專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)碼攝影裝置及其消除閃爍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝影裝置，尤其涉及一種數(shù)碼攝影裝置及其消除閃爍的方法。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)碼相機(jī)/數(shù)碼攝像機(jī)的電荷耦合器(Charge Coupled Device, CCD)的垂直同步 周期多為l/30秒，約33. 3333毫秒(millisecond, ms)。而世界上存在兩種頻率的電網(wǎng)50赫 茲(Hz)及60赫茲。請(qǐng)參閱圖l，為數(shù)碼相機(jī)/數(shù)碼攝像機(jī)在50 Hz電源(周期為20ms)產(chǎn)生的光 環(huán)境中對(duì)焦的時(shí)序原理圖。坐標(biāo)軸99為時(shí)間軸(t)，曲線98為光環(huán)境的亮度變化曲線。在多 個(gè)對(duì)焦位置Pl Pk(k為自然數(shù))，采用相同的曝光時(shí)間Yms曝光，獲得的多幀畫(huà)面的亮度 LrLk未必相同，故通常出現(xiàn)的情況是多幀畫(huà)面的亮度LrLk不相同，畫(huà)面閃爍。由于60 Hz電源產(chǎn)生的光源周期為l/60秒，與CCD的垂直同步周期成倍數(shù)關(guān)系，采用相同的曝光時(shí)間 Yms曝光時(shí)，獲得的多幀畫(huà)面的亮度LrLk基本上都相同，因此不會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。有些廠家 在設(shè)計(jì)采樣頻率時(shí)，已經(jīng)考慮到此問(wèn)題，因此會(huì)根據(jù)出貨區(qū)域，而去設(shè)計(jì)不同的CCD垂直同 步周期使其與電源周期成倍數(shù)關(guān)系，以滿足需要。但是現(xiàn)在許多人會(huì)帶一部數(shù)碼相機(jī)/數(shù)碼 攝像機(jī)到不同的國(guó)家，因此無(wú)法避免一部數(shù)碼相機(jī)/數(shù)碼攝像機(jī)在部分區(qū)域拍攝時(shí)畫(huà)面出現(xiàn) 閃爍的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種可消除閃爍現(xiàn)象的數(shù)碼攝像裝置及其方法。 一種數(shù)碼攝影裝置，所述數(shù)碼攝影裝置包括影像感測(cè)器、處理器及存儲(chǔ)器。所述數(shù)碼攝 影裝置的預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前環(huán)境光源半周期的整數(shù)倍且小于影像感測(cè)器的垂直同步周期 。所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有閃爍消除系統(tǒng)，且所述處理器能夠執(zhí)行該閃爍消除系統(tǒng)。該閃爍消除系 統(tǒng)包括曝光量獲取模塊，用于獲取所述影像感測(cè)器的多個(gè)曝光量；數(shù)值擬合模塊，用于以 時(shí)間為橫坐標(biāo)軸，曝光量為縱坐標(biāo)軸將所述多個(gè)曝光量擬合為第一組波形圖；判斷模塊，用 于根據(jù)所述第一組波形圖判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題；分析模塊，用于分析所述第一組波形 圖的變化規(guī)律；調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述變化規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置的自動(dòng)增益值和曝 光時(shí)間之一以使所述第一組波形圖趨于直線。
一種消除閃爍的方法，該消除閃爍的方法適用于預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前環(huán)境光源半周期 的整數(shù)倍且小于影像感測(cè)器的垂直同步周期的數(shù)碼攝影裝置。該方法包括以下步驟獲取多個(gè)曝光量；以時(shí)間為橫坐標(biāo)軸，曝光量為縱坐標(biāo)軸將所述多個(gè)曝光量擬合為第一組波形圖； 判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題，如果是，則分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律；根據(jù)所述變化 規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置的自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一以使所述第一組波形圖趨于直線。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的數(shù)碼攝影裝置及其消除閃爍的方法，通過(guò)獲得多個(gè)曝光量擬 合的波形圖，來(lái)判斷是否出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。如出現(xiàn)閃爍，則通過(guò)調(diào)整自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之 一，使所述第一組波形圖趨于直線，從而使畫(huà)面亮度趨于穩(wěn)定，消除閃爍現(xiàn)象。


圖1為50Hz電源產(chǎn)生的光環(huán)境中，傳統(tǒng)數(shù)碼攝影裝置進(jìn)行曝光時(shí)的時(shí)序原理圖2為本發(fā)明實(shí)施方式提供的數(shù)碼攝影裝置的硬件架構(gòu)圖3是圖2中數(shù)碼攝影裝置的閃爍消除系統(tǒng)的功能模塊圖4是圖l的數(shù)碼攝影裝置在50Hz光源下拍攝時(shí)的第一種時(shí)間-曝光量關(guān)系圖5是圖l的數(shù)碼攝影裝置在50Hz光源下拍攝時(shí)的第二種時(shí)間-曝光量關(guān)系圖6是圖1的數(shù)碼攝影裝置的消除閃爍的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明實(shí)施方式數(shù)碼攝影裝置100的硬件架構(gòu)圖。該數(shù)碼攝影裝置100可 以為數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)，在本實(shí)施方式中，所述數(shù)碼攝影裝置100為數(shù)碼相機(jī)。所述該 數(shù)碼攝影裝置100包括一個(gè)影像感測(cè)器11、處理器12及存儲(chǔ)器13。本實(shí)施方式中，所述影像 感測(cè)器11為CCD，其采樣頻率為30Hz，即垂直同步周期約為33. 3333ms，環(huán)境光源頻率是50 Hz。所述影像感測(cè)器ll的預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前環(huán)境光源半周期的整數(shù)倍且小于影像感測(cè)器 ll的垂直同步周期。本實(shí)施方式中，所述影像感測(cè)器ll的預(yù)設(shè)曝光時(shí)間可以是5ms、 15ms或 25ms，但不為10ms及其倍數(shù)項(xiàng)，因?yàn)?0Hz光源的半周期是10ms，采用相同的曝光時(shí)間曝光時(shí) ，獲得的多幀畫(huà)面的亮度都相同，不會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。在本實(shí)施方式中，取曝光時(shí)間為5ms 。所述存儲(chǔ)器13存儲(chǔ)有閃爍消除系統(tǒng)20，所述處理器12能夠運(yùn)行所述閃爍消除系統(tǒng)20。所述 處理器12采用智能芯片，可執(zhí)行讀取、計(jì)算、信號(hào)輸出等功能。
請(qǐng)參閱圖3，為所述數(shù)碼攝影裝置100的閃爍消除系統(tǒng)20的功能模塊圖。所述閃爍消除系 統(tǒng)20包括 一個(gè)曝光量獲取模塊21、 一個(gè)數(shù)值擬合模塊22、 一個(gè)判斷模塊23、 一個(gè)分析模塊 24以及一個(gè)調(diào)整模塊25。
所述曝光量獲取模塊21用于獲取影像感測(cè)器11的多個(gè)曝光量。所述曝光量由數(shù)碼攝影裝 置100的光圈值(AV)、曝光時(shí)間(TV)、自動(dòng)增益控制值(SV)，以及環(huán)境光源亮度(BV)決定
5所述數(shù)值擬合模塊22用于將所述多個(gè)曝光量的數(shù)值擬合為相應(yīng)的平滑線并得到第一組波 形圖。該數(shù)值擬合模塊22以時(shí)間為橫坐標(biāo)軸，曝光量為縱坐標(biāo)軸。
請(qǐng)參閱圖4及圖5，擬合后將出現(xiàn)兩種情況。第一種情況如圖4所示，該影像感測(cè)器ll的 垂直同步周期剛好是l/30秒，即33.3333ms，曝光量會(huì)在每個(gè)垂直同步周期內(nèi)變化三次，該 第一組波形圖為三角波形式。第二種情況如圖5所示，該影像感測(cè)器ll的垂直同步周期出現(xiàn) 誤差，可能為33.2943ms，此時(shí)波形變化較復(fù)雜，為了方便理解，將第3X (n-l)+1個(gè)曝光量 、第3X (n-1)+2個(gè)曝光量、第3Xn個(gè)曝光量分別擬合為一條平滑線，其中n為自然數(shù)，此三 條平滑線形成該第一組波形圖，則該第一組波形圖為一組三相弦波。這兩種情況都有一個(gè)共 同點(diǎn)，即波幅不為零。本實(shí)施方式中，所述第一組波形圖為第一種情況。
請(qǐng)結(jié)合圖3，所述判斷模塊23用于根據(jù)所述第一組波形圖的波幅來(lái)判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃 爍問(wèn)題。所述判斷模塊23判斷所述第一組波形圖的波幅不為零時(shí)，判斷出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題， 所述分析模塊24啟動(dòng)。如判斷為零，則判斷無(wú)畫(huà)面閃爍問(wèn)題，所述分析模塊24不啟動(dòng)，且所 述數(shù)碼攝影裝置100保持原來(lái)的設(shè)定模式進(jìn)行拍攝。
所述分析模塊24用于分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律，具體包括分析其周期、波峰值 、波谷值以及波幅，并將波幅的一半定為標(biāo)準(zhǔn)值。所述波幅值表示曝光量。
所述調(diào)整模塊25用于根據(jù)所述變化規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置100的自動(dòng)增益值和曝光 時(shí)間之一以使所述第一組波形圖趨于直線。本實(shí)施方式中，所述調(diào)整模塊25調(diào)整自動(dòng)增益值 。由自動(dòng)增益值或曝光時(shí)間與曝光量的關(guān)系式EV=AV+TV=BV+SV，其中EV為曝光量，AV為光 圈值，TV為曝光時(shí)間，BV為環(huán)境亮度，SV為自動(dòng)增益控制值。假設(shè)光圈值A(chǔ)V與環(huán)境亮度BV確 定，且曝光量標(biāo)準(zhǔn)值EV已由該分析模塊24得到，則所述調(diào)整模塊25可計(jì)算得到自動(dòng)增益控制 值或曝光時(shí)間的調(diào)整值，并進(jìn)行調(diào)整。針對(duì)上述第二種情況，根據(jù)疊加原理，可提供該三相 弦波的反相波使得所述第一組波形圖趨于直線。
請(qǐng)參閱圖6，為本發(fā)明提供的數(shù)碼攝影裝置100的消除閃爍的方法的流程圖，該方法適用 于預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前環(huán)境光源半周期的整數(shù)倍且小于影像感測(cè)器ll的垂直同步周期的數(shù) 碼攝影裝置IOO。該方法包括以下步驟
步驟S200:獲取多個(gè)曝光量。本實(shí)施方式中，用戶可以通過(guò)所述曝光量獲取模塊21獲取 所述影像感測(cè)器ll的多個(gè)曝光量。
步驟S300:以時(shí)間為橫坐標(biāo)軸，曝光量為縱坐標(biāo)軸將所述多個(gè)曝光量擬合為第一組波形圖。
步驟S400:判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題，如果是，則執(zhí)行步驟S500，分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律。本實(shí)施方式中，分析所述第一組波形圖的周期、波峰值、波谷值以及波幅 ，并將波幅的一半定為標(biāo)準(zhǔn)值。所述波幅值可表示曝光量。此步驟中，根據(jù)所述第一組波形 圖的波幅來(lái)判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題。如波幅不為零，則出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題。如波幅為零 ，則判斷無(wú)畫(huà)面閃爍問(wèn)題，執(zhí)行步驟S600，不分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律并保持原來(lái) 的設(shè)定模式。
步驟S700:根據(jù)所述變化規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置100的自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一 以使所述第一組波形圖趨于直線。其調(diào)整原理為根據(jù)自動(dòng)增益值或曝光時(shí)間與曝光量的關(guān)系 式EV=AV+TV=BV+SV，其中EV為曝光量，AV為光圈值，TV為曝光時(shí)間，BV為環(huán)境亮度，SV為 自動(dòng)增益控制值。假設(shè)光圈值A(chǔ)V與環(huán)境亮度BV確定，且曝光量標(biāo)準(zhǔn)值EV也已知道，則可計(jì)算 得到自動(dòng)增益控制值或曝光時(shí)間的調(diào)整值并進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施方式中，通過(guò)所述調(diào)整模塊 25調(diào)整自動(dòng)增益值。
綜上所述，本發(fā)明的數(shù)碼攝影裝置100及其消除閃爍的方法，通過(guò)獲得多個(gè)曝光量擬合 的波形圖，來(lái)判斷是否出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。如出現(xiàn)閃爍，則通過(guò)調(diào)整自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一 ，使所述第一組波形圖趨于直線，從而使畫(huà)面亮度趨于穩(wěn)定，消除閃爍現(xiàn)象。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果 ，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)碼攝影裝置，所述數(shù)碼攝影裝置包括影像感測(cè)器、處理器及存儲(chǔ)器，所述數(shù)碼攝影裝置的預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前環(huán)境光源半周期的整數(shù)倍且小于影像感測(cè)器的垂直同步周期，其特征在于，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有閃爍消除系統(tǒng)，且所述處理器能夠執(zhí)行該閃爍消除系統(tǒng)，該閃爍消除系統(tǒng)包括曝光量獲取模塊，用于獲取所述影像感測(cè)器的多個(gè)曝光量；數(shù)值擬合模塊，用于以時(shí)間為橫坐標(biāo)軸，曝光量為縱坐標(biāo)軸將所述多個(gè)曝光量擬合為第一組波形圖；判斷模塊，用于根據(jù)所述第一組波形圖判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題；分析模塊，用于分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律；調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述變化規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置的自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一以使所述第一組波形圖趨于直線。
1 一種數(shù)碼攝影裝置，所述數(shù)碼攝影裝置包括影像感測(cè)器、處理器 及存儲(chǔ)器，所述數(shù)碼攝影裝置的預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前環(huán)境光源半周期的整數(shù)倍且小于影像 感測(cè)器的垂直同步周期，其特征在于，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有閃爍消除系統(tǒng)，且所述處理器能夠 執(zhí)行該閃爍消除系統(tǒng)，該閃爍消除系統(tǒng)包括曝光量獲取模塊，用于獲取所述影像感測(cè)器的多個(gè)曝光量；數(shù)值擬合模塊，用于以時(shí)間為橫坐標(biāo)軸，曝光量為縱坐標(biāo)軸將所述多個(gè)曝光量擬合為 第一組波形圖；判斷模塊，用于根據(jù)所述第一組波形圖判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題； 分析模塊，用于分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律；調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述變化規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置的自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之 一以使所述第一組波形圖趨于直線。
2 如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼攝影裝置，其特征在于，所述數(shù)值擬合 模塊還分別將第3X(n-l)+l個(gè)曝光量、第3X(n-l)+2個(gè)曝光量、第3 Xn個(gè)曝光量擬合為一條 平滑線，其中n為自然數(shù)。
3 如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼攝影裝置，其特征在于，所述判斷模塊 根據(jù)所述第一組波形圖的波幅來(lái)判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題，如波幅不為零，則判斷出現(xiàn)畫(huà) 面閃爍問(wèn)題；如波幅為零，則判斷無(wú)畫(huà)面閃爍問(wèn)題。
4 如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼攝影裝置，其特征在于，所述判斷模塊 判斷所述第一組波形圖的波幅不為零時(shí)，所述分析模塊啟動(dòng)，如判斷為零，則所述分析模塊 不啟動(dòng)，且該數(shù)碼攝影裝置保持原來(lái)的設(shè)定模式。
5 如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼攝影裝置，其特征在于，所述分析模塊 分析所述第一組波形圖的周期、波峰值、波谷值以及波幅，并將波幅的一半定為標(biāo)準(zhǔn)值。
6 如權(quán)利要求5所述的數(shù)碼攝影裝置，其特征在于，所述調(diào)整模塊 通過(guò)調(diào)整自動(dòng)增益值的大小，將所述第一組波形圖的波峰值、波谷值分別調(diào)整至所述標(biāo)準(zhǔn)值
7.如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼攝影裝置，其特征在于，所述自動(dòng)增益 值或曝光時(shí)間與曝光量的關(guān)系為EV二AV+TV二BV+SV，其中EV為曝光量，AV為光圈值，TV為曝光 時(shí)間，BV為環(huán)境亮度，SV為自動(dòng)增益控制值。
8. 一種消除閃爍的方法，該方法適用于預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前環(huán)境 光源半周期的整數(shù)倍且小于影像感測(cè)器的垂直同步周期的數(shù)碼攝影裝置，其包括以下步驟 獲取多個(gè)曝光量；以時(shí)間為橫坐標(biāo)軸，曝光量為縱坐標(biāo)軸將所述多個(gè)曝光量擬合為第一組波形圖； 判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題，如果是，則分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律； 根據(jù)所述變化規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置的自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一以使所述第一 組波形圖趨于直線。
9.如權(quán)利要求8所述的消除閃爍的方法，其特征在于，判斷是否出 現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題的步驟中，根據(jù)所述第一組波形圖的波幅來(lái)判斷是否出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題，如 波幅不為零，則判斷出現(xiàn)畫(huà)面閃爍問(wèn)題；如波幅為零，則判斷無(wú)畫(huà)面閃爍問(wèn)題。
10.如權(quán)利要求8所述的消除閃爍的方法，其特征在于，如判斷無(wú)畫(huà) 面閃爍問(wèn)題，則不分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律且保持原來(lái)的設(shè)定模式。
11.如權(quán)利要求8所述的消除閃爍的方法，其特征在于，所述的分析 所述第一組波形圖的變化規(guī)律的步驟中，分析所述第一組波形圖的周期、波峰值、波谷值以 及波幅，并將波幅的一半定為標(biāo)準(zhǔn)值。
12.如權(quán)利要求8所述的消除閃爍的方法，其特征在于，所述的調(diào)整 所述數(shù)碼攝影裝置的自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一以使所述第一組波形圖趨于直線的步驟中， 調(diào)整自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一使所述第一組波形圖的波峰值、波谷值均變成標(biāo)準(zhǔn)值。
13.如權(quán)利要求8所述的消除閃爍的方法，其特征在于，所述自動(dòng)增 益值或曝光時(shí)間與曝光量的關(guān)系為EV二AV+TV二BV+SV，其中EV為曝光量，AV為光圈值，TV為曝 光時(shí)間，BV為環(huán)境亮度，SV為自動(dòng)增益控制值。
全文摘要
一種數(shù)碼攝影裝置，所述數(shù)碼攝影裝置包括影像感測(cè)器、處理器及存儲(chǔ)器。所述數(shù)碼攝影裝置的預(yù)設(shè)曝光時(shí)間不為當(dāng)前光源半周期的整數(shù)倍且小于影像感測(cè)器的垂直同步周期。所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有閃爍消除系統(tǒng)，所述處理器執(zhí)行該閃爍消除系統(tǒng)。該閃爍消除系統(tǒng)包括曝光量獲取模塊，用于獲取所述影像感測(cè)器的多個(gè)曝光量；數(shù)值擬合模塊，用于將所述多個(gè)曝光量擬合為第一組波形圖；判斷模塊，用于根據(jù)所述第一組波形圖判斷是否出現(xiàn)閃爍問(wèn)題；分析模塊，用于分析所述第一組波形圖的變化規(guī)律；調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述變化規(guī)律調(diào)整所述數(shù)碼攝影裝置的自動(dòng)增益值和曝光時(shí)間之一使所述第一組波形圖趨于直線。本發(fā)明還提供了一種消除閃爍的方法。
文檔編號(hào)H04N5/235GK101582992SQ200810301590
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者陳政勇 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司