JPWO2017217137A1 - 撮像制御装置、撮像制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う制御部を備える撮像制御装置である。
制御部が、検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う撮像制御方法である。
制御部が、検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う撮像制御方法をコンピュータに実行させるプログラムである。
<1.第1の実施形態>
<2.第2の実施形態>
<3.その他の変形例>
以下に説明する実施形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
[撮像装置の構成例]
「全体的な構成例」
図1は、本技術の実施形態に係る撮像装置(撮像装置100)システム構成例を示している。撮像装置100は、被写体からの光が、撮像光学系11を介してCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子12に入射して、CMOS撮像素子12で光電変換され、CMOS撮像素子12からアナログ画像信号が得られる。例えば、撮像光学系11およびCMOS撮像素子12により撮像部が構成される。
図2は、原色系システムの場合のデジタル信号処理部20の構成例を示す。原色系システムは、図1の撮像光学系11が被写体からの光をRGB各色の色光に分離する分解光学系を有し、CMOS撮像素子12としてRGB各色用のCMOS撮像素子を有する3板システム、または、CMOS撮像素子12として、光入射面にRGB各色の色フィルタが画面水平方向に1画素ごとに順次、繰り返し配列された一つのCMOS撮像素子を有する1板システムである。この場合、CMOS撮像素子12からは、RGB各色の原色信号がパラレルに読み出される。
「基本的な動作」
次に、撮像装置100の動作例について説明する。ここでは、静止画を撮影する例について説明する。撮像装置100の電源が投入されると、撮像前における被写体の構図決め(フレーミング)等の際に、動画的態様の画像(スルー画像)が表示部18bに表示される(ライブビュー表示)。
次に、撮像装置100におけるフリッカ低減処理等について説明する。フリッカ低減処理は、例えば、ライブビュー表示におけるスルー画像に対して施される処理である。説明の前に理解を容易とするために、NTSCシステムで発生する蛍光灯により生じるフリッカ成分の一例について説明する。なお、本例では、フレームレートを60fps(frames per second)、商用電源周波数を50Hz(ヘルツ)とした場合について説明する。この場合に生じるフリッカ成分の特徴は以下の通りである。
(1)1画面中には、5/3周期分発生する(3フレーム(フィールドでもよい)を繰り返し周期とする)。
(2)1ラインごとに位相が変化する。
(3)商用電源周波数(50Hz)の2倍の周波数(100Hz)を持つ正弦波として扱うことができる。
次に、フリッカレス撮影処理について説明する。フリッカレス撮影処理は、例えば、フリッカレス撮影モードが撮像装置100に設定されている場合に実行される処理である。
図7は、フリッカレス撮影における処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップST11では、フリッカレス撮影を行うモード(フリッカレス撮影モード)が設定されているか否かがシステムコントローラ14により判断される。ここで、フリッカレス撮影モードが設定されていないと判断された場合には、以降の処理では通常撮影(ここでは、フリッカレス撮影処理がなされない撮影を意味する)に係る処理が実行される。ステップST11において、フリッカレス撮影モードが設定されていると判断された場合には、処理がステップST12に進む。
以上説明した第1の実施形態によれば、以下に例示する効果を得ることができる。
フリッカ成分を検出するためのセンサ等を設ける必要がなくなり、装置の小型化が可能となり幅広いカテゴリの製品への応用が可能となる。
高フレームレートに基づく画像に基づく十分なサンプリング数によりフリッカ成分の周波数推定処理等を実行しているので、処理結果の精度を向上させることができる。
フリッカのピークのタイミングに合わせて静止画の撮影が行われるため、シャッタスピードの制約を受けずに色や明るさのばらつきのない画像を撮影することができる。
以上説明した第1の実施形態は、例えば、以下のような変形が可能である。
スルー画像に対するフリッカ低減処理が行われなくてもよい。この場合、シャッタボタンの半押し操作に応じてなされるフリッカレス撮影処理、すなわち、高速にしたフレームレートで露光することにより得られる画像データを使用して、フリッカ低減処理と同様の方法でフリッカの有無が検出されるようにしてもよい。
本撮影時のフリッカ成分の振幅=検波時に得られるフリッカ成分の振幅×α2/α1 ・・・(1A)
なお、検波時に得られるフリッカ成分の振幅は、DFTブロック50の出力から求めることができる。
次に、本技術の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態で説明した事項(撮像装置100の構成や機能等)は、特に断らない限り第2の実施形態に適用することができる。
第1の実施形態では、フリッカを生じる光源(フリッカ光源)のもとで撮影する場合を想定し、フリッカ成分による画質の低下を抑制するフリッカレス撮影処理について説明した。ところで、フリッカ光源はその種類に応じてフリッカ成分の波形がRGB毎に異なる光源が多く存在する。図11は、フリッカ光源の種類に応じてフリッカ成分のRGB毎の波形が異なることを説明するための図である。図11A、図11Bおよび図11Cの各図におけるグラフの横軸は時間を示し、縦軸はJPEG(Joint Photographic Experts Group)形式の画像の出力レベルである。また、図中、実線がRの成分を示し、点線がGの成分を示し、一点鎖線がBの成分を示している。
図13は、第2の実施形態におけるデジタル信号処理部(以下適宜、デジタル信号処理部20Aと称する)の構成例である。第1の実施形態におけるデジタル信号処理部20と異なる点を中心に説明する。ホワイトバランス調整回路27に対して、メモリ27Aが接続されている。メモリ27Aには、シャッタスピードに応じたホワイトバランス調整用のパラメータ(以下適宜、ホワイトバランスゲインと称する)が記憶されている。システムコントローラ14による制御によりメモリ27Aから読み出されたホワイトバランスゲインがホワイトバランス調整回路27に設定されるように構成されている。なお、本実施形態では、ホワイトバランスゲインの生成は、システムコントローラ14により制御される。
次に、第2の実施形態における撮像装置(以下適宜、撮像装置100Aと称する)の動作例について、図14および図15のフローチャートを参照して説明する。なお、撮像装置100Aには、ホワイトバランス(WB)に関する設定として例えば、以下の3つのモードが設定可能とされている。
・オートホワイトバランスモード
・プリセットホワイトバランスモード
・カスタムホワイトバランスモード
露光時間T1のホワイトバランスゲイン(R,B)を(Rt1,Bt1)とし、露光時間T2のホワイトバランスゲイン(R,B)を(Rt2,Bt2)とするとき、露光時間Tactのホワイトバランスゲイン(R,B)である(Rtx,Btx)は、下記の式(1a)、(1b)で表すことができる。
Rtx=Rt1+α(Rt2−Rt1) ・・・(1a)
Btx=Bt1+α(Bt2−Bt1) ・・・(1b)
但し、αは補間係数であり、α=(Tact−T1)/(T2−T1)
なお、Tと露光時間との関係性は下記の式(1c)で規定することができる
T=LOG{(1/露光時間),2} ・・・(1c)
なお、上述の補間計算例は一例であり、これに限定されるものではない。
以上、説明した第2の実施形態によれば、フリッカレス撮影においてシャッタスピードが可変された場合でも、シャッタスピードに対応する適切なホワイトバランスゲインによるホワイトバランスゲイン処理を行うことが可能となり、適切な色の調整が可能となる。
第2の実施形態は、例えば、以下のような変形が可能である。
上述した第2の実施形態では、2回のテスト撮影を行うことで2つの画像を得、当該2つの画像に基づいて各露光時間に対応するホワイトバランスゲインを生成するようにしたがこれに限定されるものではない。図16に示すように、例えば、幕速の中心をフリッカ成分のピークに合わせたフリッカレス撮影によるテスト撮影を3回行うことで3つの画像を得、各露光時間に対応するホワイトバランスゲインWbT1、WbT2、WbT3を算出してもよい。また、4回以上のテスト撮影が行われてもよい。なお、同図の例では、露光時間が長いほどBの成分が少なくなるのでBのゲインを大きくすること等が示されている。
なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
(1)
検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う制御部を備える撮像制御装置。
(2)
前記フリッカ成分の周期および前記フリッカ成分のピークのタイミングは、撮像部による撮像結果に基づき検出される
(1)に記載の撮像制御装置。
(3)
前記制御部は、撮像部に対して第1のフレームレートより高速である第2のフレームレートに切り替える制御を行い、前記フリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングは、前記第2のフレームレートに基づく画像データに基づいて検出される
(1)または(2)に記載の撮像制御装置。
(4)
前記制御部は、撮影を行う準備をする準備操作に応じて前記フレームレートを切り替える制御を行うように構成される
(3)に記載の撮像制御装置。
(5)
前記準備操作は、シャッタボタンを半押しする操作である
(4)に記載の撮像制御装置。
(6)
前記フリッカ成分の有無を検出する検出部をさらに備え、
前記フリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングは前記検出部により検出される
(1)乃至(5)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(7)
前記第2のフレームレートは、前記第1のフレームレートのN倍(但し、Nは3以上の整数)である
(3)乃至(5)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(8)
前記第1のフレームレートは、50または60fps(frame per second)であり、
前記第2のフレームレートは、200または240fpsである
(7)に記載の撮像制御装置。
(9)
前記撮像部を備える
(2)に記載の撮像制御装置。
(10)
前記制御部は、撮影の設定に応じて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を連続して行うように構成される
(1)乃至(9)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(11)
1度目の露光の前に検出された前記フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記露光のタイミングを同期させる制御が連続して行われる
(10)に記載の撮像制御装置。
(12)
前記制御部は、周囲の明るさが所定以下の場合に、前記制御を行わないように構成される
(1)乃至(11)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(13)
前記フレームレートを切り替えた場合に、付加的な処理が行われるように構成される
(3)乃至(5)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(14)
前記付加的な処理は、感度を上げる処理およびノイズリダクションの効果を強める処理の少なくとも一方の処理である
(13)に記載の撮像制御装置。
(15)
前記制御部は、前記制御により得られる画像の露出を補正する制御を行う
(1)乃至(14)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(16)
前記制御部は、シャッタスピードとフリッカの強度との関係から得られる補正値に基づいて、前記画像の露出を制御する
(15)に記載の撮像制御装置。
(17)
前記制御部は、前記検出時におけるシャッタスピードとフリッカ成分の補正量とに基づいて前記制御時におけるシャッタスピードを求め、前記シャッタスピードを設定することにより前記画像の露出を制御する
(15)に記載の撮像制御装置。
(18)
前記制御部は、設定されたシャッタスピードに応じて前記制御を行うか否かを判断するように構成される
(1)乃至(17)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(19)
制御部が、検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う撮像制御方法。
(20)
制御部が、検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う撮像制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
11・・・撮像光学系
12・・・CMOS撮像素子
14・・・システムコントローラ
20・・・デジタル信号処理部
25,25R、25G,25B・・・フリッカ低減部
27・・・ホワイトバランス調整回路
Claims (20)
- 検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う制御部を備える撮像制御装置。
- 前記フリッカ成分の周期および前記フリッカ成分のピークのタイミングは、撮像部による撮像結果に基づき検出される
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、撮像部に対して第1のフレームレートより高速である第2のフレームレートに切り替える制御を行い、前記フリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングは、前記第2のフレームレートに基づく画像データに基づいて検出される
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、撮影を行う準備をする準備操作に応じて前記フレームレートを切り替える制御を行うように構成される
請求項3に記載の撮像制御装置。 - 前記準備操作は、シャッタボタンを半押しする操作である
請求項4に記載の撮像制御装置。 - 前記フリッカ成分の有無を検出する検出部をさらに備え、
前記フリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングは前記検出部により検出される
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 前記第2のフレームレートは、前記第1のフレームレートのN倍(但し、Nは3以上の整数)である
請求項3に記載の撮像制御装置。 - 前記第1のフレームレートは、50または60fps(frame per second)であり、
前記第2のフレームレートは、200または240fpsである
請求項7に記載の撮像制御装置。 - 前記撮像部を備える
請求項2に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、撮影の設定に応じて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を連続して行うように構成される
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 1度目の露光の前に検出された前記フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記露光のタイミングを同期させる制御が連続して行われる
請求項10に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、周囲の明るさが所定以下の場合に、前記制御を行わないように構成される
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 前記フレームレートを切り替えた場合に、付加的な処理が行われるように構成される
請求項3に記載の撮像制御装置。 - 前記付加的な処理は、感度を上げる処理およびノイズリダクションの効果を強める処理の少なくとも一方の処理である
請求項13に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、前記制御により得られる画像の露出を補正する制御を行う
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、シャッタスピードとフリッカの強度との関係から得られる補正値に基づいて、前記画像の露出を制御する
請求項15に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、前記検出時におけるシャッタスピードとフリッカ成分の補正量とに基づいて前記制御時におけるシャッタスピードを求め、前記シャッタスピードを設定することにより前記画像の露出を制御する
請求項15に記載の撮像制御装置。 - 前記制御部は、設定されたシャッタスピードに応じて前記制御を行うか否かを判断するように構成される
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 制御部が、検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う撮像制御方法。
- 制御部が、検出されたフリッカ成分の周期および該フリッカ成分のピークのタイミングに基づいて、前記フリッカ成分のピークのタイミングに露光のタイミングを同期させる制御を行う撮像制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
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