CN1509069A - 运动画面中闪烁的消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运动画面中闪烁的消除方法，特别涉及一种对数字图像显示过程中因摄像装置的参数设置和外部光源不相适应时出现的滚动暗条纹进行消除的方法。本发明提出的目的通过以下方案来实现，一种数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法：首先，对摄像装置依次切换不同的参数设置状态并判断图像上是否有暗条纹出现；然后，根据摄像装置在不同的参数设置下出现滚动暗条纹的情况判断出此时的光源种类；最后，修改摄像头的参数使其适应环境光源进而消除图像上滚动的暗条纹。本发明所述方法主要通过微机完成，不需要太多的人工操作且判断精度高，计算量小。

Description

运动画面中闪烁的消除方法

技术领域

本发明涉及一种运动画面中闪烁的消除方法，特别涉及一种对数字图像显示过程中因摄像装置的参数设置和外部光源不相适应时出现的滚动暗条纹进行消除的方法。

背景技术

在数字摄像装置进行工作时，为了适应不同的频率的人造光源和室外自然光，都要对摄像装置的一些参数进行相应的设置，其中一个比较重要的参数是摄像装置的自动曝光时间。数字摄像装置在工作的时候总是根据周围环境的明暗变化不断的调整曝光时间，对于不用的环境光源，曝光时间初始值和每一次调整的步长都会有所不同。但是在实际使用的过程中，摄像装置的参数设置和实际的环境光源经常有不匹配的情况发生，画面的闪烁便会随之发生。

比如：在50Hz交流电驱动的光源下，摄像装置曝光时间理应总是0.01秒的整数倍。摄像装置的参数设置可能会处在60Hz或者室外自然光情况下的设置状态，此时曝光时间并不是0.01秒的整数倍，于是摄像装置所捕捉的图像上就会出现竖向滚动的暗条纹，这样会严重影响图像质量。同理，在60Hz光源下，光源的闪烁周期应该是1/120秒，所以摄像装置的自动曝光时间理应是1/120秒的整数倍。但如果此时摄像装置参数的设置却处在50Hz光源或者室外自然光情况下的，那么实际的曝光时间也并不是1/120秒的整数倍，同样，在显示的图像上也会出现竖向滚动的暗条纹。

此外，在有些时候，这种暗条纹非常微弱，使用者通过肉眼很难去进行判断，在对画面质量要求高的操作标准下，这种情况非常讨厌。

本发明的目的就是提出一种避免上述情况出现的方法，对摄像时的外部光源进行判断检测进而选择合适的摄像参数设置，以有效的消除画面的闪烁。

发明内容

当摄像头的参数设置和实际的环境光源不匹配的时候，摄像头所捕捉的图像上会出像滚动的暗条纹，此时对于某一行像素来说，在连续的两帧间可能有明显的明暗变化，所以就可以根据一行像素在两帧间的明暗变化来判断图像上是否有暗条纹出现。但是如果只取一行像素进行判断，那么图像上的噪声，和摄像头的抖动都会严重影响判断精度，而且有可能某一行在第一帧的时候正好处在暗条纹中，当第二帧的时候这一行又恰巧还处在暗条纹中。于是判断的目的便无法达到了。所以在资源允许的情况下，推荐尽可能取更多的行进行判断以提高判断精度。

本发明提出的目的通过以下方案来实现，一种数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法：

首先，对摄像装置依次切换不同的参数设置状态并判断图像上是否有暗条纹出现；

然后，根据摄像装置在不同的参数设置下出现滚动暗条纹的情况判断出此时的光源种类；

最后，修改摄像头的参数使其适应环境光源进而消除图像上滚动的暗条纹。

其中在第一个步骤中对图像上是否有暗条纹出现的判断是依照下面的方法完成的：

首先，从一组连续图像中截取一帧静态图像，并计算出每个像素的亮度值，然后把每一行内各像素的亮度值进行累加，得到一个相应的数组一；

其次，取第二帧图像并按照与上述过程相同的方式，得到另一个相应的数组二；

然后，将数组一和数组二中对应的行像素亮度累加值逐一相减，并取绝对值；

最后，将上述绝对值进行累加，如果该数量大于预先设定的阈值，则可判断在这种环境光源下，摄像装置所捕捉的图像上没有滚动的暗条纹出现，反之，则说明图像上有滚动的暗条纹。

另外，本发明所述方法并不必须对一帧图像的每一行都进行累加对比计算，也可以在不降低判断精度的前提下，从图像中抽取一定数量的行像素进行上述方法的对比判断，以减少计算量。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所述方法主要通过微机完成，不需要太多的人工操作且判断精度高，计算量小。

本发明的上述和其它目的、特征和优点从下面结合附图和并非特定的实施例的具体描述中将变得更明显。

附图说明

图1是24bits未压缩RGB图像的存储结构；

图2是50Hz交流电时电流的变化周期；

图3是50Hz交流电时光源闪烁周期；

图4是进行本发明所述方法的流程简单示意框图；

图5是对图像的行像素进行累加操作的流程图；

图6是进行比较步骤模块的流程图；

具体实施例

在下面的说明中，公知的功能或结构将不再详细说明，以避免与本发明的内容存在不必要的混淆。

本发明以摄像头所捕捉到的连续数字图像为例进行分析。

从摄像头捕捉到的视频流是由一帧一帧的静态图像组成的，在本方法中的每帧静态图像是未经压缩的24bits RGB图像。图像像素的存储结构如图1所示(设图像尺寸为M*N，单位：像素)：

像素的存储遵从由左至右、由下至上的原则。对于一个24bits的RGB图像来说，左下角的像素存在文件数据区的最前面，而右上角的像素存在文件最后面。每一个像素占据3个字节，依次存放其B、G、R通道值，从0至255。这三个通道分别代表蓝、绿、红光学三原色，它们的值表示其各自光光强，其中0为无光、255为光强最大。因此(0，0，0)代表纯黑色，(255，255，255)代表纯白色。为方便文件存储，RGB图像每一行像素占据4的整数倍个字节。不足部分需在末尾补0。例如有一个24bits RGB图像宽度为6个像素，则应该在其每一行第六个像素的R值后补两个0(20-3*6＝2)。

在本方法中，作运动图像判断时需要用到一个像素的亮度值，此值是通过RGB输入信号来创建的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起，具体公式如下：

         Y＝0.299R+0.587G+0.114B                 (1)

使用不同的交流电，会产生不同频率的人造光源。在实际操作中，50Hz和60Hz这两种人造光源使用的比较普遍，因此在本发明中我们以这两种光源和室外自然光源为例来对所述方法进行详细说明。

在使用50Hz交流电的情况下，电流的变化周期为0.02秒，如图2所示；

则用50Hz交流电驱动时的光源闪烁周期为0.01秒，如图3所示。对于室外自然光源，由于自然光的闪烁周期我们可以认为是无穷小，不存在闪光周期，所以自动曝光时间为任意值时，图像上都不会出现暗条纹。

图4是进行本发明所述方法的流程简单示意框图，这这里为了方便说明，我们将上述方法分成几个步骤模块来表达：

A.切换设置模块

这部分模块的功能是将摄像头在不同光源下的参数设置下进行切换。在不同的光源下，为了得到清晰的画面都要对摄像头的几个参数设置不同的值，譬如在本方法中我们是根据图像上滚动的暗条纹来判断所处的环境光源的，而这种暗条纹的产生主要是由曝光时间引起的，所以我们在这里要对在不同光源下设置曝光时间的不同进行说明：

50Hz光源的摄像头设置：曝光时间应为1/100秒的整数倍

60Hz光源的摄像头设置：曝光时间应为1/120秒的整数倍

自然光的摄像头设置：虽然曝光时间可以任意，图像上都不会产生暗条纹，但是为了方便利于判断，自然光下的曝光时间设置不能为1/100秒或者1/120秒的整数倍。这是因为：处在50Hz的光源下，摄像头的设置处在室外自然光条件下，但是此时曝光时间恰好是1/100秒的整数倍，那么虽然摄像头的设置是错误的，其所捕捉的图像上依然没有暗条纹，这样就无法进行判断了。

在判断时，可以采用不同的切换设置的顺序，比如：室外自然光下摄像头设置→50Hz光源下摄像头设置→60Hz光源下摄像头设置。也就是说，不论摄像头所处的环境是什么样的光源，都先把摄像头的参数设置到自然光条件下，然后执行B(累加)和C(比较)模块，对图像进行处理；之后，再依次把摄像头的参数设置到50Hz和60Hz光源自然光条件下，同样执行B(累加)和C(比较)模块，对图像进行处理。

B.累加模块

当将摄像头的设置切换到某一种光源后，就要开始对图像的行像素进行累加操作了。具体过程如附图5所示：

a.截取一帧的图像，根据公式(1)计算出每个像素的亮度值，然后把每一行像素的亮度值累加，并付值给数组ulPrj1

line 1：  Y1+Y2+……+Ym→ulPrj1[0]

line 2：  Y1+Y2+……+Ym→ulPrj1[1]

…

…

line n：  Y1+Y2+……+Ym→ulPrj1[n]

b.取第二帧图像与过程a类似，也是把每一行的亮度累加值，并付值给数组ulPrj2。

在实际计算中，数组ulPrj所含各个图像行像素的亮度累加值可能比较大，所占用的比特数也相应较多，根据这种情况可以对该些累加值进行等比化的缩小处理，则阈值T1也需作相应的处理。

当然，根据本发明可知，也并不必须对该一帧图像的N行都进行累加对比计算，也可以在不降低判断精度的前提下，从图像中抽取一定数量的行像素进行累加，譬如，隔一抽一或隔二抽一等等，以减少计算量。

C.比较模块

当进行了对图像行像素亮度累加(B模块)后，要对所得到的数组ulPrj1和ulPrj2进行比较(C模块)，图6是进行比较步骤模块的流程图：

a.对数组ulPrj1和ulPrj2的对应元素值逐一相减，并取绝对值：

V1＝|ulPrj1[1]-ulPrj2[1]|

V2＝|ulPrj1[2]-ulPrj2[2]|

…

…

Vn＝|ulPrj1[n]-ulPrj2[n]|

b.再把所得到的V值累加

nSum＝V1+V2+...+Vn

c.如果nSum大于预先设定的阈值T则说明着这种环境光源下，摄像头所捕捉的图像上没有滚动的暗条纹，反之，说明图像上有滚动的暗条纹。

在比较(C模块)完成后，就可以把摄像头参数的设置切换到其他的光源条件下，重复模块B和C的操作。直到完成了摄像头参数分别设置在室外自然光下、50Hz光源下和60Hz光源下时的累加(B模块)和比较(C比较)。

D.判断模块

综合前面过程的结果，进行判断，最后得出此时摄像头所处在的环境到底是那种人造光源或者是室外自然光源。譬如：如果当摄像头的参数设置处在50Hz、60Hz和室外自然光时，经过判断，图像上都没有出现滚动的暗条纹，那么就可以得出此时的光源为室外自然光；如果摄像头参数设置在50Hz光源条件下没有出现暗条纹，而在60Hz和室外自然光条件下都有暗条纹时，那那么就可以得出此时的光源为50Hz人造光源；如果摄像头参数设置在60Hz光源条件下没有出现暗条纹，而在50Hz和室外自然光条件下都有暗条纹时，那么就可以得出此时的光源为60Hz人造光源。

然后，根据判断结果，再一次运用模块A把摄像头参数的切换到摄像头所处在的环境光源下。

总上所述，这样就避免了由于摄像头参数设置和实际光源不匹配造成的图像上出现滚动的暗条纹。显然，本发明所述方法其它类型光源下也是完全可以适用的，此外以此方法的思路为基础，可以在其它领域实现一些更为复杂的内容。

所以本发明所述的对运动画面中闪烁的消除方法，不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (6)

1、一种数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法，包括如下步骤：

首先，对摄像装置依次切换不同的参数设置状态并判断图像上是否有暗条纹出现；

然后，根据摄像装置在不同的参数设置下出现滚动暗条纹的情况判断出此时的光源种类；

最后，修改摄像头的参数使其适应环境光源进而消除图像上滚动的暗条纹。

2、根据权利要求1所述的数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法，其特征在于，对图像上是否有暗条纹出现的判断是依照下面的步骤完成的：

首先，从一组连续图像中截取一帧静态图像，并计算出每个像素的亮度值，然后把每一行内各像素的亮度值进行累加，得到一个相应的数组一；

其次，取第二帧图像并按照与上述过程相同的方式，得到另一个相应的数组二；

然后，将数组一和数组二中对应的行像素亮度累加值逐一相减，并取绝对值；

最后，将上述绝对值进行累加，如果该数量大于预先设定的阈值，则可判断在这种环境光源下，摄像装置所捕捉的图像上没有滚动的暗条纹出现，反之，则说明图像上有滚动的暗条纹。

3、根据权利要求2所述的数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法，其特征在于，可对数组中所含各个图像行像素的亮度累加值和阈值进行等比缩小处理，然后再进行比较，以减少计算量。

4、根据权利要求2所述的数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法，其特征在于，并不必须对一帧图像的每一行都进行累加对比计算，也可以在不降低判断精度的前提下，从图像中抽取一定数量的行像素进行上述方法的对比判断，以减少计算量。

5、根据权利要求从1到4中任一所述的数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法，其特征在于，本方法使用的图像文件是RGB文件。

6、根据权利要求从1到4中任一所述的数字图像显示过程中画面闪烁的消除方法，其特征在于，本方法所可适用的光源种类并无特别限制，尤其包括50Hz光源、60Hz光源和室外自然光源。

Images