JP2003530029A - 光変調除去手段を有するカメラ - Google Patents
光変調除去手段を有するカメラInfo
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Classifications
-
- 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
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
例えば高速カメラを用いた記録画像の画質は、カメラに対して低周波数で作動する例えば放電灯の動き結果として生じる光変調によって低下することがある。本発明によるカメラは、光変調に応じて異なる画像フィールドを処理することによってこの問題を解決する光変調除去手段を提供するものである。
Description
【0001】
本発明は請求項1のプリアンブル(前提部分)に記載のカメラに関するもので
ある。 本発明はまた画像を記録する方法にも関するものである。 この種のカメラは公知であり、例えばスポーツ競技等を放送するのに用いられ
ている。そのような場合、例えば通常の画像速度(150/180Hz)の3培
で作動するカメラを使用することができる。そのようなカメラが例えば人工光の
下で作動しなければならない場合、良好な照明コンディションとするために、た
とえ相当の努力が払われたとしても、カメラは、例えば放電灯の下で作動すると
好ましくない大きな光変調効果の悪影響を被ることがある。
ある。 本発明はまた画像を記録する方法にも関するものである。 この種のカメラは公知であり、例えばスポーツ競技等を放送するのに用いられ
ている。そのような場合、例えば通常の画像速度(150/180Hz)の3培
で作動するカメラを使用することができる。そのようなカメラが例えば人工光の
下で作動しなければならない場合、良好な照明コンディションとするために、た
とえ相当の努力が払われたとしても、カメラは、例えば放電灯の下で作動すると
好ましくない大きな光変調効果の悪影響を被ることがある。
【0002】
そのような照明状態の下で作動するカメラの欠点は、150/180Hzカメ
ラと光源の調整主部品(100/120Hz)との間の50/60Hzのビート
周波数がビデオ信号に無用な変調を生じさせることである。ビート周波数そのも
のが今までに識別できたとしても、(カメラが通常画像速度の3倍で作動する場
合)、記録された画像はビート周波数を3分の1にダウン変換することにより通
常速度で見るべきものと想定されている。カメラが放電灯の下で作動しなければ
ならない場合、変調は相当大きなものとなる。この問題を改善するために、使用
可能な主3面の総てにわたってランプ光を拡散させることが提案されている。し
かし、これはまだ問題を解決するには至っていない。これは、例えば幾つかの対
象物がほとんど照射されないか、何らかの理由により1つまたは2つの光照射面
でしか反射していないことによる。その結果、画像に関して複雑で無用な光変調
が起こる。付加的な問題は、ランプの周期的な放電中の光変化色温度である。
ラと光源の調整主部品(100/120Hz)との間の50/60Hzのビート
周波数がビデオ信号に無用な変調を生じさせることである。ビート周波数そのも
のが今までに識別できたとしても、(カメラが通常画像速度の3倍で作動する場
合)、記録された画像はビート周波数を3分の1にダウン変換することにより通
常速度で見るべきものと想定されている。カメラが放電灯の下で作動しなければ
ならない場合、変調は相当大きなものとなる。この問題を改善するために、使用
可能な主3面の総てにわたってランプ光を拡散させることが提案されている。し
かし、これはまだ問題を解決するには至っていない。これは、例えば幾つかの対
象物がほとんど照射されないか、何らかの理由により1つまたは2つの光照射面
でしか反射していないことによる。その結果、画像に関して複雑で無用な光変調
が起こる。付加的な問題は、ランプの周期的な放電中の光変化色温度である。
【0003】
したがって本発明の目的は、従来技術によるカメラの欠点を持たないカメラお
よび方法を提供することである。さらなる目的は、そのようなカメラシステムで
使用するための光変調除去手段を提供することである。
よび方法を提供することである。さらなる目的は、そのようなカメラシステムで
使用するための光変調除去手段を提供することである。
【0004】
この目的は本発明により請求項1に記載のカメラによって達成される。この
解決策は本発明によるカメラによって提供されるが、それはカメラ捕捉および調
整主要期間の最小公倍数の間の画像処理に基づいている。ビート周波数期間は、
同一光変調を有する画像を分離するが、ここでは唯一の差は場面上の動きの効果
である。本発明の実施の態様は従属請求項に記載されている。
解決策は本発明によるカメラによって提供されるが、それはカメラ捕捉および調
整主要期間の最小公倍数の間の画像処理に基づいている。ビート周波数期間は、
同一光変調を有する画像を分離するが、ここでは唯一の差は場面上の動きの効果
である。本発明の実施の態様は従属請求項に記載されている。
【0005】
本発明のこれらおよび他の目的は図面を参照して明らかにされる。
【0006】
図1は本発明によるカメラCM1の一実施形態を示すものである。このカメラ
はイメージセンサIS1を備えており、このイメージセンサIS1はセンサユニ
ットSU1にRGB信号を送出する。センサユニットSU1は、受信したRGB
信号を処理し、YCrCb信号を光変調除去ユニットLMRU1に送出する処理
ユニットPU1に接続されている。光変調除去ユニットLMRU1はエンド処理
ユニットEPU1に接続されている。エンド処理ユニットEPU1の出力端には
当業者にとって良く知られた信号が出力され、その出力端には例えば記録装置等
に接続される。光変調除去ユニットLMRU1は以下で図2を参照してより詳細
に説明する。
はイメージセンサIS1を備えており、このイメージセンサIS1はセンサユニ
ットSU1にRGB信号を送出する。センサユニットSU1は、受信したRGB
信号を処理し、YCrCb信号を光変調除去ユニットLMRU1に送出する処理
ユニットPU1に接続されている。光変調除去ユニットLMRU1はエンド処理
ユニットEPU1に接続されている。エンド処理ユニットEPU1の出力端には
当業者にとって良く知られた信号が出力され、その出力端には例えば記録装置等
に接続される。光変調除去ユニットLMRU1は以下で図2を参照してより詳細
に説明する。
【0007】
図2は本発明による光変調除去ユニットLMRU2のより詳細なブロック図を
示すものである。光変調除去ユニットLMRU2はビデオ入力端VIで処理ユニ
ットPU1(図1参照)からYCrCb信号を受信する。光変調除去ユニットL
MRU2は種々の部分からなっている。第1の部分は、この例では、受信信号の
種々のフィールドを記憶する5個のフィールドメモリFM1〜FM5を持ってい
る。第2の部分は、(この例では)、3つのデインタレーサDIL1〜DIL3
を備えている。さらに一部は3つの動き検出回路MD1〜MD3を備えている。
さらに、ある一部は変調評価回路MEを持っており、他の一部は平均化回路Aを
持っている。異なるフィールドがフィールドメモリFM1〜FM5に記憶された
後、そのフィールドは3つのデインタレーサに送出される。第1のデインタレー
サDIL1は、帯域分割低域通過フィルタBF1でフィルタリングされた後、第
1の入力端に入力信号を受け、第2の入力端にフィールドメモリFM3の出力信
号を受ける。第2のデインタレーサDIL2は、帯域分割低域通過フィルタBF
2でフィルタリングされた後、第1の入力端にフィールドメモリFM1の出力信
号を受け、第2の入力端にフィールドメモリFM4の出力信号を受ける。第3の
デインタレーサDIL3は、第1の入力端にフィールドメモリFM2の出力信号
を受け、帯域分割低域通過フィルタBF2でフィルタリングされた後、第2の入
力端にフィールドメモリFM5の出力信号を受ける。デインタレーサDIL1〜
DIL3はの出力は、それぞれ第1の入力として動き検出回路MD1〜MD3に
送出される。動き検出回路MD1は第2の入力端にフィールドメモリFM3の出
力信号を受ける。動き検出回路MD2は第2の入力端にフィールドメモリFM4
の出力信号を受け、動き検出回路MD3は第2の入力端にフィールドメモリFM
5の出力信号を受ける。動き検出回路MD1〜MD3の出力は最大値回路(MA
X)MXに供給される。最大値回路MXは3つの入力信号のうち最大値を有する
信号を出力端に出力する。この出力信号は増幅器AMPを介して減算器SUBの
減数入力端に供給される。増幅器AMPは制御入力端に動き感知信号MSSを受
ける。
示すものである。光変調除去ユニットLMRU2はビデオ入力端VIで処理ユニ
ットPU1(図1参照)からYCrCb信号を受信する。光変調除去ユニットL
MRU2は種々の部分からなっている。第1の部分は、この例では、受信信号の
種々のフィールドを記憶する5個のフィールドメモリFM1〜FM5を持ってい
る。第2の部分は、(この例では)、3つのデインタレーサDIL1〜DIL3
を備えている。さらに一部は3つの動き検出回路MD1〜MD3を備えている。
さらに、ある一部は変調評価回路MEを持っており、他の一部は平均化回路Aを
持っている。異なるフィールドがフィールドメモリFM1〜FM5に記憶された
後、そのフィールドは3つのデインタレーサに送出される。第1のデインタレー
サDIL1は、帯域分割低域通過フィルタBF1でフィルタリングされた後、第
1の入力端に入力信号を受け、第2の入力端にフィールドメモリFM3の出力信
号を受ける。第2のデインタレーサDIL2は、帯域分割低域通過フィルタBF
2でフィルタリングされた後、第1の入力端にフィールドメモリFM1の出力信
号を受け、第2の入力端にフィールドメモリFM4の出力信号を受ける。第3の
デインタレーサDIL3は、第1の入力端にフィールドメモリFM2の出力信号
を受け、帯域分割低域通過フィルタBF2でフィルタリングされた後、第2の入
力端にフィールドメモリFM5の出力信号を受ける。デインタレーサDIL1〜
DIL3はの出力は、それぞれ第1の入力として動き検出回路MD1〜MD3に
送出される。動き検出回路MD1は第2の入力端にフィールドメモリFM3の出
力信号を受ける。動き検出回路MD2は第2の入力端にフィールドメモリFM4
の出力信号を受け、動き検出回路MD3は第2の入力端にフィールドメモリFM
5の出力信号を受ける。動き検出回路MD1〜MD3の出力は最大値回路(MA
X)MXに供給される。最大値回路MXは3つの入力信号のうち最大値を有する
信号を出力端に出力する。この出力信号は増幅器AMPを介して減算器SUBの
減数入力端に供給される。増幅器AMPは制御入力端に動き感知信号MSSを受
ける。
【0008】
変調評価回路MEは第1の入力端にデインタレーサDIL1の出力信号を受け
、第2の入力端に帯域分割低域通過フィルタBF2の出力信号を受け、第3の入
力端にデインタレーサDIL3の出力信号を受ける。変調評価回路MEの出力端
はユニットLUT2を介して増幅器AMP2に接続されている。増幅器AMP2
は制御入力端に減算器SUBの出力信号を受ける。増幅器AMP2の出力端は第
3の増幅器AMP3を介してフェーダFUに接続されている。フェーダFUの出
力端は加算ユニットSUMを介して光変調除去ユニットLMRU2の出力端VO
に接続されている。
、第2の入力端に帯域分割低域通過フィルタBF2の出力信号を受け、第3の入
力端にデインタレーサDIL3の出力信号を受ける。変調評価回路MEの出力端
はユニットLUT2を介して増幅器AMP2に接続されている。増幅器AMP2
は制御入力端に減算器SUBの出力信号を受ける。増幅器AMP2の出力端は第
3の増幅器AMP3を介してフェーダFUに接続されている。フェーダFUの出
力端は加算ユニットSUMを介して光変調除去ユニットLMRU2の出力端VO
に接続されている。
【0009】
平均化回路Aは第1の入力端にデインタレーサDIL1の出力信号を受け、第
2の入力端に帯域分割低域通過フィルタBF2の出力信号を受け、第3の入力端
にデインタレーサDIL3の出力信号を受ける。平均化回路Aはこれら3つの入
力信号の平均値を出力し、フェーダFUに送出するとともに、帯域分割低域通過
フィルタLPFおよびユニットLUT1を介して増幅器AMP3に制御信号とし
て与える。
2の入力端に帯域分割低域通過フィルタBF2の出力信号を受け、第3の入力端
にデインタレーサDIL3の出力信号を受ける。平均化回路Aはこれら3つの入
力信号の平均値を出力し、フェーダFUに送出するとともに、帯域分割低域通過
フィルタLPFおよびユニットLUT1を介して増幅器AMP3に制御信号とし
て与える。
【0010】
このようにして、受信した入力信号の光変調を除去することができる。この解
決策は、カメラ捕捉および調整主要期間の最小公倍数相当の間に画像を処理して
しまうことに基づいている。このビート周波数期間は同一光変調を有する画像を
分離する。ここで相異点は場面に及ぼす動きの影響である。静止場面の場合、ビ
ート周波数期間中の画像の平均化は結果として光変調の総ての除去をもたらす。
決策は、カメラ捕捉および調整主要期間の最小公倍数相当の間に画像を処理して
しまうことに基づいている。このビート周波数期間は同一光変調を有する画像を
分離する。ここで相異点は場面に及ぼす動きの影響である。静止場面の場合、ビ
ート周波数期間中の画像の平均化は結果として光変調の総ての除去をもたらす。
【0011】
画像の時間的平均化は動きぶれを生ずるので、ビデオ信号の平均値信号と元の
ビデオ信号との間で出力をフェージングするために動き検出回路が用いられる。
動き検出回路は同一光変調を有する複数のフィールド間の差に基づいて検出動き
する。帯域分割低域通過フィルタLPFは、デシジョンノイズを減少させるため
に、総ての光フェーズの差異の最大値をフィルタリングする。フェーダへ動き制
御信号を送出する前に、リニアゲインが感度調整を実現する。ビート周波数はフ
ィールド周波数および光周波数の最大公約数(HCF)によって割算して得られ
る標準フィールド繰返し数に等しいものと仮定されている。例えば150Hzカ
メラで光周波数100Hz(2×主周波数)のときは、150/HCF(150
,100)=3個の異なる照明フェーズである。50Hzカメラで120Hzの
光周波数のときは、50/HCF(120,50)=5フィールドになる。
ビデオ信号との間で出力をフェージングするために動き検出回路が用いられる。
動き検出回路は同一光変調を有する複数のフィールド間の差に基づいて検出動き
する。帯域分割低域通過フィルタLPFは、デシジョンノイズを減少させるため
に、総ての光フェーズの差異の最大値をフィルタリングする。フェーダへ動き制
御信号を送出する前に、リニアゲインが感度調整を実現する。ビート周波数はフ
ィールド周波数および光周波数の最大公約数(HCF)によって割算して得られ
る標準フィールド繰返し数に等しいものと仮定されている。例えば150Hzカ
メラで光周波数100Hz(2×主周波数)のときは、150/HCF(150
,100)=3個の異なる照明フェーズである。50Hzカメラで120Hzの
光周波数のときは、50/HCF(120,50)=5フィールドになる。
【0012】
元の画像がインタレース・フォーマットに適用される場合は、連続画像は、各
ビデオデータの垂直解像度の大きな減少なしに厳密には一緒に平均化されること
はできない。動き等の画像特徴を抽出するために、インタレース・ビデオストリ
ームの連続画像を用いるのは、高い垂直空間周波数を含む画像領域においても非
常に困難である。これらの問題の理由は、2つの連続するフィールドが同じ空間
画像位置を表さない、ということである。それ故に、元の画像フィールドの各時
間位置における全フレームを復元するためにデインタレーシング技術が用いられ
てきた。このようにして、画像の総ての空間位置が、必要とされる入力フィール
ド時間においていかなる処理にも役立つ。デインタレーシング処理を妨害する、
元のビデオ画像にある好ましくない変調を防止するために、入力は前記の共通期
間に等しい時間間隔で行われる。かくして、両画像間に変調差が存在しないよう
にすることができる。
ビデオデータの垂直解像度の大きな減少なしに厳密には一緒に平均化されること
はできない。動き等の画像特徴を抽出するために、インタレース・ビデオストリ
ームの連続画像を用いるのは、高い垂直空間周波数を含む画像領域においても非
常に困難である。これらの問題の理由は、2つの連続するフィールドが同じ空間
画像位置を表さない、ということである。それ故に、元の画像フィールドの各時
間位置における全フレームを復元するためにデインタレーシング技術が用いられ
てきた。このようにして、画像の総ての空間位置が、必要とされる入力フィール
ド時間においていかなる処理にも役立つ。デインタレーシング処理を妨害する、
元のビデオ画像にある好ましくない変調を防止するために、入力は前記の共通期
間に等しい時間間隔で行われる。かくして、両画像間に変調差が存在しないよう
にすることができる。
【0013】
静止画像に目を向けると、平均化された出力の品質は用いられるデインタレー
サに依存する。進行する入力の場合、デインタレーサは不要である。ここで平均
化は所望のノイズ低減効果をも与える。画像の動く対象物に対しては、光変調は
依然として存在している。しかし一般に、これは場面に左右される擾乱全体の中
のわずかな部分にしかすぎないが、それらの存在はなおうっとうしく感じられる
ものである。それに精通すると、この残存光変調の可視性は除去されない全擾乱
が無いことによって強調される。
サに依存する。進行する入力の場合、デインタレーサは不要である。ここで平均
化は所望のノイズ低減効果をも与える。画像の動く対象物に対しては、光変調は
依然として存在している。しかし一般に、これは場面に左右される擾乱全体の中
のわずかな部分にしかすぎないが、それらの存在はなおうっとうしく感じられる
ものである。それに精通すると、この残存光変調の可視性は除去されない全擾乱
が無いことによって強調される。
【0014】
動きが検出されない、小さな細部を有する移動領域は平均化され、細部損失を
生じる(例えば、カメラパンニング中の草)。これを回避するために、光変調の
局部強度の評価が行なわれる。もしも平均化処理部の入力端で変調が測定されな
かった場合、フェーダは元のビデオの方へセットされる。
生じる(例えば、カメラパンニング中の草)。これを回避するために、光変調の
局部強度の評価が行なわれる。もしも平均化処理部の入力端で変調が測定されな
かった場合、フェーダは元のビデオの方へセットされる。
【0015】
人工的なものを更に低減するために、平均化動きは局部輝度値に逆比例するよ
うにも行われる。これは人間の目の光フリッカ感度に応じてシステムに導入され
る。光変調が既にあまり見えない場合、平均化動作を調整する。
うにも行われる。これは人間の目の光フリッカ感度に応じてシステムに導入され
る。光変調が既にあまり見えない場合、平均化動作を調整する。
【0016】
動き補償技術を適用し、画像を一緒に平均化する前に異なる光フェーズからの
画像を同時に補間することによって大きな改善効果を達成することができる。
画像を同時に補間することによって大きな改善効果を達成することができる。
【図1】
本発明によるカメラの一実施形態を示すブロック図。
【図2】
処理ユニットの一実施形態を示すブロック図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジェラルド、ド、アーン
オランダ国5656、アーアー、アインドーフ
ェン、プロフ.ホルストラーン、6
(72)発明者 ジェロエン、エム.ケッテニス
オランダ国5656、アーアー、アインドーフ
ェン、プロフ.ホルストラーン、6
(72)発明者 ペリー、ジー.メビッセン
オランダ国5656、アーアー、アインドーフ
ェン、プロフ.ホルストラーン、6
(72)発明者 オルカヨード、エイ.オジョー
オランダ国5656、アーアー、アインドーフ
ェン、プロフ.ホルストラーン、6
(72)発明者 ジョアンヌ、エイチ.ジェー.エム.バ
ン、ローイ
オランダ国5656、アーアー、アインドーフ
ェン、プロフ.ホルストラーン、6
Fターム(参考) 5C022 AA00 AB00 AC69
Claims (11)
- 【請求項1】 画像を受取るイメージセンサと、前記画像を処理する処理ユニットと、エンド
処理ユニットとを備えた、画像を記録するカメラにおいて、前記処理ユニットと
前記エンド処理ユニットとの間に、前記画像の異なるフィールド間の光変調を除
去する光変調除去手段を具備したことを特徴とするカメラ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のカメラにおいて、光変調の繰返しパターン数をnとして、前
記光変調除去手段は一つのフィールドと少なくともn個のフィールドとの間でフ
ェージングを行う適応フェージング手段を備えていることを特徴とするカメラ。 - 【請求項3】 請求項2に記載のカメラにおいて、前記光変調除去手段は輝度変化の繰返し周
期および前記画像の繰返し周期の最小公倍数を計算する手段を備え、前記最小公
倍数が、記録中、前記画像の連続イメージを平均化するための共通期間として用
いられることを特徴とするカメラ。 - 【請求項4】 請求項3に記載のカメラにおいて、前記光変調除去手段は、動き検出回路と、
動きが検出されたとき連続イメージの平均化を減少させる手段とを備え、前記動
き検出回路はフィールド差を有するn個のイメージ間の局部差を評価する評価手
段を含んでいることを特徴とするカメラ。 - 【請求項5】 請求項3に記載のカメラにおいて、前記光変調除去手段は前記画像の位置の変
調強度を評価する手段と、光変調の弱い位置の平均化を減少させる減少手段とを
含んでいることを特徴とするカメラ。 - 【請求項6】 請求項3に記載のカメラにおいて、前記光変調除去手段は前記画像の輝度成分
が小さい位置の平均化を減少させる手段を含んでいることを特徴とするカメラ。 - 【請求項7】 請求項3に記載のカメラにおいて、前記光変調除去手段は前記画像の高空間周
波数成分を平均化ステップから除外する手段を含んでいることを特徴とするカメ
ラ。 - 【請求項8】 請求項3に記載のカメラにおいて、前記光変調除去手段は平均化に先だち動き
補償変換技術を使用して連続イメージを同じ時間位置に補正する手段を含んでい
ることを特徴とするカメラ。 - 【請求項9】 請求項1に記載のカメラにおいて、前記光変調除去手段は異なるインタレース
フェーズおよび等しい光変調フェーズを有する2つのイメージを用いて、元のイ
ンタレースイメージの位置を任意消失位置からの発生情報にデインタレーシング
を施すデインタレース手段を含んでいることを特徴とするカメラ。 - 【請求項10】 請求項1によるカメラシステムで使用するための光変調除去手段。
- 【請求項11】 画像を受取るステップと、前記画像を処理するステップと、前記画像の異なる
フィールドを記憶することによって光変調を除去するステップと、低輝度位置お
よび高輝度位置の動きおよび位置の少なくとも一方に応じて異なる複数のフィー
ルドを平均化するステップとを有する、イメージセンサを用いて画像を記録する
間の光変調を除去する方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP00106807.1 | 2000-03-30 | ||
EP00106807 | 2000-03-30 | ||
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