為19而最大為1.7倍的33，相對(duì)于此，在曝光時(shí)間較短的圖2C的例子中，示出最大與最小之比為38/10=3.8、明暗差較大、受到的閃爍的影響較強(qiáng)的情況。