专利名称：照明闪烁检测、补偿装置和交流电源频率检测装置及其方法
技术领域：
本发明涉及到照明闪烁检测装置，照明闪烁补偿装置和交流电源频率检测装置，以及检测照明闪烁、补偿照明闪烁和测量交流电源频率的方法。
众所周知有一种照明闪烁检测装置，它可用于检测在荧光灯照明下摄像机产生的视频信号中的闪烁。此外，用于抑制视频信号中闪烁效应的视频信号处理装置也已熟知。
当摄像机在荧光灯的照明下摄取图像时，就会存在闪烁的问题。荧光灯的照明亮度是随交流电源电压的变化而改变。
图19A至19D是已有技术的说明，它显示了荧光灯的照度变化和图像拍摄操作之间的关系。如果交流电源电压的周期如图19A所示是50赫兹，则荧光灯的照明就如图19B所示以100赫兹变化。
图19C显示了已有技术摄像机的操作。如果采用MOS型成像器的摄像机或电子摄像机在荧光灯的照明下以1／30秒的快门速度使用，则电荷存储定时和视频信号照度级如图19C所示。
如图19C所示，MOS型成像器从A1至B1的时段输出第1行，从A2至B2的时段输出第2行，其中A2和B2的定时在时基上稍微偏离定时A1和B1。如图19B所示，由于照度级变化，因此，图像的照明亮度是以1／100秒的周期变化，这就使观看者感觉到复现的图像上有黑带。
特别是在MOS型成像器的情形中，复现的图像会在整个要复现的图像上显示带状，这是由于图像的存储定时不同于相关的每行荧光灯的照度变化。
图20A至20D显示已有技术荧光灯的照度变化和以60赫兹图像拍摄操作之间的关系。如果如图20A所示交流电源电压的周期是60赫兹的话，则荧光灯的照度以图20B所示的120赫兹变化。
图20C显示了已有技术摄像机的操作。如果采用MOS型成像器的摄像机或电子摄像机在荧光灯的照明下以1／50秒的快门速度使用，则电荷存储定时和视频信号照度级如图20C所示。
在MOS型的成像器中，输入每个像素的光线都被转换成电荷，第1行的电荷从定时A11至B11积累，第2行的电荷从定时A21至B21积累，其中A21和B21的定时在时基上稍微偏离A11和B11。如图20B和20C所示，由于照度级的变化，因此也就改变了拍摄图像的亮度级，这将使观看者感觉到复现图像上的黑带。
在60赫兹的情况下，由于帧的间隔是照度级变化周期的整数倍，因而每帧不会发生照度级的变化。然而，如果交流电源频率在60赫兹周围变化，则黑带就会在每帧中移动，从而严重影响复现图像的质量。对MOS型成像器而言，电荷积累定时类似于50赫兹的情形，也是互不相同的，因此，在一帧中会发生闪烁，这就使观看者会感觉到复现图像上的黑带。
已有技术用于补偿视频信号的闪烁补偿装置也是众所周知的。日本专利申请临时出版号No．8-15324披露了这类闪烁补偿装置。该闪烁补偿装置通过当前场视频信号的积分结果和前一场视频信号的积分结果并采用一个阈值来比较两场之间的差异来检测是否存在闪烁，根据闪烁存在与否切换快门速度。
本发明的目的是提供一个优良的照明闪烁检测装置，照明闪烁补偿装置和交流电源频率测量装置；以及检测照明闪烁，补偿照明闪烁和测量交流电源频率的良好方法。
根据本发明的第1方面，提供一个照明闪烁检测装置，它包括积分装置，用于将包括在视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的电平积分；平均装置，用于将所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻前一帧或场的对应单元区域的积分电平相平均；除法装置，它起着对应于每个单元区域的平均和积分装置结果之间的相除的作用；以及，闪烁判断装置，用于根据所述的除法装置在所述单元区域的频率分析结果来判断在视频信号中是否存在闪烁并输出判断的结果。
所述单元区域最好是水平行。
所述的单元区域最好是多个相邻的水平行，在这些行中可以忽略闪烁引起的电平变化。
所述的每个单元区域最好包含一帧中具有间隔的多个水平行，这些水平行对视频信号的闪烁分量显示出相同的相位。
所述平均装置最好包括一个循环式滤波器。
所述平均装置最好包括一个有限冲激响应滤波器。
照明闪烁检测装置最好进一步包括第1加法装置，用于将每个单元区域所述帧或场的积分装置的结果与另一帧或场的积分装置的结果相加；第2加法装置，用于将每个单元区域所述帧或场的平均装置的结果与另一帧或场的平均装置的结果相加；其中，所述的另一帧或场是先于所述帧或场一预定帧数或场数的帧或场，该预定数由闪烁频率和视频信号帧频确定，所述的除法装置起着第1和第2加法装置结果相除的作用。
照明闪烁检测装置最好进一步包括第1加法装置，用于累加每个单元区域预定数的相邻帧或场的积分装置的结果，所述相邻帧或场包括了所述的帧或场；第2加法装置，用于累加每个单元区域所述相邻帧或场的平均装置的结果，所述的除法装置起着将第1和第2加法装置结果相除的作用。
照明闪烁检测装置最好进一步包括另一个平均装置，用于平均所述帧或场的多个单元区域的除法装置的结果，其中，每个单元区域包含多个一帧中具有间隔的水平行，所述水平行具有视频信号中闪烁分量的相同相位。
照明闪烁检测装置最好进一步包括阈值电平发生装置，用于根据产生视频信号的快门速度控制信号来产生一个阈值电平，其中，所述闪烁判断装置采用所述阈值电平来判断视频信号中是否存在着闪烁。
根据本发明的第2方面，提供一种照明闪烁补偿信号发生装置，它包括积分装置，用于将包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的电平积分；平均装置，用于将所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻帧或场的对应单元区域的积分电平相平均；除法装置，它起着对应于每个单元区域的平均和积分装置结果之间相除的作用；闪烁判断装置，用于根据所述的除法装置的频率分析结果来判断在视频信号中是否存在闪烁并输出判断的结果；以及，闪烁补偿装置，用于根据所述闪烁判断装置的判断结果来产生快门速度控制信号和用于产生视频信号的自动增益控制信号以补偿视频信号中的闪烁。
根据本发明的第3方面，提供一种检测视频信号中闪烁的方法，它包含下述步骤(a)积分包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的视频电平；(b)平均所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻的帧或场的对应单元区域的积分电平；(c)对每个单元区域上述(a)和(b)步骤的结果相除；以及，(d)通过对单元区域步骤(c)结果所作的频率分析来判断视频信号中是否存在闪烁并输出判断的结果。
根据本发明的第4方面，提供一种补偿视频信号中闪烁的方法，它包含下述步骤(a)积分包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的视频电平；(b)平均所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻的帧或场的对应单元区域的积分电平；(c)对上述(a)和(b)步骤的结果相除；(d)通过对单元区域步骤(c)结果所作的频率分析来判断视频信号中是否存在闪烁并输出判断的结果；以及，(e)根据步骤(d)的判断结果来产生快门速度控制信号和自动增益控制信号以补偿视频信号中的闪烁。
根据本发明的第5方面，提供一种照明闪烁检测装置，它包括积分装置，用于将包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的电平积分；平均装置，用于将所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻帧或场的对应单元区域的积分电平相平均；静止部分判断装置，用于根据积分装置的结果来判断一帧中单元区域部分的每一块图像是否静止；除法装置，它起着对每个单元区域的平均装置和积分装置的结果之间相除的作用；闪烁判断装置，用于根据除法装置和静止部分判断装置的结果来判断在视频信号中是否存在着闪烁。
所述单元区域最好是水平行。
所述单元区域最好是多个相邻的水平行，在这些行中可以忽略闪烁引起的视频电平的变化。
所述的块最好是在帧或场中以垂直方向来设置，每块的垂直长度根据由交流电源电压引起照度变化周期的整数倍来确定，并用于产生视频信号和视频信号的帧频。此外，静止部分判断装置可以包括加法装置，用于对每块单元区域的积分结果求和；变化检测装置，用于检测当前帧或场的每块与前一帧或场的相应块之间所述加法装置相加结果的变化；以及，比较装置，用于将所述变化与阈值比较，其中，当变化小于阈值时，静止部分判断装置判断每个块的图像是静止的。
在这种情形下，所述变化检测装置可以包括差值计算装置，用于计算当前帧或场的每块的加法装置结果与前一帧或场的每块的加法装置结果之间的差；除法装置，用于由当前帧或场的加法装置的结果除所述差值计算装置的结果；以及，比较装置，用于将所述除法装置的结果与一个阈值比较，其中，当除法装置的结果小于所述阈值时，静止部分判断装置就判断每块图像是静止的。所述变化检测装置最好包括变化检测平均装置，用于将每块的当前帧或场的加法装置结果与前一帧或场的加法装置结果平均；差值计算装置，用于计算加法装置的结果和变化检测平均装置的结果的差值；除法装置，由当前帧或场的加法装置的结果除所述差值计算装置的结果；以及，比较装置，将所述除法装置的结果与一阈值比较，其中，当除法装置的结果小于所述阈值时，静止部分判断装置判断每块区域的图像都是静止的。
根据本发明第6方面，提供一种照明闪烁补偿信号产生装置，它包括积分装置，用于将包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的电平积分；平均装置，用于将所述帧或场的每个单元区域的积分电平至少与一个相邻帧或场的对应单元区域的积分电平相平均；静止部分判断装置，用于根据积分装置的结果来判断一帧中单元区域部分的每一块图像是否静止；除法装置，它起着对每个单元区域的平均结果和积分结果之间相除的作用；闪烁判断装置，用于根据除法装置和静止部分判断装置的结果来判断在视频信号中是否存在着闪烁；以及，闪烁补偿装置，用于根据闪烁判断装置的判断结果来产生快门速度控制信号和用来产生视频信号的自动增益控制信号以补偿视频信号中的闪烁。
根据本发明的第7方面，提供一种补偿视频信号中闪烁的方法，它包含下述步骤(a)积分包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的电平；(b)平均所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻的帧或场的对应单元区域的积分电平；(c)根据步骤(a)的结果来判断单元区域部分的每一块的图像是否静止；(d)对每个单元区域(a)和(b)步骤的结果作相除计算；以及，(e)根据(c)和(d)步骤的结果来判断视频信号中是否存在闪烁。
根据本发明的第8方面，提供一种补偿视频信号中闪烁的方法，它包含下述步骤(a)积分包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的电平；(b)平均所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻的帧或场的对应单元区域的积分电平；(c)根据步骤(a)的结果来判断单元区域部分的每一块的图像是否静止；(d)对每个单元区域的(a)和(b)步骤结果作相除的计算；(e)根据(c)和(d)步骤的结果来判断视频信号中是否存在闪烁；以及，(f)根据步骤(e)的判断结果来产生快门速度控制信号和用于产生视频信号的自动增益控制信号以补偿视频信号中的闪烁。
根据本发明的第9方面，提供一种交流电源频率检测装置，它包括闪烁分量检测装置，用于检测照明亮度随着交流电源电压变化从而在视频信号中产生的闪烁分量；以及，闪烁判断装置，用于根据检测到的闪烁分量来判断视频信号中是否存在闪烁并输出判断的结果。
所述的闪烁分量检测装置最好包括积分装置，用于将包括在所述视频信号的一帧或一场中每个单元区域像素上视频信号的电平积分；平均装置，用于将所述帧或场的每个单元区域的积分电平与相邻帧或场的对应单元区域的积分电平相平均；除法装置，用于对每个单元区域的平均和积分装置结果之间相除以输出检测到的闪烁分量。
所述的闪烁判断装置最好包括变化分析装置，用于分析检测到的闪烁分量随水平行的变化。
所述的闪烁判断装置最好包括频谱分析装置，用于分析所述闪烁分量的频谱。
所述单元区域最好是水平行。
所述交流电源频率测量装置最好进一步包括图像装置，用于产生亮度随着交流电源电压而变化的视频信号。
根据本发明的第10方面，提供一种测量交流电源频率的方法，包含下述步骤(a)检测照明亮度随着交流电源电压变化从而产生的视频信号中的闪烁分量；(b)根据检测到的闪烁分量来判断视频信号中是否存在着闪烁。
通过结合下列附图的详细讨论，本发明的目的和特点将更加明显。
图1是根据本发明的照明闪烁检测装置的方框图。
图2A和2B说明第1，第11和第16实施例中的平均操作。
图3是第1和第11实施例中的闪烁判断电路的方框图。
图4A是第1，第11和第18实施例中的除法电路的输出图形。
图4B是第1，第11和第18实施例中的DFT电路的输出图形。
图5是第2实施例的积分操作说明图。
图6A和6B显示了在第2实施例中用于单板成像器的滤色镜的配置和处理。
图7是第3实施例的说明图。
图8是第4实施例的平均单元的方框图。
图9是第5实施例的平均单元的方框图。
图10是6实施例的加法单元的方框图。
图11是第6实施例的加法单元的另一例子。
图12是第7实施例的加法单元的方框图。
图13是第8实施例的平均块的方框图。
图14是第9实施例的闪烁判断电路的方框图；图15A和15C分别是快门速度快和慢时的除法电路输出图形。
图15B和15D分别是快门速度快和慢时由DFT电路检测到的闪烁分量的图形。
图16是第10实施例的成像装置的方框图。
图17是第10实施例的闪烁分量信号产生电路的工作流程图；图18A和18B是第10和第15实施例的增益控制和快门控制的图形；图19A至19D是已有技术中荧光灯亮度变化和摄像操作之间关系的说明图20A至20D是反映在60赫兹条件下荧光灯亮度变化和成像快门操作之间关系的已有技术的说明图。
图21是第11实施例的照明闪烁检测装置的方框图。
图22是第11实施例的加法或平均操作说明图。
图23是第11实施例的闪烁判断电路的方框图。
图24是第11实施例的加法操作说明图。
图25是第11实施例的静止部分判断电路的操作说明图。
图26是第12实施例的积分电路的操作说明图。
图27是第12实施例的加法或平均操作说明图。
图28是第12实施例的加法操作说明图。
图29是第12实施例的静止部分判断操作说明图。
图30是第13实施例的静止部分判断电路的方框图。
图31是第14实施例的静止部分判断单元的方框图。
图32是第15实施例的成像装置的方框图。
图33是第15实施例的闪烁补偿信号产生电路的工作流程图。
图34是第16实施例的交流电源频率检测装置的方框图。
图35是第16实施例的交流电源频率运算工作流程图。
图36是第16实施例的交流电源频率的工作流程图。
图37是第17实施例的交流电源频率检测装置的方框图。
图38是图37所示的交流电源频率检测电路的方框图。
图39是第18实施例的交流电源频率检测装置。
所有附图的相同或相应单元或部分标注相似标号。
《第1实施例》图1是根据本发明的照明闪烁检测装置的方框图。
照明闪烁检测装置包括积分电路1，附有存储器2和平均电路3的平均单元6，除法电路4，以及闪烁判断电路5。
视频信号输入至积分电路1。积分电路1对一帧(场)的每一水平行(单元区域)的视频信号的像素电平积分。存储器2存储多帧(场)的积分结果。平均电路3从积分电路1和存储器2的积分结果中对多帧(场)的水平行的积分结果求平均。除法电路4分别用水平行的平均结果除水平行的积分结果。闪烁判断电路5根据水平行除法计算结果的频率分析来判断在视频信号中是否存在照明闪烁。
本实施例中的照明闪烁检测装置是采用分立电路的。然而，该照明闪烁检测装置也可以采用数字信号处理器(DSP)，或具有程序的计算机。
视频信号由摄像机(图1中没有显示)在照度随着交流电源电压变化而改变的情况下产生。即，荧光灯照明下物体的图像被摄像机拍摄。
图2A和2B说明第1实施例。
积分电路1对每水平行(单元区域)的像素电平(亮度级)积分，累加，或平均。第n帧的第I行的积分结果用SUMn，i来表示，如图2A所示。如果一帧视频信号包含480行，则积分电路1就对i=1至480计算出积分结果SUMn，1至SUMn，480。
存储器2依此存储预定数值帧(场)的积分结果。平均电路3起着从积分电路1得到的SUMn，i和从存储器2得到的SUMn-1，i，SUMn-2，i和SUMn-3，i相加或平均的作用。图2B显示了当前帧和前一帧的积分结果相加或平均的操作。存储器2存储积分结果SUMn，i并输出n-1至n-3帧第i行的积分结果SUMn-1，i，SUMn-2，i和SUMn-3，i。平均电路3对SUMn，i，SUMn-1，i，SUMn-2，i和SUMn-3，i，求平均(累加)。即，平均电路3对当前帧或场的每个单元区域的积分电平和相邻帧或场的对应单元区域的积分电平求平均。平均的结果以AVEn，i表示。在本实施例中，每一个平均运算单元的以前帧的数目是3。然而，也可将至少大于1的以前帧的积分结果加到当前帧的积分结果上。
除法电路4通过对积分电路1的输出SUMn，i和平均电路3的输出AVEn，i的计算得到SUMn，i／AVEn，i。即，除法电路4起着将每个单元区域的平均结果和积分结果之间相除的作用。闪烁判断电路5利用除法电路4的除法结果判断是否闪烁。图3是闪烁判断电路5的方框图。闪烁判断电路5包括一个DFT(离散傅里叶变换)电路21，向它提供SUMn，i／AVEn，i相除的结果；还包括一个比较电路22，用于将DFT电路21的输出与阈值进行比较。
图4A表示第1实施例的除法电路4的输出图形，图中，横轴表示一帧中行数，纵轴表示相除结果的电平，即，SUMn，i／AVEn，i。相除的结果显示闪烁。
图4B是第1实施例的DFT电路21的输出图形，图中，横坐标轴表示频率，纵坐标轴表示频率分量的电平。
DFT电路21对除法电路4的除法结果作离散傅里叶变换以输出如图4B所示的频率分量。
行F50表示DFT电路21在50赫兹下的电平，即，50赫兹的分量；而行F60表示DFT电路21在60赫兹下的电平，即，60赫兹的分量。
比较电路22以阈值电平TH50-ON，TH60-ON，TH50-OFF和TH60-OFF来比较DFT电路21的结果F50和F60。存在下述关系TH50-ON＞TH50-OFF和TH60-ON＞TH60-OFF。
为了检测视频信号中50赫兹和60赫兹的闪烁，比较电路22基本上采用阈值电平TH50-ON和TH50-OFF来比较分量F50以及采用阈值电平TH60-ON和TH60-OFF来比较分量F60。
更详细地说，比较电路22如下所述判断闪烁当F50的数值＜TH50-OFF和F60的值＜TH60-OFF时，比较电路22就判定不存在闪烁。
当α×F60＜F50和F50＞TH50-ON时，比较电路22就判定存在50赫兹的闪烁。
当β×F50＜F60和F60＞TH60-ON时，比较电路22就判定存在60赫兹的闪烁。
在其它情况下，比较电路22就会判定不知道是否存在闪烁。
在上述等式中，α是50赫兹闪烁检测的加权因子，而β是60赫兹闪烁检测的加权因子。这些因子都大于1，因此，如频率分量F50(F60)大于频率分量F60(F50)乘加权因子所得的值，比较电路22就判定存在着50赫兹(60赫兹)的闪烁。这减少了在表示一幅图像的一帧中是否存在因亮度级变化引起闪烁的误判概率。
如上所述，根据本实施例，可从对应行的多帧或场(包括当前帧)的积分数值中判断闪烁的存在。于是，在没有受图像运动而引起亮度级变化的影响下就能提供闪烁的检测。此外，这种结构(方法)也提供了其中亮度级变化的60赫兹照明闪烁的检测。
在第1实施例中，积分电路1对每水平行的像素值积分。然而，积分电路1也可对更稀水平行的像素值积分，这里，变烯的周期明显短于闪烁(差拍)分量的周期。在这种情形下，积分电路1以后的电路级将对变稀的水平行进行上述运作。于是，存储器2的容量可减少。
《第2实施例》第2实施例的照明闪烁检测装置大体上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是积分电路1b对每个其中闪烁分量被认为基本相同的多个水平行积分。即，像素的视频(亮度级)电平是每相邻或连续三行(如第i行，第(i+1)行和第(i+2)行)进行积分或平均并加以输出。
图5说明了第2实施例的积分操作。
假定第n帧的第i行，第(i+1)行和第(i+2)行的所有有效像素视频电平的积分或平均值表示为SUMnI，第n帧的第(i+3)行，第(i+4)行和第(i+5)行的所有有效像素视频电平的积分或平均值表示为SUMnI+1。
本实施例对采用滤色镜的成像器所获得的视频信号是非常有效的。图6A和6B显示了本实施例的用于单板成像器的滤色镜的配置和处理。图6A显示的配置是补充滤色镜的结构，图6B显示的配置是适用于主滤色镜结构的拜耳设置部分。如图6A和6B所示，不同滤色镜设置并粘附于成像器。
在互补滤色镜型的成像器中，第1行和第2行是交替设置的，其中，蓝色滤色镜Cy和黄色滤色镜Ye交替设置第1行的每一个像素，而深红色滤色镜Mg和绿色滤色镜交替设置第2行的每一个像素。在两个相继行像素的视频电平的积分中，链行所环绕的四个像素作为一块来处理。一块中的视频信号电平可表示为Cy+Mg+Ye+G=2R+3G+2BY这样，一块中的视频信号提供了与亮度信号基本上相同的电平。该信号类似于亮度信号，它被积分并且其结果用于检测闪烁，所以可获得精确的闪烁检测。
在图6B所示的配置中，R和G滤色镜在一行是交替设置的，而G和B滤色镜在另一行也是交替设置的。在这两行的积分中，链行所环绕的四个像素作为一块处理并对多块数值积分。一块中视频信号的电平可表示为R+G+G+B=R+2G+BY于是，一块中视频信号的电平基本上与亮度信号Y相同。该信号类似于亮度信号，它被多个水平行(两行)间隔积分，因而也能提供精确的闪烁检测。
正如以上所讨论的，根据第2实施例，视频信号电平的积分对每个可认为其中闪烁分量电平是基本上相同的多行有效。于是，这种结构减少了目标图像的亮度电平变化的影响，因而，提供了精确的闪烁检测。
《第3实施例》根据第3实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是积分电路1C对多个水平行的像素的视频电平积分，这些水平行相互偏移由闪烁的频率和帧的频率确定的周期。
图7是第3实施例的说明。
在使用50赫兹交流电源电压照明拍摄图像的情形中，存在(3+1／3)倍帧的周期性的电平变化，正如图7所示。在60赫兹的情形中，一帧上出现四个周期性的电平变化。
于是，积分电路1C就对照明闪烁显示相同相位的水平行(单元区域)的视频信号电平积分。即，积分电路1C对第j行，第(j+p)行和第(j+2)行的像素的视频电平进行积分或平均。该电平可表示为SUMnJ。第j行，第(j+p)行和第(j+2)行的像素的视频电平平均数值可表示为SUMnJ+1。
每个单元区域都包含了1帧中具有间隔的多个水平行，这些水平行在视频信号的闪烁分量中显示相同相位。当闪烁的频率不能被帧频整除时，每个单元区域中的水平行的数目可根据闪烁频率(如，100赫兹)和帧频(如，30赫兹)相除来确定。
正如以上所讨论的，在本发明的第3实施例中，视频信号电平对每个多个水平行积分，这些水平行在照明闪烁和帧频周期的差频中显示出相同的相位。此外，积分的数值对多个帧进行平均，这些帧包括了当前帧和以前帧，平均值用来判断是否存在闪烁。于是，由于能够减少目标图像在亮度上变化，所以就能提供精确的照明闪烁检测。此外，积分结果SUMnJ的数目是第1实施例中积分结果SUMni的三分之一。这样，存储器2的容量也可以减少到三分之一。
《第4实施例》根据第4实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是用平均电路3b代替第1实施例的平均电路3。
图8是第4实施例的平均单元6b的方框图。
平均单元6b包括了乘法器31，加法器32，存储器33和乘法器34。乘法器31将积分电路1的输出SUMn，i与系数(1-k)相乘。加法器32将乘法器34的输出加到乘法器31的输出上。存储器33暂存储加法器32的输出。乘法器34将存储器33的输出AVEn，i与系数k相乘。该系数k是预定的循环系数，这里，0≤k≤1．乘法器31将积分电路1的输出SUMn，i与(1-k)相乘并将其结果输入给加法器32。存储器33存储一帧加法器32的结果并输出一个平均的信号AVEn，i，该信号从输出SUMn，i延迟一帧。乘法器34将平均的信号AVEn，i与k相乘。加法器32把输出(1-k)×SUMn，i加至乘法器34的输出k×AVEn，i，并对存储器33提供输出。
于是，平均单元6b的输入SUMn，i和平均信号之间具有下述关系AVEn，i=(1-k)×SUMn，i+k×AVEn-1，i=(1-k)×SUMn，i+k×(10k)×SUMn-1，i+k2× (1-k)×SUMn-2，i+…如上所述，采用循环型滤波器可对以前无限个帧实现平均，所以也可以用固定的数值实现除法。于是，提供了不受因图像中物体运动引起的亮度级变化影响的照明闪烁检测。
《第5实施例》根据第5实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是用平均单元6c代替第1实施例的平均电路6。平均单元6c包括了一个FIR(有限冲激响应)滤波器。
图9是第5实施例的平均单元6c的方框图。平均单元6c包括存储器2c，乘法器35至38，和作为FIR滤波器的加法器39。
存储器2c输出延迟一帧至延迟三帧的积分信号SUMn-1，i和SUMn-2，i和SUMn-3，i。乘法器35将积分信号SUMn，i与αn相乘。乘法器36将延迟一帧的积分信号SUMn-1，i与αn-1相乘。乘法器37将延迟二帧的积分信号SUMn-2，i与αn-2相乘。乘法器38将延迟三帧的积分信号SUMn-3，i与an-3相乘。加法器39起着将乘法器35至38的输出相加的作用并输出平均的结果AVEn，i-2。
因此，在平均单元6c的输入SUMn，i和平均的信号AVEn，i-2之间具有以下关系AVEn，i-2=αn×SUMn，i+αn-1×SUMn-1，i+αn-2×SUMn-2，i+αn-3×SUMn-3，i在60赫兹照明的条件下，如果帧周期是1／30秒，则每帧的闪烁分量将逐渐变化。这种FIR型平均单元6c通过从包含了60赫兹闪烁引起的亮度渐变的积分结果SUMn，i中得到平均信号AVEn，i并通过设置系数αn，αn-1，αn-2，αn-3从而提供照明闪烁检测。
如上所述，根据第5实施例，使用FIR滤波器进行平均，所以积分数据能以所要求的特性来平均。于是，可提供精确的闪烁检测。
《第6实施例》根据第6实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是在积分电路1与除法电路4之间和平均电路3与除法电路4之间分别提供了加法单元10a和10b。
图10是第6实施例加法单元10a和10b的框图。
加法单元10a包括存储积分信号SUMn，i并输出延迟三帧的积分信号SUMn-3，i的存储器41；把延迟三帧的积分信号SUMn-3，i加至积分信号SUMn，i并向除法电路4提供相加结果的第1加法器42。
加法单元10b包括存储器43和加法器44，其中存储器43用于存储平均的信号AVEn，i并输出延迟三帧的平均信号；加法器44将延迟三帧的平均信号AVEn-3，i加到平均信号AVEn，i上并且把加的结果提供给除法电路4。除法电路4将加法器42的结果除以加法器44的结果。于是，除法电路4的输出可表示为D1=(SUMn，i+SUMn-3，i)／(AVEn，i+AVEn-3，i)在50赫兹的情形下，如果帧的周期是1／30秒，则闪烁就会每隔三帧以相同的模式出现。所以，当前帧的积分信号加上延迟三帧的积分信号且当前帧的平均信号也加上延迟三帧的平均信号，以消除视频信号中由拍摄物体图像而产生的影响。
在该例子中，积分信号SUMn，i和平均信号AVEn，i都分别与延迟三帧的积分信号SUMn-3，i和AVEn-3，i相加。然而，这取决于交流电源电压的频率和视频信号的帧频相互之间的关系。于是，该数值并不局限于3。
图11是第6实施例的加法单元11a和11b的另一个例子。这些加法单元11a和11b采用了循环式的滤波器。
加法单元11a包括了乘法器51，加法器52，存储器53和乘法器54。乘法器51将积分电路1的输出结果SUMn，i与系数(1-k1)相乘。加法器52把乘法器54的输出与乘法器51的输出结果相加。存储器53存储加法器52的输出并从加法器52的结果中提供延迟三帧的输出。乘法器54把存储器53的输出与系数k1相乘。系数k1是个预先确定的循环系数，其值为0≤k1≤1。
加法单元11b包括乘法器55，加法器56，存储器57和乘法器58。乘法器55将积分电路1的输出AVEn，i与系数(1-k1)相乘。加法器56把乘法器58的输出加上乘法器55的输出。存储器57存储加法器56的输出并提供从加法器56的输出延迟三帧的输出。乘法器58把存储器57的输出与系数k1相乘。系数k1是个预先确定的循环系数，其值为0≤k1≤1。
于是，除法电路的输出可表示为D2={(1-k1)×SUMn，i+k×SUMn-3，i}／{(1-k1)×AVEn，i+k1×AVEn-3，i}如以上所述，当前帧的积分信号加到三帧前积分信号上以及当前帧的平均信号也加到三帧前平均信号上就可消除在视频信号中由拍摄物体图像而产生的影响。这样，在50赫兹交流电源和1／30秒帧周期的情形中的照明闪烁就能有效地检测出。
《第7实施例》根据第7实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是进一步提供了加法单元12a和12b。
图12是第7实施例的加法单元12a和12b的方框图。
加法单元12a包括存储器61和加法器62，存储器61存储积分信号SUMn，i以及输出延迟一帧和延迟两帧的积分信号；加法器62起着延迟两帧的积分信号SUMn-2，i，延迟一帧的积分信号SUMn-1，i，和积分信号SUMn，i之间的相加作用并向除法电路4提供相加的结果。
加法单元12b包括存储器63和加法器64。存储器63存储平均信号AVEn，i以及输出延迟一帧的平均信号AVEn-1，i和延迟两帧的平均信号AVEn-2，i；加法器64起着延迟两帧的平均信号AVEn-2，i，延迟一帧的平均信号AVEn-1，i和平均信号AVEn，i之间的相加作用并向除法电路4提供相加的结果。除法电路4将加法器62的相加结果除以加法器64的相加结果。于是，除法电路的输出可表示为D3=(SUMn，i+SUMn-1，i+SUMn-2，i)／(AVEn，i+AVEn-1，i+ AVEn-2，i)在60赫兹交流电源的情形中，如果帧的周期是1／30秒，则由闪烁而引起的电平变化就不会在每帧上出现，这是由于帧的周期是照度变化周期的整数倍。然而，如果交流电源的频率在60赫兹附近变化，则屏幕上的黑带就会在每帧中移动，因而严重影响重现的图像质量。于是，当前帧的积分信号，延迟一帧的积分信号与延迟两帧的积分信号累加并且当前帧的平均信号，延迟一帧的平均信号与延迟两帧的平均信号累加以提供稳定的相除的结果。这是因为如果交流电源的频率是60赫兹和在60赫兹的附近变化以及帧的周期是1／30秒，那么，在相邻帧的相同行的视频信号电平是缓慢变化的。于是，累加在相邻帧相同行的视频电平和累加在相邻帧相同行的平均电平。这样，除法是有效的，所以也就提供了稳定的除法结果。
在本实施例中，分别累加了相邻三帧的积分信号和平均信号。这累加的帧的数目取决于交流电源频率和视频信号的帧频之间的关系。所以，帧的数目不限定于3。从而，在交流电源频率为60赫兹和帧周期为1／30秒的条件下产生的照明闪烁能有效地加以检测。
《第8实施例》根据第8实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是进一步提供了平均模块13。
图13是第8实施例的平均模块的方框图。
平均块包括存储器72和平均电路73。存储器72存储除法电路4的除法结果，并当输入第j行的除法结果时，存储器72就输出相同场已延迟的第(j+p)和第(j+2p)水平行的除法结果。平均电路73求第j，第(j+p)和第(j+2p)水平行相除结果的均值。于是，就可得到平均模块的输出信号VB={(SUMn，j／AVEn，j)+(SUMn，j+P／AVEn，j+P)+(SUMn，j+ 2p／AVEn，j+2P)}×1／3平均电路73可采用中间滤波器，对在闪烁分量差频中显示相同相位的相同帧不同水平行中除法结果进行滤波。平均后的信号提供给闪烁判断电路5。
如上所述，平均同一帧中显示闪烁分量相同相位的不同行中的除法结果，就可消除视频信号中由于拍摄物体图象而产生的照亮变化级的影响。
《第9实施例》根据第9实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第1实施例的照明闪烁检测装置相同的结构。所不同的是进一步为闪烁判断电路5b提供阈值处理电路82。阈值处理电路82可根据快门速度信号来改变阈值，该快门速度信号用于控制产生提供积分电路1的视频信号的成像器的快门速度。
图14是第9实施例的闪烁判断电路5b的方框图。
阈值处理电路82根据快门速度信号来变化阈值班TH50-ON，TH60-ON，TH50-OFF和TH60-OFF以向比较电路22提供变化的值。
图15A和15C分别是快门速度分别为高和低时除法电路4的输出波形。图15B和15D显示了快门速度分别为高和低时由DFT电路81检测到的闪烁分量。
通过图15B和15D的比较可以清楚地意识到当快门速度为高时则闪烁的分量就比较高，而当快门速度为低时则闪烁的分量也就比较低。于是，在本实施例中，当快门速度高时，阈值就设定得高，反之，当快门速度低时，就根据快门速度信号将阈值设定得低。
从而，通过控制与DFT电路81输出相比较的阈值就能更精确地判断闪烁分量。于是，通过改变快门速度可提供精确的照明闪烁判断。
《第10实施例》根据第十实施例的照明闪烁补偿信号产生装置基本上具有与第1至第9实施例装置结构相同的结构。所不同的是除了根据第1至第9实施例的照明闪烁检测装置以外，进一步提供了闪烁补偿信号产生电路92。
图16是第10实施例的图像装置的方框图。在图16中，闪烁补偿信号产生装置90构成为图像装置的一部分。
图象装置包括了成像器件93(如，MOS型成像元件)。AGC(自动增益控制)放大器94，A／D转换器95，闪烁补偿信号产生装置90和驱动电路96。闪烁补偿信号产生装置90包括闪烁检测电路91和闪烁补偿信号产生电路92。
成像器件93获取图像并产生视频信号。具体而言，成像器件93是在亮度随着交流电源的周期性电压变化而变化的照明下获取图像的。成像器件是由驱动电路96驱动。AGC放大器94用AGC增益控制信号控制的增益放大成像器件93的视频信号。A／D转换器95把来自AGC放大器94的视频信号转换成数字视频信号。如第1至第9实施里中所述，闪烁检测电路91从数字视频信号中检测照明闪烁。闪烁补偿信号产生电路92根据A／D转换器95的数字视频信号和闪烁检测电路91的检测结果，通过产生提供给驱动电路96的快门速度控制信号和提供给AGC放大器94的AGC增益控制信号来进行照明闪烁补偿。
图17图示了闪烁补偿信号产生电路92的操作流程。
在步骤s1中，当闪烁补偿信号产生电路92检测电源接通时。在步骤s2，闪烁补偿信号产生电路92将照明闪烁补偿的模式设定为50赫兹。接着，闪烁补偿信号产生电路92重复执行包含步骤s3至步骤s10的循环操作。
在步骤s3中，闪烁补偿信号产生电路92得到数字视频信号的视频电平。在后续步骤s4中，闪烁补偿信号产生电路92确定AGC增益和快门速度并产生AGC增益控制信号和快门速度控制信号。在步骤s5中，闪烁补偿信号产生电路92得到照明闪烁的检测结果。在后继的s6步骤中，闪烁补偿信号产生电路92判断照明闪烁频率是否是50赫兹。如果照明闪烁频率是50赫兹，则在步骤s8中，闪烁补偿信号产生电路92将照明闪烁的补偿模式设定为50赫兹。
如果在步骤s6中照明闪烁的频率不是50赫兹，则闪烁补偿信号产生电路92就在步骤s7中判断照明闪烁频率是否60赫兹。如果在步骤s7中照明闪烁频率是60赫兹，则就在步骤s9中，闪烁补偿信号产生电路92将照明闪烁补偿模式设定为60赫兹。如果在步骤s7中照明闪烁频率不是60赫兹，则闪烁补偿信号产生电路92就保持它原来的模式。在步骤s8，s9和s10以后，处理过程又返回到步骤s3。
图18A和18B显示了第10和第15实施例中提到的增益控制和快门控制的图形。
在50赫兹的模式中，闪烁补偿信号产生电路92控制快门速度和AGC增益，如图18A和18B所示。
闪烁补偿信号产生电路92获得数字视频信号视频图像中的亮度，并根据检测到的亮度和闪烁判断结果确定AGC增益和快门速度。在图18A中，“MIN”表示AGC增益的最小值，“MAX”则表示AGC增益的最大值。
当亮度低时，就根据帧频(如，30赫兹)和交流电源电压的频率(如，50赫兹)来确定快门的速度。于是，在低亮度的条件下，快门速度(间隔)为3／100秒，这是一个交流电源电压半周期的整数倍的最低值。
随着亮度增加，AGC增益逐渐减少。当AGC增益达到如图18A所示的AGC增益最小值时，闪烁补偿信号产生电路92瞬间将快门的速度(间隔)变换到2／100秒，如图18B所示。这时，闪烁补偿信号产生电路92把快门速度改变为最小值的3／2倍，这里，“3／2”是快门速度变化率的倒数。从而防止在快门速度变化的瞬间在复现的视频图像上亮度出现迅速的变化。
随着亮度的进一步增加，AGC增益再次逐渐减小。当AGC增益再次达到AGC增益的最小值时，闪烁补偿信号产生电路92瞬间将快门的速度(间隔)变换到1／100秒。同时，闪烁补偿信号产生电路92将快门速度改变为最低值的两倍，这是快门速度变化率的倒数。
当在没有闪烁的条件下快门速度达到最大快门速度时，即，50赫兹时为1／100秒且AGC增益为最低值时，快门速度从1／100秒开始增加(快门的间隔减小)。另外，保持AGC增益。这样，视频信号中的亮度就不会饱和。因此，可扩大动态范围。
此外，在1／100秒的快门速度和更快的快门速度(如，1／250秒)之间最好提供滞后。
上述操作是对50赫兹的交流电源而言。在60赫兹的情况下，快门速度要设置在交流电源电压半周期的整数倍的数值上，如1／120秒，2／120秒，3／120秒等等。
在图16所示的电路例子中，采用了AGC放大器94，它以模拟的方式增益控制。然而，也可在A／D转换器95后采用数字AGC控制电路取代AGC放大器94并根据AGC增益控制信号(数据)来控制数字AGC控制电路。
在上述实施例中，平均单元6起着对当前帧和以前帧的积分值加以平均的作用。然而，也可仅仅对以前帧的积分数值取平均。
此外，在上述实施例中，由MOS型的成像器来检测照明闪烁。然而，本发明也可适用于CCD成像器件产生的视频信号。
如上所述，根据检测闪烁的照明闪烁检测装置和方法，可在采用交流电源电压进行照明且在图像中没有由于物体照度级变化产生的影响的条件下，检测在拍摄图象过程中所产生的闪烁，这是由于平均了多个帧上的视频信号电平并根据平均的结果作出闪烁存在的判断。此外，在30赫兹的帧频和60赫兹交流电源电压下也能作照明闪烁的检测。
另外，根据输入视频信号的视频信号电平和检测到的闪烁频率来控制快门的速度和AGC增益以补偿由照明闪烁引起的亮度变化。此外当亮度是足够亮时，仅仅只要控制快门速度。这就避免了当亮度高时在复现图象中的麻烦。
《第11实施例》图21是第11实施例的照明闪烁检测装置的方框图。
照明闪烁检测装置包括积分电路1，含有存储器2b和平均电路3的平均单元6，除法电路11，闪烁判断电路5，以及静止部分判断单元15。
视频信号输入到积分电路1。积分电路1对视频信号在一帧中的每一水平行(单元区域)的像素电平积分。存储器2b存储多帧(场)的积分结果。平均电路3对来自积分电路1和存储器2b的多帧(场)的水平行积分结果求平均。当静止部分判断单元15检测静止部分时，除法电路11分别将水平行的积分结果除以水平行的平均结果。闪烁判断电路5通过对水平行的除法结果进行频率分析，判断在视频信号中是否存在着闪烁。
在本实施例中，照明闪烁检测装置采用了分立电路。然而，照明闪烁检测装置也可采用数字信号处理器(DSP)，或编程的计算机。
由摄像机(在图21中未图示)在照度随交流电源电压变化而变化的条件下产生视频信号。即，由荧光灯照明的物体图像被摄像机拍摄。
积分电路1对每一水平行的像素电平(亮度级)作积分、累加、或平均。第n帧第i行的积分结果可表示为SUMn，i，如图2A所示。如果视频信号一帧有480行，则积分电路1从i=1至480计算积分结果SUMn，1至SUMn，480。
存储器2b依此存储预定数帧(场)的积分结果。平均电路3对来自存储器2b的SUMn-1，i，SUMn-2，i和SUMn-3，i相加并取平均。图22显示了前面帧积分结果的加法操作和平均操作。存储器2b存储积分结果SUMn，i并输出n-1至n-3帧的第i行的积分结果SUMn-1，i，SUMn-2，i和SUMn-3，i。平均电路3d对SUMn-1，i，SUMn-2，i和SUMn-3，i求均值(累加)。平均的结果以AVn，i表示。在本实施例中，每一个平均运算单元的以前帧的数目是3。然而，也至少有可能将多于1的前帧的积分结果加至当前帧的积分结果。
当静止部分判断单元判定该块是静止时，除法电路11通过计算积分电路1的输出SUMn，i和平均电路3d的输出AVn，i获得SUMn，i／AVn，i。闪烁判断电路5根据除法电路11的除法结果来判断是否存在闪烁。图23是第11实施例的闪烁判断电路5的方框图。闪烁判断电路5包括DFT(离散傅里叶变换)电路21和比较电路22，其中，DFT电路21为检测频率分量电平提供积分结果SUMn，i和平均结果AVn，i，比较电路22采用阈值来比较DFT电路21的输出。
静止部分判断单元15包括加法单元7、存储器8和静止部分判断电路9。静止部分判断单元15利用积分电路1的输出来检测屏幕上图像的静止部分。
加法单元7对一帧上N周期闪烁分量所包括的行的积分结果进行累加。包括闪烁分量N周期的帧部分被称为静止部分判定块。假定第n帧第j静止部分判定块的顶端行数是k，而在该帧的闪烁分量的N(自然数)周期中的行数是p(自然数)。那么，加法单元7的输出B-SUMnj为B-SUMnj=SUMnk+SUMnk+1+…+SUMnk+P-1图24图示了根据第11实施例的加法操作，这里，N=1和j=1。如图19A至19D所示，如果用于照明的交流电源周期是50赫兹以及帧周期为30赫兹，则N的范围为1至3。
如上所述获得的加法单元7的相加结果在光源照明的周期性变化方面是相同的。
图25说明静止部分判断电路9的操作。存储器8暂存几帧的相加结果。静止部分判断电路9计算出来自加法单元7的当前帧的相加结果B-SUMnj和来自存储器8的一帧前相加结果B-SUMn-1，j之间的差并与阈值TH1比较。当差值小于阈值TH1时，则静止部分判断电路9就判定该块为静止部分。
如上所述，因为相加结果B-SUMn，j和B-SUMn-1，j上的闪烁分量电平是相同的，所以差值表示了在静止部分判定块中物体图像的变化或运动。因此，当差值小于阈值TH1时，静止部分判定块就判为是静止的。
当差值小于阈值TH1时，除法电路11从积分电路1的输出SUMni和从平均电路3d的输出AVni中计算SUMni／AVni。当差值等于或大于阈值TH1时，除法电路11不输出相除结果。
图4A显示了根据第11实施例的除法电路11的输出，图中横坐标轴表示一帧的行数而纵坐标轴表示除法结果的电平，即，SUMn，i／AVn，i。除法结果显示了闪烁。
图4B显示了根据第1实施例的DFT电路的输出，图中，横坐标轴表示频率，纵坐标轴表示频率分量的电平。
行F50表示DFT电路21在50赫兹时的电平，即，50赫兹的分量；行F60表示DFT电路21在60赫兹时的电平，即，60赫兹的分量。
比较电路22以阈值TH50-ON，TH60-ON，TH50-OFF和TH60-OFF来比较DFT电路21的结果F50和F60。其关系为TH50-ON＞TH50-OFF和TH60-ON＞TH60-OFF。
一般来说，为了检测视频信号中的闪烁，比较电路22以阈值TH50-ON和TH50-OFF来比较分量F50和以阈值TH60-ON和TH60-OFF来比较分量F60。
更确切地说，比较电路22是以下列方式来判断闪烁当(数值)F50＜TH50-OFF和(数值)F60＜TH60-OFF时，比较电路22就判定不存在着闪烁。
当α×F60＜F50和F50＞TH50-ON时，比较电路22就判定存在50赫兹闪烁。
当β×F50＜F60和F60＞TH60-ON时，比较电路22就判定存在着60赫兹的闪烁。
在其它情形中，比较电路22就判定不知是否存在闪烁。
在以上的等式中，α是50赫兹闪烁检测的加权系数，β是60赫兹闪烁检测的加权系数。这些系数大大于1，所以如果频率分量F50(F60)大于频率分量F60(F50)的加权系数倍数的数值，则比较电路22就判定存在着50赫兹(60赫兹)的闪烁。这就减少了在复现图像的一帧中由于亮度级变化引起的闪烁是否存在的误判概率。
如上所述，根据本实施例，从包括当前帧的多帧(场)的相应行的积分数值的平均中能判断闪烁的存在。于是，在没有由图像运动而引起亮度级变化的影响下，可提供闪烁的检测。此外，本结构(方法)提供了照度级变化的60赫兹照明闪烁的检测。
在第11实施例中，积分电路1对每一水平行的像素数值积分。然而，积分电路1也可对更稀的水平行的像素积分，这里，更稀的周期明显地短于闪烁(差频)分量的周期。在这种情形中，积分电路1以后的电路级对变稀的水平行起着上述的作用。于是，就可减少存储器2b的容量。
在本实施例中，静止部分判断单元15对除法电路11提供静止部分的结果。然而，也可使用闪烁判断电路5的结果。
《第12实施例》根据第12实施例的照明闪烁检测装置具有与第11实施例装置基本上相同的结构。所不同的是积分电路1d对每个其中闪烁分量级认为是基本相同的多个水平行进行积分。即，每相邻行或连续行对像素的视频(亮度)电平积分。
图26说明了第12实施例的积分电路1d的动作。
如图26所示，积分电路1d对每块(图中，两个连续水平行的左半部分)像素的视频(亮度)电平积分或平均，在这些块中闪烁分量级被认为是基本相同的。这里，闪烁分量级被认为是基本相同的区域就称为块。第n帧第i块的所有有效像素的视频电平的积分值或平均值可表示为SUMn，bi。
图27显示对当前帧和以前帧的积分结果的累加或平均的操作。存储器2b存储积分结果SUMn，bi并输出第n-1至n-3帧第i块的积分结果SUMn-1，bi，SUMn-2，bi和SUMn-3，bi。图21所示的平均电路3d对SUMn-1，i，SUMn-2，i和SUMn-3，i作平均(累加)。平均的结果可表示为AVn，i。在本实施例中，每一个平均运算单元的以前帧的数目是3。然而，也可能累加至少大于1的以前帧的积分结果。
图28显示根据第12实施例的加法操作。加法单元7将对应于一帧闪烁分量的N周期的静止部分判断块中的水平行的积分结果累加。加法单元7对第j静止部分判断块中的q块的积分结果累加。假定最上端块数是m。则得到的输出B-SUMnbj为B-SUMnbj=SUMnm+SUMnm+1+…+SUMnm+q-1正如第11实施例中所讨论的，当交流电源频率为50赫兹和帧频为30赫兹时，N是一个从1至3的自然数。图28显示了N=1和j=1的条件。对应于闪烁分量N周期的块(水平行)的累加结果显示出与闪烁有关的相同的照度级。
图29显示根据第12实施例的静止部分判断操作。静止部分判断电路9计算出累加结果B-SUMnbj和从存储器8读出的一帧前累加结果B-SUMn-1之间的差值并将该差值与阈值TH1相比较。当该差值小于阈值TH1时，静止部分判断电路9就判定静止部分判断块是处于静止情况。
静止部分判断电路9向除法电路11提供判断结果。除法电路11只有在静止部分判断块被判定为静止时才计算SUMnbi／AVnbi。如上所述，闪烁判断电路5根据除法电路11的结果SUMnbi／AVnbi来判断闪烁的存在。
本实施例对使用彩色滤色镜的成像器所获得的视频信号是有效的。图6A和6B显示本实施例中适用于单板成像器的滤色镜的配置和处理。图6A显示的配置适用于补充滤波器的结构，而图6B显示的配置是适用于主滤色镜结构的拜耳配置部分。如图6A和6B所示，设置不同的滤色镜并粘附至成像器。
在成像器的补充滤色镜中，第1行和第2行是交替出现的，这里，蓝色滤色镜Cy和黄色滤色镜Ye交替设置在第1行的每一个像素，而深红色滤色镜Mg和绿色滤色镜交替设置在第2行的每一个像素。在两个连续行像素的视频电平的积分中，链行所环绕的四个像素作为一块来处理。一块中的视频信号电平可表示为Cy+Mg+Ye+G=2R+3G+2BY这样，一块中的视频信号电平提供了与照度信号基本相同的电平。该信号类似于亮度信号，它被积分并且其结果用于检测闪烁，因而可获得精确的闪烁检测。
在图6B所示的设置中，一行R和G滤色镜是交替设置的，而另一行G和B也是交替设置的。在这两行的积分中，链行所环绕的四个像素作为一块处理并对多块的数值积分。一块中视频信号的电平可表示为R+G+G+B=R+2G+BY于是，一块中视频信号的电平基本上与照度信号Y相同。该信号类似于照度信号，它对每个多个水平行(两行)积分，因而也能提供精确的闪烁检测。
如上所述，根据第12实施例，视频信号电平对其中闪烁分量可认为是基本上相同的每个区域积分。另外，累加每个静止部分判断块的积分结果并计算当前帧和以前帧积分结果之间的差值。只有当该差值小于阈值TH1时，除法电路才起除法的作用。闪烁判断电路5根据相除结果来判断闪烁的存在。
在本实施例中，静止部分判断电路9控制除法电路11。然而，静止部分判断电路9也可以控制闪烁判断电路5。即，除法操作与静止部分判断的结果无关。只有当静止部分判断块被判定为静止时闪烁判断电路5才判定(输出)闪烁存在。此外，可根据静止部分判断电路9的输出控制闪烁判断电路5的输出结果。
《第13实施例》根据第13实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第11实施例装置相同的结构。所不同的是在静止部分判断单元15中进一步提供了除法电路32。
图30是静止部分判断电路9b的方框图。静止部分判断电路9b包括差值计算电路31，除法电路32，和比较电路33。
差值计算电路31计算当前帧的累加结果B-SUMnj和前一帧的累加结果B-SUMn-1，j之间的差值。除法电路32将从差值计算电路31得到的差值除以从加法单元7得到的累加结果。相除的结果提供给比较电路33。除法的结果可由下式给出｜B-SUMnj-B-SUMn-1j｜／B-SUMnj比较电路33把除法结果与阈值TH2相比。当除法结果小于阈值TH2时，比较电路33就判定第j静止部分判断块为静止。静止部分判断单元15的判断结果，即比较电路33的输出，提供给除法电路11。除法电路11和闪烁判断电路5类似于第11实施例判断闪烁。
在第13实施例中，当前帧的累加结果和前一帧的累加结果之间的比值和分额，即，除法结果与阈值TH2相比较。于是，通过视频信号电平的变化，可提供精确的静止部分的判断，因而也提供了更精确的闪烁检测。
《第14实施例》根据第14实施例的照明闪烁检测装置基本上具有与第13实施例装置相同的结构。所不同的是在静止部分判断电路9c中进一步提供了平均电路41和差值计算电路42。
图31是第14实施例的静止部分判断单元15的方框图。静止部分判断单元15包括平均电路41，它对加法单元7的累加结果和来自存储器8的一帧前的累加结果及二帧前的累加结果求均值；差值计算电路42，它用于计算当前帧的累加结果和平均电路41的平均结果B-AVEnj之间的差值；除法电路43，它将差值除以当前帧的累加结果；以及，比较电路44，它将来自除法电路43的除法结果与阈值TH3相比较。
平均电路41对当前帧的累加结果B-SUMnj和来自存储器8的一帧前的累加结果B-SUMn-1j及二帧前的累加结果B-SUMn-2j求均值，并输出平均的结果B-AVEnj，该结果可由下式给出B-AVEnj=(B-SUMnj+B-SUMn-1j+B-SUMn-2J)×1／3差值计算电路42计算当前帧的累加结果B-SUMnj和平均电路41的平均结果AVEnj之间的差值。除法电路43将差值除以当前帧的累加结果B-SUMnj。除法结果可由下式给出｜B-SUMnj-B-AVEnj｜／B-SUMnj比较电路44将除法电路43的除法结果与阈值TH3相比较。当除法结果小于阈值TH3时，静止部分判断单元15就判定静止部分判断块为静止。静止部分判断单元15的判断结果，即比较电路44的输出，提供给除法电路11。除法电路11和闪烁判断电路5采用类似第11实施例的方法来判断闪烁。
在第13实施例中，当前帧的累加结果B-SUMnj和由平均以前帧的累加结果而得出的平均结果B-AVEnj之间的比值以及该比值与阈值TH3的比较，使得与当前帧视频电平相比较的以前帧的视平电平变得稳定。于是，就能更精确地判断静止部分。因此，可改进50赫兹和60赫兹的闪烁检测的精确度。
此外，在除法电路43中，差值除以当前帧的累加结果B-SUMnj。然而，除以平均结果B-AVEnj而不是除以当前帧的累加结果B-SUMnj可得到类似的效果。另外，平均电路41也可采用环路型滤波器或FIR滤波器。
《第15实施例》根据第15实施例的照明闪烁补偿信号产生装置基本上具有与第11至14实施例装置相同的结构。所不同的是除了根据第11至14实施例的照明闪烁检测装置190以外，还提供了闪烁补偿信号产生电路192。
图32是第15实施例的图像装置的方框图。在图32中，闪烁补偿信号产生装置190是作为图像装置的一部分来构成的。
图像装置包括成像器件193，如MOS型成像元件；AGC(自动增益控制)放大器194，A／D转换器195，闪烁补偿信号产生装置190，以及驱动电路196。闪烁补偿信号产生装置190包括闪烁检测电路191和闪烁补偿信号产生电路192。
成像器件193获取图像并产生视频信号。成像器件193时常是在照度随着交流电源周期性电压变化而变化的照明下获取物体的图像。成像器件193是由驱动电路196驱动。AGC放大器194根据AGC增益控制信号控制的增益来放大成像器件193的视频信号。A／D转换器195将AGC放大器输出的视频信号转换为数字视频信号。闪烁检测电路191从数字视频信号中检测照明闪烁，正如第11至14实施例中所提到的。闪烁补偿信号产生电路192借助于A／D转换器195输出的数字视频信号和闪烁检测电路191的检测结果，通过产生提供给驱动电路196的快门速度控制信号和提供给AGC放大器194的AGC增益控制信号来实现照明闪烁补偿。
图33图示了根据第15实施例的闪烁补偿信号产生电路192的操作流程。
在步骤s11，当闪烁补偿信号产生电路192检测到电源接通时，便在步骤s12将其照明闪烁补偿模式设定为50赫兹。接着，闪烁补偿信号产生电路192重复执行在步骤s13至步骤s20循环中的操作。
在步骤s13中，闪烁补偿信号产生电路192获得数字视频信号的视频电平。在紧接着的步骤s14中，闪烁补偿信号产生电路192确定AGC增益和快门速度并产生AGC增益控制信号和快门速度控制信号。在步骤s15中，闪烁补偿信号产生电路192获得照明闪烁检测的结果。在紧接着的步骤s16中，闪烁补偿信号产生电路192判断照明闪烁频率是否50赫兹。如果照明闪烁频率是50赫兹，那么，闪烁补偿信号产生电路192就在步骤s18中将照明闪烁补偿的模式设定为50赫兹。
如果在步骤s16中照明闪烁频率不是50赫兹，则闪烁补偿信号产生电路192就在步骤s17判断照明闪烁频率是否60赫兹。如果在步骤s17中照明闪烁频率是60赫兹，则闪烁补偿信号产生电路192就在步骤s19中将照明闪烁的模式设定为60赫兹。如果在步骤s17中照明闪烁的频率不是60赫兹，则闪烁补偿信号产生电路192就保持原来的模式。在步骤s18，s19，和s20后，处理又返回到步骤s13。
图18A和18B显示了增益控制和快门控制的操作，这些已在第10实施例中涉及。
在50赫兹的模式中，如图18A和18B所示，闪烁补偿信号产生电路192控制快门速度和AGC增益。
闪烁补偿信号产生电路192获得数字视频信号的视频图像的亮度并根据检测到的亮度和闪烁判断的结果确定AGC增益和快门速度。在图18A中，“MIN”表示AGC增益的最低值，而“MAX”则表示AGC增益的最大值。
当亮度低时，根据帧频(例如，30赫兹)和交流电源电压的频率(如50赫兹)来确定快门速度。于是，在低亮度的条件下，快门速度(间隔)为3／100秒，这是交流电源电压半周期的整数倍的最低数值。
随着亮度的增加，AGC增益逐渐减少。当AGC增益达到如图18A所示的AGC增益的最小值时，闪烁补偿信号产生电路192便瞬间将快门速度(间隔)变化到2／100秒，如图18B所示。同时，闪烁补偿信号产生电路192把快门速度变化到最小值的3／2倍，这里，“3／2”是快门速度变化速率的倒数。它防止在快门速度变化的瞬间在复现的视频图像上亮度出现迅速的变化。
随着亮度的进一步增加，AGC增益再次逐渐减小。当AGC增益再次达到AGC增益的最小值时，闪烁补偿信号产生电路192瞬间将快门的速度(间隔)变换到1／100秒。同时，闪烁补偿信号产生电路192将快门速度改变为最低值的两倍，这是快门速度变化速率的倒数。
当在没有闪烁的条件下快门速度达到最大快门速度，即，50赫兹时为1／100秒且AGC增益为最低时，快门速度从1／100秒开始增加(快门的间隔减小)。另外，保持着AGC增益。即，仅为亮度控制而控制快门速度。这样，视频信号中的亮度就不会饱和。因此，可扩大动态范围。
此外，在1／100秒的快门速度和更快的快门速度(如，1／250秒)之间最好提供了滞后。
以上提到的操作是对50赫兹的交流电源而言。在60赫兹的情况下，快门速度要设置在交流电源电压半周期的整数倍的数值上，如1／120秒，2／120秒，3／120秒等等。
在图32所示的电路例子中，采用了AGC放大器194，它以模拟的方式起着增益控制的作用。然而，也有可能在A／D转换器195后采用数字AGC控制电路取代AGC放大器194并根据AGC增益控制信号(数据)来控制数字AGC控制电路。
在上述的实施例中，平均单元3d起着对以前帧的积分数值取平均的作用。然而，也有可能对以前帧和当前帧的积分数值作平均。
此外，在上述的实施例中，采用MOS型的成像器来检测照明闪烁。然而，本发明也可适用于采用CCD成像器件产生的视频信号。
如上所述，根据第11至第15实施例的检测闪烁的照明闪烁检测装置和方法，也可能在采用交流电源电压的照明条件下且在图像中没有由于物体亮度变化的影响时，检测在拍摄图象过程中所产生的闪烁，这是因为在图像被判定为静止的部分能检测闪烁。于是，由50赫兹交流电源电压和60赫兹交流电源电压所引起的闪烁能分别被自动检测出。这样就能提供闪烁的补偿。
另外，根据输入视频信号的视频信号电平和检测到的闪烁频率来控制快门的速度和AGC增益以补偿由照明闪烁引起的亮度变化。此外，当亮度足够亮时，仅仅只要控制快门速度。这就避免了当亮度高时在复现图像中的麻烦。即，当入射光量增加时，以较高的快门速度拍摄物体的图像防止视频电平的饱和。
《第16实施例》图34是根据第16实施例的交流电源频率检测装置的方框图。
交流电源频率检测电路基本上具有与根据第1实施例的照明闪烁检测装置的相同结构。所不同的是交流电源频率检测电路32取代了闪烁判断电路5。
交流电源频率检测装置包括积分电路1，含有存储器2和平均电路3的平均单元6，除法电路4，和交流电源频率检测电路32。
视频信号输入积分电路1。积分电路1从视频信号中对一帧内每一水平行(尼特区域)的像素电平积分。存储器2存储着多帧(场)的积分结果。平均电路3对从积分电路1和存储器2获得的积分结果进行多帧(场)的水平行的积分结果的平均。除法电路4将水平行的积分结果分别除以水平行的平均结果。交流电源频率检测电路32根据水平行的相除结果来检测交流电源电压的频率。
在本实施例中的交流电源频率检测装置采用了分立电路。然而，交流电源频率检测装置也可能采用数字信号处理器(DSP)或具有程序的计算机。
视频摄像机(未图示)在照度随着交流电源电压变化而变化的照明下产生视频信号。即，物体的图像，在荧光灯的照明下，由视频摄像机拍摄。
积分电路1对每一水平行的像素电平(亮度电平)作积分、累加、或平均。如图2A所示，第n帧第i行的积分结果可以SUMni来表示。如一帧视频信号有480水平行，则积分电路1对i=1至480计算积分结果SUMn，1至SUMn，480。
存储器2依此存储预定帧(场)数的积分结果。平均电路3在来自积分电路1的SUMn，i，和来自存储器2的SUMn-1，i，SUMn-2，i，和SUMn-3，i之间作加法或平均。图2B显示对当前帧和以前帧的积分结果作加法或平均操作。存储器2存储积分结果SUMn，i并输出n-1至n-3帧的第i行的积分结果SUMn-1，i，SUMn-2，i，和SUMn-3，i。平均电路3对SUMn，i，SUMn-1，i，SUMn-2，i，和SUMn-3，i作平均(加法)。其平均结果可表示为AVEn，i。在本实施例中，每一个平均运算单元的以前帧的数目是3。然而，也可将至少大于1的以前帧的积分结果加到当前帧的积分结果上。
除法电路4通过计算积分电路1的输出SUMn，i和平均电路3a的输出AVEn，i可得到SUMn，i／AVEn，i。闪烁判断电路5根据除法电路4的除法结果来判断是否存在闪烁。
交流电源频率检测电路32判断在使用交流电源电压照明下产生的视频信号中是否存在照明闪烁并从除法电路4的结果变化特性中检测交流电源的频率。更确切地说，交流电源频率检测电路32通过分析除法电路4的结果变化的波形来检测交流电源的频率。
图35是说明根据第16实施例的交流电源频率操作的图形。图36图示了根据第16实施例的交流电源频率操作流程。
交流电源频率检测电路32在步骤s21中从除法电路4中获得除法结果。接着，在步骤s22中，交流电源频率检测电路32检测交叉点di(i=1…)，在这些交叉点上除法结果的变化跨越电平1．0。交流电源频率检测电路32在步骤s23中计算在两相邻交叉点(d1和d2，d2和d3…)之间的间隔(间隔中行的数目)，如图35所示。
在紧接着的步骤s24中，交流电源频率检测电路32将它的计数CNT复位为0。接着，在步骤s25和s26中，为了判断由50赫兹交流电源电压产生的闪烁频率，交流电源频率检测电路32判断每个间隔是否包含对应于闪烁分量一个周期的行的一半。
这里，对应于闪烁分量一个周期的水平行的理论数值可从帧频，每帧水平行的数目和交流电源频率中计算出。
在步骤s26中，当水平行的数目处于从FREQ 50 MIN至FREQ 50 MAX所提供容差的可允许范围内时，交流电源频率检测电路32判定间隔包括对应于50赫兹闪烁分量一个周期的水平行的一半。
如果该间隔包括对应于50赫兹闪烁分量一个周期的水平行的一半，交流电源频率检测电路32就在步骤s27中增加它的计数值CNT并返回到步骤s25对一帧的所有行重复执行步骤s25至s27的操作。
在步骤s25中，如果一帧中交叉点的所有间隔都已判断，处理过程就进入步骤s28。
在步骤s28中，交流电源频率检测电路32将计数值CNT与阈值TH4相比较。如果计数值CNT大于阈值TH4，则交流电源频率检测电路32在步骤s29中判定在该帧中存在50赫兹的闪烁。如果计数值CNT不大于阈值TH4，则交流电源频率检测电路32在步骤s30中判定在该帧中不存在50赫兹的闪烁并以类似于步骤s21至s29所提出的操作方式来检测存在的其它闪烁(如60赫兹)。
在步骤s29和s30的处理后，交流电源频率检测电路32通过步骤s31返回步骤s21对下一帧重复上述的操作。
正如以上所讨论的，视频信号在照度随交流电源电压变化而变化的照明下产生，对视频信号一帧的像素电平作积分。包含以前帧的帧的积分结果作与对应水平行相关的平均。每行的积分结果除以每行的平均结果。对除法结果的变化作频率分析来判断交流电源的频率。于是，交流电源频率的测量就有可能不需要从交流的插座来直接检测交流电源电压或交流电流。
此外，因为判断是采用了多帧之间的平均，所以能精确地测量交流电源频率而不存在由于在视频信号屏幕上物体的运动所引起亮度级变化的影响。
《第17实施例》图37是根据第17实施例的交流电源频率检测装置的方框图。
交流电源频率检测装置具有与根据第16实施例的装置基本相同的结构。所不同的是交流电源频率检测电路33取代了交流电源频率检测电路32。
图38是交流电源频率检测电路33的方框图。
交流电源频率检测电路33包括DFT(离散傅里叶变换)电路21，向它提供用于检测频率分量电平的除法结果SUMn，i／AVn，i；比较电路22，它采用阈值与DFT电路21的输出相比较。
向DFT电路21提供除法结果SUMn，i／AVn，i，比较电路22采用阈值与DFT电路21的输出相比较。
图4A显示了除法电路4的输出，图中，横坐标轴表示一帧中行的数目，纵坐标轴表示相除结果的电平，即，SUMn，i／AVEn，i。相除的结果显示了闪烁。
图4B显示了DFT电路21的输出，图中，横坐标轴表示频率，纵坐标轴表示频率分量的电平。
DFT电路21对除法电路4的相除结果的输出频率分量(如图4B所示)进行离散傅里叶变换。
行F50表示DFT电路21在50赫兹下的电平，即，50赫兹的分量；而行F60表示DFT电路21在60赫兹下的电平，即，60赫兹的分量。
比较电路22以阈值电平TH50-ON，TH60-ON，TH50-OFF和TH60-OFF来比较DFT电路21的结果F50和F60。具有下述关系TH50-ON＞TH50-OFF和TH60-ON＞TH60-OFF。
为了检测视频信号中的闪烁，比较电路22基本上采用阈值电平TH50-ON和TH50-OFF来比较分量F50以及采用阈值电平TH60-ON和TH60-OFF来比较分量F60。
更具体地说，比较电路22按以下步骤判断闪烁当F50(的数值)＜TH50-OFF且F60(的数值)＜TH60-OFF时，比较电路22就判定不存在闪烁。
当α×F60＜F50且F50＞TH50-ON时，比较电路22就判定存在50赫兹闪烁。
当β×F50＜F60且F60＞TH60-ON时，比较电路22就判定存在60赫兹闪烁。
在其它情况下，比较电路22就会判定不知是否存在闪烁。
在上述等式中，α是50赫兹闪烁检测的加权因子，而β是60赫兹闪烁检测的加权因子。这些因子都大大于1，因此，如频率分量F50(F60)是大于频率分量F60(F50)的加权因子倍数的数值，比较电路22就会判定存在着50赫兹(60赫兹)的闪烁。这减少了在表示一幅图像的一帧中照度变化引起的闪烁是否存在的误判概率。
如上所述，根据本实施例，可从对应行的含当前帧的多帧或场的积分数值平均中判断闪烁的存在。于是，在没有受图像运动而引起亮度变化的影响下提供闪烁检测。此外，这种构成(方法)也提供了亮度变化下的60赫兹照明闪烁的检测。
在本实施例中，积分电路1对每个水平行的像素数值积分。然而，积分电路1也可能对更稀水平行的像素数值积分，这里，更稀的周期明显短于闪烁(差拍)分量的周期。在这种情形下，积分电路1以后的电路级将对变稀的水平行起到以上提到的作用。于是，存储器2的容量将会减少。
根据本实施例，交流电源频率检测装置包括了DFT电路21和比较电路22，因此基本上能同时检测出各种交流电源频率下的照明闪烁。
《第18实施例》图39是根据第18实施例的交流电源频率检测装置。根据第18实施例的交流电源频率检测装置其结构基本上与根据第16或第17实施例装置的结构相同。所不同的是进一步提供了成像电路200。成像电路200包括成像元件和驱动电路(未显示)。成像电路200产生视频信号并向积分电路1提供视频信号。存储器2，平均电路3，除法电路4，和交流电源频率检测电路32(33)一起检测交流电源的频率，正如以上所讨论的。于是，根据第18实施例的交流电源频率检测装置能够间接从图像检测出照明闪烁的存在和照明闪烁的频率，而不需要直接检测交流电源插座来的交流电源电压或交流电源电流。此外，由于根据第18实施例的交流电源频率检测装置包括了成像电路，所以，就不再需要产生视频信号的单元和向积分电路1提供视频信号的电缆。
权利要求
1．一种照明闪烁检测装置，其特征在于，它包括积分单元，用于对视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号电平进行积分；平均单元，用于将所述帧或场的每个单元区域中的所述积分电平与相邻以前帧或场的对应单元区域的积分电平作平均；除法单元，用于在每个单元区域的所述平均单元的结果和积分单元的结果之间作除法运算；闪烁判断单元，用于通过对所述单元区域的所述除法单元的结果作频率分析来判断所述视频信号中是否存在闪烁并且输出判断的结果。
2．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述单元区域是水平行。
3．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述单元区域是多个相邻的水平行，在这些行中由所述闪烁而引起的电平变化可忽略。
4．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，每个所述单元区域包括在一帧上具有间隔的多个水平行，所述水平行在视频信号的闪烁分量中显示相同相位。
5．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述平均单元包括循环型滤波器。
6．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述平均单元包括有限冲激响应滤波器。
7．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，它进一步包括第一加法单元，用于按每个单元区域将所述帧或场的积分单元的结果加上另一帧或场的积分单元的结果；第二加法单元，用于按每个单元区域将所述帧或场的平均单元的结果加上另一帧或场的平均单元的结果；所述另一帧或场是指先于所述帧或场一由闪烁的频率和视频信号的帧频所确定的预定数的帧或场；所述除法单元在所述第一和第二加法单元的结果之间相除。
8．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，它进一步包括第一加法单元，用于按每个单元区域将预定数目的相邻帧或场的积分单元的结果相加，所述相邻帧或场包括所述帧或场，第二加法单元，按每个单元区域将所述相邻帧或场的平均单元的结果相加；所述除法单元在所述第一和第二加法单元的结果之间相除。
9．权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，它进一步包括另一个平均单元，用于在所述按帧或场的多个单元区域对除法单元的结果作平均；其中，每个所述单元区域都包含在一帧上的具有间隔的多个水平行，所述水平行在视频信号的闪烁分量中显示相同相位。
10．如权利要求1所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，它进一步包括阈值电平产生单元，用于根据用于产生所述视频信号的快门速度控制信号来产生阈值电平；其中，所述闪烁判断单元采用所述阈值电平来判断视频信号中是否存在闪烁。
11．一种照明闪烁补偿信号产生装置，其特征在于，它包括积分电路，用于对所述视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号的电平积分；平均单元，用于将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与相邻的帧或场的对应单元区域的积分电平作平均；除法单元，用于在每个单元区域的所述平均单元的结果和所述积分单元的结果之间作除法运算；闪烁判断单元，用于通过对所述单元区域除法单元结果作频率分析来判断视频信号中是否存在闪烁并且输出判断的结果；闪烁补偿单元，用于根据闪烁判断单元的判断结果来产生用于产生所述视频信号的快门速度控制信号和自动增益控制信号以补偿所述视频信号中的闪烁。
12．一种视频信号中闪烁的检测方法，其特征在于，它包含下述步骤(a)对帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号的视频电平进行积分；(b)将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与相邻的帧或场对应单元区域的积分电平作平均；(c)在每个单元区域的步骤(a)和(b)的结果之间作除法运算；(d)通过对单元区域内步骤(c)的结果作频率分析来判断所述视频信号中是否存在闪烁并且输出判断的结果。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述单元区域是水平行。
14．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述单元区域是多个相邻的水平行，在这些行中由闪烁而引起的视频电平变化可忽略。
15．如权利要求12所述的方法，其特征在于，每个单元区域包括在一帧上具有间隔的多个水平行，所述水平行在视频信号的闪烁分量中显示相同相位。
16．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包含下述步骤采用小于1的系数来计算每帧或场的积分电平。
17．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包含下述步骤对所述积分电平进行有限冲激响应滤波。
18．如权利要求12所述的方法，其特征在于，它进一步包含下述步骤(e)按每个单元区域将所述帧或场的步骤(a)的结果加上另一帧或场的步骤(a)的结果；(f)按每个单元区域将所述帧或场的平均步骤的结果加上另一帧或场的步骤(b)的结果；其中，所述另一帧或场是指先于所述帧或场一由闪烁频率和视频信号的帧频所确定的预定数的帧或场；所述除法单元在步骤(e)和步骤(f)的结果之间相除。
19．如权利要求12所述的方法，其特征在于，它进一步包含下述步骤(e)按每个单元区域对预定数目的相邻帧或场的步骤(a)的结果相加，所述相邻帧或场包含所述帧或场；(f)按每个单元区域将所述相邻帧或场的步骤(b)的结果相加；其中，所述除法是作用于步骤(e)和步骤(f)的结果之间。
20．如权利要求12所述的方法，其特征在于，它进一步包含对所述帧或场的多个单元区域的步骤(c)的结果求平均的步骤，其中，每个所述单元区域包括在一帧上具有间隔的多个水平行，所述水平行在视频信号的闪烁分量的中显示相同相位。
21．如权利要求12所述的方法，其特征在于，它进一步包含下述步骤根据用于产生视频信号的快门速度控制信号来产生阈值电平；其中，采用阈值电平来判断所述视频信号中是否存在闪烁。
22．一种视频信号中闪烁的补偿方法，其特征在于，它包括下述步骤(a)对视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号的电平作积分；(b)将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与相邻帧或场对应单元区域的积分电平作平均；(c)在每个单元区域的步骤(a)和(b)的结果之间作除法运算；(d)通过对单元区域内步骤(c)结果作频率分析来判断所述视频信号中是否存在闪烁并且输出判断的结果；(e)根据步骤(d)的判断结果来产生快门速度控制信号和自动增益控制信号以补偿所述视频信号中的闪烁。
23．一种照明闪烁检测装置，其特征在于，它包括积分单元，用于对视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号电平积分；平均单元，用于将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与相邻帧或场的对应单元区域的积分电平作平均；静止部分判断单元，用于根据积分单元的结果来判断包含一帧的部分单元区域的每一块图像是否静止；除法单元，用于在每个单元区域的所述平均单元的结果和积分单元的结果之间相除；以及，闪烁判断单元，用于根据所述除法单元和静止部分判断单元的结果来判断视频信号中是否存在闪烁。
24．如权利要求23所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述单元区域是水平行。
25．如权利要求23所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述单元区域是多个相邻的水平行，在这些行中由闪烁引起的视频电平的变化可忽略。
26．如权利要求23所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述块是在一帧或场中以垂直方向设置，每块的垂直长度是根据用来产生视频信号的交流电源电压引起照明变化的周期和视频信号的帧频的整数倍来确定的；所述静止部分判断单元包括加法装置，用于按每块对单元区域的积分结果相加；变化检测装置，用于检测当前帧或场的每块和以前帧或场的对应块之间加法装置结果的变化；比较装置，采用一阈值来比较该变化，其中，当变化小于阈值时，所述静止部分判断单元就判定每个所述块的图像是静止的。
27．如权利要求26所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述变化检测装置包括差值计算单元，用于计算当前帧或场的各块加法装置的结果和以前帧或场的对应块加法装置结果之间的差值；除法单元，将差值计算单元的结果除以当前帧或场的加法装置的结果；比较单元，采用阈值来比较除法单元的结果；其中，当除法单元的结果小于所述阈值时，所述静止部分判断单元就判定每个所述块的图象是静止的。
28．如权利要求26所述的照明闪烁检测装置，其特征在于，所述变化检测装置包括变化检测平均单元，用于在每个所述块当前帧或场的加法单元的结果和以前帧或场的加法单元结果之间平均；差值计算单元，计算加法单元的结果和变化检测平均单元的结果之间的差值；除法单元，将所述差值计算单元的结果除以当前帧或场的加法单元的结果；比较单元，采用阈值来比较除法单元的结果；其中，当除法单元的结果小于阈值时，静止部分判断单元就判定每块区域的图象都是静止的。
29．一种照明闪烁补偿信号产生装置，其特征在于，它包括积分单元，用于对视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号电平积分；平均单元，用于将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与至少相邻帧或场的对应单元区域的积分电平平均；静止部分判断单元，用于根据积分单元的结果来判断包含一帧的部分单元区域的每一块图像是否静止；除法单元，用于在每个单元区域的平均单元的结果和积分单元的结果之间作除法运算；闪烁判断单元，用于根据除法单元和静止部分判断单元的结果来判断视频信号中是否存在闪烁；以及，闪烁补偿单元，用于根据闪烁判断单元的判断结果来产生用于产生视频信号的快门速度控制信号和自动增益控制信号以补偿所述视频信号中的闪烁。
30．一种视频信号中闪烁的补偿方法，其特征在于，它包含下述步骤(a)对所述视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号电平积分；(b)将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与相邻的帧或场对应单元区域的积分电平平均；(c)根据步骤(a)的结果，判断在每个包含部分单元区域的块中的图像是否静止；(d)在每个单元区域的步骤(a)和(b)的结果之间作除法运算；(e)根据步骤(c)和(d)的结果来判断所述视频信号中是否存在闪烁。
31．如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述单元区域是水平行。
32．如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述单元区域是多个相邻的水平行，在这些行中由闪烁而引起的视频电平变化可忽略。
33．如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述块是在一帧或场中以垂直方向设置，每块的垂直长度是根据用来产生视频信号的交流电源电压引起照明变化的周期的整数倍来确定的；步骤(c)包含下述步骤(f)以每块对单元区域的积分结果累加；(g)检测当前帧或场的各所述块步骤(f)的结果和以前帧或场的对应块步骤(f)的结果之间的变化；(h)采用阈值来比较变化，其中，在步骤(c)，当所述变化小于阈值时，就判定每个所述块的图像为静止的。
34．如权利要求33所述的方法，其特征在于，步骤(g)包含下述步骤(i)计算当前帧或场的各块步骤(f)的结果和以前帧或场的对应各块步骤(f)的结果之间的差值；(j)将步骤(i)的结果与当前帧或场的步骤(f)的结果相除；(k)采用阈值来比较步骤(j)的结果，其中，在步骤(c)，当步骤(j)的结果小于所述阈值时，就判定每个所述块的图像为静止的。
35．如权利要求33所述的方法，其特征在于，步骤(g)包含下述步骤(i)当前帧或场的各块步骤(f)的结果和以前帧或场的各块步骤(f)的结果之间作平均；(j)计算步骤(f)的结果和步骤(b)的结果之间的差值；(k)将所述当前帧或场步骤(j)的结果与步骤(f)的结果相除；(l)采用阈值来比较步骤(k)的结果，其中，在步骤(c)中，当步骤(k)的结果小于所述阈值时，就判定每块区域的图像为静止的。
36．一种视频信号中闪烁的补偿方法，其特征在于，它包含下述步骤(a)对所述视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号电平进行积分；(b)将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与相邻的帧或场对应单元区域的积分电平作平均；(c)根据步骤(a)的结果，判断在每个包含部分单元区域的块中的图像是否静止；(d)在每个单元区域的步骤(a)和(b)的结果之间作除法运算；(e)根据步骤(c)和(d)的结果来判断视频信号中是否存在闪烁；(f)根据步骤(e)的判断结果来产生用于产生视频信号的快门速度控制信号和自动增益控制信号以补偿视频信号中的闪烁。
37．一种交流电源频率检测装置，其特征在于，它包括闪烁分量检测单元，用于检测在照度随交流电源电压变化的照明下产生的视频信号中的闪烁分量；以及，闪烁判断单元，用于根据检测到的闪烁分量来判断所述视频信号中是否存在闪烁并输出判断的结果。
38．如权利要求37所述的交流电源频率检测装置，其特征在于，所述闪烁分量检测单元包括积分装置，用于对帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号电平积分；平均装置，用于将所述帧或场的每个所述单元区域中的积分电平与相邻帧或场的对应单元区域的积分电平区域平均；除法装置，用于在每个单元区域的平均单元的结果和积分单元的结果之间作除法运算以输出检测到的闪烁分量。
39．如权利要求37所述的交流电源频率检测装置，其特征在于，所述闪烁判断单元包括变化分析装置，用于分析检测到的闪烁分量随水平行的变化。
40．如权利要求37所述的交流电源频率检测装置，其特征在于，所述闪烁判断单元包括频谱分析装置，用于分析闪烁分量的频谱。
41．如权利要求37所述的交流电源频率检测装置，其特征在于，所述单元区域是水平行。
42．一种交流电源频率检测装置，其特征在于，它包括成像单元，用于在照度随交流电源电压变化的照明下产生视频信号；闪烁分量检测单元，用于检测所述视频信号中的闪烁分量；频率检测单元，用于检测来自闪烁分量检测单元的闪烁分量的频率。
43．一种交流电源频率的测量方法，其特征在于，它包含下述步骤(a)检测在照度随交流电源电压变化的照明下产生的视频信号中的闪烁分量；(b)根据检测到的所述闪烁分量判断视频信号中是否存在闪烁。
44．如权利要求43所述的方法，其特征在于，步骤(a)包含下述步骤对所述视频信号的帧或场所包含的每个单元区域中像素的视频信号电平进行积分；将所述帧或场的每个单元区域中的积分电平与相邻的帧或场对应单元区域的积分电平平均；在每个单元区域的平均步骤和积分步骤的结果之间相除并输出检测到的闪烁分量。
45．如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包含下述步骤分析检测到的闪烁分量随水平行的变化。
46．如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包含下述步骤分析所述闪烁分量的频谱。
47．如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述单元区域是水平行。
全文摘要
包含照明闪烁分量的视频信号对视频信号的帧或场的各个单元区域的水平行作积分。帧的各个单元区域的积分电平和相邻帧的对应单元区域的积分电平平均。每个单元区域的平均结果和积分结果之间相除。通过对单元区域相除结果作频率分析来判断视频信号中是否存在闪烁。用于判断闪烁的阈值可根据快门速度控制信号改变。根据闪烁判断的结果通过控制快门速度或自动增益控制来实现闪烁补偿。可从多帧的积分结果中检测出帧中块的静止情况。当该块被判定为静止时,就判断有闪烁。
文档编号H04N5/235GK1292623SQ0013063
公开日2001年4月25日 申请日期2000年10月6日 优先权日1999年10月8日
发明者笠原美沙, 田部井宪治, 须部信 申请人:松下电器产业株式会社