CN102523379B

CN102523379B - 频闪场景的图像拍摄方法及对该方法获得的频闪图像的处理方法

Info

Publication number: CN102523379B
Application number: CN201110351942.0A
Authority: CN
Inventors: 牛夏牧; 王莘; 石振锋; 韩琦; 李琼; 闫雪虎
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Zhongshu Shenzhen Times Technology Co ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2031-11-09
Also published as: CN102523379A

Abstract

频闪场景的图像拍摄方法及对该方法获得的频闪图像的处理方法，涉及图像处理领域。它解决了目前在频闪场景下拍摄的图像效果差，以及对频闪场景下拍摄的图像进行处理后，图像清晰度低的问题。其图像拍摄方法：对拍摄环境的震动分贝值和光照值进行实时监测，并根据监测值对摄像机的参数进行调整；将摄像机对准待拍摄场景，采用傅里叶变换方法，通过设置变换后的能量集中程度的阈值实现摄像机和待拍摄场景之间的对焦；设定摄像机的拍摄频率后进行拍摄。它的彩色图像处理方法：对于灰度的频闪图像，进行二值化操作和去毛刺操作；对于彩色的频闪图像，进行自适应多值化操作和去毛刺操作。本发明适用于拍摄频闪场景下的图像以及对拍摄到的图像进行处理。

Description

频闪场景的图像拍摄方法及对该方法获得的频闪图像的处理方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域。

背景技术

当前，要具有高速切换刷新闪烁等频闪场景下，一直缺乏系统的、实用的图像拍摄方法和图像处理方法。现有的技术普遍采用硬件装置固定（如公开号为CN101527787的发明专利），或者采用亮度矩阵处理静态图像（如公开号为CN1620102A的发明专利），进行照片的高质量获取。这些方法虽然可以达到获取高质量照片的目的，但是需要使用固定硬件以及针对静态的场景，图像处理能力受到严重限制。

现有的各种照片拍摄技术一般都着眼于常规的场景考虑拍摄问题，例如光照充足、静态图像、对焦相对容易等，并不能针对具有高速切换刷新闪烁等频闪场景的照片拍摄，无法直接应用到这一特殊场景。

现有的相关图像处理方法一般都是针对具有高速运动模糊的图像进行处理，比如：车牌图像等，而没有考虑到具有高速切换刷新闪烁特点的图像，因而无法直接应用到这一特殊场景。

发明内容

本发明是为了解决目前在频闪场景下拍摄的图像效果差，以及对频闪场景下拍摄的图像进行处理后，图像高清晰度低的问题，从而提供一种频闪场景的图像拍摄方法及对该方法获得的频闪图像的处理方法。

频闪场景的图像拍摄方法，它包括以下步骤：

步骤一、采用震动分贝测试仪和光照测试仪分别对拍摄环境的震动分贝值和光照值进行实时监测，并根据获得的震动分贝值和光照值对摄像机的参数进行调整；

步骤二、将摄像机对准待拍摄场景，采用傅里叶变换方法，通过设置变换后的能量集中程度的阈值实现摄像机和待拍摄场景之间的对焦；具体方法为：

设置不同焦距并拍摄图片，

对照片进行傅立叶变换得到频域图片，

统计频域图片中亮度值小于F的亮点个数D，亮度最大值和亮度最小值，F为根据当前环境设置的阈值，

选择D最大且最大值与最小值之差最大的焦距作为当前设定焦距；

步骤三、设定摄像机的拍摄频率后，进行拍摄，获得灰度的或彩色的频闪图像，完成频闪场景的图像拍摄，

对上述的频闪场景的图像拍摄方法获得的频闪图像的处理方法，它包括以下步骤：

步骤A1、对于灰度的频闪图像，进行二值化操作，获得二值化图像；对于彩色的频闪图像，进行自适应多值化操作，获得多值化图像；

步骤A2、对步骤A1获得的二值化图像和多值化图像进行去毛刺操作，获得频闪图像的处理结果。

有益效果：本发明的拍摄方法对于具有高速切换刷新闪烁等频闪场景的照片拍摄适用性较好，拍摄到的图像效果较好；本发明可对具有高速切换刷新闪烁等频闪场景拍摄的照片进行处理，处理质量高，清晰度高；同时，本发明对具有高速切换刷新闪烁等频闪场景拍摄的照片实时处理效率较高，实用性较强；本发明的图像处理方法不仅仅适用于图像文件，同时也能在一定程度上适用于具有高速切换刷新闪烁等频闪场景拍摄的视频，适用性较强。

附图说明

图1是具体实施方式一中采用现有方法拍摄的待拍摄频闪场景的灰度图像；图2是图1的左侧上边角的放大示意图；图3是具体实施方式一中采用本发明方法拍摄的待拍摄频闪场景的灰度图像；图4是图3的左侧上边角的放大示意图；图5是具体实施方式一中进行自适应二值化操作处理后的灰度图像；图6是图5的左侧上边角的放大示意图；图7是具体实施方式二中采用现有方法拍摄的待拍摄频闪场景的图像；图8是图7的左侧上边角的放大示意图；图9是具体实施方式二中采用本发明方法拍摄的待拍摄频闪场景的图像；图10是图9的左侧上边角的放大示意图；图11是具体实施方式二中进行处理后的灰度图像；图12是图11的左侧上边角的放大示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、频闪场景的图像拍摄方法，它包括以下步骤：

参数有声音分贝值，光照强度等，根据当时的情况调整到最佳，可以记录下当前参数区间以后做参考。

1、设置不同焦距并拍摄图片。

2、对照片进行傅立叶变换得到频域图片。

3、统计频域图片中亮度值小于F的亮点个数D，亮度最大值和亮度最小值，F为根据当前环境设置的阈值。

4、选择D最大且最大值与最小值之差最大的焦距作为当前设定焦距。

清晰图片与模糊图片的傅立叶频谱相比较，清晰图片频谱较广。条码图片中矩阵方块较小，所以细节越多越好，频谱图片中低亮度的点越多越好。

步骤三、设定摄像机的拍摄频率后，进行拍摄，获得灰度的或彩色的频闪图像，完成频闪场景的图像拍摄。

步骤一中调整的摄像机参数包括：ISO感光值、快门速度、增益、白平衡、颜色校正、对比度和亮度。

步骤三中设定的摄像机拍摄频率为待拍摄场景的频闪频率的2倍。

本实施方式是一类具有高速切换刷新闪烁等特征的场景下提升照片拍摄质量以及图像处理的方法，它解决了现有的类似场景照片拍摄存在的环境影响较大、有随机性、照片模糊、缺乏灵活性和实用性的问题。

具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的频闪场景的图像拍摄方法，其特征在于步骤三中拍摄的过程中在暗箱中完成的。

以下，采用屏幕作为待拍摄场景，验证本实施方式的拍摄效果：

实施拍摄环境的实时监测，通过震动分贝测试仪、光照测试仪等进行实施，调整发送端显示器的亮度和对比度，实现摄相机ISO感光值、增益、快门速度的综合优化等；

实施判定摄像机和屏幕是否对准，在屏幕上显示一个正方形，在相机上安装水平仪，通过摄像机的实时采集功能查看并进行微调；使用傅里叶变换等方法，通过能量集中程度的阈值设置来判断对焦是否满足拍摄要求；通过发光反射重合的方法、放置镜子镜面反射的方法等进行判定实施；

实施降低交流电和屏幕闪烁的影响，选择LED光源和LED背光技术的屏幕；

实施拍摄频率的设定，根据具体应用设置为屏幕内容切换频率的2倍以上，然后再根据拍摄效果逐渐提高拍摄频率；

实施降低环境振动和光照不均匀的影响，根据应用场景需求设计制造一个连接摄像机和屏幕的暗箱，让它们之间的位置相对固定，减少震动的影响，同时也不用经常调整摄像机和屏幕的相对位置，而且降低了外界光源的影响。

本实施方式为一类提升某类场景下照片拍摄质量的方法，从功能来看，主要包含环境影响和提升拍摄质量两部分。其目的在于针对具有高速切换刷新闪烁等特征的场合，用于提升此类场景下的照片拍摄质量。

对于频闪场景的图像拍摄方法获得的灰度频闪图像的处理方法为：进行自适应二值化操作，从而获得高质量的频闪图像，图像效果如图1至图6所示，其中图1和图2是采用现有方法拍摄的待拍摄频闪场景的灰度图像；图3和图4中采用本发明方法拍摄的待拍摄频闪场景的灰度图像；图5和图6是进行自适应二值化操作处理后的灰度图像。

具体实施方式三、采用具体实施方式一所述的频闪场景的图像拍摄方法获得的频闪图像的处理方法，它包括以下步骤：

本发明的提升具有高速切换刷新闪烁等频闪场景的照片拍摄质量的方法，对于类似场景给出了具体操作方法以提高照片拍摄质量；图像处理方法用于进行具有高速切换刷新闪烁等频闪场景下拍摄的照片的图像处理，以进一步提高照片质量。

以屏幕作为待拍摄场景，获得的图像效果如图7至图12所示，其中图7和图8是采用现有方法拍摄的待拍摄频闪场景的图像；图9和图10中采用本发明方法拍摄的待拍摄频闪场景的图像；图11和图12是进行自适应二值化操作处理后的图像。

Claims

1.频闪场景的图像拍摄方法，其特征是：它包括以下步骤：

步骤二、将摄像机对准待拍摄场景，采用傅立叶变换方法，通过设置变换后的能量集中程度的阈值实现摄像机和待拍摄场景之间的对焦；具体方法为：

设置不同焦距并拍摄图片，

对照片进行傅立叶变换得到频域图片，

2.根据权利要求1所述的频闪场景的图像拍摄方法，其特征在于步骤一中调整的摄像机参数包括：ISO感光值、快门速度、增益、白平衡、颜色校正、对比度和亮度。

3.根据权利要求1所述的频闪场景的图像拍摄方法，其特征在于步骤三中设定的摄像机拍摄频率为频闪设备的频率的2倍。

4.根据权利要求1所述的频闪场景的图像拍摄方法，其特征在于步骤三中拍摄过程是在暗箱中完成的。