(57)【要約】【課題】ビデオ画像におけるフリッカの存在を検出する方法は、輝度データをサンプル画像フィールドから得る工程と、輝度データを解析して、輝度データの輝度を特徴付けるディジタル数字を得る工程とを含む。【解決手段】周波数解析を、複数のサンプル画像フィールドにわたって収集されるディジタル数字の時系列に対して行って、フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギを示す信号と、非フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギを示す信号とを備える。２つのスペクトル・エネルギの比率はフリッカ検出表示子として計算される。複数のフリッカ検出表示子を累算してフリッカ有信号を生成する。一実施例では、フリッカ検出表示子は、上記比率が第１の閾値を超える値を有する場合のみ累算され、フリッカ有信号は、累算されるフリッカ検出表示子信号数が入口値を超える場合にのみアサートされる。【選択図】図２
2006180493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ画像においてフリッカの存在を検出する方法であって、
前記ビデオ画像の各サンプル画像フィールドから輝度データ群を得る工程と、
該輝度データ群を解析して、該輝度データ群特有の輝度を特徴付けるディジタル数字を得る工程と、
複数のサンプル画像フィールドの、複数の輝度データ群にわたってディジタル数字の時系列を編集する工程と、
該ディジタル数字の時系列に対して周波数解析を行って、フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列のスペクトル・エネルギを示す第１の信号と、非フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列のスペクトル・エネルギを示す第２の信号とを供給する工程と、
第１のスペクトル・エネルギ信号と第２のスペクトル・エネルギ信号とを、前記第１の信号と前記第２の信号との各々に基づいて計算する工程と、
前記第１のスペクトル・エネルギ信号の、前記第２のスペクトル・エネルギ信号に対する比率を計算する工程とを備え、
該比率はフリッカ検出表示子信号であり、
更に、ディジタル数字の複数の時系列から複数のフリッカ検出表示子信号を累算する工程を備え、
該累算フリッカ検出表示子信号は第１の閾値を超える値を有し、
更に、前記累算フリッカ検出表示子信号の数が入口値を超える場合にフリッカ有信号を生成する工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項1記載の方法であって、
前記ビデオ画像の各サンプル画像フィールドから輝度データ群を得る工程が、
前記ビデオ画像の各サンプル画像フィールドの画像全体について輝度データを得る工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項1記載の方法であって、
前記ビデオ画像の各サンプル画像フィールドから輝度データ群を得る工程が、
前記ビデオ画像の各サンプル画像フィールドの領域から輝度データを得る工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項1記載の方法であって、
前記輝度データ群を解析して、該輝度データ群特有の輝度を特徴付けるディジタル数字を得る工程が、
前記輝度データ群の中央輝度値を判定する工程と、
該中央輝度値を前記ディジタル数字として割り当てる工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項4記載の方法であって、
前記輝度データ群の前記中央輝度値を判定する工程が、
前記輝度データ群の前記輝度値のヒストグラムを生成する工程と、
前記中央輝度値を前記ヒストグラムから導き出す工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項1記載の方法であって、
前記輝度データ群を解析して、該輝度データ群特有の輝度を特徴付けるディジタル数字を得る工程が、
前記輝度データ群の前記輝度値のヒストグラムを生成する工程と、
前記輝度データ群についての百分位数の値を選択する工程と、
該選択百分位数の値に関連付けられる百分位数の輝度値を前記ヒストグラムから判定する工程と、
前記百分位数の輝度値を前記ディジタル数字として割り当てる工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項6記載の方法であって、
前記輝度データ群についての百分位数の値を選択する工程が、中央値を選択する工程を備え、
百分位数の輝度値を判定する工程が、前記輝度データ群の前記中央輝度値を前記ヒストグラムから判定する工程を備え、
前記中央輝度値が前記ディジタル数字であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項6記載の方法であって、
前記輝度データ群の前記百分位数の値が、２５番目の百分位数から７５番目の百分位数までの範囲から選択される百分位数の値を備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項1記載の方法であって、
前記フリッカ周波数帯域は、前記ビデオ画像におけるフリッカが生起することが予期される周波数の周波数範囲を備え、
前記非フリッカ周波数帯域は、前記ビデオ画像におけるフリッカが生起することが予期されない周波数の周波数範囲を備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項1記載の方法であって、
前記ビデオ画像の各サンプル画像フィールドは、サンプリング周波数でサンプリングされ、
前記フリッカ周波数帯域は、前記ビデオ画像における前記フリッカに関連付けられる基本フリッカ周波数の範囲に相当するエイリアス周波数の周波数範囲を備え、
前記エイリアス周波数の前記周波数範囲は、前記ビデオ画像の前記サンプリング周波数によって判定される検出可能周波数範囲内にあることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項10記載の方法であって、
前記検出可能周波数範囲は、前記サンプリング周波数の半分であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項10記載の方法であって、
前記非フリッカ周波数帯域は、前記ビデオ画像におけるフリッカが生起することが予期されない前記検出可能な周波数範囲内の周波数の周波数範囲を備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項1記載の方法であって、
前記ディジタル数字の時系列に対して周波数解析を行う工程が、
第１のディジタル・フィルタリング関数を前記ディジタル数字の時系列に施す工程を備え、
前記第１のディジタル・フィルタリング関数は、前記フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列の前記スペクトル・エネルギを示す前記第１の信号を生成し、
第２のディジタル・フィルタリング関数を前記ディジタル数字の時系列に施す工程を備え、
前記第２のディジタル・フィルタリング関数は、前記非フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列の前記スペクトル・エネルギを示す前記第２の信号を生成することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項1記載の方法であって、
前記ディジタル数字の時系列に対して周波数解析を行う工程が、
第１のフーリエ解析を前記ディジタル数字の時系列に対して行う工程を備え、
前記第１のフーリエ解析は、前記フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列の前記スペクトル・エネルギを示す前記第１の信号を生成し、
前記方法は更に、
第２のフーリエ解析を前記ディジタル数字の時系列に対して行う工程を備え、
前記第２のフーリエ解析は、前記非フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列の前記スペクトル・エネルギを示す前記第２の信号を生成することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項1記載の方法であって、
周波数解析を前記ディジタル数字の時系列に対して行う工程が、
周波数変換を前記ディジタル数字の時系列に対して行う工程を備え、
前記周波数変換は、前記フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列の前記スペクトル・エネルギを示す前記第１の信号と、前記非フリッカ周波数帯域での前記ディジタル数字の時系列の前記スペクトル・エネルギを示す前記第２の信号とを生成することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項1記載の方法であって、
第１のスペクトル・エネルギ信号と第２のスペクトル・エネルギ信号とを前記第１の信号と前記第2の信号との各々に基づいて計算する工程が、
前記第１の信号の2乗を前記第１のスペクトル・エネルギ信号として計算する工程と、
前記第2の信号の2乗を前記第２のスペクトル・エネルギ信号として計算する工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項16記載の方法であって、
第１のスペクトル・エネルギ信号と第２のスペクトル・エネルギ信号とを前記第１の信号と前記第2の信号との各々に基づいて計算する工程が更に、
前記第１の信号の前記2乗を前記第１のスペクトル・エネルギ信号として低域通過フィルタリングする工程と、
前記第2の信号の前記2乗を前記第２のスペクトル・エネルギ信号として低域通過フィルタリングする工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項1記載の方法であって、
複数のフリッカ検出表示子信号を累算し、フリッカ有信号を生成する工程が、
第１のカウント値をリセットする工程と、
各フリッカ検出表示子信号を前記第１の閾値と比較する工程と、
該第１のカウント値を、フリッカ検出表示子が前記第１の閾値以上である場合に増やす工程と、
前記第１のカウント値を、フリッカ検出表示子が前記第１の閾値未満である場合に減らす工程と、
前記第１のカウント値を、複数のフリッカ検出表示子信号にわたって累算する工程と、
前記第１のカウント値を、前記入口値と比較する工程と、
前記第１のカウント値が前記入口値よりも大きい場合にフリッカ有信号を生成する工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項1記載の方法であって、更に、
複数のフリッカ検出表示子信号を、ディジタル数字の複数の時系列から累算する工程を備え、
該累算フリッカ検出表示子信号は、第２の閾値未満の値を有し、
更に、第２の閾値未満の値を有する累算フリッカ検出表示子の数が出口値よりも大きい場合にフリッカ無信号を生成する工程、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項19記載の方法であって、複数のフリッカ検出表示子信号を累算し、フリッカ無信号を生成する工程が、
第２のカウント値をリセットする工程と、
各フリッカ検出表示子信号を前記第２の閾値と比較する工程と、
前記第２のカウント値を、フリッカ検出表示子が前記第２の閾値以下である場合に増やす工程と、
前記第２のカウント値を、フリッカ検出表示子が前記第２の閾値より大きい場合に減らす工程と、
前記第２のカウント値を、複数のフリッカ検出表示子信号にわたって累算する工程と、
前記第２のカウント値を前記出口値と比較する工程と、
前記第２のカウント値が前記出口値よりも大きい場合、フリッカ無信号を生成する工程とを備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にビデオ・カメラにおける蛍光フリッカ検出に関し、特に、ビデオ画像における蛍光フリッカの存在を自動検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光照明は、ビデオ画像において不快なフリッカを生じ、ビデオ画像の品質の低下をもたらしかねない。特に、カメラが、蛍光ランプなどのフリッカ光源の照明の下でオブジェクトをイメージングする場合にフリッカが生じる。蛍光照明は、AC電源電圧における瞬時の変動に非常にすばやく応答する特性を有する。よって、蛍光源は事実上、AC電源の各半サイクルで点滅し、経時的に蛍光源の輝度の周期変動をもたらす。蛍光源の周期的な輝度変動は、「蛍光フリッカ」として表す。図１は、経時的にプロットした蛍光源の光強度を示す。蛍光照明はAC電源の整流器として作用し、光の輝度すなわち強度はAC電源の周波数の2倍で周期的に変動する。図1に示すように、AC電源が50Hzであるとみなす場合、蛍光は毎秒100回点滅し、100Hzのフリッカ周波数をもたらすことになる。60HzのAC電源の場合、蛍光のフリッカ周波数は120Hzになる。100Hz又は120Hzでの蛍光フリッカは人間が見てそれと分かるものでないが、そのようなフリッカは、動画像カメラ又は静止画像カメラにとって種々の課題をもたらす。例えば、蛍光フリッカは、電子フォーカス・システムの性能に影響を及ぼし得る。
【０００３】
蛍光フリッカは、50HzAC電源を電源とする蛍光源によってシーンが照明されている間に画像をNTSCビデオ・カメラによってとる場合に特に激しいことがあり得る。この例には、地域におけるビデオ・カメラが60Hzのビデオ・リフレッシュ・レート（又はフィールド・レート）を有するNTSC標準（NTSCリフレッシュ・レートはより正確には59.94Hzであるが、おおよそ60Hzとすることが多い。）を採用している一方で、主電源の周波数が50Hzである、日本の特定の地域がある。主電源の周波数がビデオ画像のリフレッシュ・レートとかなり異なる場合、カメラ・リフレッシュ・レートと、蛍光照明のフリッカ周波数との間のビート周波数がある。光源とカメラとの間のビート周波数は、結果として生じるビデオ画像において可視フリッカとして見えることが多い。ビデオ画像におけるそのような観測可能フリッカはビデオ・カメラの画像品質を大いに劣化させ、視聴者にとってビデオ画像を受け入れられないものとしてしまうことが多い。
【０００４】
本明細書及び特許請求の範囲では、ビデオ・カメラのビデオ・リフレッシュ・レート（又はフィールド・レート）は、国際標準によって通常、設定される、ビデオ・カメラのフィールド更新レートを表す。各地域は、その地域に採用するのに望ましい標準を選択する。NTSCビデオ標準の場合、フィールド更新レートは60Hzである。したがって、NTSC標準の下で動作するビデオ・カメラでは、新たな画像フィールドは1/60秒毎に更新される。カメラを用いて、蛍光照明によって照明されるシーンを捕捉する場合、カメラ・リフレッシュ・レートは、各画像フィールドが同量の光をサンプリングするように、AC電源の周波数の整数倍に一致する必要がある。特に、カメラ・リフレッシュ・レートがAC主電源の周波数と同じである場合、主電源周波数の2倍であるフリッカ周波数は、リフレッシュ・レートの整数倍(2倍)となる。よって、各画像フィールドは、同数の蛍光源サイクルを捕捉し、同量の光が各画像フィールドで捕捉されることをもたらすことになる。結果として生じるビデオ画像にフリッカは何ら生じないことになる。
【０００５】
しかし、ビデオ・カメラ・リフレッシュ・レートがAC電源の周波数とはかなり異なる周波数を有する場合、蛍光のフリッカ周波数は、リフレッシュ・レートの整数倍の関係を有するものでない。各捕捉フィールドは最終的には、周期的な光変動サイクルの別々の部分をサンプリングすることになり、よって、異なる量の光をサンプリングすることになる。このことは、フリッカ周波数が100Hzである一方、リフレッシュ・レートが60Hzである図１に示す。図１に示すように、サンプリング・フィールドS1、S2及びS3の各々で、異なる量の光がサンプリングされる。各画像フィールドが異なる量の光をサンプリングする場合、結果として生じる画像の輝度は、フィールド間で変動し、ビデオ画像に観測可能でかつ非常に不快なフリッカをもたらすことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ビデオ画像において、蛍光フリッカを検出し、蛍光フリッカをなくす方法は種々、知られている。しかし、ビデオ画像において蛍光フリッカの存在を検出する正確でかつ信頼できる方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例によれば、ビデオ画像におけるフリッカの存在を検出する方法は、ビデオ画像の各サンプル画像フィールドから輝度データ群を得る工程と、輝度データ群を解析して、輝度データ群に特有な輝度を特徴付けるディジタル数字を得る工程と、複数のサンプル画像フィールドの、複数の輝度データ群にわたってディジタル数字の時系列を編集する工程と、ディジタル数字の時系列に対する周波数解析を行って、フリッカ周波数帯域でのディジタル数字の時系列のスペクトル・エネルギを示す第１の信号と、非フリッカ周波数帯域でのディジタル数字の時系列のスペクトル・エネルギを示す第２の信号とを供給する工程とを含む。上記方法は更に、第１の信号と第２の信号との各々に基づいて、第１のスペクトル・エネルギ信号及び第２のスペクトル・エネルギ信号を計算する工程と、第１のスペクトル・エネルギ信号の第２のスペクトル信号に対する比率を計算する工程とを含み、比率は、フリッカ検出表示子信号である。更に、方法は、累算フリッカ検出表示子信号が第１の閾値よりも大きい値を有する、ディジタル数字の複数の時系列から複数のフリッカ検出表示子信号を累算する工程と、累算フリッカ検出表示子信号の数が入口値よりも大きい場合にフリッカ有信号を生成する工程とを含む。
【０００８】
本発明は、以下の詳細説明と、添付図面とを検討することによってよりよく分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の原理によれば、ビデオ画像における蛍光フリッカの存在を検出する方法は、一連の露出にわたるビデオ画像特有の照明の周波数解析と、フリッカ周波数でのスペクトル・エネルギ信号と非フリッカ周波数でのスペクトル・エネルギ信号との比較とを用いて、ビデオ画像におけるフリッカの有無を検出する。本発明のフリッカ検出の方法は、ビデオ・カメラのエレクトロニクスによって用いて、フリッカを消去するよう、フリッカ検出結果によってカメラ動作を修正することができる、信頼できるフリッカ表示子信号を生成する。一実施例では、ビデオ・カメラの露出時間は、画像におけるフリッカをなくすよう延長される。本発明の方法によって、フリッカ検出を自動的に行うことが可能になり、フリッカ補償を、ユーザ介入なしで開始又は中止することが可能である。
【００１０】
本明細書及び特許請求の範囲では、「蛍光フリッカ」の語は、AC電源を電源とする人工光源のフリッカを表す。AC電源を電源とする人工光源のフリッカは、AC電源のサイクリングによる光源の周期的な輝度変動を表す。図１を参照して前述したように、人工光源は、光源の電源として用いるAC主電源の周波数の2倍のフリッカ周波数を有することになる。そのようなフリッカは、白熱照明でも蛍光照明でも生じるが、蛍光源のフリッカは、ビデオ画像を捕捉するうえで特に問題となっている。白熱光源のフリッカは、事実上感知できず、よって一般的にビデオ・イメージングにおける問題をもたらさないほど最小限のものである。しかし、蛍光源のフリッカは、蛍光源のAC電源に一致しないフィールド・レートをビデオ・イメージング・システムが用いる場合に特に、ビデオ・イメージングを行ううえで問題となり得る。本明細書及び特許請求の範囲では、人工光源のフリッカは「蛍光フリッカ」として表すが、「蛍光フリッカ」の語の使用は、本発明の方法の適用を、AC電源を電源とする蛍光源のみによって発生するフリッカの検出に限定することを意図するものでない。本発明を知った当業者は、本発明のフリッカ検出方法を、何れかの、AC電源を電源とする人工光源によって照明される画像におけるフリッカの検出に適用可能であることが分かるものである。
【００１１】
本発明のフリッカ検出方法は、商用主電源の周波数が50Hzである地域でフィールド周波数が60HzであるNTSC標準下で動作するビデオ・カメラにおいて特に有用である。自動フリッカ検出を用いることによって、ビデオ・カメラを、画像品質が最適であるように通常モードで、太陽光や白熱光源などの非フリッカ光源によってシーンが照明される場合に動作させることができる。ビデオ・カメラは、シーンがフリッカ光源によって照明され、蛍光フリッカがビデオ画像において検出される場合にフリッカ補償モードに自動的に入れることができる。フリッカ補償モードでは、ビデオ・カメラを、フリッカ消去に最適化された露出制御パラメータを用いて動作させることができる。フリッカ補償モードにおいて捕捉されるビデオ画像は画像の品質及び分解能のわずかな劣化を受け得るが、ビデオ画像におけるフリッカを除去する便益は、修正露出制御による画像劣化をはるかに上回る。
【実施例】
【００１２】
方法の概要
図2は、本発明の一実施例によるフリッカ検出方法を示す流れ図である。以下の記載では、本発明のフリッカ検出方法は60Hzのフィールド・レートで動作するNTSCビデオ・カメラにおいて、イメージングされるシーンが50Hz電源を電源とするフリッカ光源によって照明される場合がある一方で実施されるものとする。カメラ・フィールド・レートと、AC主電源の周波数との差によって、ビデオ画像における不快なフリッカが生じ、ビデオ画像におけるフリッカの存在は、本発明の方法によって検出されることとする。
【００１３】
図2を参照すれば、フリッカ検出方法10は、捕捉されたビデオ画像の画像フィールドから輝度データを得ること（工程12）によって始まる。輝度データは、画像フィールド毎に（60Hzのサンプリング・レートで）、得ることができ、１つおきの画像フィールド毎に（30Hzサンプリング・レートで）、得ることもできる。所望の他のサンプリング周波数も、本発明の方法が実施されるカメラ・システムに応じて用いることができる。更に、サンプリング画像フィールド毎の輝度データは、画像全体の画素データ、又は画像の一領域のみからの画素データを含み得る。
【００１４】
各サンプル画像フィールドからの輝度データは、輝度データの強度値を特徴付けるディジタル数字を得るよう解析される（工程14）。一実施例では、輝度データは、ヒストグラム・エンジンに入力され、ヒストグラム・エンジンでは、輝度データの強度値のヒストグラムが得られる。ヒストグラムから、輝度データがディジタル数字(DN)によって特徴付けられる。本実施例では、ヒストグラムにおける輝度データはディジタル数字としての中央輝度値として特徴付けられる。すなわち、ディジタル数字は、輝度値の50%がディジタル数字未満であり、輝度値の50%がディジタル数字を超える、サンプル画像フィールドの輝度値として選択される。他の実施例では、輝度値の25や75や何れかの他の百分位数などの、ヒストグラムの他の輝度特性を用いることができる。ディジタル数字として用いる対象のヒストグラムの厳密な特性は、本発明の方法の実施に重要なものでない。以下の記載では、ディジタル数字（DN）は、サンプル画像フィールドの中央輝度値として表すこととする。なお、中央輝度値の使用は、例証的なものに過ぎず、限定することを企図するものでない。
【００１５】
特に、ディジタル数字は、フリッカ光源によって生じる輝度変動を検出するよう捕捉される一連のビデオ画像の輝度変動を特徴付けるよう選択される。シーンがフリッカ光源によって照明される場合、連続した画像フィールド各々の輝度レベルは急速に変動することになり、経時的に中央輝度値（や他の百分位数の輝度値）における測定可能な変動があることになることとする。ビデオ捕捉の通常の場合、シーンの輝度は、変動することが予期される。しかし、輝度変動がフリッカ光源によって生じる場合、輝度変動は、図４に示し、以下に更に詳細に表すものなどの周波数スペクトルを有することになる。したがって、ビデオ画像の輝度レベルを特徴付ける一連のディジタル数字の周波数スペクトルを解析することによって、フリッカ光源によって生じるフリッカの存在を検出することができる。
【００１６】
方法10では、ディジタル数字の時系列が一連のサンプル画像フィールドから編集され（工程16）、周波数解析が、ディジタル数字の時系列に対して行われる（工程18）。ディジタル数字の各時系列は、意味ある周波数解析を行ううえで十分な数のディジタル数字を含む。一実施例では、用いるディジタル数字のサンプル・サイズは、周波数解析を行うのに用いるディジタル・フィルタにおけるタップの数に等しい。例えば、32個のディジタル数字のサンプル・サイズを用いることができる。一実施例では、周波数解析処理は連続した処理である。例えば、３２個のディジタル数字のサンプル・サイズを用いることができる。一実施例では、周波数解析処理は、連続した処理である。ディジタル数字のサンプルが、ディジタル・フィルタのタップ全てを満たすのに十分になると、周波数解析が、その後の入力サンプル毎に（すなわち、新たなディジタル数字毎に）行われる。
【００１７】
本実施例では、ディジタル数字の複数の時系列は、受信された新ディジタル数字の各々を用いてディジタル数字の新たな時系列を形成する、サンプル画像フィールドの部分的に重なる系列から導き出される。他の実施例では、ディジタル数字の複数の時系列は、サンプル・ディジタル数字及び新サンプル・ディジタル数字の他の組み合わせを用いて導き出すことができる。例えば、ディジタル数字の複数の時系列は、サンプル画像フィールドの連続した系列が導き出すことができる。すなわち、X個のサンプル画像フィールド群を用いて第１のディジタル数字を形成し、次のXサンプル画像フィールド群を用いて第２のディジタル数字を形成する。
【００１８】
周波数解析は、フリッカ周波数帯域でのスペクトル・ピークの有無を検出することができるようにディジタル数字の時系列の周波数スペクトルを分離するよう行われる。上記のように、蛍光源のフリッカ周波数は、AC電源の2倍の周波数で生じる。よって、50HzのAC電源を電源とする蛍光源のフリッカ周波数は、基本フリッカ周波数として表す100Hzで生じる。イメージング・システムが、十分に高い周波数（200Hzを超える周波数）でシーンをサンプリングすることができる場合、100Hzでの基本フリッカ周波数を直接検出することが考えられる。NTSCビデオ・カメラのフィールド・レート（又はサンプリング・レート）は、60Hzしかなく、このことは、100Hzの基本フリッカ周波数の直接検出を妨げる。本発明の一実施例によれば、基本フリッカ周波数を直接検出するのではなく、周波数解析は、基本フリッカ周波数のエイリアスを検出するよう行われ、エイリアスは、カメラのサンプリング・レートによって適切にサンプリングされるのに十分低い周波数にある。このようにして、フリッカ検出を、イメージング・システムでの高周波数サンプリングを必要とすることなく行うことができる。周波数解析に基本フリッカ周波数の周波数エイリアスを選択することは、以下に更に詳細に説明する。
【００１９】
周波数解析の精度を向上させるよう、本発明のフリッカ検出方法は、フリッカ周波数（基本周波数又はエイリアス周波数）でのスペクトル・エネルギを、フリッカが生じることが予期されない周波数でのスペクトル・エネルギと比較する（工程20）。比較を行うことによって、フリッカ周波数で検出される何れかのスペクトル・エネルギが、ビデオ画像における通常の動きや変動によってではなく、フリッカによって生じているということを本発明の方法は確認する。周波数解析はよって、フリッカの存在を更に正確に示すものを備えることができる。本実施例では、フリッカ周波数でのスペクトル・エネルギの非フリッカ周波数でのスペクトル・エネルギに対する比率が得られる。２つのスペクトル・エネルギ値の、結果として生じる電力比は、ディジタル数字の現在の時系列についてのフリッカ検出表示子(工程22)を構成する。
【００２０】
検出結果がロバストであるようにするよう、ディジタル数字の複数の時系列についての複数のフリッカ検出表示子が経時的に得られ、集約される（工程24）。すなわち、方法10の工程12乃至22を繰り返して、期間にわたって複数のフリッカ検出表示子を得る。複数のフリッカ検出表示子を経時的に集約して、フリッカ有信号及び/又はフリッカ無信号を生成する（工程26）。実際には、集約工程は、フリッカ検出表示子信号を低域通過フィルタリングして、フリッカ自体による、信号における急速な変動を除去するよう動作する。集約工程は、信号のエンベロープを残して、複数のフリッカ検出表示子の高周波成分を事実上、除去する。このようにして、信頼できるフリッカ有信号を生成することができる。
【００２１】
十分なフリッカ検出表示子が集約されると、フリッカ有信号の判定を行うことができる（工程２６）。本実施例では、ビデオ画像においてフリッカがないことを示すよう、フリッカ無信号も生成される。よって、フリッカ有信号は、第１の所定閾値レベルを超える値を有するフリッカ検出表示子の数が入口時間値よりも大きい場合にアサートされる。一方、フリッカ無信号は、第２の所定の閾値レベルを下回る値を有するフリッカ検出表示子の数が出口時間値よりも大きい場合にアサートされる。閾値レベル及び入口/出口時間値はユーザによって選択することができ、適度な期間内に信頼できる検出が可能になるのに十分大きな値を有するよう、通常、選択される。一実施例では、閾値レベルは、検出時間が約10秒であるように選択される。本実施例では、フリッカ有信号及び/又はフリッカ無信号の生成は連続した処理であり、フリッカ検出表示子は連続して供給され、集約され、フリッカ有信号及び/又はフリッカ無信号の状態は、第１及び第２の閾値レベルとの比較によって連続して更新される。
【００２２】
サンプル画像フィールドの複数の系列から得られるディジタル数字の複数の系列にわたって周波数解析を行い、周波数解析から導き出されるフリッカ検出表示子を集約することによって、本発明のフリッカ検出方法は、ビデオ画像における蛍光フリッカの信頼できる検出を備える。フリッカ有/無信号は、後のビデオ捕捉において適切なフリッカ補償を備えるようフリッカ検出方法が組み入れられるイメージング・システムによって用い得る。
【００２３】
フリッカ周波数の周波数エイリアス
上記のように、NTSCビデオ・カメラでは、各画像フィールドは1/60秒（60Hz周波数）で更新される。よって、カメラのサンプリング・レートは60Hzであり、サンプリング周波数は、100Hzの基本フリッカ周波数を直接サンプリングするのは低すぎる。ナイキストの定理は、サンプリング・レートがアナログ信号における最高周波数成分の2倍以上である場合に等時間間隔でとられるサンプルから誤り無しで一意にアナログ信号波形を再構築し得るとしている。すなわち、特定のサンプリング・レートに対して、正常に検出可能な、信号における最高周波数はサンプリング・レートの半分である。サンプリング周波数の半分は、ナイキスト周波数として呼ばれることが多い。
【００２４】
よって、60Hzのサンプリング・レートでは、検出可能な最高周波数は30Hzであり、100Hzの基本フリッカ周波数よりもずっと少ない。更に、一部の場合、ビデオ・カメラは、60Hzのサンプリング・レートの下で動作するものであっても、全画像フィールドで輝度データのヒストグラムを生成する訳でない場合がある。例えば、一部の場合、ヒストグラムは1つおきのフィールドでしか生成されない。よって、サンプリング・レートは30Hzに削減され、ナイキスト周波数は15Hzに過ぎない。ナイキスト周波数が30Hz又は15Hzの場合、100Hzの基本フリッカ周波数は直接検出することができない。
【００２５】
本発明の一実施例によれば、一連のディジタル数字に現れ得るフリッカ周波数は、基本フリッカ周波数又は、基本フリッカ周波数の周波数エイリアスを検出することによって検出される。サンプリング理論の下では、ナイキスト周波数（サンプリング周波数の半分）を超える周波数がナイキスト周波数未満の周波数として現れる場合に「折り返し」が生じる。よって、アンダサンプリングされる高周波信号は、検出可能な周波数範囲内に、すなわちナイキスト周波数未満に周波数エイリアスを有することになる。この周波数エイリアスを用いてアンダサンプル高周波信号の有無を示すことができる。
【００２６】
本例証では、フリッカ検出方法が組み入れられているビデオ・カメラは、１つおきの画像フィールドで輝度データのヒストグラムを生成する。よって、画像フィールドは、30Hzの周波数でサンプリングされる。周波数エイリアスを用いて、サンプリング・レートが30Hzの場合に100Hzでの基本フリッカ周波数を検出することは図4を参照して説明することとする。図4は、非エイリアス・スペクトル及びエイリアス・スペクトルを含む一連の輝度データ中央値（ディジタル数字）の周波数特性を示す周波数スペクトルである。サンプリング・レートが30Hzの場合、ナイキスト周波数は、信号をエイリアス無しで検出可能な最高周波数である15Hzである。よって、非エイリアス周波数スペクトルは、本明細書及び特許請求の範囲では検出可能周波数範囲として表す、非エイリアス周波数検出の周波数範囲である0から15Hzまで存在する。
【００２７】
信号が30Hzでサンプリングされる場合、15Hzのナイキスト周波数よりも高い、信号における周波数は検出可能周波数範囲においてエイリアスとして現れる。図4では、逆向きのエイリアスのスペクトルと通常のエイリアスのスペクトルが15Hzから120Hzまでの信号周波数についてマッピングされている。図4から分かり得るように、100Hzでの基本フリッカ周波数は、30Hzのサンプル・レートでサンプリングされる場合、10Hzのエイリアス周波数として現れることになる。よって、サンプル信号における10Hzのエイリアス周波数でのスペクトル・エネルギは、100Hzの周波数でのスペクトル・エネルギの存在を示すのに用いることができる。
【００２８】
AC電源はその所期周波数近くでわずかに変動し得るので、フリッカ周波数も一定の周波数範囲内で変動するものである。正確な検出をなし遂げるよう、一定のエイリアス周波数範囲を検出して、フリッカが現れ得る周波数全てを捕捉する必要がある。例えば、50HzのAC主電源が49Hzから51Hzまでの間で変動する場合、フリッカ周波数は98Hzから102Hzまでの範囲を有することになる。30Hzのサンプリング・レートでの98Hzから102Hzでのエイリアス周波数範囲は、8Hzから12Hzまでである。よって、本例証では、8Hzから12Hzまでのエイリアス周波数帯域はフリッカ信号の検出が適切であるようにするのに用いられる。この周波数範囲外ではフリッカは何ら生起しないものである。本明細書及び特許請求の範囲では、「フリッカ周波数帯域」は、フリッカが予期される、基本フリッカ周波数近くの周波数範囲又は、基本フリッカ周波数の周波数エイリアス近くの周波数範囲を表す。
【００２９】
フリッカ周波数帯域を絶対閾値と比較して、フリッカ周波数帯域内のスペクトル・エネルギの存在を判定する場合、周波数帯域におけるスペクトル・エネルギはフリッカとは別の種々のソースからのものであり得るので偽の、正の結果が起こり得る。例えば、捕捉されるシーンにおける通常の動き又は変動は、フリッカ周波数帯域においてスペクトル・エネルギが存在することをもたらし得る。本発明の方法によれば、フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギは、フリッカが何ら生起しないことが予期される周波数帯域でのスペクトル・エネルギと比較される。フリッカが何ら生起しないことが予期される周波数帯域は、本明細書及び特許請求の範囲では「非フリッカ周波数帯域」として表す。サンプル画像においてフリッカが何ら存在しない場合、（サンプル画像フィールドの中央輝度値などの）ディジタル数字の周波数スペクトルは、おおよそ等しい量で全ての周波数成分を含むこととする。したがって、非フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギを基準として用い、フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギの、非フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギとの比較を行うことによって、本発明のフリッカ検出方法は、フリッカ周波数帯域において存在するスペクトル・エネルギが蛍光フリッカによって生じたものであり、通常の動きやシーン変動によって生じたものでないということを正確に判定することができる。よって、ロバストなフリッカ検出が実現される。
【００３０】
フリッカ検出方法
本発明のフリッカ検出方法の一実施例の詳細な実施を次に、図3を参照しながら説明することとする。本発明の技術思想から逸脱することなくフリッカ検出方法を他の方法で実施することができるということを当業者は、本発明を知ると分かるものである。本実施例では、フリッカ検出方法50は、ソフトウェアのみで実施される。他の実施例では、フリッカ検出方法は、ファームウェアや他の適切なデータ処理手段において実施することができる。
【００３１】
図３は、本発明の一実施例によるフリッカ検出方法を示す詳細なプロセスフロー図である。図３のフリッカ検出方法50は、捕捉ビデオ画像における蛍光フリッカの存在を検出し、フリッカ有信号を供給して、ビデオ・カメラが適切なフリッカ消去を開始することを可能にするよう、ビデオ・カメラにおいて実施することができる。
【００３２】
図３を参照すれば、フリッカ検出方法50は、サンプル画像データ（画素データ）を画像センサ52から受信する。サンプル画像データの各フィールドは、サンプル画像フィールドの中央輝度値をディジタル数字（DN）として計算する中央照明値計算エンジン54に供給される。中央照明値計算エンジン54は、画像フィールド全体の画像データ又は画像フィールドの領域のみの画像データを受信することができる。本実施例では、中央輝度値をディジタル数字として用いてサンプル画像フィールドを特徴付ける。上記のように、他の実施例では、他の任意の百分位数の輝度値も用いてサンプル画像フィールドを特徴付けることができる。本実施例では、中央照明値計算エンジン54は、輝度値毎の画素数を示すヒストグラムを生成するヒストグラム・エンジンを含む。ヒストグラムを解析して、サンプル画像フィールドの中央輝度値を判定する。中央照明値計算エンジン54は、サンプル画像フィールド毎の出力信号としてディジタル数字を供給する。一実施例では、ヒストグラム・エンジンがビデオ・カメラ内のハードウェアにおいて実施される一方、ヒストグラム・データの中央値の計算はソフトウェアにおいて実施される。
【００３３】
画像データのサンプル周波数は、ビデオ・カメラのフィールド・レートと、中央照明値計算エンジン54が画像データを解析するレートとによって判定される。本実施例では、ビデオ・カメラのフィールド・レートは60HzのNTSCレートであり、中央照明値計算エンジン54は１つおきの受信画像フィールドでヒストグラムを生成する。よって、本実施例におけるサンプル周波数は30Hzである。
【００３４】
特定の期間内に、中央照明値計算エンジン54はサンプル画像データを画像センサ52から連続して受信し、サンプル周波数でサンプル画像フィールドを解析して、ディジタル数字の時系列を出力信号として供給する。
【００３５】
周波数解析
ディジタル数字の時系列を得ると、ディジタル数字を解析して、サンプル画像フィールドにフリッカが存在しているかを判定する。周波数解析を行って、非フリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギよりもフリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギが多いかを判定する。周波数解析を行うよう、ディジタル数字の時系列は、関心周波数帯域でのスペクトル・エネルギを測定できるように周波数情報に変換される。本実施例では、ディジタル数字の時系列はディジタル・フィルタを用いて解析され、それによって、ディジタル数字の周波数成分が、別々の関心周波数帯域に分割される。周波数解析を行う他の方法も、以下に更に詳細に説明するよう用いることができる。
【００３６】
よって、図３の方法50において、ディジタル数字の時系列は、第１の周波数検出器56及び第２の周波数検出器58に結合される。本実施例では、第１の周波数検出器56は、ディジタル数字の周波数成分をフリッカ周波数帯域において検出するディジタル・フィルタである。本実施例では、フリッカ周波数帯域は、基本フリッカ周波数範囲のエイリアス周波数の周波数範囲を含む。フリッカ周波数帯域は、10Hzを中心とし、両側に1Hz幅の周波数範囲を備え、３ｄBの減衰を備える。本実施例では、第２の周波数検出器58も、ディジタル数字の周波数成分を非フリッカ周波数帯域において検出するディジタル・フィルタである。本実施例では、非フリッカ周波数帯域は、13.5Hzを中心とし、両側に1Hz幅の周波数範囲を備える。
【００３７】
第１の周波数検出器56はフリッカ周波数帯域での帯域制限ディジタル数字を出力信号として供給する一方、第２の周波数検出器58は非フリッカ周波数帯域での帯域制限ディジタル数字を出力信号として供給する。２つの周波数検出器からの出力信号を各々、2乗し（乗算器60,62）、低域通過フィルタリングして（低域通過フィルタ64,66)、各周波数帯域の各々に関連付けられる（電力信号の）エネルギ信号をもたらす。
【００３８】
上記周波数解析によって、ディジタル数字の時系列毎に、フリッカ周波数帯域におけるエネルギと非フリッカ周波数帯域におけるエネルギが得られる。方法50は、フリッカ周波数帯域でのエネルギを非フリッカ周波数帯域でのエネルギと比較することによってフリッカの存在を判定し、非フリッカ周波数帯域でのエネルギは制御値としての役目を担う。フリッカ周波数帯域でのエネルギが非フリッカ周波数帯域でのエネルギよりも常に高い場合、フリッカがビデオ画像内に存在するということを方法50は結論付けることができる。
【００３９】
フリッカ検出方法50は、除算器68を用いてフリッカ周波数帯域でのエネルギを非フリッカ周波数帯域でのエネルギによって除算して、フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギの、非フリッカ周波数帯域でのスペクトル・エネルギと比較した振幅を示す電力比を得るよう動作する。本明細書及び特許請求の範囲では、電力比はフリッカ検出表示子として表す。ビデオ画像内にフリッカが何ら存在しない場合、電力比は1に近いものになるが、それは、フリッカが何らない場合、全ての周波数成分がおおよそ等しい量で存在することが予期されるからである。電力比は、１を超え、フリッカ周波数帯域内に存在するスペクトル・エネルギ量に比例した量を有することになる。
【００４０】
フリッカの存在の判定
フリッカ検出方法５０では、解析されるディジタル数字の時系列毎に電力比すなわちフリッカ検出表示子が生成される。しかし、フリッカの存在を、単一の表示子結果に基づいて判定することも、少数の表示子結果に基づいて判定することも実用的でない。これは、単一の表示子結果又は少数の表示子結果によって信頼できる判定を行うのに周波数スペクトルにおけるノイズが大きすぎるからである。よって、本発明の方法によれば、画像データを連続してサンプリングし、ディジタル数字の複数の時系列を連続して、生成し、解析して、特定の期間にわたって一連のフリッカ検出表示子をもたらす。期間にわたるフリッカ検出表示子を累算して、ビデオ画像におけるフリッカの有無についての最終的な判定を行う。サンプル期間は通常、検出が信頼できるものであるようにするのに十分に長いものである。例えば、フリッカ検出表示子を10秒以上累算することを用いることができる。
【００４１】
本実施例では、フリッカ検出方法50は、２つのデータ経路を用いて最終フリッカ判定を生成することによって表示子累算処理を実施する。特に、フリッカ有信号及びフリッカ無信号の各々が、データ経路毎に生成される。この実施は当然、例証的なものに過ぎず、他の実施例では、ビデオ・カメラが用いる単一のフリッカ有信号又はフリッカ無信号を生成するのに単一のデータ経路は十分であり得る。しかし、２つのデータ経路を用いることによって、更なる効果が得られる。特に、１つの基準をフリッカ検出に用いてビデオ・カメラをフリッカ抑制状態に変えることができる一方、カメラがフリッカ抑制状態に既にある場合に別の基準をフリッカがないことを検出するのに用いることができる。
【００４２】
方法50の第１のデータ経路では、除算器68で計算される電力比、すなわち、フリッカ検出表示子は、入口閾値と比較する比較器70に結合される。電力比が入口閾値以上である場合、比較器70は、論理「1」を出力信号として供給する。電力比が入口閾値よりも少ない場合、比較器70は、論理「0」を出力信号として供給する。入口閾値はユーザ選択値であり得る。入口閾値は、フリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギの最小量は、フリッカの存在の信頼できる表示子であるものとみなすには非フリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギを上回っていなければならないということを規定する。
【００４３】
入口閾値比較器の出力は、アキュミュレータによって累算される。アキュミュレータ74は、当初、ゼロにリセットされるフリッカ・カウント出力を供給する。アキュミュレータ74がその入力上で論理「１」値を受信すると、フリッカ・カウントは１、増やされる。アキュミュレータ74が論理「0」値をその入力で受信すると、フリッカ・カウントは１、減らされ、カウント値はゼロに維持される。入口時間値と比較する対象のフリッカ・カウントは、比較器78に結合される。入口時間値は、フリッカの存在についての正の判定に必要な最小サンプルを定めるよう選択される。フリッカ・カウントが入口時間値よりも大きい場合、比較器78の出力、すなわちフリッカ有信号がアサートされる。
【００４４】
方法50の第２のデータ経路では、除算器68で計算される電力比、すなわちフリッカ検出表示子が、出口閾値と比較する比較器72に結合される。電力比が出口閾値以下である場合、比較器72は論理「1」を出力信号として供給する。電力比が出口閾値よりも大きい場合、比較器72は論理「0」を出力信号として供給する。出口閾値はユーザ選択値であり得る。出口閾値は、フリッカがないものとみなされる非フリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギに対するフリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギの最大量を規定する。フリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギの、非フリッカ周波数帯域と比較した比率が出口閾値以下である場合、フリッカは何ら存在しないものとみなされる。出口閾値とは異なる入口閾値を用いることによって、スペクトル・エネルギの比率が閾値レベルのうちの1つに近い場合に通常モードとフリッカ補償モードとの間でビデオ・カメラが切り替えを行い続けることがないようにフリッカ補償の入口と出口との間のヒステリシスを実施することができる。
【００４５】
出口閾値比較器の出力は、アキュミュレータ76によって累算される。アキュミュレータ76は当初、ゼロにリセットされる非フリッカ・カウント出力を供給する。アキュミュレータ76がその入力上で論理「1」値を受信すると、非フリッカ・カウントは１、増やされる。アキュミュレータ76がその入力上で論理「0」値を受信すると、非フリッカ・カウントは１、減らされ、カウント値はゼロに維持される。出口時間値と比較する対象の非フリッカ・カウントは比較器80に結合される。出口時間値は、フリッカがないことについての正の判定に必要な最小サンプルを定めるよう選択される。非フリッカ・カウントが出口時間よりも大きい場合、比較器80の出力、すなわちフリッカ無信号がアサートされる。
【００４６】
このようにして、フリッカ検出方法50は、信頼できるフリッカ有信号及びフリッカ無信号を生成する。フリッカ有信号及び/又はフリッカ無信号をビデオ・カメラによって用いてフリッカ補償を開始するか中止することができる。方法50の並列データ経路によって、一度にフリッカ有信号とフリッカ無信号とのうちの一方のみに留意されることになる。
【００４７】
フリッカ補償
本発明の一特徴によれば、本発明のフリッカ検出方法が組み入れられているビデオ・カメラは、フリッカ検出結果に基づいたフリッカ補償を備える。特に、カメラは、(1)通常の動作条件下で動作して最適な画像品質を得る通常モードと、（２）修正動作条件下で動作して、画像品質が損なわれてもフリッカを消去するフリッカ補償モードとの２つの動作モードを有する。フリッカ有信号がアサートされる場合、カメラはフリッカ補償動作モードに入る。フリッカ無信号がアサートされる場合、カメラは通常モードに入る。
【００４８】
一実施例では、フリッカ補償は、各蛍光フリッカ・サイクルの期間の整数倍である、画像捕捉毎の露出時間を用いることによって、各露出は、ビデオ画像のフリッカが完全になくなるように実質的に同じ量で集光するようにしている。
【００４９】
例えば、蛍光が、50Hzの光源を電源とし、よって、100Hzの蛍光フリッカ周波数を有する場合、各蛍光フリッカ・サイクルは10msの期間を有する。フリッカ消去の場合、50Hzに相当する20ms露出時間が用いられる。図5は、経時的にプロットした、50HzのAC電源を電源とする蛍光源の光強度と、画像を捕捉するうえでの50Hz露出時間を用いることとを示す。20msの露出時間すなわち50Hzのサンプリング・レートを用いる場合、画像の各サンプルは、実質的に同量の光から成る。したがって、ビデオ画像におけるフリッカがなくなる。本例証では、20msの露出時間を用いて、画像検出素子による集光が十分であるようにしているが、それは、蛍光照明の特性によって、当該シーンは、太陽光によって照明されるシーンと比べて暗いからである。
【００５０】
本発明の別の特徴によれば、一定量の残留フリッカがビデオ画像に残留するようにフリッカ消去が備えられる。ビデオ画像において一定量の残留フリッカを残すことによって、フリッカ補償モードに留まるべきかフリッカ補償モードを出るべきかをビデオ・カメラが判定することができるようにフリッカの有無を連続して検出することが可能になる。
【００５１】
一実施例では、フリッカ補償モードにおける露出時間を、蛍光フリッカ・サイクルの整数倍よりもわずかに小さくなるか、わずかに大きくなるように選択する。例えば、上記例では、露出時間は、21msに設定し得る。よって、わずかな量のフリッカを画像に残して、フリッカの存在を検出するようフリッカ検出方法が作用することを可能にしている。残留フリッカは、本発明の方法によって検出することができるが、人間の目で視ることができない。ビデオ画像において一定量の残留フリッカを残すことによって、完全自動フリッカ検出システムが実現される。本発明のフリッカ検出方法は、フリッカの存在を検出し、フリッカを消去するようフリッカ補償モードを開始するよう動作することができる。フリッカ補償モードにある間は、フリッカ検出方法は、フリッカがないことを検出し、フリッカ補償モードから出て、最適な品質及び分解能によって画像を捕捉するようカメラが動作する通常モードに入るよう動作することができる。このようにして、フリッカ消去は必要に応じて自動的に開始され、不必要に画像品質を低下させないように自動的に中止される。
【００５２】
あるいは、フリッカ消去は、フリッカが完全になくなるように備えることができる。この場合、カメラは、フリッカ補償モードを出て、フリッカ光源によってシーンがなお照明されるかを検出するようプログラムされなければならないことになる。カメラは、本発明のフリッカ検出方法を用いてフリッカ補償モードに自動的に入るよう動作させることができるが、フリッカ補償モードを出るよう、タイマなどの外部手段を備えなければならない。
【００５３】
他の実施例
上記実施例では、ディジタル数字の時系列の周波数解析が、ディジタル・フィルタ対によって行われる。周波数解析を行う他の方法を用いて、フリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギと、非フリッカ周波数帯域におけるスペクトル・エネルギとを検出し得る。
【００５４】
一実施例では、ディジタル・フィルタの代わりに、本発明のフリッカ検出方法は、フーリエ変換を用いてディジタル数字の時系列を解析する。特に、一実施例では、時間が、各部分内に30個のサンプルを備える１秒部分に分割されて、フーリエ解析が行われる。このフーリエ解析の結果は、フーリエ解析の各項が1Hzの帯域を有するというものである。完全なフーリエ解析によって、0乃至15Hzの整数周波数での1Hz幅の16個の周波数ビンが生成されることになる。各サンプル画像フィールドでは、ディジタル数字が収集され、各周波数ビンに投入処理される。各ビンのディジタル数字毎の処理は、適切な位相オフセットを備える、ビンの周波数の正弦及び余弦によってディジタル数字を乗算するというものである。正弦（同位相）積及び余弦（直角位相）積は別個に累算される。1秒の時間間隔の経過後、各周波数ビンの同位相項及び直角位相項は2乗され、加算され、各周波数帯域におけるエネルギがもたらされる。
【００５５】
フーリエ解析手法は、特に少量記憶の要件の点で、いくつかの便益を有するが、本発明のフリッカ検出方法においてフーリエ解析を用いることに対していくつかの制約がある。特に、フーリエ解析は、帯域制限周期信号についてのみ正確である。フリッカを含む輝度データは、帯域制限されたものでも周期的なものでもない。フリッカは、特定の厳密な周波数についてのみ（1Hzの周期で）周期的である。画像データの非周期性は、信号が属するのが適切であるものの傍らの周波数ビンにおけるノイズとして表われる。よって、フーリエ解析から得られる信号対雑音比は一般的に最適でない。更に、フーリエ解析が用いられる場合、レーテンシがあり得るが、それは、新たな解析を済ませるレート、例えば、1Hz、でしか判断を下すことができないからである。周波数解析にディジタル・フィルタを用いることによってレーテンシが低下する。
【００５６】
別の実施例では、ゲーツェル・アルゴリズムを用いて周波数解析を行うことができる。ゲーツェル・アルゴリズムは、フーリエ解析と事実上同じであるが、記憶コストがわずかに高くなることを犠牲にして、計算量は少なくなる。
【００５７】
更に別の実施例では、周波数変換を用いて、フリッカ周波数を検出するのに必要な周波数領域情報を生成することができる。例えば、高速フーリエ変換（FFT）を用いることができる。周波数変換は、他の解析手法と比較してかなりのデータ記憶容量を必要とし得る。
【００５８】
上記詳細説明は、本発明の特定の実施例を例証するよう備えられており、限定的なものとして企図されているものでない。本発明の範囲内の数多くの修正及び変更が考えられる。本発明は、本特許請求の範囲によって規定されている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】経時的にプロットされる、蛍光源の光強度と、画像捕捉を行うための60Hz露出時間の利用とを示す図である。
【図２】本発明の一実施例による自動フリッカ検出方法を示す流れ図である。
【図３】本発明の一実施例によるフリッカ検出方法を示す詳細なプロセスフロー図である。
【図４】非エイリアス・スペクトル及びエイリアス・スペクトルを含む輝度データの、一連の中央値の周波数特性を示す周波数スペクトルを示す図である。
【図５】経時的にプロットされる、50HzAC電源を電源とする蛍光源の光強度と、画像捕捉を行うための50Hz露出時間の利用とを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
50  フリッカ検出方法
52  画素データ
54  中央照明値計算
56  周波数検出器
58  周波数検出器
60  乗算器
62  乗算器
64  低域通過フィルタ
66  低域通過フィルタ
68  除算器
70  比較器
72  比較器
74  アキュミュレータ
76  アキュミュレータ
78  比較器
80  比較器
【図１】
2006180493.tif 000003
【図２】
2006180493.tif 000004
【図３】
2006180493.tif 000005
【図４】
2006180493.tif 000006
【図５】
2006180493.tif 000007