CN100562072C - 一种消除摄像头图像闪烁的方法、装置及一种摄像头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除摄像头图像闪烁的方法、装置及一种摄像头，用以解决现有技术消除摄像头图像的flicker现象的操作存在较大误差的问题。本发明预先设定摄像头采集的每帧图像的采样行，本发明方法包括：将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；根据所述当前帧图像每一采样行对应的灰度差值，调整所述摄像头的曝光时间。

Description

一种消除摄像头图像闪烁的方法、装置及一种摄像头

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种消除摄像头图像闪烁的方法、装置及一种摄像头。

背景技术

随着摄像头在社会生活和家庭娱乐等领域的广泛应用，摄像头涉及的技术也经历着日新月异的发展。摄像头一般采用行曝光的方式，即不同行的图像是在不同的时刻曝光采集得到的。日常使用的灯多是采用幅度周期变化的交流电供电，所产生的亮度功率也是周期波动变化的。因此，当行曝光时间不是灯光功率周期的整数倍时，便会由于不同行接收到的光能不同，发生不同行亮度的明暗变化，从而在图像中形成明暗条纹，这种现象称为闪烁(flicker)现象。

在实际中，为了消除flicker现象，设定摄像头的曝光时间为供电电压功率的周期的整数倍即可。例如，供电频率是50Hz，电压功率的周期就是1/100，则设定曝光时间是1/100的整数倍即可；供电频率是60Hz，电压功率的周期就是1/120，则设定曝光时间是1/120的整数倍即可。但是，不同国家和地区的供电频率是不同的，有的国家的供电频率是60Hz，而有的国家的供电频率是50Hz，所以，无法设定一个固定的曝光时间，使得摄像头在所有国家和地区使用时都不会产生flicker现象。

现有的很多摄像头产品多采用用户手工调整曝光时间的方式消除flicker现象，采用这样的方式，用户需要知道图像产生flicker的原因是曝光时间的问题，才会手工调整摄像头的曝光时间，因此，给用户使用摄像头的操作带来不便，并且摄像头产品的竞争力较低。

现有的消除flicker的方法中，假定供电频率来判断是否存在flicker现象，从而通过调整摄像头的曝光时间消除fliocker现象，例如：首先设定曝光时间为1/100的整数倍或者1/120的整数倍，然后，判定图像中是否存在flicker现象，如果不存在，则证明当前的曝光时间是电压功率的整数倍，保持当前的曝光时间不变，如果存在flicker现象，则认为当前的曝光时间不是电压功率的整数倍，则调整曝光时间为另外一个值，如果假定供电频率是50Hz，则调整曝光时间为1/120的整数倍，如果假定供电频率是60Hz，则调整曝光时间为1/100的整数倍。

而现有的判定图像中是否存在flicker的方法是采用基于帧差的方法，在当前设定的曝光时间的情况下，取当前连续两帧图像的对应行的象素差，然后根据这些差值的特性，判定当前帧图像是否存在flicker现象。这种基于帧差的方法在摄像头静止的情况下可以取得较好的效果，但是，当摄像头运动时，由于获得的差值是图像变化和光能变化引起的亮度变化的叠加，而且，图像的变化强度要远远大于光能的变化，因此，采用这种基于帧差的方法必然会产生较大误差，准确度低。

综上所述，现有技术消除摄像头图像的flicker现象的操作存在较大误差。

发明内容

本发明提供一种消除摄像头图像闪烁的方法、装置及一种摄像头，用以解决现有技术消除摄像头图像的flicker现象的操作存在较大误差的问题。

本发明提供的一种消除摄像头图像闪烁的方法，预先设定摄像头采集的每帧图像的采样行，该方法包括以下步骤：

将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

确定由当前帧图像的每一采样行对应的灰度差值所组成的向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；

当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间。

根据公式：

$R\left(t\right)=\underset{\mathrm{\τ}=0}{\overset{\mathrm{\τ}=N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(\mathrm{\τ}\right)\×x(\mathrm{\τ}+t)$

获得所述灰度差值组成的向量的自相关系数向量，其中，N表示所述采样行的行数，x(τ)表示所述灰度差值组成的向量，t＝-N，-(N-1)...0。

确定所述自相关系数向量存在周期性的步骤包括：

计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰或波谷的位置值的差值，并计算该差值组成的向量的第一方差；

当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值时，则所述自相关系数向量存在周期性。

确定所述自相关系数向量存在周期性的步骤还包括：

计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰值或波谷值的差值，并计算该差值组成的向量的第二方差；

则，当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值，以及所述第二方差小于预先设定的第二阈值时，确定所述自相关系数向量存在周期性。

调整所述摄像头的曝光时间的步骤之前还包括：根据所述一定帧数的图像对应的自相关系数向量的周期，计算所述周期组成的向量的第三方差；

则，当所述第三方差小于预先设定的第三阈值，并且，所述一定帧数大于预先设定的帧数门限值时，调整所述摄像头的曝光时间。

本发明提供的一种消除摄像头图像闪烁的装置，包括：

灰度均值单元，用于根据预先设定的摄像头采集的每帧图像的采样行，将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

灰度差值单元，用于将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

调整曝光时间单元，用于确定由当前帧图像的每一采样行对应的灰度差值所组成的向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间。

所述调整曝光时间单元包括：

自相关系数向量单元，用于根据所述当前帧图像每一采样行对应的灰度差值组成的向量，计算该向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；

确定周期性单元，用于确定所述当前帧图像对应的自相关系数向量的周期性；

调整单元，用于当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间。

所述自相关系数向量单元，根据公式：

$R\left(t\right)=\underset{\mathrm{\τ}=0}{\overset{\mathrm{\τ}=N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(\mathrm{\τ}\right)\×x(\mathrm{\τ}+t)$

获得所述灰度差值组成的向量的自相关系数向量，其中，N表示所述采样行的行数，x(τ)表示所述灰度差值组成的向量，t＝-N，-(N-1)...0。

所述确定周期性单元包括：

第一方差单元，用于计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰或波谷的位置值的差值，并计算该差值组成的向量的第一方差；

判定单元，用于当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值时，则确定所述自相关系数向量存在周期性。

所述确定周期性单元还包括：

第二方差单元，用于计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰值或波谷值的差值，并计算该差值组成的向量的第二方差；

则，所述判定单元，用于当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值，以及所述第二方差小于预先设定的第二阈值时，确定所述自相关系数向量存在周期性。

所述调整单元包括：

第三方差单元，用于当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，根据所述一定帧数的图像对应的自相关系数向量的周期，计算所述周期组成的向量的第三方差；

处理单元，用于当所述第三方差小于预先设定的第三阈值，并且，所述一定帧数大于预先设定的帧数门限值时，调整所述摄像头的曝光时间。

本发明提供的一种摄像头，包括：

灰度均值单元，用于根据预先设定的自身采集的每帧图像的采样行，将所述自身采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

灰度差值单元，用于将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

调整曝光时间单元，用于确定由当前帧图像的每一采样行对应的灰度差值所组成的向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整自身的曝光时间。

本发明通过预先设定摄像头采集的每帧图像的采样行，将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；确定由当前帧图像的每一采样行对应的灰度差值所组成的向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间的技术方案，能够更准确地判定出当前从摄像头采集的图像是否存在flicker现象，进而通过调整摄像头的曝光频率消除所述flicker现象，避免了现有技术判断从摄像头采集的图像是否存在flicker现象的操作不准确而导致调整摄像头曝光时间的错误操作，大大降低了调整摄像头曝光时间的操作误差。

附图说明

图1为本发明一种消除摄像头图像闪烁的装置实施例的结构示意图；

图2为本发明一种消除摄像头图像闪烁的装置实施例中由flicker引起的连续两帧图像的灰度差值向量对应的曲线示意图；

图3为本发明一种消除摄像头图像闪烁的装置实施例中自相关系数向量对应的曲线示意图；

图4为本发明一种摄像头的实施例的结构示意图；

图5为本发明一种消除摄像头图像闪烁的方法实施例的流程示意图；

图6为本发明一种消除摄像头图像闪烁的方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种消除摄像头图像闪烁的方法、装置及摄像头，用于消除摄像头采集的图像中存在的flicker现象，本发明预先设定摄像头采集的每帧图像的采样行，将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值，将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值，其中所述出现频率最高的差值认为是由flicker引起的，所以根据所述当前帧图像采样行对应的灰度差值，调整所述摄像头的曝光时间，通过该技术方案能够更准确地判定出当前从摄像头采集的图像是否存在flicker现象，从而大大降低了调整所述摄像头的曝光时间的操作误差。

下面结合附图，说明本发明提供的一种消除摄像头图像闪烁的装置的实施例是如何实现的；

参见图1，本发明所述装置的实施例包括：灰度均值单元11、灰度差值单元12以及调整曝光时间单元13；

所述调整曝光时间单元13包括：自相关系数向量单元131、确定周期性单元132以及调整单元133；

所述确定周期性单元132包括：第一方差单元1321、第二方差单元1322以及判定单元1323；

所述调整单元133包括：第三方差单元1331和处理单元1332。

所述灰度均值单元11，用于根据预先设定的摄像头采集的每帧图像的采样行，将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

为了提高处理速度，预先要设定从摄像头获取的每帧图像的采样行，例如，可以采用每隔p行处理一行的方式，当第一个处理行为q行时，则采样行依次为第 $\{q+p\×n|n=1,...N,N=\left[\frac{U-q}{p}\right]\}$ 行，其中，[]为下取整符号，如果q＝0，p＝1，则一帧图像的所有行均为采样行；

为了提高算法的鲁棒性，需要将当前采样行分为若干段，如分为M段，假定第m段对应列序号为第{v|v_m-1＜v≤v_m}列，计算每段的灰度均值，假定当前图像为I(i，j)，其中，i为行序号，j为列序号，如果当前采样行为第i行，则第m段的灰度均值为

最终得到M维灰度均值特征向量p^a；如果取M＝V，V表示每行的总列数，则每个象素都作为单独的值进行运算；如果取M＝1，则对采样行的所有V个象素的平均值进行处理；其中，可以将所述每一采样行分为长度相等的若干段，也可以分为长度不等的若干段。

所述灰度差值单元12，用于将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

对于同一采样行，通过所述灰度均值单元11分别计算获得当前帧图像和前一帧图像的M维灰度均值特征向量p^a和p^a′，并计算二者之差，得到M维灰度均值差值绝对值向量p^dif，其中，p^dif(m)＝|p^a(m)-p^a′(m)|，m＝1，2...M；

对于同一采样行对应的M维差值向量p^dif的每个值，认为太大的值是由于图像发生变化而造成的变化，因此，可以除去大于预先设定的阈值T^a的值，然后统计符合小于或者等于所述阈值T^a的差值中出现频率最高的差值，将该差值作为该采样行由flicker引起的灰度差值p^N(n)。

所述调整曝光时间单元13，用于根据所述当前帧图像采样行对应的灰度差值，调整所述摄像头的曝光时间；

现有技术也是根据当前帧图像每一采样行对应的灰度差值，调整摄像头的曝光时间，但是，与本发明不同的是，现有技术得到的当前帧图像每一采样行对应的灰度差值仅仅是当前帧图像和前一帧图像的对应行的平均灰度的差值，该灰度差值中还包括了由图像本身的亮度变化引起的灰度差值，因此，在摄像头移动，或者图像本身发生很大变化时，依照现有技术调整曝光时间的操作会存在很大误差；

另外，现有技术根据当前帧图像每一采样行对应的灰度差值，将各差值组成向量，并判断该向量是否存在周期性，如果存在周期性，则调整摄像头的曝光时间，但是，现有技术没有根据所述向量的自相关系数向量的周期性来调整摄像头的曝光时间，而所述向量的自相关系数向量可以更好的体现出所述向量的周期性；

那么，采用本发明提供的技术方案，所述自相关系数向量单元131，用于根据所述当前帧图像每一采样行对应的灰度差值组成的向量，计算该向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；

对于一帧图像的所有采样行，获得由N个灰度值之差组成的差值向量p^N，该向量的曲线图如图2所示；

可以根据公式：

$R\left(t\right)=\underset{\mathrm{\τ}=0}{\overset{\mathrm{\τ}=N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(\mathrm{\τ}\right)\×x(\mathrm{\τ}+t)$

获得所述向量的自相关系数向量，其中，N表示所述采样行的行数，x(τ)表示所述灰度差值组成的向量，t＝-N，-(N-1)...0；

考虑到自相关函数R(t)关于t＝0对称，因此本发明实施例只取t＝-N，-(N-1)...0部分，得到N维自相关向量p^R，该向量对应的曲线如图3所示。

所述确定周期性单元132，用于确定所述当前帧图像对应的自相关系数向量的周期性；

其中，所述第一方差单元1321，用于计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰或波谷的位置值的差值，并计算该差值组成的向量的第一方差；

所述自相关系数向量对应的曲线的波峰的位置值为：

{n^p|对于任意-I≤i≤I，且i≠0存在p^R(n)≥p^R(n-i)}；

波谷的位置值为：

{n^y|对于任意-I≤i≤I，且i≠0存在p^R(n)≤p^R(n-i)}；

按照所有的波峰或波谷的位置值的大小(坐标大小)顺序，组成一个R维向量p^Rpv，并计算相邻波峰或波谷的位置值之差，得到R-1维向量p^RpvDif，其中，p^RpvDif(r)＝p^Rpv(r+1)-p^Rpv(r)，理想情况下向量p^RpvDif的各个值应该相同；

并计算所述向量p^RpvDif的方差σ₀，即所述的第一方差。

所述第二方差单元1322，用于计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰值或波谷值的差值，并计算该差值组成的向量的第二方差；

与所述向量p^Rpv对应的波峰值或波谷值为p^R(p^Rpv(r))；

计算获得相邻波峰值或波谷值的绝对值之差组成R-1维向量，该向量的第r个值为|p^R(p^Rpv(r+1))|-|p^R(p^Rpv(r))|，并计算该向量的方差σ₁，即所述的第二方差。

所述判定单元1323，用于当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值，以及所述第二方差小于预先设定的第二阈值时，确定所述自相关系数向量存在周期性；

太多的峰谷值和太少的峰谷值均不是flicker存在时的自相关系数曲线的特征；

所述σ₀小于某个预先设定的第一阈值时，则认为峰谷点坐标等距分布；

所述σ₁小于某个预先设定的第二阈值时，则认为波峰值或波谷值等差增长；

所以当所述波峰或波谷的数目R处于预先设定的范围[a，b]中，并且所述σ₀小于某个预先设定的第一阈值，所述σ₁小于某个预先设定的第二阈值时，认为所述自相关系数向量存在周期性，即当前帧图像存在flicker现象。

所述调整单元133，用于当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间；

为了进一步确定当前摄像头获得的图像存在flicker现象，可以综合当前从摄像头获得的连续若干帧图像来判断是否存在flicker；

则，所述第三方差单元1331，用于当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，根据所述一定帧数的图像对应的自相关系数向量的周期，计算所述周期组成的向量的第三方差；

根据当前帧图像和前一帧图像的所有同一采样行的灰度均值的差值组成的向量，确定当前连续T帧图像中存在周期性的帧数为T’，并计算所有所述自相关系数向量的周期组成的T’维向量p_a ^T的第三方差σ₂；

如果T’大于某一预先设定的帧数门限值，说明足够多帧的图像的自相关向量存在周期性；

如果σ₂小于某一预先设定的第三阈值，说明各自相关系数向量的周期相同，则认为当前图像序列存在flicker，否则认为不存在；

所以，所述处理单元1332，当所述第三方差小于预先设定的第三阈值，并且，所述一定帧数大于预先设定的帧数门限值时，调整所述摄像头的曝光时间。

本发明还提供了一种摄像头，参见图4，本发明一种摄像头的实施例包括：灰度均值单元41、灰度差值单元42和调整曝光时间单元43；

灰度均值单元41，用于根据预先设定的自身采集的每帧图像的采样行，将所述自身采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

灰度差值单元42，用于将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

调整曝光时间单元43，用于根据所述当前帧图像采样行对应的灰度差值，调整自身的曝光时间。

下面结合附图，说明本发明方法实施例是如何实现的；

参见图5，本发明方法实施例包括步骤：

S501、根据预先设定的摄像头采集的每帧图像的采样行，将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

S502、将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

S503、根据所述当前帧图像采样行对应的灰度差值，调整所述摄像头的曝光时间。

参见图6，本发明方法另一实施例包括步骤：

S601、根据预先设定的摄像头采集的每帧图像的采样行，将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

S602、将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值；

S603、将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

S604、根据所述当前帧图像每一采样行对应的灰度差值组成的向量，计算该向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；

S605、计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰或波谷的位置值的差值，以及该差值组成的向量的第一方差，并计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰值或波谷值的差值，以及该差值组成的向量的第二方差；

S606、当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值，所述第二方差小于预先设定的第二阈值时，确定所述自相关系数向量存在周期性；

S607、当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，根据所述一定帧数的图像对应的自相关系数向量的周期，计算所述周期组成的向量的第三方差；

S608、当所述第三方差小于预先设定的第三阈值，并且，所述一定帧数大于预先设定的帧数门限值时，调整所述摄像头的曝光时间。

本发明实施例可以自由选择处理的采样行数，兼顾计算量和计算精度，如果采样行数比较少，则计算量很少，如果采样行数取得多些，则计算精度很高；

本发明实施例求取的是flicker引起的相邻图像亮度变化，抛弃图像变化引起的图像亮度变化，更好的反应了图像中flicker引起的图像特性；而传统方法一般采用简单均值的方法求取相邻帧图像的亮度差值，无法克服图像变化的影响，当摄像头运动时，按照现有方法判断图像是否存在flicker，会产生错误，而本发明方法即使在摄像头发生运动的情况下依然有很准确的判断效果；

本发明抛弃了现有技术直接对得到的差值向量进行周期性判定的方法，而是采用更能反应信号周期性的自相关系数来判定差值信号是否具有flicker引起的周期性亮度变化，因此，判定结果更加准确。

本发明综合连续多帧图像中是否存在亮度变化的周期性进行判断，比现有技术只采用一帧图像进行判定的方法更加准确，具有更强的抗干扰能力。

综上，采用本发明方案，确定一帧图像的采样行，并对所述确定的所有采样行，求取flicker引起的当前帧图像和前一帧图像对应采样行的灰度差值组成的向量的自相关系数向量，将所述自相关系数向量的周期特性作为特征，综合连续若干帧的自相关系数向量的周期特性，判断当前图像序列是否存在flicker。通过本发明方案能够自动根据从摄像头输入的图像，判定该图像是否存在flicker引起的条纹，从而通过改变摄像头的曝光时间，来改变摄像头采样间隔，消除明暗条带，本发明方案尤其适用于处理摄像头拍摄的图像发生剧烈变化，或者图像中存在复杂纹理的情况。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1、一种消除摄像头图像闪烁的方法，其特征在于，预先设定摄像头采集的每帧图像的采样行，该方法包括以下步骤：

将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

确定由当前帧图像的每一采样行对应的灰度差值所组成的向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；

当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据公式：

$R\left(t\right)=\underset{\mathrm{\τ}=0}{\overset{\mathrm{\τ}=N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(\mathrm{\τ}\right)\×x(\mathrm{\τ}+t)$

获得所述灰度差值组成的向量的自相关系数向量，其中，N表示所述采样行的行数，x(τ)表示所述灰度差值组成的向量，t＝-N，-(N-1)...0。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述自相关系数向量存在周期性的步骤包括：

计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰或波谷的位置值的差值，并计算该差值组成的向量的第一方差；

当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值时，则所述自相关系数向量存在周期性。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述自相关系数向量存在周期性的步骤还包括：

计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰值或波谷值的差值，并计算该差值组成的向量的第二方差；

则，当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值，以及所述第二方差小于预先设定的第二阈值时，确定所述自相关系数向量存在周期性。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整所述摄像头的曝光时间的步骤之前还包括：根据所述一定帧数的图像对应的自相关系数向量的周期，计算所述周期组成的向量的第三方差；

则，当所述第三方差小于预先设定的第三阈值，并且，所述一定帧数大于预先设定的帧数门限值时，调整所述摄像头的曝光时间。

6、一种消除摄像头图像闪烁的装置，其特征在于，该装置包括：

灰度均值单元，用于根据预先设定的摄像头采集的每帧图像的采样行，将所述摄像头采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

灰度差值单元，用于将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

调整曝光时间单元，用于确定由当前帧图像的每一采样行对应的灰度差值所组成的向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整曝光时间单元包括：

自相关系数向量单元，用于根据所述当前帧图像每一采样行对应的灰度差值组成的向量，计算该向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；

确定周期性单元，用于确定所述当前帧图像对应的自相关系数向量的周期性；

调整单元，用于当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整所述摄像头的曝光时间。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述自相关系数向量单元，根据公式：

$R\left(t\right)=\underset{\mathrm{\τ}=0}{\overset{\mathrm{\τ}=N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(\mathrm{\τ}\right)\×x(\mathrm{\τ}+t)$

获得所述灰度差值组成的向量的自相关系数向量，其中，N表示所述采样行的行数，x(τ)表示所述灰度差值组成的向量，t＝-N，-(N-1)...0。

9、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定周期性单元包括：

第一方差单元，用于计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰或波谷的位置值的差值，并计算该差值组成的向量的第一方差；

判定单元，用于当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值时，则确定所述自相关系数向量存在周期性。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定周期性单元还包括：

第二方差单元，用于计算所述自相关系数向量对应的曲线的相邻波峰值或波谷值的差值，并计算该差值组成的向量的第二方差；

则，所述判定单元，用于当所述波峰或波谷的数目处于预先设定的范围内，并且，所述第一方差小于预先设定的第一阈值，以及所述第二方差小于预先设定的第二阈值时，确定所述自相关系数向量存在周期性。

11、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调整单元包括：

第三方差单元，用于当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，根据所述一定帧数的图像对应的自相关系数向量的周期，计算所述周期组成的向量的第三方差；

处理单元，用于当所述第三方差小于预先设定的第三阈值，并且，所述一定帧数大于预先设定的帧数门限值时，调整所述摄像头的曝光时间。

12、一种摄像头，其特征在于，该摄像头包括：

灰度均值单元，用于根据预先设定的自身采集的每帧图像的采样行，将所述自身采集的当前帧图像和前一帧图像的每一采样行分为若干段，并计算每段图像的灰度均值；

灰度差值单元，用于将所述当前帧图像每一采样行的每段图像的灰度均值和前一帧图像的同一采样行的同一段图像的灰度均值作差，获得当前帧图像的每一采样行对应的所述若干个差值，并将该差值中出现频率最高的差值作为该采样行对应的灰度差值；

调整曝光时间单元，用于确定由当前帧图像的每一采样行对应的灰度差值所组成的向量的自相关系数向量，得到与当前帧图像对应的自相关系数向量；当连续两帧以上图像中有一定帧数的图像对应的自相关系数向量存在周期性时，调整自身的曝光时间。

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