專利名稱：運(yùn)動畫面中閃爍的消除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動畫面中閃爍的消除方法，特別涉及一種對數(shù)字圖像顯示過程中因攝像裝置的參數(shù)設(shè)置和外部光源不相適應(yīng)時出現(xiàn)的滾動暗條紋進(jìn)行消除的方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)字?jǐn)z像裝置進(jìn)行工作時，為了適應(yīng)不同的頻率的人造光源和室外自然光，都要對攝像裝置的一些參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，其中一個比較重要的參數(shù)是攝像裝置的自動曝光時間。數(shù)字?jǐn)z像裝置在工作的時候總是根據(jù)周圍環(huán)境的明暗變化不斷的調(diào)整曝光時間，對于不用的環(huán)境光源，曝光時間初始值和每一次調(diào)整的步長都會有所不同。但是在實(shí)際使用的過程中，攝像裝置的參數(shù)設(shè)置和實(shí)際的環(huán)境光源經(jīng)常有不匹配的情況發(fā)生，畫面的閃爍便會隨之發(fā)生。
比如在50Hz交流電驅(qū)動的光源下，攝像裝置曝光時間理應(yīng)總是0.01秒的整數(shù)倍。攝像裝置的參數(shù)設(shè)置可能會處在60Hz或者室外自然光情況下的設(shè)置狀態(tài)，此時曝光時間并不是0.01秒的整數(shù)倍，于是攝像裝置所捕捉的圖像上就會出現(xiàn)豎向滾動的暗條紋，這樣會嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。同理，在60Hz光源下，光源的閃爍周期應(yīng)該是1/120秒，所以攝像裝置的自動曝光時間理應(yīng)是1/120秒的整數(shù)倍。但如果此時攝像裝置參數(shù)的設(shè)置卻處在50Hz光源或者室外自然光情況下的，那么實(shí)際的曝光時間也并不是1/120秒的整數(shù)倍，同樣，在顯示的圖像上也會出現(xiàn)豎向滾動的暗條紋。
此外，在有些時候，這種暗條紋非常微弱，使用者通過肉眼很難去進(jìn)行判斷，在對畫面質(zhì)量要求高的操作標(biāo)準(zhǔn)下，這種情況非常討厭。
本發(fā)明的目的就是提出一種避免上述情況出現(xiàn)的方法，對攝像時的外部光源進(jìn)行判斷檢測進(jìn)而選擇合適的攝像參數(shù)設(shè)置，以有效的消除畫面的閃爍。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)攝像頭的參數(shù)設(shè)置和實(shí)際的環(huán)境光源不匹配的時候，攝像頭所捕捉的圖像上會出像滾動的暗條紋，此時對于某一行像素來說，在連續(xù)的兩幀間可能有明顯的明暗變化，所以就可以根據(jù)一行像素在兩幀間的明暗變化來判斷圖像上是否有暗條紋出現(xiàn)。但是如果只取一行像素進(jìn)行判斷，那么圖像上的噪聲，和攝像頭的抖動都會嚴(yán)重影響判斷精度，而且有可能某一行在第一幀的時候正好處在暗條紋中，當(dāng)?shù)诙臅r候這一行又恰巧還處在暗條紋中。于是判斷的目的便無法達(dá)到了。所以在資源允許的情況下，推薦盡可能取更多的行進(jìn)行判斷以提高判斷精度。
本發(fā)明提出的目的通過以下方案來實(shí)現(xiàn)，一種數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法首先，對攝像裝置依次切換不同的參數(shù)設(shè)置狀態(tài)并判斷圖像上是否有暗條紋出現(xiàn)；然后，根據(jù)攝像裝置在不同的參數(shù)設(shè)置下出現(xiàn)滾動暗條紋的情況判斷出此時的光源種類；最后，修改攝像頭的參數(shù)使其適應(yīng)環(huán)境光源進(jìn)而消除圖像上滾動的暗條紋。
其中在第一個步驟中對圖像上是否有暗條紋出現(xiàn)的判斷是依照下面的方法完成的
首先，從一組連續(xù)圖像中截取一幀靜態(tài)圖像，并計(jì)算出每個像素的亮度值，然后把每一行內(nèi)各像素的亮度值進(jìn)行累加，得到一個相應(yīng)的數(shù)組一；其次，取第二幀圖像并按照與上述過程相同的方式，得到另一個相應(yīng)的數(shù)組二；然后，將數(shù)組一和數(shù)組二中對應(yīng)的行像素亮度累加值逐一相減，并取絕對值；最后，將上述絕對值進(jìn)行累加，如果該數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則可判斷在這種環(huán)境光源下，攝像裝置所捕捉的圖像上沒有滾動的暗條紋出現(xiàn)，反之，則說明圖像上有滾動的暗條紋。
另外，本發(fā)明所述方法并不必須對一幀圖像的每一行都進(jìn)行累加對比計(jì)算，也可以在不降低判斷精度的前提下，從圖像中抽取一定數(shù)量的行像素進(jìn)行上述方法的對比判斷，以減少計(jì)算量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明所述方法主要通過微機(jī)完成，不需要太多的人工操作且判斷精度高，計(jì)算量小。
本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖和并非特定的實(shí)施例的具體描述中將變得更明顯。


圖1是24bits未壓縮RGB圖像的存儲結(jié)構(gòu)；圖2是50Hz交流電時電流的變化周期；圖3是50Hz交流電時光源閃爍周期；圖4是進(jìn)行本發(fā)明所述方法的流程簡單示意框圖；圖5是對圖像的行像素進(jìn)行累加操作的流程圖；圖6是進(jìn)行比較步驟模塊的流程圖；
具體實(shí)施例在下面的說明中，公知的功能或結(jié)構(gòu)將不再詳細(xì)說明，以避免與本發(fā)明的內(nèi)容存在不必要的混淆。
本發(fā)明以攝像頭所捕捉到的連續(xù)數(shù)字圖像為例進(jìn)行分析。
從攝像頭捕捉到的視頻流是由一幀一幀的靜態(tài)圖像組成的，在本方法中的每幀靜態(tài)圖像是未經(jīng)壓縮的24bits RGB圖像。圖像像素的存儲結(jié)構(gòu)如圖1所示(設(shè)圖像尺寸為M*N，單位像素)像素的存儲遵從由左至右、由下至上的原則。對于一個24bits的RGB圖像來說，左下角的像素存在文件數(shù)據(jù)區(qū)的最前面，而右上角的像素存在文件最后面。每一個像素占據(jù)3個字節(jié)，依次存放其B、G、R通道值，從0至255。這三個通道分別代表藍(lán)、綠、紅光學(xué)三原色，它們的值表示其各自光光強(qiáng)，其中0為無光、255為光強(qiáng)最大。因此(0，0，0)代表純黑色，(255，255，255)代表純白色。為方便文件存儲，RGB圖像每一行像素占據(jù)4的整數(shù)倍個字節(jié)。不足部分需在末尾補(bǔ)0。例如有一個24bits RGB圖像寬度為6個像素，則應(yīng)該在其每一行第六個像素的R值后補(bǔ)兩個0(20-3*6＝2)。
在本方法中，作運(yùn)動圖像判斷時需要用到一個像素的亮度值，此值是通過RGB輸入信號來創(chuàng)建的，方法是將RGB信號的特定部分疊加到一起，具體公式如下Y＝0.299R+0.587G+0.114B (1)使用不同的交流電，會產(chǎn)生不同頻率的人造光源。在實(shí)際操作中，50Hz和60Hz這兩種人造光源使用的比較普遍，因此在本發(fā)明中我們以這兩種光源和室外自然光源為例來對所述方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
在使用50Hz交流電的情況下，電流的變化周期為0.02秒，如圖2所示；則用50Hz交流電驅(qū)動時的光源閃爍周期為0.01秒，如圖3所示。對于室外自然光源，由于自然光的閃爍周期我們可以認(rèn)為是無窮小，不存在閃光周期，所以自動曝光時間為任意值時，圖像上都不會出現(xiàn)暗條紋。
圖4是進(jìn)行本發(fā)明所述方法的流程簡單示意框圖，這這里為了方便說明，我們將上述方法分成幾個步驟模塊來表達(dá)A.切換設(shè)置模塊這部分模塊的功能是將攝像頭在不同光源下的參數(shù)設(shè)置下進(jìn)行切換。在不同的光源下，為了得到清晰的畫面都要對攝像頭的幾個參數(shù)設(shè)置不同的值，譬如在本方法中我們是根據(jù)圖像上滾動的暗條紋來判斷所處的環(huán)境光源的，而這種暗條紋的產(chǎn)生主要是由曝光時間引起的，所以我們在這里要對在不同光源下設(shè)置曝光時間的不同進(jìn)行說明50Hz光源的攝像頭設(shè)置曝光時間應(yīng)為1/100秒的整數(shù)倍60Hz光源的攝像頭設(shè)置曝光時間應(yīng)為1/120秒的整數(shù)倍自然光的攝像頭設(shè)置雖然曝光時間可以任意，圖像上都不會產(chǎn)生暗條紋，但是為了方便利于判斷，自然光下的曝光時間設(shè)置不能為1/100秒或者1/120秒的整數(shù)倍。這是因?yàn)樘幵?0Hz的光源下，攝像頭的設(shè)置處在室外自然光條件下，但是此時曝光時間恰好是1/100秒的整數(shù)倍，那么雖然攝像頭的設(shè)置是錯誤的，其所捕捉的圖像上依然沒有暗條紋，這樣就無法進(jìn)行判斷了。
在判斷時，可以采用不同的切換設(shè)置的順序，比如室外自然光下攝像頭設(shè)置→50Hz光源下攝像頭設(shè)置→60Hz光源下攝像頭設(shè)置。也就是說，不論攝像頭所處的環(huán)境是什么樣的光源，都先把攝像頭的參數(shù)設(shè)置到自然光條件下，然后執(zhí)行B(累加)和C(比較)模塊，對圖像進(jìn)行處理；之后，再依次把攝像頭的參數(shù)設(shè)置到50Hz和60Hz光源自然光條件下，同樣執(zhí)行B(累加)和C(比較)模塊，對圖像進(jìn)行處理。
B.累加模塊當(dāng)將攝像頭的設(shè)置切換到某一種光源后，就要開始對圖像的行像素進(jìn)行累加操作了。具體過程如附圖5所示a.截取一幀的圖像，根據(jù)公式(1)計(jì)算出每個像素的亮度值，然后把每一行像素的亮度值累加，并付值給數(shù)組ulPrj1line 1 Y1+Y2+……+Ym→ulPrj1
line 2 Y1+Y2+……+Ym→ulPrj1[1]……line n Y1+Y2+……+Ym→ulPrj1[n]b.取第二幀圖像與過程a類似，也是把每一行的亮度累加值，并付值給數(shù)組ulPrj2。
在實(shí)際計(jì)算中，數(shù)組ulPrj所含各個圖像行像素的亮度累加值可能比較大，所占用的比特?cái)?shù)也相應(yīng)較多，根據(jù)這種情況可以對該些累加值進(jìn)行等比化的縮小處理，則閾值T1也需作相應(yīng)的處理。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明可知，也并不必須對該一幀圖像的N行都進(jìn)行累加對比計(jì)算，也可以在不降低判斷精度的前提下，從圖像中抽取一定數(shù)量的行像素進(jìn)行累加，譬如，隔一抽一或隔二抽一等等，以減少計(jì)算量。
C.比較模塊當(dāng)進(jìn)行了對圖像行像素亮度累加(B模塊)后，要對所得到的數(shù)組ulPrj1和ulPrj2進(jìn)行比較(C模塊)，圖6是進(jìn)行比較步驟模塊的流程圖a.對數(shù)組ulPrj1和ulPrj2的對應(yīng)元素值逐一相減，并取絕對值V1＝|ulPrj1[1]-ulPrj2[1]|V2＝|ulPrj1[2]-ulPrj2[2]|……Vn＝|ulPrj1[n]-ulPrj2[n]|b.再把所得到的V值累加nSum＝V1+V2+...+Vnc.如果nSum大于預(yù)先設(shè)定的閾值T則說明著這種環(huán)境光源下，攝像頭所捕捉的圖像上沒有滾動的暗條紋，反之，說明圖像上有滾動的暗條紋。
在比較(C模塊)完成后，就可以把攝像頭參數(shù)的設(shè)置切換到其他的光源條件下，重復(fù)模塊B和C的操作。直到完成了攝像頭參數(shù)分別設(shè)置在室外自然光下、50Hz光源下和60Hz光源下時的累加(B模塊)和比較(C比較)。
D.判斷模塊綜合前面過程的結(jié)果，進(jìn)行判斷，最后得出此時攝像頭所處在的環(huán)境到底是那種人造光源或者是室外自然光源。譬如如果當(dāng)攝像頭的參數(shù)設(shè)置處在50Hz、60Hz和室外自然光時，經(jīng)過判斷，圖像上都沒有出現(xiàn)滾動的暗條紋，那么就可以得出此時的光源為室外自然光；如果攝像頭參數(shù)設(shè)置在50Hz光源條件下沒有出現(xiàn)暗條紋，而在60Hz和室外自然光條件下都有暗條紋時，那那么就可以得出此時的光源為50Hz人造光源；如果攝像頭參數(shù)設(shè)置在60Hz光源條件下沒有出現(xiàn)暗條紋，而在50Hz和室外自然光條件下都有暗條紋時，那么就可以得出此時的光源為60Hz人造光源。
然后，根據(jù)判斷結(jié)果，再一次運(yùn)用模塊A把攝像頭參數(shù)的切換到攝像頭所處在的環(huán)境光源下。
總上所述，這樣就避免了由于攝像頭參數(shù)設(shè)置和實(shí)際光源不匹配造成的圖像上出現(xiàn)滾動的暗條紋。顯然，本發(fā)明所述方法其它類型光源下也是完全可以適用的，此外以此方法的思路為基礎(chǔ)，可以在其它領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)一些更為復(fù)雜的內(nèi)容。
所以本發(fā)明所述的對運(yùn)動畫面中閃爍的消除方法，不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明之領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)行修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法，包括如下步驟首先，對攝像裝置依次切換不同的參數(shù)設(shè)置狀態(tài)并判斷圖像上是否有暗條紋出現(xiàn)；然后，根據(jù)攝像裝置在不同的參數(shù)設(shè)置下出現(xiàn)滾動暗條紋的情況判斷出此時的光源種類；最后，修改攝像頭的參數(shù)使其適應(yīng)環(huán)境光源進(jìn)而消除圖像上滾動的暗條紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法，其特征在于，對圖像上是否有暗條紋出現(xiàn)的判斷是依照下面的步驟完成的首先，從一組連續(xù)圖像中截取一幀靜態(tài)圖像，并計(jì)算出每個像素的亮度值，然后把每一行內(nèi)各像素的亮度值進(jìn)行累加，得到一個相應(yīng)的數(shù)組一；其次，取第二幀圖像并按照與上述過程相同的方式，得到另一個相應(yīng)的數(shù)組二；然后，將數(shù)組一和數(shù)組二中對應(yīng)的行像素亮度累加值逐一相減，并取絕對值；最后，將上述絕對值進(jìn)行累加，如果該數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則可判斷在這種環(huán)境光源下，攝像裝置所捕捉的圖像上沒有滾動的暗條紋出現(xiàn)，反之，則說明圖像上有滾動的暗條紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法，其特征在于，可對數(shù)組中所含各個圖像行像素的亮度累加值和閾值進(jìn)行等比縮小處理，然后再進(jìn)行比較，以減少計(jì)算量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法，其特征在于，并不必須對一幀圖像的每一行都進(jìn)行累加對比計(jì)算，也可以在不降低判斷精度的前提下，從圖像中抽取一定數(shù)量的行像素進(jìn)行上述方法的對比判斷，以減少計(jì)算量。
5.根據(jù)權(quán)利要求從1到4中任一所述的數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法，其特征在于，本方法使用的圖像文件是RGB文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求從1到4中任一所述的數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法，其特征在于，本方法所可適用的光源種類并無特別限制，尤其包括50Hz光源、60Hz光源和室外自然光源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動畫面中閃爍的消除方法，特別涉及一種對數(shù)字圖像顯示過程中因攝像裝置的參數(shù)設(shè)置和外部光源不相適應(yīng)時出現(xiàn)的滾動暗條紋進(jìn)行消除的方法。本發(fā)明提出的目的通過以下方案來實(shí)現(xiàn)，一種數(shù)字圖像顯示過程中畫面閃爍的消除方法首先，對攝像裝置依次切換不同的參數(shù)設(shè)置狀態(tài)并判斷圖像上是否有暗條紋出現(xiàn)；然后，根據(jù)攝像裝置在不同的參數(shù)設(shè)置下出現(xiàn)滾動暗條紋的情況判斷出此時的光源種類；最后，修改攝像頭的參數(shù)使其適應(yīng)環(huán)境光源進(jìn)而消除圖像上滾動的暗條紋。本發(fā)明所述方法主要通過微機(jī)完成，不需要太多的人工操作且判斷精度高，計(jì)算量小。
文檔編號G03B7/00GK1509069SQ02156598
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者俞青, 趙原, 俞 青 申請人:北京中星微電子有限公司