CN104104882A - 图像闪烁检测方法及装置、图像捕获设备 - Google Patents

Abstract

一种图像闪烁检测方法及装置、图像捕获设备。所述图像闪烁检测方法包括：对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧；基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动；若不存在相对运动，则基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号；若存在闪烁信号，则根据检测结果确定闪烁信号频率。本技术方案解决了现有技术无法简单、迅速且准确地检测在运动场景下图像闪烁的问题。

Description

图像闪烁检测方法及装置、图像捕获设备

技术领域

本发明涉及图像成像技术领域，尤其涉及一种图像闪烁检测方法及装置、图像捕获设备。

背景技术

在常用的图像捕获设备（例如数字摄像机、照相机等）中，一般采用全局快门（global shutter）或者滚动快门（rolling shutter）来控制图像传感器对成像目标的曝光成像。其中，对于采用全局快门控制的图像传感器，所有感光器件同时接收光线并同时曝光，曝光结束后所有感光器件停止接收光线，并将曝光图像转换成数字图像。与采用全局快门控制不同的是，对于采用滚动快门控制的图像传感器，所有感光器件按行顺序依次进行曝光，由于这种曝光方式使得各行感光器件接收光线存在时间差，因此在不同的行上的曝光时间内，成像目标可能会发生移动，其反射的光的强度也可能会发生变化。

当成像目标处于周期性变化的光源照射的环境下，采用滚动快门控制图像传感器进行曝光成像时，拍摄的静态图像可能会产生周期性亮条，而在拍摄视频或连续取景时，如果连续的图像帧中出现亮条，这些亮条很有可能出现在不同的位置，与前一帧相比会有一定的偏移，这种连续的偏移便产生了闪烁现象。通常可以采用将图像传感器的曝光时间设置成光强变化周期的整数倍的方式来消除这些亮条和闪烁。例如，对于50Hz（或60Hz）电源的光源，灯具发出的光强频率是100Hz（或120Hz），光强周期则是1/100秒（或1/120秒），那么只需要将曝光时间设置成1/100秒（或1/120秒）的整数倍即可消除亮条或闪烁。

现有技术中，检测图像闪烁的方法有很多。一种方法是：在拍摄纯色背景的图像时，可以通过计算拍摄图像上每行像素的亮度平均值得到一个数列，再根据该数列形成的波形来检测是否存在闪烁并确定闪烁信号频率。另一种方法是，在拍摄复杂场景的图像时，可以采用将前后连续的两帧图像相减得到差序列（或对该差序列做一阶微分），再对该差序列（或做了一阶微分后的序列）做互关系运算、傅里叶变换或者过滤后零点的距离来判断是否存在亮条频率信号。但是上述第二种检测方法并不适用于检测运动场景中的闪烁，因为在运动场景下，通过前后两帧图像相减得到的差序列受到运动的干扰很大，闪烁信号可能完全被淹没而无法检测到。

针对这一问题，参考公开号为US2010/0123810，发明名称为“FlickerDetection Circuit for Imaging Sensors that Employ Rolling Shutters”（用于使用滚动快门的成像传感器的闪烁检测电路）的美国专利申请文件，该申请文件中提供了一种先对前后两帧图像的相对位移做估算，并将其中一帧图像做平移以使这两帧图像对齐，然后再将这两帧图像相减得到差序列，这样得到的差序列将不会受到运动的干扰。但是这种检测方法的运算量很大，且需要较大的存储空间来存储帧缓冲，因此对存储空间的要求较高。

发明内容

本发明解决的是无法简单、迅速且准确地检测在运动场景下图像闪烁的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种图像闪烁检测方法，包括：对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧；基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动；若不存在相对运动，则基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号；若存在闪烁信号，则根据检测结果确定闪烁信号频率。

可选的，所述基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动包括：

确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；

确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；

计算所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列的残差平方和；

若所述残差平方和大于或等于运动阈值，则确定这两帧图像帧在曝光成像过程中存在相对运动。

可选的，所述基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号包括：

确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；

确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；

对所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列进行数据处理以确定亮度变化频率；

若所述亮度变化频率等于所述光源的光强频率，则确定存在闪烁信号。

可选的，若存在闪烁信号，将所述亮度变化频率确定为所述闪烁信号频率。

可选的，所述数据处理包括互相关分析、傅立叶变换分析以及零点距离统计中的任一种数据处理方式。

可选的，对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧之前还包括：设置曝光参数，所述曝光参数包括光圈值、曝光时间、增益以及帧率；其中所述曝光时间和帧率对应的帧间隔均设置为非所述光源的光强周期的整数倍。

可选的，所述曝光成像采用滚动快门来控制。

本发明实施例还提供了一种图像闪烁检测装置，包括：图像传感处理单元，用于对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧；运动检测单元，用于基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动；闪烁信号检测单元，用于在所述运动检测单元的判断结果为这两帧图像帧不存在相对运动的情况下，基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号；闪烁信号频率确定单元，用于在所述闪烁信号检测单元的检测结果为存在闪烁信号的情况下，根据检测结果确定闪烁信号频率。

可选的，所述运动检测单元包括：第一亮度均值确定单元，用于确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；第二亮度均值确定单元，用于确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；计算处理单元，用于计算所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列的残差平方和；相对运动确定单元，用于在所述计算处理单元计算得到的残差平方和大于或等于运动阈值的情况下，确定这两帧图像帧在曝光成像过程中存在相对运动。

可选的，所述闪烁信号检测单元包括：第一亮度均值确定单元，用于确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；第二亮度均值确定单元，用于确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；亮度变化频率确定单元，用于对所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列进行数据处理以确定亮度变化频率；闪烁信号确定单元，用于在所述亮度变化频率确定单元得到的亮度变化频率等于所述光源的光强频率的情况下，确定存在闪烁信号。

可选的，所述闪烁信号频率确定单元包括第一闪烁信号频率确定单元，用于在闪烁信号确定单元确定所述相邻两帧图像帧之间存在闪烁信号的情况下，将所述亮度变化频率确定为所述闪烁信号频率。

可选的，图像闪烁检测装置还包括：参数设置单元，用于设置曝光参数，所述曝光参数包括光圈值、曝光时间、增益以及帧率；其中，所述曝光时间和帧率对应的帧间隔均设置为非所述光源的光强周期的整数倍。

可选的，所述图像传感处理单元采用滚动快门来控制。

本发明实施例还提供了一种图像捕获设备，包括图像闪烁检测装置和消除闪烁控制装置，其中所述消除闪烁控制装置用于根据所闪烁信号频率确定单元所确定的闪烁信号频率来调整所述图像传感处理单元的曝光时间以消除图像闪烁。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

通过利用图像帧中各行像素亮度均值来检测任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动，进而对于不存在相对运动的这两帧图像帧继续利用各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号，并在存在闪烁信号的情况下根据检测结果确定闪烁信号频率，这样的检测方法计算简单且运算量也不大。

进一步地，在一个优选方式中，可以基于相邻两帧图像帧中各行像素亮度均值来判断这两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动，进而对于不存在相对运动的这两帧图像帧继续利用各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号，这样可以及时且准确地检测图像闪烁。

在可选方案中，通过计算相邻两帧图像帧中各行像素亮度均值形成的亮度均值序列的残差平方和的方式来确定相邻两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动。

在可选方案中，利用互相关分析、傅立叶变换分析以及零点距离统计中任一种数据处理方式，对不存在相对运动的两帧图像帧中各行像素亮度均值形成的亮度均值序列进行数据处理来确定亮度变化频率，并在该亮度变化频率等于光源的光强频率的情况下，确定这两帧图像帧之间存在闪烁信号。

附图说明

图1是本发明的一种图像闪烁检测方法的具体实施方式的流程示意图；

图2是本发明的一种图像闪烁检测装置的具体实施例的结构示意图；

图3是本发明的一种图像捕获设备的具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术中所述，为了消除图像中的亮条和闪烁可以将图像传感器的曝光时间设置为光源的光强周期（即光强频率的倒数）的整数倍，即设置成消除闪烁模式。现有使用的交流电的电压一般为50Hz或60Hz的正弦波，由于光强只与电压的幅度相关，而与电压的正负无关，因此通过灯具产生的光强频率是100Hz或120Hz。显然，如果始终将图像捕获设备设置成消除闪烁模式，这样在使用固定周期的光源（50Hz或60Hz的交流电的灯具）时，拍摄的图像中就不会出现亮条和闪烁。

但是在实践中，发明人发现，在消除闪烁模式下，图像传感器的曝光时间不能连续调整，在使用固定光圈的图像捕获设备中，曝光时间在阶跃变化时可能会曝光不足。通常补偿曝光不足的方法是采用增大增益，但增大增益会引起噪声被放大的负面效应，降低成像质量。因此并不适宜将图像捕获设备始终设置为消除闪烁模式，通常可以由摄影师手动设置进入消除闪烁模式或者由图像捕获设备自动检测闪烁进入消除闪烁模式。但根据现有技术，图像捕获设备无法简单、迅速且准确地检测在运动场景下的图像闪烁。

为此，发明人经过研究，提供了一种图像闪烁检测方法及装置、图像捕获设备。本技术方案解决了现有技术无法简单、迅速且准确地检测在运动场景下图像闪烁的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示的是本发明的一种图像闪烁检测方法的具体实施方式的流程示意图。参考图1，所述图像闪烁检测方法包括：

步骤S1：对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧；

步骤S2：基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动；

步骤S3：若不存在相对运动，则基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号；

步骤S4：若存在闪烁信号，则根据检测结果确定闪烁信号频率。

下面结合具体实施例对本发明提供的图像闪烁检测方法进行详细描述。

具体地，如步骤S1所述，对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧。

在本实施例中，利用图像捕获设备对成像目标进行曝光成像，其中所述图像捕获设备中的图像传感器使用滚动快门控制。本领域技术人员知晓，使用滚动快门控制曝光成像时，图像传感器中每一行或若干行感光器件一起曝光，然后感光器件将接收到的光信号转换成电信号，并通过模数转换器转换成数字信号。对于一个包括L行、M列的感光器件的图像传感器，当其第L行的所有感光器件曝光结束并将光信号转换成数字信号后，即形成一帧图像帧。图像传感器将依次采集并输出后续的图像帧，形成一个图像序列。

所述成像目标是在光源照射环境下进行曝光成像的，且所述光源是使用固定周期的光源（例如采用50Hz或60Hz的交流电的灯具），这样灯具发出的光强频率为100Hz（对应于50Hz交流电的灯具）或120Hz（对应于60Hz交流电的灯具）。

进一步地，在实际应用中，在执行所述步骤S1之前，还需要设置图像传感器的曝光参数，其中所述曝光参数包括光圈值、曝光时间、增益、帧率等参数。需要说明的是，在本实施例中，初始设置的曝光时间应该为非消除闪烁模式的范围内，也就是说设置的曝光时间不可以是所述光源的光强周期的整数倍，即不可以是1/100秒（对应于光强频率为100Hz，光强周期则为1/100秒）和1/120秒（对应于光强频率为120Hz，光强周期则为1/120秒）的整数倍。设置的增益需要保证曝光量足够的准确。设置的光圈值需要保证足够的光线透过镜头进入图像传感器。而设置的帧率所对应的帧间隔为非所述光源的光强周期的整数倍，即不可以是1/100秒和1/120秒的整数倍。

如步骤S2所述，基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动。

与现有技术不同，在本实施例中，将对任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动进行检测。这里所述相对运动的方向是指沿所述图像帧的列方向，这是因为闪烁信号是沿着图像帧的列方向。在实践中，通常图像传感器是依次采集并输出各个图像帧的，为了能及时且准确地检测在曝光成像过程中图像帧之间是否存在相对运动，优选的是依照图像传感器采集输出图像帧的顺序，对前后相邻两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动进行检测。

在本步骤的一个优选方式中，基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断相邻两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动。

具体来说，包括如下步骤：

步骤S21，确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列。

具体地，设第N帧图像帧的第x行第y列的像素亮度为I(N,x,y)，则第N帧图像帧的第i行的所有像素亮度均值为：

其中，i的取值范围为[1，L]，L为图像帧的行数，M为图像帧的列数。

利用上述方法可以计算得到第N帧图像帧中所有各行像素亮度均值，形成第一亮度均值序列。

步骤S22，确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列。

具体地，根据上述步骤S21中的方法，第N+1帧图像帧的第i行的所有像素亮度均值为：

其中，i的取值范围为[1，L]，L为图像帧的行数，M为图像帧的列数。

同理，利用上述方法可以计算得到第N+1帧图像帧中所有各行像素亮度均值，形成第二亮度均值序列。

步骤S23，计算所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列的残差平方和。

具体地，所述第一亮度均值序列和第二亮度均值序列的残差平方和为：

$R=\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{(C(N,i)-C(N+1,i))}^2$

步骤S24，若所述残差平方和大于或等于运动阈值，则确定这两帧图像帧在曝光成像过程中存在相对运动。其中，所述运动阈值可以预先设定，该运动阈值的选择可以综合考虑图像捕获设备对图像亮度的精度要求、曝光值要求等因素来确定。

反之，若所述残差平方和小于所述运动阈值，则确定这两帧图像帧在曝光成像过程中不存在相对运动。进一步，对第N+1帧图像帧和第N+2帧图像帧之间在曝光成像过程中是否存在相对运动进行判断，其判断过程可参照上文所述的实施例。

需要说明的是，在实际应用中，并不限于上述步骤S21至步骤S24所述的实施方式来判断相邻两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动。在其他实施例中，还可以对所述第一亮度均值序列和第二亮度均值序列采用其他处理方式（例如相关分析等）来判断相邻两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动。

由于在本步骤中是通过将计算得到的残差平方和与所设定的运动阈值进行比较来确定两帧图像帧是否存在相对运动，因此受到设定的运动阈值的影响，当确定两帧图像帧不存在相对运动时，并非是指这两帧图像帧在曝光成像过程中完全不存在相对运动，而是说基于所述运动阈值的评判标准，这两帧图像帧之间的相对运动可以忽略不计，不会影响到后续对这两帧图像帧进行闪烁信号检测的准确性。

如所述步骤S3所述，若不存在相对运动，则基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号。

在本实施例中，仍是基于图像帧中各行像素亮度均值来检测不存在相对运动的两帧图像帧是否存在闪烁信号。

具体来说，包括如下步骤：

步骤S31，确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；步骤S32，确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列。

所述步骤S31和步骤S32与上述步骤S21和步骤S22相同，其具体实施过程可以参考上文针对步骤S21和步骤S22的描述。在实际应用中，在对存在相对运动的两帧图像帧进一步做闪烁信号检测时，可以直接获取在相对运动检测过程中计算得到的所述第一亮度均值序列和第二亮度均值序列。

步骤S33，对所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列进行数据处理以确定亮度变化频率。

具体地，其中所述数据处理包括互相关分析、傅立叶变换分析以及零点距离统计中的任一种数据处理方式。其中所述互相关分析、傅立叶变换分析以及零点距离统计的具体计算方法是现有技术，在此不再赘述。

利用上述任一种数据处理方式对所述第一亮度均值序列和第二亮度均值序列进行分析处理后都可以得到一个数列，根据该数列的波形可以确定亮度变化频率。

步骤S34，若所述亮度变化频率等于所述光源的光强频率，则确定存在闪烁信号。

具体地，在本实施例中，由于所述成像目标是在一种固定周期（采用50Hz或60Hz的交流电的灯具）的光源照射环境下进行曝光成像的，这种情况下，所述光源的光强频率为100Hz或120Hz。当检测到的亮度变化频率为100Hz或者120Hz，即可以确定存在闪烁信号。当然，在实际应用中，检测得到的亮度变化频率可能会存在一些误差，因此只要该亮度变化频率在允许的误差范围之内（例如所述亮度变化频率在98Hz-102Hz或118Hz-122Hz之间），也可以确定存在闪烁信号。反之，若所述亮度变化频率不等于所述光源的光强频率，则确定不存在闪烁信号。

需要说明的是，在实际应用中，并不限于上述步骤S31至步骤S34所述的实施方式来判断这两帧图像帧是否存在闪烁信号。在其他实施例中，还可以对所述第一亮度均值序列和第二亮度均值序列采用其他处理方式来检测这两帧图像帧在是否存在闪烁信号。

需要强调的是，发明人考虑到，对于存在相对运动的两帧图像帧，由于受到运动的干扰，对这两帧图像帧进一步做闪烁信号检测，其检测结果可能会出现偏差。因此在本步骤中，是对不存在相对运动的两帧图像帧进一步做闪烁信号检测，其检测结果则相对比较准确，后续根据该检测结果所确定的闪烁信号频率（对应的闪烁信号周期）来调整图像传感器的曝光时间，则可以消除图像闪烁。

这样即使在运动场景中，利用本实施例提供的图像闪烁检测方法，可以从连续的图像帧中选取“相对静止”（即本实施例中所述的不存在相对运动）的两帧图像帧做闪烁信号检测，从而得到比较准确的检测结果。

如步骤S4所述，若存在闪烁信号，则根据检测结果确定闪烁信号频率。

具体地，在根据上述步骤S31至步骤S34确定的亮度变化频率等于所述光源的光强频率的情况下，确定存在闪烁信号，此时该亮度变化频率即为所述闪烁信号频率。

基于上述图像闪烁检测方法，本发明实施例还提供了一种图像闪烁检测装置。如图2所示的是本发明的一种图像闪烁检测装置的具体实施例的结构示意图。参考图2，所述图像闪烁检测装置11包括：

图像传感处理单元111，用于对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧。运动检测单元112，用于基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动。闪烁信号检测单元113，用于在所述运动检测单元112的判断结果为这两帧图像帧不存在相对运动的情况下，基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号。闪烁信号频率确定单元114，用于在所述闪烁信号检测单元113的检测结果为存在闪烁信号的情况下，根据检测结果确定闪烁信号频率。其中，所述图像传感处理单元111采用滚动快门来控制。

在具体实施例中，所述运动检测单元112包括第一亮度均值确定单元1121，用于确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列。第二亮度均值确定单元1122，用于确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列。计算处理单元1123，用于计算所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列的残差平方和。相对运动确定单元1124，用于在所述计算处理单元1123计算得到的残差平方和大于或等于亮度阈值的情况下，确定这两帧图像帧在曝光成像过程中存在相对运动。

所述闪烁信号检测单元113包括第一亮度均值确定单元1131，用于确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列。第二亮度均值确定单元1132，用于确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列。亮度变化频率确定单元1133，用于对所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列进行数据处理以确定亮度变化频率。闪烁信号确定单元1134，用于在所述亮度变化频率确定单元1133得到的亮度变化频率等于所述光源的光强频率的情况下，确定存在闪烁信号。

需要说明的是，在实际应用中，所述闪烁信号检测单元113中的亮度变化频率确定单元1133可以直接从所述运动检测单元112中的第一亮度均值确定单元1121和第二亮度均值确定单元1122获取第一亮度均值序列和第二亮度均值序列，这样在所述闪烁信号检测单元113中的所述第一亮度均值确定单元1131和第二亮度均值确定单元1132可以省略，这样可以简化整个图像闪烁检测装置11的硬件结构，降低成本。

所述闪烁信号频率确定单元114包括第一闪烁信号频率确定单元（图2中未示出），用于在闪烁信号确定单元1134确定存在闪烁信号的情况下，将所述亮度变化频率确定为所述闪烁信号频率。

在本实施例中，所述图像闪烁检测装置11还包括参数设置单元（图2中未示出），用于设置曝光参数，所述曝光参数包括曝光时间、增益以及帧率；其中所述曝光时间和帧率均设置为非所述光源的光强周期的整数倍。

本发明实施例还提供了一种图像捕获设备。如图3所示的是本发明的一种图像捕获设备的具体实施例的结构示意图。参考图3，所述图像捕获设备1包括：如图2所示的图像闪烁检测装置11和消除闪烁控制装置12，其中，所述消除闪烁控制装置12用于根据所述图像闪烁检测装置11中的闪烁信号频率确定单元114所确定的闪烁信号频率来调整所述图像传感处理单元111的曝光时间以消除图像闪烁。

在具体实施例中，所述消除闪烁控制装置12可以通过指示所述图像闪烁检测装置11中的参数设置单元来调整曝光时间。根据所述闪烁信号频率对应的闪烁信号周期（即闪烁信号频率的倒数），将所述曝光时间设置为所述闪烁信号周期的整数倍，这样即可消除图像闪烁。

需要说明的是，所述图像捕获设备1可以是独立的设备装置（例如数码相机、数码摄像机等），也可以是集成在无线通信设备中的一个设备装置（例如可以是集成在手机、平板电脑等设备中的设备装置）。

综上所述，本技术方案解决了现有技术无法简单、迅速且准确地检测在运动场景下图像闪烁的问题。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种图像闪烁检测方法，其特征在于，包括：

对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧；

基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动；

若不存在相对运动，则基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号；

若存在闪烁信号，则根据检测结果确定闪烁信号频率。

2.如权利要求1所述的图像闪烁检测方法，其特征在于，所述基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动包括：

确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；

确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；

计算所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列的残差平方和；

若所述残差平方和大于或等于运动阈值，则确定这两帧图像帧在曝光成像过程中存在相对运动。

3.如权利要求1所述的图像闪烁检测方法，其特征在于，所述基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号包括：

确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；

确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；

对所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列进行数据处理以确定亮度变化频率；

若所述亮度变化频率等于所述光源的光强频率，则确定存在闪烁信号。

4.如权利要求3所述的图像闪烁检测方法，其特征在于，若存在闪烁信号，将所述亮度变化频率确定为所述闪烁信号频率。

5.如权利要求3所述的图像闪烁检测方法，其特征在于，所述数据处理包括互相关分析、傅立叶变换分析以及零点距离统计中的任一种数据处理方式。

6.如权利要求1所述的图像闪烁检测方法，其特征在于，对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧之前还包括：

设置曝光参数，所述曝光参数包括光圈值、曝光时间、增益以及帧率；其中所述曝光时间和帧率对应的帧间隔均设置为非所述光源的光强周期的整数倍。

7.如权利要求1所述的图像闪烁检测方法，其特征在于，所述曝光成像采用滚动快门来控制。

8.一种图像闪烁检测装置，其特征在于，包括：

图像传感处理单元，用于对光源照射下的成像目标进行曝光成像以形成图像帧；

运动检测单元，用于基于所述图像帧中各行像素亮度均值来判断任意两帧图像帧在曝光成像过程中是否存在相对运动；

闪烁信号检测单元，用于在所述运动检测单元的判断结果为这两帧图像帧不存在相对运动的情况下，基于这两帧图像帧中各行像素亮度均值来检测是否存在闪烁信号；

闪烁信号频率确定单元，用于在所述闪烁信号检测单元的检测结果为存在闪烁信号的情况下，根据检测结果确定闪烁信号频率。

9.如权利要求8所述的图像闪烁检测装置，其特征在于，所述运动检测单元包括：

第一亮度均值确定单元，用于确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；

第二亮度均值确定单元，用于确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；

计算处理单元，用于计算所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列的残差平方和；

相对运动确定单元，用于在所述计算处理单元计算得到的残差平方和大于或等于运动阈值的情况下，确定这两帧图像帧在曝光成像过程中存在相对运动。

10.如权利要求8所述的图像闪烁检测装置，其特征在于，所述闪烁信号检测单元包括：

第一亮度均值确定单元，用于确定第N帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第一亮度均值序列；

第二亮度均值确定单元，用于确定第N+1帧图像帧中各行像素亮度均值以形成第二亮度均值序列；

亮度变化频率确定单元，用于对所述第一亮度均值序列和所述第二亮度均值序列进行数据处理以确定亮度变化频率；

闪烁信号确定单元，用于在所述亮度变化频率确定单元得到的亮度变化频率等于所述光源的光强频率的情况下，确定存在闪烁信号。

11.如权利要求10所述的图像闪烁检测装置，其特征在于，所述闪烁信号频率确定单元包括第一闪烁信号频率确定单元，用于在闪烁信号确定单元确定存在闪烁信号的情况下，将所述亮度变化频率确定为所述闪烁信号频率。

12.如权利要求8所述的图像闪烁检测装置，其特征在于，还包括：参数设置单元，用于设置曝光参数，所述曝光参数包括光圈值、曝光时间、增益以及帧率；其中所述曝光时间和帧率对应的帧间隔均设置为非所述光源的光强周期的整数倍。

13.如权利要求8所述的图像闪烁检测装置，其特征在于，所述图像传感处理单元采用滚动快门来控制。

14.一种图像捕获设备，其特征在于，包括：

权利要求8至13中任一项所述的图像闪烁检测装置；以及

消除闪烁控制装置，用于根据所述闪烁信号频率确定单元所确定的闪烁信号频率来调整所述图像传感处理单元的曝光时间以消除图像闪烁。