CN1947414A - 用于图像感测装置的闪烁检测 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种照相机系统，其可利用地理信息来自动检测和避免由荧光照明引起的闪烁条件。所述照相机系统经配置以结合来自无线通信网络或GPS系统的信号来工作。
Description
本申请案主张基于2004年4月21日申请的第60/564,668号美国临时申请案的优先权，所述临时申请案以全文引用的方式并入本文。
技术领域
本发明是针对图像处理，且特定来说是针对图像感测。
背景技术
在许多照相机系统中，使用电子“卷动快门(rolling shutter)”执行图像感测，所述卷动快门为一曝光机构，其通常基于逐行的方式对图像传感器阵列内的像素进行曝光。曝光的持续时间是可编程的，从而使曝光可在部分行持续时间、单独行持续时间或任意值直到(包括)完整图像帧持续时间的范围内变动。
由于卷动快门的特性，一个图像区段的像素线可在与另一图像区段的像素线不同的照明条件下曝光，因为每一区段都在不同时间曝光。在日光或白炽光照明条件下，照明条件在曝光过程的短时期内不会显著变化，从而使照相机系统中电子卷动快门的使用不会显著影响图像。然而，在荧光照明条件下，已知为“闪烁”的问题出现。
闪烁问题是由于电子快门对光强度变化的敏感性所引起的。不幸的是，光强度变化是在荧光照明条件下发生的。
荧光照明一般在以下原理下工作：电流激励元素(例如汞)原子，接着又激励一磷光体，其又发射可见光光子。交流电(AC)——世界通用的标准电源格式——以零交叉周围的正弦方式驱动荧光照明，在所述零交叉点处没有电流。因为在任意给定周期中零交叉发生两次，所以在任意给定周期中存在对应的两次光强度减小。
因为视地理区域而定，多数国家中可用的AC电源具有50Hz或60Hz周期频率，所以每隔1/100秒或1/120秒便发生零交叉。只要零交叉被快门捕捉到，那么暗带(darkband)就出现在图像中，这常常将不良的图像提供给观察者。
因为这是已知的事，所以多数照相机系统制造商已通过将传感器的积分时间限制为AC电源周期的倍数来避免闪烁问题：
Integrationi＝n·(Tf/2)
其中Integration为传感器曝光/积分时间，Tf为AC电源频率的周期，且n为整数值(通常在1与图像传感器中的最大行数之间)。
然而，在具有不同AC电源的各种地理区域中使用照相机系统的任何时候都需要用户干预。举例来说，如果将照相机设置为在美国(具有工作于60Hz的AC)操作，但照相机用户去印度(具有工作于50Hz的AC)旅行，那么照相机用户必须有意识地记住改变照相机的曝光设置以补偿不同的荧光照明条件，否则会获得低质量图像。目前并不存在允许照相机系统在没有用户干预的情况下检测和避免闪烁问题的机构。
发明内容
本文提出处理上述需要的方法和装置。特定来说，提出可在没有用户干预的情况下利用地理信息检测和避免闪烁条件的照相机系统。
在一个方面中，通过检测经无线通信系统发送的信号来确定照相机系统的地理位置。举例来说，在cdma2000无线通信系统的寻呼信道(Paging Channel)上发送的扩展系统参数消息(Extended System Parameters Message)具有称为移动国家码(MobileCountry Code，MCC)的一个字段。所述无线通信装置(本文中还称为“手机”或“移动站”)存储MCC且不需要更新MCC，除非存在MCC值的改变。通信耦合或并入所述装置的照相机系统可在手机进入一个国家时使用MCC来设置适当的闪烁条件。
在另一实例中，可通过从一基站发送到手机的位置指示符(例如经度和经度)来确定照相机系统的地理位置。将配置手机中的各种处理和存储元件，以将位置指示符匹配于适当的国家。因为可将位置指示符预先编程到每一基站中并作为有效负载或控制信息通过无线电而发送，所以可在任何无线通信系统中建构此实例。
在另一实例中，可通过检测基站识别符来确定照相机系统的地理位置。将照相机系统并入或通信耦合到一经配置以在与一基站相同的网络中操作的无线通信装置。当所述装置确定一基站的身份时，所述装置可通过使用查找表来确定所述基站位于哪一个国家。在基于码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)的系统中，基站的识别是通过伪随机噪声(PN)序列中的偏移来进行的。
在另一方面中，将照相机系统通信耦合到用于检测全球定位系统(GPS)信号的电路。GPS信号用于确定照相机系统的地理位置。一旦确定地理位置，照相机系统就可查找所述地理位置是否在具有50Hz或60Hz电源的区域中。
附图说明
图1为正弦AC波的图式。
图2为说明并入一无线通信装置的照相机系统的方框图。
图3为说明闪烁检测和校正的方法的流程图。
图4为说明闪烁检测和校正的方法的另一流程图。
具体实施方式
图1为具有周期Tf的正弦AC波的表示图。如先前讨论，正弦AC波的零交叉对应于荧光照明条件中减小的光强度，此减小的光强度对照相机系统中的传感器检测到的图像产生不利影响。存在一种解决方案用于避免此“闪烁”问题，从而使卷动快门局限于作为AC周期的倍数的曝光时间。然而，这个解决方案是有限的，因为每当照相机在不同AC周期的区域之间转移，所述解决方案就需要用户手动干预。
本文描述的实施例是用于使用无线通信装置的某些技术特征来自动设置卷动快门的曝光时间。
图2为并入一无线通信装置中的照相机系统的方框图。无线通信装置10可包括蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)或移动计算机。照相机系统20可包含图像感测部分22、曝光控制部分24，和用于处理检测到的图像的各种微处理器元件26和存储元件28。
在一个实施例中，通过检测经一无线通信系统发送到所述无线通信装置的信号来确定照相机系统的地理位置。举例来说，在cdma2000无线通信系统的寻呼信道上发送的扩展系统参数消息具有称为移动电台国家代码(MCC)的一个字段。所述无线通信装置存储MCC且不需要更新MCC，除非MCC值有了改变。以通信方式耦合或并入所述装置的照相机系统可在手机进入一个国家时使用MCC来设置适当的闪烁条件。在电信工业协会(Telecommunications Industry Association，TIA)颁布的IS-2000的2.6.2.2.5节中提供MCC的详细说明。
一旦所述无线通信装置接收到MCC值，装置内的微处理器和存储元件就确定在所述特定国家中AC工作的频率。一旦知道AC频率，就将此信息传递到照相机系统，并在其中使用此信息来设置曝光控制部分的曝光时间。另一方面，将MCC值直接传递给照相机系统，且配置照相机系统以确定地理位置和AC工作频率。一旦知道当地AC工作频率，照相机系统就据此来设置曝光时间。
通过使用承载国家信息的任何等效消息类型，可在非cdma2000系统中建构此实施例的变化。只要在具有不同AC工作频率的国家之间旅行，此实施例和随后的实施例就可用于改变电子卷动快门的曝光时间。
在另一实施例中，可通过从下部结构元件发送到手机的位置指示符(例如经度和纬度)来确定照相机系统的地理位置。例如使用查找表来配置手机中的各种微处理器和存储元件，以将位置指示符匹配于适当的国家。因为可将位置指示符预先编程到每一下部结构元件中并作为有效负载或控制信息通过无线电而发送，所以可在任何无线通信系统中建构此实施例。下部结构元件可为担负对无线通信装置的无线电资源分配的网络结构内的任何功能实体。
因为查找表可适合于覆盖国家的区域而不仅仅是国家信息本身，所以此特定实施例将可用于具有50Hz与60Hz周期频率的那些国家，例如日本。
在另一实施例中，可通过检测下部结构识别符来确定照相机系统的地理位置。将照相机系统并入或通信耦合到一经配置以在与一下部结构元件(例如基站)相同的网络中操作的无线通信装置。当所述装置确定一基站的身份时，所述装置可通过使用查找表来确定所述基站位于哪一个国家。在基于码分多址(CDMA)的系统中，基站的识别是通过伪随机噪声(PN)序列中的偏移来进行的。
而且，此实施例将尤其可用于在具有50Hz与60Hz周期频率的那些国家中的旅行，因为查找表可适合于覆盖国家的区域而不仅仅是国家信息本身。任何具有识别基站机制的非CDMA系统也可执行此特定实施例。
在又一实施例中，可通过GPS信号来确定地理位置。将照相机系统以通信方式耦合到用于检测全球定位系统(GPS)信号的电路。GPS信号用于确定照相机系统的地理位置。一旦确定地理位置，照相机系统就可查找所述地理位置是否在具有50Hz或60Hz电源的区域中。请注意，因为此实施例是针对GPS信号，所以此实施例可利用或可不利用无线通信装置。
图3为说明基于地理信息的闪烁检测和校正的基本方法步骤的流程图。在步骤300，检测一外部信号并进行处理以获得照相机系统的地理位置。在步骤310，将所述地理位置与查找表中的值进行比较，以便确定当地AC电源的周期频率。在步骤320，如果当地AC电源不同于先前地理位置的AC电源，照相机系统就重设曝光时间。或者，在步骤330，如果当地AC电源与先前地理位置的AC电源相同，那么照相机系统就不会改变曝光时间。请注意，可使用目前可用的各种技术中的任何技术来确定曝光时间。
图4为说明图3中所描述的方法的一种型式的流程图。在步骤400，为对应于一默认AC电源的当前曝光时间设置一指示符标志。在步骤410，检测一外部信号并进行处理以获得照相机系统的当前地理位置。在步骤420，将所述当前地理位置与一包含与所述默认AC电源相关联的各种地理位置的查找表中的值进行比较。如果当前地理位置在查找表中且指示符标志被设置，那么在步骤430，不需要进一步做任何工作。如果当前地理位置不在查找表中且指示符标志被设置，那么在步骤440，将一信号发送到照相机系统，以将曝光时间改变为一不同的曝光时间。如果当前地理位置不在查找表中且指示符标志没有被设置，那么程序流程在步骤430结束。
可对上文描述的各种查找表中存储的值预先编程，或可将其供应到无线通信装置。可通过此项技术中目前已知的任何技术来完成供应到所述装置的过程。供应机制的一个实例是针对基于CDMA的装置的无线二进制运行环境(Binary Run-time Environment forWireless，BREW)，其为用于应用程序通过无线电分布到无线通信装置的安全平台。
所属领域的技术人员将了解，可使用多种不同工艺和技术中的任何工艺和技术来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或其任意组合来表示整个上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片。
所属领域的技术人员进一步将了解，结合本文揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可建构为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的这种可交换性，以上已根据其功能性大致描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此功能性是建构为硬件或是软件取决于对整个系统实行的特定应用和设计约束。熟练的技工可对于每一特定应用而用不同方式来建构所述功能性，但不应将此建构决定解释为导致脱离本发明的范围。
可用经设计以执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、特殊应用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置、离散栅极或晶体管逻辑、离散硬件组件或以上的任意组合来建构或执行结合本文揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可建构为计算装置的组合，例如DSP与微处理器、复数个微处理器、连同一DSP核的一个或一个以上微处理器或任何其他此种配置的组合。
可在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合中直接体现结合本文揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤。软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、活动磁盘、CD-ROM、或此项技术中已知的任何其他形式的存储媒介中。将示范性存储媒介连接到处理器，使处理器可从所述存储媒介读取信息和将信息写入所述存储媒介。在替代方案中，存储媒介与处理器可为一体式的。处理器和存储媒介可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒介可作为离散组件驻留于用户终端中。
提供所揭示实施例的先前描述以使任何所属领域的技术人员可获得或使用本发明。所属领域的技术人员将容易了解对这些实施例的各种修改，且可在不脱离本发明的精神与范围的情况下将本文定义的一般原理应用于其他实施例。因此，并不希望本发明仅限于本文展示的实施例，而是希望其符合与本文揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。
Claims (9)
1.一种用于校正由荧光照明引起的闪烁的方法，其包含：
使用一无线信号确定一照相机系统的一当前地理位置；
使用所述当前地理位置确定一当地交流电(AC)工作频率；和
如果所述当地AC工作频率不同于一先前AC工作频率，就改变所述照相机系统的曝光时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线信号为一与一码分多址(CDMA)网络的相关联的扩展系统参数消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线信号为一全球定位系统(GPS)信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线信号承载经度和纬度信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线信号为基站识别符。
6.一种用于校正由荧光照明引起的闪烁的装置，其包含：
用于使用一无线信号确定一照相机系统的一当前地理位置的装置；
用于使用所述当前地理位置确定一当地AC工作频率的装置；和
用于如果所述当地AC工作频率不同于一先前AC工作频率就改变所述照相机系统的曝光时间的装置。
7.一种用于校正由荧光照明引起的闪烁的装置，其包含：
一照相机系统；和
一无线通信装置，其以通信方式耦合到所述照相机系统，其中所述无线通信装置经配置以接收位置信息并将所述位置信息传递到所述照相机系统，因此所述照相机系统使用所述位置信息确定一当地交流电(AC)工作频率，且如果所述当地AC工作频率不同于一先前AC工作频率，就改变所述照相机系统的曝光时间。
8.一种用于校正由荧光照明引起的闪烁的方法，其包含：
使用一无线信号确定一照相机系统的一当前地理位置；
将所述当前地理位置与一查找表中的复数个位置条目进行比较，其中所述复数个位置条目共享一共同的AC工作频率；和
如果所述当前地理位置不匹配所述复数个位置条目中的任何位置条目，且如果当前曝光时间对应于所述共同的AC工作频率，就改变所述照相机系统的所述曝光时间。
9.一种用于校正由荧光照明引起的闪烁的装置，其包含：
用于使用一无线信号确定一照相机系统的一当前地理位置的装置；
用于将所述当前地理位置与一查找表中的复数个位置条目进行比较的装置，其中所述复数个位置条目共享一共同的AC工作频率；和
用于如果所述当前地理位置不匹配所述复数个位置条目中的任何位置条目且如果当前曝光时间对应于所述共同的AC工作频率就改变所述照相机系统的所述曝光时间的装置。
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