CN101582992A - 数码摄影装置及其消除闪烁的方法 - Google Patents

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Abstract

一种数码摄影装置，所述数码摄影装置包括影像感测器、处理器及存储器。所述数码摄影装置的预设曝光时间不为当前光源半周期的整数倍且小于影像感测器的垂直同步周期。所述存储器存储有闪烁消除系统，所述处理器执行该闪烁消除系统。该闪烁消除系统包括：曝光量获取模块，用于获取所述影像感测器的多个曝光量；数值拟合模块，用于将所述多个曝光量拟合为第一组波形图；判断模块，用于根据所述第一组波形图判断是否出现闪烁问题；分析模块，用于分析所述第一组波形图的变化规律；调整模块，用于根据所述变化规律调整所述数码摄影装置的自动增益值和曝光时间之一使所述第一组波形图趋于直线。本发明还提供了一种消除闪烁的方法。

Description

数码摄影装置及其消除闪烁的方法
技术领域
本发明涉及摄影装置，尤其涉及一种数码摄影装置及其消除闪烁的方法。
背景技术
目前，数码相机/数码摄像机的电荷耦合器(Charge Coupled Device，CCD)的垂直同步周期多为1/30秒，约33.3333毫秒(millisecond，ms)。而世界上存在两种频率的电网：50赫兹(Hz)及60赫兹。请参阅图1，为数码相机/数码摄像机在50Hz电源(周期为20ms)产生的光环境中对焦的时序原理图。坐标轴99为时间轴(t)，曲线98为光环境的亮度变化曲线。在多个对焦位置P1~Pk(k为自然数)，采用相同的曝光时间Yms曝光，获得的多帧画面的亮度L1~Lk未必相同，故通常出现的情况是：多帧画面的亮度L1~Lk不相同，画面闪烁。由于60Hz电源产生的光源周期为1/60秒，与CCD的垂直同步周期成倍数关系，采用相同的曝光时间Yms曝光时，获得的多帧画面的亮度L1~Lk基本上都相同，因此不会出现闪烁现象。有些厂家在设计采样频率时，已经考虑到此问题，因此会根据出货区域，而去设计不同的CCD垂直同步周期使其与电源周期成倍数关系，以满足需要。但是现在许多人会带一部数码相机/数码摄像机到不同的国家，因此无法避免一部数码相机/数码摄像机在部分区域拍摄时画面出现闪烁的问题。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可消除闪烁现象的数码摄像装置及其方法。
一种数码摄影装置，所述数码摄影装置包括影像感测器、处理器及存储器。所述数码摄影装置的预设曝光时间不为当前环境光源半周期的整数倍且小于影像感测器的垂直同步周期。所述存储器存储有闪烁消除系统，且所述处理器能够执行该闪烁消除系统。该闪烁消除系统包括：曝光量获取模块，用于获取所述影像感测器的多个曝光量；数值拟合模块，用于以时间为横坐标轴，曝光量为纵坐标轴将所述多个曝光量拟合为第一组波形图；判断模块，用于根据所述第一组波形图判断是否出现画面闪烁问题；分析模块，用于分析所述第一组波形图的变化规律；调整模块，用于根据所述变化规律调整所述数码摄影装置的自动增益值和曝光时间之一以使所述第一组波形图趋于直线。
一种消除闪烁的方法，该消除闪烁的方法适用于预设曝光时间不为当前环境光源半周期的整数倍且小于影像感测器的垂直同步周期的数码摄影装置。该方法包括以下步骤：获取多个曝光量；以时间为横坐标轴，曝光量为纵坐标轴将所述多个曝光量拟合为第一组波形图；判断是否出现画面闪烁问题，如果是，则分析所述第一组波形图的变化规律；根据所述变化规律调整所述数码摄影装置的自动增益值和曝光时间之一以使所述第一组波形图趋于直线。
相较于现有技术，本发明的数码摄影装置及其消除闪烁的方法，通过获得多个曝光量拟合的波形图，来判断是否出现闪烁现象。如出现闪烁，则通过调整自动增益值和曝光时间之一，使所述第一组波形图趋于直线，从而使画面亮度趋于稳定，消除闪烁现象。
附图说明
图1为50Hz电源产生的光环境中，传统数码摄影装置进行曝光时的时序原理图；
图2为本发明实施方式提供的数码摄影装置的硬件架构图；
图3是图2中数码摄影装置的闪烁消除系统的功能模块图；
图4是图1的数码摄影装置在50Hz光源下拍摄时的第一种时间-曝光量关系图；
图5是图1的数码摄影装置在50Hz光源下拍摄时的第二种时间-曝光量关系图；
图6是图1的数码摄影装置的消除闪烁的方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图2，为本发明实施方式数码摄影装置100的硬件架构图。该数码摄影装置100可以为数码相机或数码摄像机，在本实施方式中，所述数码摄影装置100为数码相机。所述该数码摄影装置100包括一个影像感测器11、处理器12及存储器13。本实施方式中，所述影像感测器11为CCD，其采样频率为30Hz，即垂直同步周期约为33.3333ms，环境光源频率是50Hz。所述影像感测器11的预设曝光时间不为当前环境光源半周期的整数倍且小于影像感测器11的垂直同步周期。本实施方式中，所述影像感测器11的预设曝光时间可以是5ms、15ms或25ms，但不为10ms及其倍数项，因为50Hz光源的半周期是10ms，采用相同的曝光时间曝光时，获得的多帧画面的亮度都相同，不会出现闪烁现象。在本实施方式中，取曝光时间为5ms。所述存储器13存储有闪烁消除系统20，所述处理器12能够运行所述闪烁消除系统20。所述处理器12采用智能芯片，可执行读取、计算、信号输出等功能。
请参阅图3，为所述数码摄影装置100的闪烁消除系统20的功能模块图。所述闪烁消除系统20包括：一个曝光量获取模块21、一个数值拟合模块22、一个判断模块23、一个分析模块24以及一个调整模块25。
所述曝光量获取模块21用于获取影像感测器11的多个曝光量。所述曝光量由数码摄影装置100的光圈值(AV)、曝光时间(TV)、自动增益控制值(SV)，以及环境光源亮度(BV)决定。
所述数值拟合模块22用于将所述多个曝光量的数值拟合为相应的平滑线并得到第一组波形图。该数值拟合模块22以时间为横坐标轴，曝光量为纵坐标轴。
请参阅图4及图5，拟合后将出现两种情况。第一种情况如图4所示，该影像感测器11的垂直同步周期刚好是1/30秒，即33.3333ms，曝光量会在每个垂直同步周期内变化三次，该第一组波形图为三角波形式。第二种情况如图5所示，该影像感测器11的垂直同步周期出现误差，可能为33.2943ms，此时波形变化较复杂，为了方便理解，将第3×(n-1)+1个曝光量、第3×(n-1)+2个曝光量、第3×n个曝光量分别拟合为一条平滑线，其中n为自然数，此三条平滑线形成该第一组波形图，则该第一组波形图为一组三相弦波。这两种情况都有一个共同点，即波幅不为零。本实施方式中，所述第一组波形图为第一种情况。
请结合图3，所述判断模块23用于根据所述第一组波形图的波幅来判断是否出现画面闪烁问题。所述判断模块23判断所述第一组波形图的波幅不为零时，判断出现画面闪烁问题，所述分析模块24启动。如判断为零，则判断无画面闪烁问题，所述分析模块24不启动，且所述数码摄影装置100保持原来的设定模式进行拍摄。
所述分析模块24用于分析所述第一组波形图的变化规律，具体包括分析其周期、波峰值、波谷值以及波幅，并将波幅的一半定为标准值。所述波幅值表示曝光量。
所述调整模块25用于根据所述变化规律调整所述数码摄影装置100的自动增益值和曝光时间之一以使所述第一组波形图趋于直线。本实施方式中，所述调整模块25调整自动增益值。由自动增益值或曝光时间与曝光量的关系式：EV＝AV+TV＝BV+SV，其中EV为曝光量，AV为光圈值，TV为曝光时间，BV为环境亮度，SV为自动增益控制值。假设光圈值AV与环境亮度BV确定，且曝光量标准值EV已由该分析模块24得到，则所述调整模块25可计算得到自动增益控制值或曝光时间的调整值，并进行调整。针对上述第二种情况，根据叠加原理，可提供该三相弦波的反相波使得所述第一组波形图趋于直线。
请参阅图6，为本发明提供的数码摄影装置100的消除闪烁的方法的流程图，该方法适用于预设曝光时间不为当前环境光源半周期的整数倍且小于影像感测器11的垂直同步周期的数码摄影装置100。该方法包括以下步骤：
步骤S200：获取多个曝光量。本实施方式中，用户可以通过所述曝光量获取模块21获取所述影像感测器11的多个曝光量。
步骤S300：以时间为横坐标轴，曝光量为纵坐标轴将所述多个曝光量拟合为第一组波形图。
步骤S400：判断是否出现画面闪烁问题，如果是，则执行步骤S500，分析所述第一组波形图的变化规律。本实施方式中，分析所述第一组波形图的周期、波峰值、波谷值以及波幅，并将波幅的一半定为标准值。所述波幅值可表示曝光量。此步骤中，根据所述第一组波形图的波幅来判断是否出现画面闪烁问题。如波幅不为零，则出现画面闪烁问题。如波幅为零，则判断无画面闪烁问题，执行步骤S600，不分析所述第一组波形图的变化规律并保持原来的设定模式。
步骤S700：根据所述变化规律调整所述数码摄影装置100的自动增益值和曝光时间之一以使所述第一组波形图趋于直线。其调整原理为根据自动增益值或曝光时间与曝光量的关系式：EV＝AV+TV＝BV+SV，其中EV为曝光量，AV为光圈值，TV为曝光时间，BV为环境亮度，SV为自动增益控制值。假设光圈值AV与环境亮度BV确定，且曝光量标准值EV也已知道，则可计算得到自动增益控制值或曝光时间的调整值并进行调整。本实施方式中，通过所述调整模块25调整自动增益值。
综上所述，本发明的数码摄影装置100及其消除闪烁的方法，通过获得多个曝光量拟合的波形图，来判断是否出现闪烁现象。如出现闪烁，则通过调整自动增益值和曝光时间之一，使所述第一组波形图趋于直线，从而使画面亮度趋于稳定，消除闪烁现象。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种数码摄影装置，所述数码摄影装置包括影像感测器、处理器及存储器，所述数码摄影装置的预设曝光时间不为当前环境光源半周期的整数倍且小于影像感测器的垂直同步周期，其特征在于，所述存储器存储有闪烁消除系统，且所述处理器能够执行该闪烁消除系统，该闪烁消除系统包括：
曝光量获取模块，用于获取所述影像感测器的多个曝光量；
数值拟合模块，用于以时间为横坐标轴，曝光量为纵坐标轴将所述多个曝光量拟合为第一组波形图；
判断模块，用于根据所述第一组波形图判断是否出现画面闪烁问题；
分析模块，用于分析所述第一组波形图的变化规律；
调整模块，用于根据所述变化规律调整所述数码摄影装置的自动增益值和曝光时间之一以使所述第一组波形图趋于直线。
2.如权利要求1所述的数码摄影装置，其特征在于，所述数值拟合模块还分别将第3×(n-1)+1个曝光量、第3×(n-1)+2个曝光量、第3×n个曝光量拟合为一条平滑线，其中n为自然数。
3.如权利要求1所述的数码摄影装置，其特征在于，所述判断模块根据所述第一组波形图的波幅来判断是否出现画面闪烁问题，如波幅不为零，则判断出现画面闪烁问题；如波幅为零，则判断无画面闪烁问题。
4.如权利要求3所述的数码摄影装置，其特征在于，所述判断模块判断所述第一组波形图的波幅不为零时，所述分析模块启动，如判断为零，则所述分析模块不启动，且该数码摄影装置保持原来的设定模式。
5.如权利要求1所述的数码摄影装置，其特征在于，所述分析模块分析所述第一组波形图的周期、波峰值、波谷值以及波幅，并将波幅的一半定为标准值。
6.如权利要求5所述的数码摄影装置，其特征在于，所述调整模块通过调整自动增益值的大小，将所述第一组波形图的波峰值、波谷值分别调整至所述标准值
7.如权利要求1所述的数码摄影装置，其特征在于，所述自动增益值或曝光时间与曝光量的关系为EV＝AV+TV＝BV+SV，其中EV为曝光量，AV为光圈值，TV为曝光时间，BV为环境亮度，SV为自动增益控制值。
8.一种消除闪烁的方法，该方法适用于预设曝光时间不为当前环境光源半周期的整数倍且小于影像感测器的垂直同步周期的数码摄影装置，其包括以下步骤：
获取多个曝光量；
以时间为横坐标轴，曝光量为纵坐标轴将所述多个曝光量拟合为第一组波形图；
判断是否出现画面闪烁问题，如果是，则分析所述第一组波形图的变化规律；
根据所述变化规律调整所述数码摄影装置的自动增益值和曝光时间之一以使所述第一组波形图趋于直线。
9.如权利要求8所述的消除闪烁的方法，其特征在于，判断是否出现画面闪烁问题的步骤中，根据所述第一组波形图的波幅来判断是否出现画面闪烁问题，如波幅不为零，则判断出现画面闪烁问题；如波幅为零，则判断无画面闪烁问题。
10.如权利要求8所述的消除闪烁的方法，其特征在于，如判断无画面闪烁问题，则不分析所述第一组波形图的变化规律且保持原来的设定模式。
11.如权利要求8所述的消除闪烁的方法，其特征在于，所述的分析所述第一组波形图的变化规律的步骤中，分析所述第一组波形图的周期、波峰值、波谷值以及波幅，并将波幅的一半定为标准值。
12.如权利要求8所述的消除闪烁的方法，其特征在于，所述的调整所述数码摄影装置的自动增益值和曝光时间之一以使所述第一组波形图趋于直线的步骤中，调整自动增益值和曝光时间之一使所述第一组波形图的波峰值、波谷值均变成标准值。
13.如权利要求8所述的消除闪烁的方法，其特征在于，所述自动增益值或曝光时间与曝光量的关系为EV＝AV+TV＝BV+SV，其中EV为曝光量，AV为光圈值，TV为曝光时间，BV为环境亮度，SV为自动增益控制值。
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