CN112351216A - 检测和消除视频闪烁的方法及图像处理设备 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于视频处理领域，提供了一种检测和消除视频闪烁的方法、计算机可读存储介质及图像处理设备。所述检测视频闪烁的方法包括：分别统计视频帧序列中相邻两帧图像的亮度分量的行总和；比较相邻两帧图像的亮度分量的行总和的大小，计算得到闪烁特征分量；根据假设的一个k值得到光源的闪烁频率，根据光源的闪烁频率，以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标确定两个不同局部区间，分别计算闪烁特征分量对应两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数；根据峰值函数和谷值函数判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁。本申请计算复杂度较低，所需要的存储空间也较少，能快速寻找峰值和谷值，能更准确的定义光源的闪烁频率，抗干扰能力强，误检低。

Description

检测和消除视频闪烁的方法及图像处理设备
技术领域
本申请属于视频处理领域，尤其涉及一种检测和消除视频闪烁的方法、计算机可读存储介质及图像处理设备。
背景技术
随着摄像装置在实时监控方面的应用日趋普遍，对摄像装置的性能需求也与日俱增。目前，大多数摄像装置的CMOS传感器采用滚动快门，对任一像素，在曝光开始时先将其清零，然后等待曝光时间过后，将信号值读出。因为数据的读出是串行的，所以清零、曝光、读出也只能逐行顺序进行，即图像的不同行是在不同的曝光时间段采集得到的。
自然光的光量强度在短时间内的变化是非常缓慢的，至少在获取单帧图像的时间内，自然光的光量强度可以认为是保持不变的。因此，在假定空域上光照均匀的情况下，在自然光下采集视频时，对单帧图像的不同行以及相邻两帧图像的同一行，其入射光是保持不变的，在曝光时长不变时其曝光量一定是相等的，所以采集的视频中很少会出现闪烁条纹的现象。然而在荧光灯下采集视频时，由于荧光灯使用的镇流器机构，其输出光量的强度通常是按照提供给荧光灯的交流电频率的两倍变化的，即在短时间内是存在周期变化的。因此，当曝光时长不是荧光灯输出光量变化的周期的整数倍时，单帧图像内任何一行的曝光量都是变化的，即入射光在垂直方向上存在周期性明暗变化，这种时域上的光照不均导致所获取的图像在垂直方向上存在周期性的明暗条纹。同时，若相邻两帧图像的起始曝光时刻间隔(即帧率)不是荧光灯输出光量变化的周期的整数倍时，相邻两帧图像同一行的曝光量也是不一样的，此时，相邻两帧图像的明暗条纹是移动的，从而在视频中形成滚动的明暗条纹。这种滚动的明暗条纹严重影响视频的视觉效果。若相邻两帧图像的起始曝光时刻间隔是荧光灯输出光量变化的周期的整数倍时，相邻两帧图像同一行的曝光量是一样的，此时，相邻两帧图像的明暗条纹是静止不动的，在视频中不会形成滚动的明暗条纹。而由于反射物体的信息在图像中占主要信息，而荧光灯的明暗变化是一个相对微弱的变化量，导致静止的明暗条纹在视频中通常难以察觉到，因此在视频采集帧率与荧光灯的频率匹配时，无论曝光时长是否为荧光灯输出光量变化的周期的整数倍，视频中一般不会出现明显的闪烁条纹。而一般出现闪烁的情形即为视频采集帧率与荧光灯的频率不匹配，且其曝光时间不是荧光灯输出光量变化周期的整数倍时。
现有技术的检测光源造成的视频闪烁的方法主要依据闪烁特征分量具有周期性的特性，通过考察时域上的周期性，或者周期分量在频域上对应的频率的幅度，或者其自相关函数的相关性等来计算闪烁特征分量。然而计算傅里叶变换，自相关函数等计算复杂度较高，所需要的存储空间也较多。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种检测视频闪烁的方法、消除视频闪烁的方法、计算机可读存储介质及图像处理设备，旨在解决现有技术的检测光源造成的视频闪烁方式计算复杂度较高，所需要的存储空间也较多的问题。
第一方面，本申请提供了一种检测视频闪烁的方法，所述方法包括：
S101、分别统计视频帧序列中相邻两帧图像的亮度分量的行总和；
S102、比较相邻两帧图像的亮度分量的行总和的大小，计算得到闪烁特征分量；
S103、根据假设的一个k值得到光源的闪烁频率，根据光源的闪烁频率，以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标确定两个不同局部区间，分别计算闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数，其中，所述光源的闪烁频率是拍摄所述相邻两帧图像时的光源的闪烁频率，所述光源的闪烁频率是交流电流的频率的k倍，所述假设的一个k值是预设的k值集合中的其中一个；
S104、根据所述闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁，如果存在，则确定存在光源造成的视频闪烁时对应的k值为步骤S103中假设的k值；如果不存在，则选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，然后返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
第二方面，本申请提供了一种消除视频闪烁的方法，包括以下步骤：
针对视频帧序列中的连续多帧图像分别执行如所述的检测视频闪烁的方法来判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁；
判断所述连续多帧图像中存在光源造成的视频闪烁的比例是否大于报警阀值，如果是，则发出闪烁报警信号，并根据步骤S104中确定的存在光源造成的视频闪烁时对应的k值，调整曝光时间消除闪烁现象。
第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的检测视频闪烁的方法或者如所述的消除视频闪烁的方法的步骤。
第四方面，本申请提供了一种图像处理设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个计算机程序，所述处理器和所述存储器通过总线连接，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述的检测视频闪烁的方法或者如所述的消除视频闪烁的方法的步骤。
在本申请一实施例中，由于是通过比较相邻两帧图像的亮度分量的行总和的大小来计算得到闪烁特征分量，因此计算复杂度较低，所需要的存储空间也较少。又由于分别计算当前帧图像的两个不同局部区间中闪烁特征分量对应的峰值函数和谷值函数，因此能快速寻找峰值和谷值。又由于两个不同局部区间是根据光源的闪烁频率，以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标来确定的，因此能更准确的定义光源的闪烁频率。且由于根据闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁。因此抗干扰能力强，误检低。
附图说明
图1是本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法的流程图。
图2是本申请一实施例提供的图像处理设备的具体结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图1，是本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法的流程图，本申请一实施例主要以该检测视频闪烁的方法应用于图像处理设备为例来举例说明，本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法包括以下步骤：需注意的是，若有实质上相同的结果，本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法并不以图1所示的流程顺序为限。
S101、分别统计视频帧序列中相邻两帧图像的亮度分量的行总和。
由于图像的不同行是在不同的时刻曝光采集得到的，视频闪烁的根本原因在于同一帧图像内任何一行的曝光量是不同的，相邻两帧图像的相同行的曝光量也是不同的，因此，本申请一实施例基于图像的亮度分量的行总和来检测视频闪烁。
在本申请一实施例中，S101具体可以为：
通过公式
Figure BDA0002718234670000051
计算前一帧图像的亮度分量的行总和sk-1(i)和当前帧图像的亮度分量的行总和sk(i)，其中，Yk-1(i,j)是前一帧图像的亮度分量，Yk(i,j)是当前帧图像的亮度分量，其中图像尺寸为M×N，i＝1,...,M,j＝1,...,N，M和N是大于1的自然数。
无论是对于灰度图像还是彩色图像，亮度分量可以采用本领域的任何已知方法提取，这对于本领域技术人员是熟知的手段，在此不再赘述。
S102、比较相邻两帧图像的亮度分量的行总和的大小，计算得到闪烁特征分量。
在本申请一实施例中，S102具体可以为：
通过公式
Figure BDA0002718234670000052
计算得到闪烁特征分量FL(i)，其中i＝1,2,...,M。
由于是通过比较相邻两帧图像的亮度分量的行总和的大小来计算得到闪烁特征分量，因此计算复杂度较低，所需要的存储空间也较少。
S103、根据假设的一个k值得到光源的闪烁频率，根据光源的闪烁频率，以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标确定两个不同局部区间，分别计算闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数，其中，所述光源的闪烁频率是拍摄所述相邻两帧图像时的光源的闪烁频率，所述光源的闪烁频率是交流电流的频率的k倍，所述假设的一个k值是预设的k值集合中的其中一个。
所述峰值函数为在闪烁特征分量中，当前点在局部区间内为一个峰值(即最大值)时，所述当前点对应的峰值函数的值为1，否则为0；所述谷值函数为在闪烁特征分量中，当前点在局部区间为一个谷值(即最小值)时，所述当前点对应的谷值函数的值为1，否则为0，其中，所述两个不同局部区间是指以当前点为中心，长度分别为2d1+1和2d2+1的局部区间，d1和d2均表示正整数，局部区间的长度可以是3,5,7,9......等。
假设交流电流的频率为fAC，光源的闪烁频率是交流电流的频率的k倍，例如k＝2,3,4......，则光源光量变化的周期为
Figure BDA0002718234670000061
假设视频的帧率为Tframe，Dframe为包含垂直消隐行的总行数，则
Figure BDA0002718234670000062
为相邻两行的起始曝光时间间隔，则所获取的图像中闪烁条纹的周期Dflic ker为：
Figure BDA0002718234670000063
因此，不同闪烁频率的光源引起图像中的闪烁条纹的周期是不同的，通常情况下视频的帧率及包含垂直消隐行的总行数是固定的，则图像中的闪烁条纹的周期由光源的闪烁频率确定。理想情况下，在场景画面是绝对静止的时候，相邻两帧图像的亮度分量的行总和的差sk(i)-sk-1(i),i＝1,...,M主要是由相邻两帧图像同一行的曝光量不同导致的，因为此时相邻两帧图像的场景画面是一模一样的，而所述图像中的闪烁条纹就是曝光量不同导致的，所以相邻两帧图像的亮度分量的行总和的差就是相邻两个闪烁条纹的差，其周期也为Dflic ker，此时闪烁特征分量FL(i),i＝1,...,M是一个周期为Dflic ker的三角波。在闪烁特征分量中，两个不同局部区间的峰值或两个不同局部区间的谷值之间的距离正好为闪烁条纹的宽度。在实际情况下，由于视频中的画面很少是绝对静止的，峰值或谷值的位置会由于画面自身的亮度变化出现扰动。但是，当画面中存在由于光源导致的闪烁时，在对应的闪烁特征分量中，其局部区间的峰值及局部区间的谷值呈现一定的规律。主要表现为：两个不同局部区间的峰值或两个不同局部区间的谷值之间的距离接近闪烁条纹的宽度；局部区间的峰值和局部区间的谷值交替出现；局部区间的峰值和局部区间的谷值的个数与光源的闪烁频率相关。
如上所述，两个不同局部区间的峰值或两个不同局部区间的谷值之间的距离接近闪烁条纹的周期Dflic ker，所以局部区间的大小不能超过闪烁条纹的周期Dflic ker，否则有一些局部区间的峰值或局部区间的谷值可能会漏检。同时，若取两个不同局部区间的大小分别为
Figure BDA0002718234670000071
来计算两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数，在闪烁特征分量存在明显闪烁时，两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数应该具有较高的相似性。分别以长度分别为2d1+1和2d2+1的局部区间快速计算两个不同局部区间中闪烁特征分量对应的峰值函数Pd1(x)、Pd2(x)和谷值函数Vd1(x)、Vd2(x)，x∈[1,M]。
在本申请一实施例中，S103具体可以包括：
S1031、初始化峰值函数、谷值函数和当前点所在位置的坐标。
在本申请一实施例中，S1031具体为：
初始化峰值函数Pd(x)＝0，初始化谷值函数Vd(x)＝0，x∈[1,M]，初始化当前点所在位置的坐标Ipre＝2。
S1032、根据假设的一个k值得到光源的闪烁频率，根据光源的闪烁频率以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标确定两个不同局部区间，确定闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的最大值所在的位置的坐标和最小值所在的位置的坐标。
在本申请一实施例中，S1032具体为：
以当前点的位置确定局部区间[s e]，其中s表示起始位置，e表示终点位置，
Figure BDA0002718234670000072
其中，d取值为d＝d1和d＝d2，
Figure BDA0002718234670000073
Dflic ker表示闪烁条纹的周期，
Figure BDA0002718234670000074
其中，fAC表示交流电流的频率，光源的闪烁频率是交流电流的频率的k倍，例如预设的k值集合包括的k值为2,3,4......n，预设的k值集合中的k值是根据经验得到的，通常是2，Tframe表示视频的帧率，Dframe表示包含垂直消隐行的总行数，从而得到两个不同的s值和两个不同的e值，从而确定两个不同局部区间；
根据公式FL(Imax)＝max(FL(i)),i∈[s e],FL(Imin)＝min(FL(i)),i∈[s e]，在两个不同局部区间[s e]内寻找闪烁特征分量的最大值所在位置的坐标Imax及闪烁特征分量的最小值所在位置的坐标Imin。
S1033、根据所述最大值所在的位置的坐标、最小值所在的位置的坐标和当前点所在位置的坐标判断当前点是否为闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置或最小值所在的位置，若是，则执行S1034，否则执行S1035。
在本申请一实施例中，S1033具体为：
若Ipre＝Imax或Ipre＝Imin，则执行S1034，否则执行S1035。
S1034、更新当前点对应的峰值函数或谷值函数，然后执行S1035；
在本申请一实施例中，所述更新当前点对应的峰值函数或谷值函数具体为：
若Ipre＝Imax，即当前点为闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置，则更新峰值函数：Pd(Ipre)＝1；并将当前点所在位置的坐标存储在峰值坐标集合Ip中；
若Ipre＝Imin，即当前点为闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置，则更新谷值函数：Vd(Ipre)＝1；并将当前点所在位置的坐标存储在谷值坐标集合Iv中。
S1035、跳转到下一个点。
在本申请一实施例中，S1035具体为：
若Ipre＝Imax或Ipre＝Imin，则跳转到下一个点Inext＝e；
若Ipre＜Imax且Ipre＜Imin，即当前点在闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置和闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置的左边，则跳转到下一个点Inext＝min(Imin,Imax)；
若Ipre＞Imax，且Ipre＞Imin，即当前点在闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置和闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置的右边，则跳转到下一个点Inext＝e；
若当前点在闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置和闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置的中间，则跳转到下一个点Inext＝max(Imin,Imax)。
S1036、判断所述下一个点是否小于M，如果是，则返回S1032，并将所述当前点所在位置的坐标Ipre设置为Inext的值，否则执行S104。
在本申请一实施例中，由于分别计算当前帧图像的两个不同局部区间中闪烁特征分量对应的峰值函数和谷值函数，因此能快速寻找峰值和谷值。又由于两个不同局部区间是根据光源的闪烁频率，以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标来确定的，因此能更准确的定义光源的闪烁频率。
S104、根据所述闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁，如果存在，则确定存在光源造成的视频闪烁时对应的k值为步骤S103中假设的k值；如果不存在，则选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，然后返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
在世界各地主要使用两种交流电流的频率，fAC1＝50Hz和fAC2＝60Hz。如前所述，光源的闪烁频率是交流电流的频率的k倍(例如k＝2,3,4....n)，由于50Hz和60Hz所引起的闪烁频率的差异较小，而k值的不同所引起闪烁频率的差异较大，因此判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁时，在假设fAC＝50Hz或fAC＝60Hz时，依次令k＝2，k＝3，k＝4……k＝n。首先判断在k＝2时是否存在光源造成的视频闪烁，若无，则判断k＝3时是否存在光源造成的视频闪烁，若无，则判断k＝4时是否存在光源造成的视频闪烁，依此类推，直到判断k＝n时不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
在本申请一实施例中，S104具体可以为：
S1041、判断闪烁特征分量对应两个不同局部区间中的第一个局部区间的峰值函数Pd1(x)的峰值坐标集合Ip1和谷值函数Vd1(x)的谷值坐标集合Iv1是否满足以下条件：
(1)峰值坐标集合Ip1的元素的个数，即峰值的个数，和谷值坐标集合Iv1的元素的个数，即谷值的个数，都满足
Figure BDA0002718234670000101
Tframe是视频的帧率，num是峰值坐标集合Ip1的元素的个数或者谷值坐标集合Iv1的元素的个数，Tframe表示视频的帧率，fAC1和fAC2是两种交流电流的频率，例如，fAC1为50HZ，fAC2为60HZ，k是步骤S103中假设的值；
(2)峰值和谷值交替出现；
(3)峰值函数的左右两边的峰值个数相近，谷值函数的左右两边的谷值个数相近；峰值个数差异的阈值和谷值个数差异的阈值越小准确率越高，但因为噪声或者运动会漏检，阈值越大漏检低但误检高。因此峰值个数差异的阈值和谷值个数差异的阈值均通常取1。峰值函数左右两边的峰值个数相近，谷值函数左右两边的谷值个数相近具体可以是：峰值函数左右两边的峰值个数差异为0或者是1，谷值函数左右两边的谷值个数差异为0或者是1。
假设峰值函数或谷值函数的长度为M，统计1到M/2区间的峰值个数为左边的峰值个数，M/2到M区间的峰值个数为右边的峰值个数。
若闪烁特征分量对应的第一个局部区间的峰值函数的峰值坐标集合和谷值函数的谷值坐标集合同时满足以上条件，则执行S1042，否则判断当前帧图像不存在交流电流的频率为fAC1和fAC2对应的光源造成的视频闪烁，然后选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，并返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
S1042、计算闪烁特征分量对应的第一个局部区间的峰值函数Pd1(x)和闪烁特征分量对应的第二个局部区间的峰值函数Pd2(x)的峰值差异值Dp以及闪烁特征分量对应的第一个局部区间的谷值函数Vd1(x)和闪烁特征分量对应的第二个局部区间的谷值函数Vd2(x)的谷值差异值Dv，若峰值差异值Dp大于或等于第一阀值且谷值差异值Dv大于或等于第二阀值，则判断当前帧图像存在光源造成的视频闪烁，并确定存在光源造成的视频闪烁时对应的k值为步骤S103中假设的k值，否则判断当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁，然后选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，并返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
S1042具体为：通过公式
Figure BDA0002718234670000111
计算峰值差异值Dp，通过公式
Figure BDA0002718234670000112
计算谷值差异值Dv，若满足Dp≤Dpmax,Dv≤Dvmax，Dpmax是第一阀值，Dvmax是第二阀值，则判断当前帧图像存在光源造成的视频闪烁，并确定存在光源造成的视频闪烁时对应的k值为步骤S103中假设的k值，否则判断当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁，然后选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，并返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
由于根据闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁。因此抗干扰能力强，误检低。有些现有技术是直接通过峰值的个数来计算光源的闪烁频率，这是基于一种较理想的场景，场景相对静止。然而在实际情况中，会存在一些干扰，场景也是变化的，不同光源的闪烁频率是不一样的，峰值的个数及峰值之间的距离具有一定规律，当视频中存在某种区间的频率的闪烁时，根据光源闪烁频率计算的两组特定局部区间大小，以这两组局部区间大小所找到的两组峰值函数和谷值函数具有高度相似性，如果不具备相似性，则说明不存在闪烁。此处判断的是是否存在闪烁及光源的闪烁频率的大致区间。因此抗干扰能力强，误检低。
本申请另一实施例还提供了一种消除视频闪烁的方法，包括以下步骤：
针对视频帧序列中的连续多帧图像分别执行本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法来判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁；
判断所述连续多帧图像中存在光源造成的视频闪烁的比例是否大于报警阀值，如果是，则发出闪烁报警信号，并根据步骤S104中确定的存在光源造成的视频闪烁时对应的k值，调整曝光时间消除闪烁现象。
在本申请另一实施例中，所述判断所述连续多帧图像中存在光源造成的视频闪烁的比例是否大于报警阀值具体可以为：
判断所述连续多帧图像中存在光源造成的视频闪烁的比例是否大于60％(当然也可以是其他数值，例如50％、65％、70％等，根据实际需要而定)。
由于当曝光时长及帧间隔时长都不是荧光灯输出光量变化周期的整数倍时，会发生明显的闪烁现象，视频的帧率通常是确定的，而曝光时长可以进行较灵活的调整。因此所述通过调整曝光时间消除闪烁现象具体为：
根据步骤S104中确定的存在光源造成的视频闪烁时对应的k值，假设当前交流电频率为第一交流电频率fAC1，例如fAC1＝50Hz，将曝光时间调整到离当前曝光时长最近的防闪烁的曝光时长
Figure BDA0002718234670000121
其中K是使防闪烁曝光与当前曝光时长最接近的整数；
再次执行针对视频帧序列中的连续多帧图像分别执行本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法来判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁；判断所述连续多帧图像中存在光源造成的视频闪烁的比例是否大于报警阀值，如果不是，则判断当前交流电频率为第一交流电频率fAC1时的闪烁现象已消除；否则假设当前交流电频率为另一个不同的交流电频率fAC2，例如fAC2＝60Hz，将曝光时间调整到离当前曝光时长最近的防闪烁的曝光时长
Figure BDA0002718234670000131
其中K是使防闪烁曝光与当前曝光时长最接近的整数。
本申请一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法的步骤或者实现如本申请另一实施例提供的消除视频闪烁的方法的步骤。
图2示出了本申请一实施例提供的图像处理设备的具体结构框图，一种图像处理设备100包括：一个或多个处理器101、存储器102、以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器101和所述存储器102通过总线连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器102中，并且被配置成由所述一个或多个处理器101执行，所述处理器101执行所述计算机程序时实现如本申请一实施例提供的检测视频闪烁的方法的步骤或者实现如本申请另一实施例提供的消除视频闪烁的方法的步骤。
图像处理设备可以是台式计算机、移动终端等，移动终端包括手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理等。
在本申请实施例中，由于是通过比较相邻两帧图像的亮度分量的行总和的大小来计算得到闪烁特征分量，因此计算复杂度较低，所需要的存储空间也较少。又由于分别计算当前帧图像的两个不同局部区间中闪烁特征分量对应的峰值函数和谷值函数，因此能快速寻找峰值和谷值。又由于两个不同局部区间是根据光源的闪烁频率，以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标来确定的，因此能更准确的定义光源的闪烁频率。且由于根据闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁。因此抗干扰能力强，误检低。
应该理解的是，本申请各实施例中的各个步骤并不是必然按照步骤标号指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种检测视频闪烁的方法，其特征在于，所述方法包括：
S101、分别统计视频帧序列中相邻两帧图像的亮度分量的行总和；
S102、比较相邻两帧图像的亮度分量的行总和的大小，计算得到闪烁特征分量；
S103、根据假设的一个k值得到光源的闪烁频率，根据光源的闪烁频率，以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标确定两个不同局部区间，分别计算闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数，其中，所述光源的闪烁频率是拍摄所述相邻两帧图像时的光源的闪烁频率，所述光源的闪烁频率是交流电流的频率的k倍，所述假设的一个k值是预设的k值集合中的其中一个；
S104、根据所述闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的峰值函数和谷值函数判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁，如果存在，则确定存在光源造成的视频闪烁时对应的k值为步骤S103中假设的k值；如果不存在，则选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，然后返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S101具体为：
通过公式
Figure FDA0002718234660000011
计算前一帧图像的亮度分量的行总和sk-1(i)和当前帧图像的亮度分量的行总和sk(i)，其中，Yk-1(i,j)是前一帧图像的亮度分量，Yk(i,j)是当前帧图像的亮度分量，其中图像尺寸为M×N，i＝1,...,M,j＝1,...,N，M和N是大于1的自然数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，S102具体为：
通过公式
Figure FDA0002718234660000021
计算得到闪烁特征分量FL(i)，其中i＝1,2,...,M。
4.如权利要求1或3任一项所述的方法，其特征在于，S103具体包括：
S1031、初始化峰值函数、谷值函数和当前点所在位置的坐标；
S1032、根据假设的一个k值得到光源的闪烁频率，根据光源的闪烁频率以闪烁特征分量的当前点所在位置的坐标确定两个不同局部区间，确定闪烁特征分量对应所述两个不同局部区间的最大值所在的位置的坐标和最小值所在的位置的坐标；
S1033、根据所述最大值所在的位置的坐标、最小值所在的位置的坐标和当前点所在位置的坐标判断当前点是否为闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置或最小值所在的位置，若是，则执行S1034，否则执行S1035；
S1034、更新当前点对应的峰值函数或谷值函数，然后执行S1035；
S1035、跳转到下一个点；
S1036、判断所述下一个点是否小于M，如果是，则返回S1032，并将所述当前点所在位置的坐标Ipre设置为Inext的值，否则执行S104。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，
S1031具体为：
初始化峰值函数Pd(x)＝0，初始化谷值函数Vd(x)＝0，x∈[1,M]，初始化当前点所在位置的坐标Ipre＝2；
S1032具体为：
以当前点的位置确定局部区间[s e]，其中s表示起始位置，e表示终点位置，
Figure FDA0002718234660000031
其中，d取值为d＝d1和d＝d2，
Figure FDA0002718234660000032
Dflicker表示闪烁条纹的周期，
Figure FDA0002718234660000033
其中，fAC表示交流电流的频率，光源的闪烁频率是交流电流的频率的k倍，Tframe表示视频的帧率，Dframe表示包含垂直消隐行的总行数，从而得到两个不同的s值和两个不同的e值，从而确定两个不同局部区间；
根据公式FL(Imax)＝max(FL(i)),i∈[s e],FL(Imin)＝min(FL(i)),i∈[s e]，在两个不同局部区间[s e]内寻找闪烁特征分量的最大值所在位置的坐标Imax及闪烁特征分量的最小值所在位置的坐标Imin。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，S1033具体为：
若Ipre＝Imax或Ipre＝Imin，则执行S1034，否则执行S1035；
所述更新当前点对应的峰值函数或谷值函数具体为：
若Ipre＝Imax，即当前点为闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置，则更新峰值函数：Pd(Ipre)＝1；并将当前点所在位置的坐标存储在峰值坐标集合Ip中；
若Ipre＝Imin，即当前点为闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置，则更新谷值函数：Vd(Ipre)＝1；并将当前点所在位置的坐标存储在谷值坐标集合Iv中。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，S1035具体为：
若Ipre＝Imax或Ipre＝Imin，则跳转到下一个点Inext＝e；
若Ipre＜Imax且Ipre＜Imin，即当前点在闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置和闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置的左边，则跳转到下一个点Inext＝min(Imin,Imax)；
若Ipre＞Imax，且Ipre＞Imin，即当前点在闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置和闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置的右边，则跳转到下一个点Inext＝e；
若当前点在闪烁特征分量对应所述局部区间的最大值所在的位置和闪烁特征分量对应所述局部区间的最小值所在的位置的中间，则跳转到下一个点Inext＝max(Imin,Imax)。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，S104具体为：
S1041、判断闪烁特征分量对应两个不同局部区间中的第一个局部区间的峰值函数Pd1(x)的峰值坐标集合Ip1和谷值函数Vd1(x)的谷值坐标集合Iv1是否满足以下条件：
(1)峰值坐标集合Ip1的元素的个数，即峰值的个数，和谷值坐标集合Iv1的元素的个数，即谷值的个数，都满足
Figure FDA0002718234660000041
Tframe是视频的帧率，num是峰值坐标集合Ip1的元素的个数或者谷值坐标集合Iv1的元素的个数，Tframe表示视频的帧率，fAC1和fAC2是两种交流电流的频率，k是步骤S103中假设的值；
(2)峰值和谷值交替出现；
(3)峰值函数左右两边的峰值个数相近，谷值函数左右两边的谷值个数相近；
若闪烁特征分量对应的第一个局部区间的峰值函数的峰值坐标集合和谷值函数的谷值坐标集合同时满足以上条件，则执行S1042，否则判断当前帧图像不存在交流电流的频率为fAC1和fAC2对应的光源造成的视频闪烁，然后选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，并返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁；
S1042、计算闪烁特征分量对应的第一个局部区间的峰值函数Pd1(x)和闪烁特征分量对应的第二个局部区间的峰值函数Pd2(x)的峰值差异值Dp以及闪烁特征分量对应的第一个局部区间的谷值函数Vd1(x)和闪烁特征分量对应的第二个局部区间的谷值函数Vd2(x)的谷值差异值Dv，若峰值差异值Dp大于或等于第一阀值且谷值差异值Dv大于或等于第二阀值，则判断当前帧图像存在光源造成的视频闪烁，并确定存在光源造成的视频闪烁时对应的k值为步骤S103中假设的k值，否则判断当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁，然后选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，并返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，S1042具体为：
通过公式
Figure FDA0002718234660000051
计算峰值差异值Dp，通过公式
Figure FDA0002718234660000052
计算谷值差异值Dv，若满足Dp≤Dpmax,Dv≤Dvmax，Dpmax是第一阀值，Dvmax是第二阀值，则判断当前帧图像存在光源造成的视频闪烁，并确定存在光源造成的视频闪烁时对应的k值为步骤S103中假设的k值，否则判断当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁，然后选择所述预设的k值集合中另一个不同的k值作为假设的一个k值，并返回执行S103和S104，如果所述预设的k值集合中的所有k值都作为步骤S103中假设的k值之后还是不存在光源造成的视频闪烁，则认为当前帧图像不存在光源造成的视频闪烁。
10.一种消除视频闪烁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
针对视频帧序列中的连续多帧图像分别执行如权利要求1至9任一项所述的检测视频闪烁的方法来判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁；
判断所述连续多帧图像中存在光源造成的视频闪烁的比例是否大于报警阀值，如果是，则发出闪烁报警信号，并根据步骤S104中确定的存在光源造成的视频闪烁时对应的k值，调整曝光时间消除闪烁现象。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通过调整曝光时间消除闪烁现象具体为：
根据步骤S104中确定的存在光源造成的视频闪烁时对应的k值，假设当前交流电频率为第一交流电频率fAC1，将曝光时间调整到离当前曝光时长最近的防闪烁的曝光时长
Figure FDA0002718234660000061
其中K是使防闪烁曝光与当前曝光时长最接近的整数；
再次执行针对视频帧序列中的连续多帧图像分别执行如权利要求1至9任一项所述的检测视频闪烁的方法来判断当前帧图像是否存在光源造成的视频闪烁；判断所述连续多帧图像中存在光源造成的视频闪烁的比例是否大于报警阀值，如果不是，则判断当前交流电频率为第一交流电频率fAC1时的闪烁现象已消除；否则假设当前交流电频率为另一个不同的交流电频率fAC2，将曝光时间调整到离当前曝光时长最近的防闪烁的曝光时长
Figure FDA0002718234660000062
其中K是使防闪烁曝光与当前曝光时长最接近的整数。
12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的检测视频闪烁的方法或者如权利要求10或11所述的消除视频闪烁的方法的步骤。
13.一种图像处理设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个计算机程序，所述处理器和所述存储器通过总线连接，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述的检测视频闪烁的方法或者如权利要求10或11所述的消除视频闪烁的方法的步骤。
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