CN106131543B - 摄像设备和用于检测光量变化的方法 - Google Patents

Abstract

一种摄像设备和用于检测光量变化的方法。该摄像设备能够在光量变化的人工光源下以高快门速度进行连续拍摄时，在不降低帧速的情况下降低光量变化对拍摄图像的影响。基于从摄像装置所读出的图像信号，检测闪烁光量变化的频率和特征点。基于在进行连续拍摄之前在第一定时所检测到的频率和在连续拍摄期间在晚于所述第一定时的第二定时所检测到的特征点，预测所述第二定时之后的闪烁的光量变化的特征点。控制曝光的定时，从而使得其与所述第二定时之后的特征点相一致。

Description

摄像设备和用于检测光量变化的方法

技术领域

本发明涉及一种诸如数字照相机等的摄像设备、用于检测摄像期间的光量变化的方法和存储介质，尤其涉及一种用于在人工光源下的摄像期间降低由来自人工光源的光量的变化所引起的曝光不均匀的技术。

背景技术

通常，当在光量变化的人工光源下使用诸如数字照相机等的摄像设备拍摄图像时，通过使得曝光期间的快门速度与光量的变化周期同步从而可以使得摄像装置的各个扫描行(scanning line)上的曝光量均匀，来降低闪烁对拍摄图像的影响。在下面的说明中，在认为适当时，将光量变化的人工光源称为闪烁光源，并且将光量的变化称为闪烁。

已经提出了多种用于精确检测拍摄图像时的闪烁的方法。例如，提出了这样一种方法：该方法通过合计一帧内各扫描行中的像素水平来计算行亮度值，提取所计算出的行亮度值在垂直扫描方向上的变化周期，并且当所提取的变化周期落在预定频率范围内时，判断为存在闪烁(参考日本特开(Kokai)2004-260574)。

然而，即使在可以精确检测闪烁的情况下，如果使得曝光时的快门速度与闪烁的光量的变化周期同步，则也不能提高连续拍摄期间的帧速。另外，如果在连续拍摄期间每当拍摄一帧的静止图像时都判断是否存在闪烁，则不能提高帧速。另一方面，近年来随着摄像装置的分辨率越来越高，即使在闪烁光源下，利用例如1/4000秒的高快门速度来拍摄图像也变得日益普遍，但是上述在先技术的公开没有提及用于将闪烁检测结果应用于高快门速度的连续拍摄这样一种技术。

发明内容

本发明提供一种能够在光量变化的人工光源下以高快门速度进行连续拍摄时，在无需降低帧速的情况下降低光量变化对拍摄图像的影响的摄像设备。

因此，本发明的第一方面提供一种摄像设备，其包括：摄像装置；读出单元，用于在使用所述摄像装置进行连续拍摄之前，从所述摄像装置读出检测闪烁的光量变化的频率和特征点所用的一帧的图像信号，并且在连续拍摄期间无论何时进行用于获得一帧的静止图像的摄像，都从所述摄像装置读出仅检测闪烁的光量变化的特征点所用的一帧的图像信号；检测单元，其被配置成能够基于通过所述读出单元所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的频率和特征点；预测单元，用于基于在进行所述连续拍摄之前的第一定时所述检测单元所检测到的闪烁的光量变化的频率和在所述连续拍摄期间的晚于所述第一定时的第二定时所述检测单元所检测到的闪烁的光量变化的特征点，来预测所述第二定时之后的闪烁的光量变化的特征点；以及控制单元，用于进行控制以使得所述摄像装置曝光的定时与通过所述预测单元所预测的第二定时之后的特征点相一致。

因此，本发明的第二方面提供一种用于检测摄像设备中的环境光量的变化的方法，其包括以下步骤：显示步骤，用于使用从摄像装置所读出的图像信号，在显示装置上显示实时取景图像；第一读出步骤，用于在使用所述摄像装置进行连续拍摄之前，从所述摄像装置读出检测闪烁的光量变化的频率和特征点所用的一帧的图像信号；第一检测步骤，用于基于在所述第一读出步骤所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的频率和特征点；第二读出步骤，用于在连续拍摄期间无论何时进行用于获得一帧的静止图像的摄像时，都从所述摄像装置读出仅检测闪烁的光量变化的特征点所用的一帧的图像信号；第二检测步骤，用于基于在所述第二读出步骤所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的特征点，其中，在所述第二读出步骤中，基于在第一定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点来控制来自所述摄像装置的信号的读出，从而使得在晚于所述第一定时的第二定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点位于从所述摄像装置所读出的一帧的图像信号的中央。

因此，本发明的第三方面提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其用于存储用于使得计算机执行以下方法的程序，所述方法包括以下步骤：显示步骤，用于使用从摄像装置所读出的图像信号，在显示装置上显示实时取景图像；第一读出步骤，用于在使用所述摄像装置进行连续拍摄之前，从所述摄像装置读出检测闪烁的光量变化的频率和特征点所用的一帧的图像信号；第一检测步骤，用于基于在所述第一读出步骤所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的频率和特征点；第二读出步骤，用于在连续拍摄期间无论何时进行用于获得一帧的静止图像的摄像时，都从所述摄像装置读出仅检测闪烁的光量变化的特征点所用的一帧的图像信号；第二检测步骤，用于基于在所述第二读出步骤所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的特征点，其中，在所述第二读出步骤中，基于在第一定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点来控制来自所述摄像装置的信号的读出，从而使得在晚于所述第一定时的第二定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点位于从所述摄像装置所读出的一帧的图像信号的中央。

根据本发明，在连续拍摄时，使用摄像装置来检测光量变化的特征点，并且使得快门定时与根据所检测到的特征点所预测的、光量的峰值的定时一致。结果，当在光量变化的人工光源下以高快门速度进行连续拍摄时，在无需降低帧速的情况下，拍摄降低了光量变化对拍摄图像的影响的静止图像。

根据以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示意性示出根据本发明实施例的数字照相机的结构的框图。

图2是示出图1的数字照相机的主要组件的配置的截面图。

图3是示意性示出图1的数字照相机具有的第一摄像装置的结构的图。

图4是用于说明使用图1的数字照相机所具有的第一摄像装置的狭缝卷帘快门操作的图。

图5是用于说明在图1的数字照相机中使用电子前幕帘快门和机械后幕帘快门的快门操作、以及第一摄像装置如何工作的图。

图6是用于说明在闪烁光源下，从将实时取景图像显示在图1的数字照相机中的显示装置上的状态下开始的连续拍摄操作的时序图。

图7A和图7B是示意性示出用于根据在图6中的各个曝光条件B和A下所获得的图像B和A获得闪烁的周期和峰值的方法的图。

图8是用于示意性说明用于根据图7A中的图像F1计算闪烁的频率(周期)的方法的图。

图9是用于说明在图6中的曝光条件A下获得图像A之后，拍摄第一静止图像的快门定时的图。

图10A～10D是示意性示出用于基于在图6中的各个曝光条件C和B下所获得的图像来获得闪烁的峰值的方法的图。

图11是用于说明如何使用图1的数字照相机所具有的第二摄像装置来检测闪烁的图。

具体实施方式

下面参考附图详细说明本发明的实施例。在本实施例的以下说明中，以数字单镜头反光照相机(以下称为“数字照相机”)作为根据本发明的摄像设备的示例。

图1是示意性示出根据本发明实施例的数字照相机100的结构的框图。图2是示出数字照相机100的主要组件的配置的截面图。应该注意，可以通过诸如ASIC或者可编程逻辑阵列(PLA)等的硬件、或者诸如执行软件的CPU或者MPU等的可编程处理器来实现图1所示的一个以上的功能块。此外，可以通过软件和硬件的组合来实现图1所示的一个以上的功能块。因此，在下面的说明中，可以通过同一硬件来运行不同功能块。

数字照相机100具有照相机主体100A和可从照相机主体100A移除的可更换镜筒200。照相机主体100A具有总体控制单元101、镜102、镜驱动单元103、快门104、快门驱动装置105、第一摄像装置106、第一摄像信号处理单元107、第一定时生成单元108和存储器单元109。照相机主体100A还具有存储介质控制I/F单元110、显示驱动单元112、显示装置113、外部接口114、第二摄像装置116、第二摄像信号处理单元117和第二定时生成单元118。此外，照相机主体100A具有五棱镜119、测距驱动装置120、相位差测距单元121、目镜123、释放开关125和模式选择器开关126。

总体控制单元101，例如为包括CPU的微处理器，其控制数字照相机100(照相机主体100A和可更换镜筒200)的整体操作。应该注意，在镜头控制单元设置在可更换镜筒200侧的情况下，总体控制单元101至少进行摄像机主体100A的整体控制。在测光时的图2的状态下，通常被称为快速复原镜的镜102将穿过可更换镜筒200的光向取景器引导，并且在摄像时，向上摆动以将该光引导至第一摄像装置106。镜驱动单元103驱动镜102。作为与焦平面前幕帘和后幕帘相对应的快门机构的快门104控制第一摄像装置106对于穿过可更换镜筒200的光的曝光时间，并且还进行遮光。快门驱动装置105驱动快门104。

穿过可更换镜筒200的光在第一摄像装置106的表面上形成被摄体的光学图像。第一摄像装置106将光学图像转换成电信号(图像信号)，并且将该电信号输出至第一摄像信号处理单元107。第一摄像装置106具体地是采用X-Y地址方案的CMOS传感器。第一摄像信号处理单元107进行例如用于将从第一摄像装置106输出的图像信号进行放大的处理、用于将模拟信号转换成数字信号的处理(A/D转换)、诸如对已经过A/D转换的图像数据的缺陷校正等的各种校正处理、以及用于对图像数据进行压缩的处理。第一定时生成单元108向第一摄像装置106和第一摄像信号处理单元107提供各种定时信号。

存储器单元109包括临时存储例如通过第一摄像信号处理单元107处理后的图像数据的RAM和存储例如各种调整值和用于使得总体控制单元101提供各种类型的控制的程序的ROM等。存储介质控制I/F单元110进行用于将图像数据等写入存储介质111的处理和用于从存储介质111读出图像数据等的处理。存储介质111是例如存储诸如图像数据等的各种数据的半导体存储器，并且可从照相机主体100A移除。

显示装置113例如是显示通过摄像所获得的静止图像和运动图像、实时取景图像(以下称为“下称图像”)以及用于确定照相机主体100A的拍摄条件的菜单画面(UI)等的液晶显示器。显示驱动单元112驱动显示装置113。外部接口114是用于使得能够在作为示例性外部设备的计算机115和总体控制单元101之间进行诸如图像信号和控制信号等的信息的发送和接收的接口。

用作AE传感器的第二摄像装置116是用于获得AE信号/光源检测信号的光电转换元件，并且是以Bayer模式配置RGB颜色滤波器的传感器。作为第二摄像装置116，通常使用具有全局电子快门功能的CCD传感器，但是只要其读出速度高(只要其读出时间短)甚至可以使用CMOS传感器。第二摄像信号处理单元117进行例如对从第二摄像装置116所输出的图像信号的放大处理和A/D转换处理、诸如对已经过A/D转换的图像数据的缺陷校正等的各种校正处理、用于对图像数据进行压缩的压缩处理。第二定时生成单元118向第二摄像装置116和第二摄像信号处理单元117提供各种定时信号。

五棱镜119是用于将被镜102弯曲的光引导至取景器的目镜123和第二摄像装置116的部件。相位差测距单元121从穿过镜102的光线获得相位依被摄体的离焦量而变化的两个图像，并且根据这两个图像的偏移量来计算被摄体的离焦量。测距驱动装置120驱动相位差测距单元121。

释放开关125具有在半按下时接通的SW1和在完全按下时接通的SW2。响应于SW1的接通，进行所谓的闪烁的频率和光量变化的特征点(峰值和谷值)的检测、以及自动曝光和自动调焦，其中，所谓的闪烁示出在诸如荧光灯等的人工光源下预定周期的光量的变化；并且响应于SW2的接通，第一摄像装置106拍摄图像。在SW2保持接通期间，进行用于在SW2接通的状态下连续获得静止图像所用的图像(数据)的操作(以下简称为连续拍摄)，并且在连续拍摄期间，在每当获得一帧的静止图像时，都仅检测闪烁的特征点。模式选择器开关126用于用户判断是通过取景器来拍摄图像还是在将LV图像显示在显示装置113上的状态下来拍摄图像。

可更换镜筒200具有镜头控制单元201、摄像透镜202、镜头驱动装置203、光圈204和光圈驱动装置205。通过第二摄像透镜202被引导至照相机主体100A侧的被摄体的光学图像形成在第一摄像装置106上。镜头驱动装置203基于通过相位差测距单元121所计算出的离焦量使摄像透镜202在光轴方向上移动，并且使得被摄体聚焦。光圈204调整穿过摄像透镜202的与被摄体的光学图像相对应的光量。光圈驱动装置205基于从来自用作AE传感器的第二摄像装置116的输出所获得的测光值来驱动光圈。镜头控制单元201与总体控制单元101进行通信以根据来自总体控制单元101的指示控制可更换镜筒200的操作。

在说明在通过将LV图像显示在显示装置113上来拍摄图像的情况下利用数字照相机100进行摄像操作之前，先参考图3～5说明第一摄像装置106的结构和如何对第一摄像装置106曝光。

图3是示意性示出第一摄像装置106的结构的图。第一摄像装置106是采用X-Y地址扫描方案的CMOS传感器。第一摄像装置106被配置成具有下面的结构：在该结构中，在垂直方向和水平方向上各自配置预定数量的作为待驱动单位的像素301。像素301各自具有光电二极管(以下称为“下称为)302、传送开关303、浮置扩散(以下称为“下称为)306、MOS放大器307、选择器开关308和复位开关309。

PD 302将光转换成电信号。FD 306是临时积累电荷的区域。传送开关303响应于传送脉冲φTX，将通过PD 302生成的电荷传送至FD 306。MOS放大器307用作源极跟随器。选择器开关308响应于选择脉冲φSELV而选择像素。复位开关309响应于复位脉冲φRES，清除FD306中积累的电荷。

第一摄像装置106具有信号输出线310、恒流源311、选择器开关312、输出放大器313、垂直扫描电路314、读出电路315和水平扫描电路316。恒流源311是MOS放大器307的负载。读出电路315通过利用MOS放大器307和恒流源311的电荷-电压转换将积累在通过选择器开关308所选择的像素301的FD306中的电荷转换成电压，并且然后经由信号输出线310将该电压作为像素数据(像素信号)读出。水平扫描电路316驱动选择器开关312。选择器开关312选择通过读出电路315读出的像素数据。通过输出放大器313将通过选择器开关312所选择的像素数据放大，并且然后从第一摄像装置106输出。

垂直扫描电路314选择传送开关303、选择器开关308和复位开关309。这里假定对于传送脉冲φTX、复位脉冲φRES和选择脉冲φSELV，将通过垂直扫描电路314所扫描和选择的第n扫描行指定为φTXn、φRESn和φSELVn，并且将通过垂直扫描电路314所扫描和选择的第n+1扫描行指定为φTXn+1、φRESn+1和φSELVn+1。在图3中，为了方便，仅示出第n～n+6扫描行。FD 306、放大MOS放大器307和恒流源311构成浮置扩散放大器。应该注意，当在第一摄像装置106中进行狭缝卷帘快门***的读出时，进行下面的定义：与第n行大体平行的方向是行方向，并且与该行方向垂直的方向是列方向。

图4是用于说明第一摄像装置106中使用电子的前幕帘快门(以下称为“电子前幕帘快门”)和电子的后幕帘快门(以下称为“电子后幕帘快门”)的狭缝卷帘快门操作的图。

当电子前幕帘快门运行时，在第n扫描行上，从时刻t401～时刻t402，向φRESn和φTXn施加脉冲以接通传送开关303和复位开关309(复位操作)。结果，通过清除积累在第n扫描行的PD 302和FD 306中的不必要电荷来进行复位操作。然后，在时刻t402，终止向φRESn和φTXn的脉冲施加以断开传送开关303和复位开关309，并且开始第n扫描行的PD 302中的生成电荷的积累(积累操作)。

第n+1扫描行和第n+2扫描行不作为图像使用，因此这里不对这些行进行任何处理。应该注意，由于积累在PD 302中的电荷可能泄露至周边像素，因而应该接通第n+1扫描行和第n+2扫描行中的φRESn和φTXn以不断复位PD 302中的电荷。

在时刻t403，如在时刻t402一样，开始第n+3扫描行中的积累操作，并且在时刻t404，开始第n+6扫描行中的积累操作。通过这样以固定时间间隔在扫描行中依次取消复位状态和开始电荷的积累，实现电子前幕帘快门操作。

返回至第n扫描行，从时刻t405～时刻t406，向φTXn施加脉冲以接通传送开关303，从而使得将积累在PD 302中的电荷传送至FD 306(传送操作)。在完成第n扫描行的传送操作之后，从时刻t406～时刻t407，向φSELVn施加脉冲以接通选择器开关308。结果，保持在FD 306中的电荷转换成电压，并且作为像素数据输出至读出电路315(读出操作)。在时刻t407，通过水平扫描电路316开始依次输出临时保持在读出电路315中的像素数据。然后，在时刻t408，完成从第n行的像素的像素数据的读出。

在第n+3扫描行，从时刻t408到时刻t409，向φTXn+3施加脉冲以接通传送开关303，从而进行传送操作以将积累在PD 302中的电荷传送至FD 306。在完成第n+3扫描行的传送操作之后，从时刻t409～时刻t410，向φSELVn+3施加脉冲以接通选择器开关308，从而使得保持在FD 306中的电荷转换成电压，并且作为像素数据输出至读出电路315。在时刻t410，通过水平扫描电路316开始依次输出临时保持在读出电路315中的像素数据。然后，在时刻t411，完成从第n+3扫描行的像素的像素数据的读出。通过这样以固定时间间隔传送和读出电荷，实现电子后幕帘快门操作。应该注意，在各扫描行上从PD 302的复位完成到传送操作开始的时间，对应于各像素的曝光时间。

图5是用于说明使用电子前幕帘快门和机械的后幕帘快门(以下称为“机械后幕帘快门”)的快门操作和第一摄像装置106如何工作的图。应该注意，机械后幕帘快门是快门104的后幕帘快门。

当电子前幕帘快门运行时，在第n扫描行，从时刻t501～时刻t502，向φRESn和φTXn施加脉冲以接通传送开关303和复位开关309。结果，通过清除积累在第n扫描行的PD302和FD 306中的不必要电荷来进行复位操作。然后，在时刻t502，终止向φRESn和φTXn的脉冲施加以断开传送开关303和复位开关309，并且开始第n扫描行的PD 302中的生成电荷的积累。

同样，在时刻t503，开始第n+1扫描行中的电荷的积累，在时刻t504，开始第n+2扫描行中的电荷的积累，并且在时刻t505，开始第n+3扫描行中的电荷的积累。此外，在时刻t508，开始第n+4扫描行中的电荷的积累，在时刻t510，开始第n+5扫描行中的电荷的积累，并且在时刻t513，开始第n+6扫描行中的电荷的积累。通过这样在扫描行中依次取消复位状态和开始电荷的积累，实现电子前幕帘快门操作。

随后，机械后幕帘快门运行。电子前幕帘快门和机械后幕帘快门之间的时间是曝光时间，并且控制电子前幕帘快门的复位定时，从而可以使得各扫描行的曝光量适当。应该注意，在图5中，积累操作在机械后幕帘快门运行之后持续特定时间段，但是在机械后幕帘快门运行之后，光被遮挡，因此即使进行积累操作，也不会积累任何电荷。

返回至第n扫描行，从时刻t505～时刻t506，向φTXn施加脉冲以接通传送开关303，从而使得进行传送操作以将PD 302中积累的电荷传送至FD 306。在完成第n扫描行的传送操作之后，从时刻t506～时刻t507，向φSELVn施加脉冲以接通选择器开关308，从而使得保持在FD 306中的电荷转换成电压，并且作为像素数据输出至读出电路315。在时刻t507，通过水平扫描电路316开始依次输出临时保持在读出电路315中的像素数据。然后，在时刻t509，完成从第n行的像素的像素数据的读出。

在第n+1扫描行，从时刻t509～时刻t511，向φTXn+1施加脉冲以接通传送开关303，从而使得进行传送操作以将PD 302中积累的电荷传送至FD 306。在完成第n+1扫描行的传送操作之后，从时刻t511～时刻t512，向φSELVn+1施加脉冲以接通选择器开关308，从而使得保持在FD 306中的电荷转换成电压，并且作为像素数据输出至读出电路315。在时刻t512，通过水平扫描电路316开始依次输出临时保持在读出电路315中的像素数据。然后，在时刻t513，完成从第n+1扫描行的像素的像素数据的读出。

现说明在将LV图像显示在显示装置113上的状态下，数字照相机100如何在进行上述连续拍摄时检测环境光量的变化和拍摄图像。

图6是用于说明在闪烁光源下将LV图像显示在显示装置113上的状态下，如何检测环境光量的变化、以及如何进行用于通过连续拍摄来获得多个静止图像的摄像。在通过完全按下释放开关125来接通SW2之前，总体控制单元101在不存在由闪烁光量的变化所导致的曝光不均匀(条纹)这样的曝光条件B下基于从第一摄像装置106所读出的图像信号，将LV图像显示在显示装置113上。在这种情况下，通过与闪烁周期的整数倍相对应的、并且至少包括两个闪烁周期的时间段的积累，或者通过充分长于闪烁周期的时间段的积累，来控制曝光时间。通过参考图4所述的使用电子前幕帘快门和电子后幕帘快门的所谓狭缝卷帘快门来实现此时的LV图像的获得，并且在曝光条件B下，获得稍后说明的图7A中的图像B。

当SW2被接通时，总体控制单元101在定时a将曝光条件从曝光条件B改变成曝光条件A，并且从第一摄像装置106读出一帧的图像信号(数据)，从而有意获得由闪烁光量的变化导致了曝光不均匀的图像A。因此，在图像A中产生在垂直方向(短方向)上亮度不同的条纹。在这种情况下，通过使得各扫描行的曝光时间短于闪烁光量的变化周期(以下仅称为周期)来控制曝光时间，以有意使得闪烁引起曝光不均匀。此时，总体控制单元101在与2～3个闪烁周期相对应的相对长的时间段上进行读出来检测闪烁频率(周期)和闪烁峰值(时间轴上光量最大处的位置)。

通过参考图4所述的使用电子前幕帘快门和电子后幕帘快门的狭缝卷帘快门来实现图像A的获得，并且在曝光条件A下，获得稍后说明的图7A中的图像A。然而，不将图像A显示在显示装置113上，因此显示装置113上不显示任何内容。这是为了防止用户例如通过观看显示装置113上显示的具有条纹图案的图像而判断为发生了故障。继续在显示装置113上不显示任何内容的状态，直到连续拍摄结束为止(SW2接通期间)，并且当连续拍摄结束时(当SW2断开时)，结束该状态。

图7A和7B是示意性示出用于通过分别在曝光条件B和A下所获得的图像B和A来获得闪烁周期和闪烁峰值的方法的图。在曝光条件B下，积累时间约是闪烁周期的整数倍，因此在曝光条件B下，无论图像获得定时如何，都获得不会具有由闪烁所导致的条纹的图像B。另一方面，在曝光条件A下，积累时间短于闪烁周期，因而所获得的图像A具有由闪烁所导致的条纹。此外，在曝光条件A下，读出时间长，因此在图像A中出现多个条纹(第一读出步骤)。换句话说，对于曝光条件A，设置导致在图像A中产生多个条纹的读出时间，并且在本实施例中，曝光条件A下积累电荷的读出时间长于曝光条件B下积累电荷的读出时间。

通过利用不具有由闪烁所导致的条纹的图像B除具有由闪烁导致的条纹的图像A，获得降低了条纹以外的影响的图像F1。在图像F1中，看起来是白色的带的中心对应于闪烁峰值。根据图像F1获得闪烁达到峰值的定时，并且基于峰值时间和峰值时间之间的时间差，计算闪烁的频率(周期)(第一检测步骤)。

图8是用于示意性说明用于根据图像F1计算闪烁的频率(周期)的方法的图。事实上，难以根据从图像F1所获得的闪烁的波形原样来检测作为特征点之一的峰值，因此获得原始波形的微分值(相邻值之间的差)以获得其微分波形达到零(0)时的时刻t11和t12，并且它们对应于闪烁达到峰值的时刻。获得时刻t11和t12之间的时间差作为闪烁周期。也就是说，总体控制单元101获得微分值为0的连续两点之间的时间间隔，作为闪烁光量的变化周期。

应该注意，在图8中，将闪烁的波形示为典型正弦波(将其负侧向正侧反转以表示光的强度的波形)。然而，实际所获得的闪烁的波形包括噪声，并且由于例如波形损失精度，微分波形可能在一个周期内三次以上达到0。可以通过例如使用用于消除入射至第一摄像装置106的光的噪声的低通滤波器、并且使得第一摄像装置106对于穿过该低通滤波器的光进行曝光来应对这一情况。然而，在图像A中，需要包括用于检测闪烁达到峰值的定时所需的区域800(微分波形的值达到0的区域)。应该注意，当使用微分波形时，可能更易于检测出微分波形达到作为闪烁的特征点之一的谷值的时刻t13。在这种情况下，应该预先计算时刻t11、t12和t13之间的时间差，并且在连续拍摄期间，通过检测谷值定时来计算峰值定时。此外，将峰值和谷值两者作为闪烁的特征点进行检测，并且基于检测结果，可以更加精确地计算出闪烁光量的变化周期。

图9是用于说明在曝光条件A下获得图像A之后拍摄第一静止图像的快门定时的图。如以上参考图7A和7B所述，通过获得图像A已经获得了闪烁的周期和特征点。因此，总体控制单元101预测在通过图像A的拍摄检测到的闪烁的特征点之后闪烁达到峰值的定时。然后，总体控制单元101通过控制参考图5所述的使用电子前幕帘快门和机械后幕帘快门的快门操作以使得所预测的峰值定时和该快门定时相互一致来拍摄静止图像。结果，获得具有较少闪烁(降低了闪烁的影响)的静止图像FL。应该注意，图6中的“静止图像的拍摄”表示为获得静止图像FL所进行的快门操作和从第一摄像装置106的电荷(图像信号)的读出。

然后，当使得通过接通SW2的第一静止图像的拍摄结束时，为了进行连续拍摄，总体控制单元101在曝光条件C下在定时b获得一帧的图像C，其中，曝光条件C使得由闪烁所导致的曝光不均匀所产生的条纹出现。总体控制单元101还在曝光条件B下获得不具有条纹的一帧的图像B。

这里，如果在连续拍摄期间花费长时间来获得出现包括例如至少闪烁的两个峰值的条纹的图像，则帧速降低。因此，为了至少检测闪烁峰值，获得具有在曝光条件C下由闪烁的曝光不均匀所产生的条纹的图像C(例如，长于闪烁光量的变化周期的一个周期、但是短于两个周期的闪烁波形)，其中，曝光条件C在时间段上短于曝光条件A。应该注意，用于获得图像B的曝光条件B可以与用于获得LV图像的条件相同。

图10A～10D是示意性示出用于基于分别在图6的曝光条件C和B下所获得的图像来获得闪烁峰值的方法的图。图10A和10B示出通过在先前的静止图像的拍摄之后、不考虑先前所检测到的闪烁峰值定时、在曝光条件C(以下称为“曝光条件C’”)下进行曝光，作为示例性图像所获得的、闪烁在画面的上端和下端达到峰值的图像C’。当在先前的静止图像的拍摄之后、不考虑闪烁周期和峰值定时、在曝光条件C下进行曝光时，不知道闪烁在画面内的什么位置达到峰值。

利用图像B除图像C’来获得图像F2’(第二读出步骤)。在图像F2’中，难以判断亮区域是处于峰值、是亮度正在增强还是亮度正在降低，因此可能错误判断闪烁达到峰值的定时。因此，在先前的静止图像的拍摄之后，如果不考虑上次检测的闪烁周期而在随机定时获得发生闪烁的图像，则可能出现不可以检测到闪烁的峰值的情况。

另一方面，图10C和10D示出通过在先前的静止图像的拍摄之后，考虑上次检测的闪烁的峰值定时、在曝光条件C下进行曝光，作为示例性图像所获得的、闪烁大体在画面的中央达到峰值的图像C。这里，基于上次检测的闪烁的峰值定时来预测在上次(第一定时)检测的闪烁峰值之后闪烁达到峰值的定时，并且控制该曝光定时，从而使得此时(晚于第一定时的第二定时)检测的闪烁峰值可以在垂直方向(对应于在摄像装置106中的列方向)上位于图像的中心。具体地，在定时a检测的闪烁峰值时刻(上次检测的闪烁峰值)是““检测、并且闪烁周期是“并且的情况下，通过公式t2＝t1+T×n(n是整数)来表示该时刻之后的闪烁峰值定时t2。因此，通过使用被控制成使得从曝光开始到大体完成一半曝光的时刻可以与时刻t2一致的曝光条件C，获得闪烁大体在画面的中央达到峰值的图像C(第二读出步骤)。

通过利用图像B除图像C所获得的图像F2来精确地检测闪烁的峰值(第二检测步骤)。因此，基于在获得图像C之前所获得的闪烁的频率和通过图像F2所获得的闪烁的峰值，总体控制单元101控制快门操作，从而使得闪烁达到峰值的时刻和快门释放以获得静止图像的摄像的时刻可以相互一致。结果，获得图9中的降低了闪烁的静止图像FL。

如图6所示，在定时b检测到闪烁之后，拍摄一帧的静止图像。此后，在定时c，以与在定时b时所进行的处理相同的方式，获得图像C和B。因此，在继续SW2被按下的状态时，进行用于获得用户所想要记录的静止图像的摄像的指示无论在何时，都会检测到闪烁达到峰值时的定时。

应该注意，在获得图10A中的图像C’的时间点，已经知道了闪烁周期。因此，通过识别图像C’的中央部分的暗位置(闪烁的谷值)以及将从该位置移位1/2周期的位置确定为闪烁的峰值，来获得闪烁大体在画面的中央达到峰值的图像C。然而，一些闪烁光源可能不是处于通过参考图8所说明的其谷值具有尖状态、以典型正弦波所表示的形式，而是可以是平坦的(暗条件持续预定时间段)，并且在这种情况下，难以识别闪烁谷值的确切位置。因此，在无需依赖于闪烁光源的性质的情况下，允许使用用于直接识别闪烁峰值的方法，并且因此与通过识别闪烁谷值来确定闪烁峰值的方法相比，该方法更加有利。

尽管在上述实施例中，以数字单镜头反光照相机100作为根据本发明的摄像设备的示例，但是根据本发明的摄像设备不局限于此。例如，根据本发明的摄像设备不仅具有LV功能，并且还具有在LV状态下使用摄像装置来拍摄静止图像的功能。可以使用用于在连续拍摄期间控制第一摄像装置106和快门104的操作的程序来更新该摄像设备的固件。

尽管在上述实施例中，在LV状态下使用第一摄像装置106来拍摄静止图像时，不使用用作AE传感器的第二摄像装置116，但是在图6中的定时a在曝光条件下开始曝光之后，不将LV图像显示在显示装置113上。因此，作为参考图7A和7B所述的测量闪烁的频率和峰值的方法的替代方法，可以与上述方法一样在不将LV图像显示在显示装置113上的情况下，使用第二摄像装置116来检测闪烁的方法。

图11是用于说明如何使用第二摄像装置116来检测闪烁的图。在该附图所示的示例中，判断闪烁的频率是50Hz还是60Hz。在图11中，“闪烁:50Hz”示意性示出闪烁周期为1/50秒(50Hz频率)的光的强度，并且“闪烁:60Hz”示意性示出闪烁周期为1/60秒(60Hz频率)的光的强度。

在将LV图像显示在显示装置113上时，镜102向上向五棱镜119摆动，但是当要使用第二摄像装置116来检测闪烁时，镜102返回至图2所示的位置。在图11中，“积累”表示积累用于检测闪烁的电荷的定时。在通过“检测光量”所表示的区域中，检测来自闪烁光源的光量的平均值，并且在由12个短的积累时间段a～l构成的、以“检测闪烁”所表示的区域中，检测闪烁的频率(周期)和闪烁的峰值。在图11中，“积累量60Hz”表示在闪烁的频率是60Hz的情况下各个积累时间段的积分值，并且省略在闪烁的频率为50Hz的情况下的积分值。确定积累时间段a～1的值，从而使得无论闪烁的频率是50Hz还是60Hz，在积累时间段a～1的12个积分值中，都可以包括两个以上闪烁的峰值。因此，通过基于积分值之间的大小关系获得闪烁的峰值、并且计算从一个峰值到另一峰值的时间段，来判断闪烁的频率是50Hz还是60Hz。在完成闪烁的检测之后，镜102向上摆动以在与快门定时一致的闪烁峰值定时拍摄静止图像，并且在此后，以上述方式来控制连续拍摄。

其它实施例

还可以通过读出并执行记录在存储介质(还可被更全面地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指示(例如，一个以上的程序)以进行一个以上的上述实施例的功能的、并且/或者包括用于进行一个以上的上述实施例的功能的电路(例如，专用集成电路(ASIC))的***或设备的计算机、以及通过下面的方法来实现本发明的方面，其中，通过***或设备的计算机例如从存储介质读出并执行计算机可执行指示以进行一个以上的上述实施例的功能、以及/或者通过控制一个以上的电路以进行一个以上的上述实施例的功能来进行该方法。计算机可以包含一个以上的处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括分离的计算机或者分离的计算机处理器的网络以读出和执行计算机可执行指示。可以通过例如网络或者存储介质将计算机可执行指示提供给计算机。存储介质可以包括例如一个以上的硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算***的存储器、光盘(诸如紧凑型光盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)^TM等)、闪存存储器装置和存储卡等。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

本申请要求2015年5月8日提交的日本专利申请2015-095593的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给***或装置，该***或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

Claims (10)

1.一种摄像设备，其包括：

摄像装置；

读出单元，用于在使用所述摄像装置进行连续拍摄之前，从所述摄像装置读出检测闪烁的光量变化的频率和特征点所用的一帧的图像信号，并且在连续拍摄期间无论何时进行用于获得一帧的静止图像的摄像，都从所述摄像装置读出仅检测闪烁的光量变化的特征点所用的一帧的图像信号；

检测单元，其被配置成能够基于通过所述读出单元所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的频率和特征点；

预测单元，用于基于在进行所述连续拍摄之前的第一定时所述检测单元所检测到的闪烁的光量变化的频率和在所述连续拍摄期间的晚于所述第一定时的第二定时所述检测单元所检测到的闪烁的光量变化的特征点，来预测所述第二定时之后的闪烁的光量变化的特征点；以及

控制单元，用于进行控制以使得所述摄像装置曝光的定时与通过所述预测单元所预测的第二定时之后的特征点相一致。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，

所述读出单元控制来自所述摄像装置的信号的读出，从而使得能够在进行连续拍摄之前获得基于闪烁的光量变化而出现条纹的图像和未出现条纹的图像，以及

所述检测单元基于所述出现条纹的图像和所述未出现条纹的图像，来检测闪烁的光量变化的频率和特征点。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在连续拍摄期间，所述读出单元基于在所述第一定时所述检测单元所检测到的闪烁的光量变化的特征点来控制从所述摄像装置的信号的读出，从而使得在所述第二定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点位于从所述摄像装置所读出的一帧的图像信号的中央。

4.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述特征点包括闪烁的光量变化的峰值或者谷值。

5.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述检测单元将通过对闪烁的光量变化的波形进行微分所获得的微分波形的值达到0的点检测为所述特征点。

6.根据权利要求5所述的摄像设备，其中，还包括噪声消除单元，所述噪声消除单元用于消除入射至所述摄像装置的光的噪声，

其中，所述检测单元将通过对通过所述噪声消除单元的光量变化的波形进行微分所获得的微分波形的值达到0的点检测为所述特征点。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述读出单元在进行连续拍摄之前的至少包括闪烁的光量变化的两个周期的时间段内，从所述摄像装置读出一帧的图像信号，并且在连续拍摄期间的长于闪烁的光量变化的一个周期且短于闪烁的光量变化的两个周期的时间段内，从所述摄像装置读出一帧的图像信号。

8.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，还包括显示单元，所述显示单元被配置成能够显示使用所述摄像装置所获得的图像的实时取景图像，

其中，所述预测单元基于在显示所述实时取景图像期间且进行所述连续拍摄之前的所述第一定时所述检测单元所检测到的闪烁的光量变化的频率、以及在显示所述实时取景图像期间且进行所述连续拍摄期间的晚于所述第一定时的所述第二定时所述检测单元所检测到的闪烁的光量变化的特征点，来预测所述第二定时之后的闪烁的光量变化的特征点。

9.一种在摄像设备中检测环境光量变化的方法，所述方法包括以下步骤：

显示步骤，用于使用从摄像装置所读出的图像信号，在显示装置上显示实时取景图像；

第一读出步骤，用于在使用所述摄像装置进行连续拍摄之前，从所述摄像装置读出检测闪烁的光量变化的频率和特征点所用的一帧的图像信号；

第一检测步骤，用于基于在所述第一读出步骤所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的频率和特征点；

第二读出步骤，用于在连续拍摄期间无论何时进行用于获得一帧的静止图像的摄像时，都从所述摄像装置读出仅检测闪烁的光量变化的特征点所用的一帧的图像信号；

第二检测步骤，用于基于在所述第二读出步骤所读出的图像信号，检测闪烁的光量变化的特征点，

其中，在所述第二读出步骤中，基于在进行所述连续拍摄之前的第一定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点来控制来自所述摄像装置的信号的读出，从而使得在所述连续拍摄期间的晚于所述第一定时的第二定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点位于从所述摄像装置所读出的一帧的图像信号的中央。

10.根据权利要求9所述的检测环境光量变化的方法，其中，还包括预测步骤，其中，所述预测步骤用于基于在所述第一定时所检测到的光量变化的频率和在所述第二定时所检测到的闪烁的光量变化的特征点，预测所述第二定时之后的闪烁的光量变化的特征点。