專利名稱：曝光時(shí)間調(diào)整方法和裝置以及應(yīng)用此裝置的攝像頭的制作方法
曝光時(shí)間調(diào)整方法和裝置以及應(yīng)用此裝置的攝像頭方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及曝光時(shí)間調(diào)整方法和裝置。背景技術(shù)：
隨著攝像頭在社會(huì)生活和家庭娛樂等領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，攝像頭涉及的技術(shù)也經(jīng) 歷著日新月異的發(fā)展。攝像頭一般采用行曝光的方式，即不同行的圖像是在不同的時(shí)刻 曝光采集得到的。日常使用的燈多是采用幅度周期變化的交流電供電，所產(chǎn)生的亮度功 率也是周期波動(dòng)變化的。因此，當(dāng)行曝光時(shí)間不是燈光功率周期的整數(shù)倍時(shí)，便會(huì)由于 不同行接收到的光能不同，發(fā)生不同行亮度的明暗變化，從而在圖像中形成明暗條紋， 這種現(xiàn)象稱為閃爍(flicker)現(xiàn)象。
在實(shí)際中，為了消除閃爍現(xiàn)象，只需設(shè)定攝像頭的曝光時(shí)間為供電電壓功率的 周期的整數(shù)倍即可。例如，如果攝像頭實(shí)施環(huán)境的供電頻率是50Hz，電壓功率的周期就 是1/100秒，則設(shè)定攝像頭的曝光時(shí)間是1/100秒的整數(shù)倍即可；如果攝像頭實(shí)施環(huán)境的 供電頻率是60Hz，電壓功率的周期就是1/120秒，則設(shè)定曝光時(shí)間是1/120秒的整數(shù)倍 即可。但是，不同國家的地區(qū)的供電頻率是不同的，有的國家的供電頻率是60Hz，而有 的國家的供電頻率是50Hz，所以，無法設(shè)定一個(gè)固定的曝光時(shí)間，使得攝像頭在所有國 家和地區(qū)使用時(shí)都不會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。
現(xiàn)在的消除攝像頭閃爍現(xiàn)象的方法中，主要分為兩個(gè)步驟步驟一，對攝像頭 設(shè)定一個(gè)任意的初始曝光時(shí)間，然后檢測攝像頭采集的圖像是否存在閃爍現(xiàn)象；步驟 二，如果存在閃爍現(xiàn)象，則調(diào)整該攝像頭的曝光時(shí)間。例如首先設(shè)定攝像頭的曝光時(shí) 間為1/100的整數(shù)倍或者1/120的整數(shù)倍，然后，判斷圖像中是否存在閃爍現(xiàn)象，如果不 存在，則證明當(dāng)前的曝光時(shí)間是電壓功率的整數(shù)倍，保持當(dāng)前的曝光時(shí)間不變，如果存 在閃爍現(xiàn)象，則認(rèn)為當(dāng)前的曝光時(shí)間不是電壓功率的整數(shù)倍，則調(diào)整曝光時(shí)間為另外一 個(gè)值。
其中判定圖像中是否存在閃爍的方法一般采用基于相鄰幀作差的方法，在當(dāng) 前設(shè)定的曝光時(shí)間的情況下，取當(dāng)前連續(xù)兩幀圖像的對應(yīng)行的像素的差值，然后根 據(jù)這些差值的特性，判定當(dāng)前幀圖像是否存在閃爍現(xiàn)象，例如本發(fā)明人的申請?zhí)枮?200710065229.3,授權(quán)公告號為CN 100562072C的中國專利《一種消除攝像頭圖像的方 法、裝置及一種攝像頭》中所述的方法。這種基于幀差的方法在攝像頭靜止情況下，以 及視場中沒有大范圍運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，能夠取得較好的效果。但是，當(dāng)攝像頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于 獲得的差值是圖像變化和光能變化同時(shí)引起的亮度變化的疊加，而且圖像變化的強(qiáng)度要 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光能變化的強(qiáng)度，因此，采用這種基于幀差的方法必然會(huì)產(chǎn)生較大誤差，準(zhǔn)確 度低。此外，當(dāng)視場中存在大范圍運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體造成的圖像變化也會(huì)大于閃爍 本身引起的圖像亮度變化。因而上述方法只適用于靜止攝像頭簡單場景。
因此，有必要提出一種新的技術(shù)方案來解決上述缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施 例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本 部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種圖像閃爍檢測方法及裝置，其可以精確地判定 圖像中是否存在閃爍現(xiàn)象。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種攝像頭曝光時(shí)間調(diào)整方法及裝置，其可以根 據(jù)權(quán)重比較來自適應(yīng)調(diào)整攝像頭的曝光時(shí)間。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種攝像頭，其可以自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境燈光而調(diào)整曝 光時(shí)間。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種圖像閃爍檢 測方法，其包括采集當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像；判斷所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像 之間的亮度值變化是否達(dá)到預(yù)定閥值，如果所述亮度值變化達(dá)到了預(yù)定閥值，獲取所述 當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像的特征點(diǎn)；根據(jù)所述特征點(diǎn)確定所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像 的仿射變換矩陣的參數(shù)；采用所述仿射變換矩陣對先前幀圖像進(jìn)行仿射變換得到變換圖 像；和利用當(dāng)前幀圖像和變換圖像確定是否存在閃爍現(xiàn)象。
進(jìn)一步地，判斷所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像之間的亮度值變化是否超過預(yù)定 閥值包括將所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像上對應(yīng)像素點(diǎn)的亮度值作差，獲得當(dāng)前幀圖 像的各個(gè)像素點(diǎn)的亮度差；判斷當(dāng)前幀圖像的每個(gè)像素點(diǎn)的亮度差的絕對值是否達(dá)到 第一閾值，如果是，則判定該像素點(diǎn)發(fā)生了變化，如果不是，判定該像素點(diǎn)沒有發(fā)生變 化；判斷當(dāng)前幀圖像的采樣行中沒有發(fā)生變化的像素點(diǎn)的數(shù)目是否達(dá)到第二閾值，如果 是，則判定該采樣行沒有發(fā)生變化，如果不是，判定該采樣行發(fā)生了變化；和判斷當(dāng)前 幀圖像中沒有發(fā)生變化的采樣行數(shù)是否達(dá)到第三閾值，如果是，則判定當(dāng)前幀圖像沒有 發(fā)生變化，如果不是，則判定當(dāng)前幀圖像亮度值變化達(dá)到了預(yù)定閥值，其中，所述采樣 行是當(dāng)前幀的每一行或者按預(yù)定策略采樣的部分行。
進(jìn)一步地，所述獲取所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像的特征點(diǎn)包括通過SIFT特 征匹配算法生成所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像的關(guān)鍵點(diǎn)及每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的SIFT特征向量； 計(jì)算先前幀圖像的每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的^tFT特征向量與當(dāng)前幀圖像的所有關(guān)鍵點(diǎn)的MFT特 征向量之間的歐式距離；和當(dāng)所述歐式距離中最小距離除以次小距離小于預(yù)設(shè)比例閾值 時(shí)，將該關(guān)鍵點(diǎn)作為先前幀圖像的特征點(diǎn)，并且將最小距離對應(yīng)的當(dāng)前幀圖像的關(guān)鍵點(diǎn) 作為當(dāng)前幀圖像的特征點(diǎn)。
進(jìn)一步地，根據(jù)所述特征點(diǎn)確定所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像的仿射變換參數(shù) 的步驟包括隨機(jī)選取所述當(dāng)前幀和先前幀圖像的對應(yīng)的若干個(gè)特征點(diǎn)；根據(jù)選取的 當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像的特征點(diǎn)計(jì)算仿射變換矩陣內(nèi)的參數(shù)；根據(jù)所述仿射變換矩陣 對先前幀圖像的每一個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行仿射變換后在當(dāng)前幀圖像中尋找與其對應(yīng)的特征點(diǎn)； 和判斷在當(dāng)前幀圖像中存在對應(yīng)的特征點(diǎn)的先前幀圖像的特征點(diǎn)的數(shù)目是否達(dá)到第四閥 值，如果是，則所述仿射變換矩陣內(nèi)的參數(shù)即為所述當(dāng)前幀圖像和先前幀圖像的仿射變 換參數(shù)，如果不是，則重復(fù)以上步驟。
進(jìn)一步地，計(jì)算仿射變換參數(shù)的公式是
權(quán)利要求
1.一種攝像頭曝光時(shí)間調(diào)整方法，所述攝像頭的曝光時(shí)間類型包括第一類型和第二 類型，Wl為第一權(quán)重，W2為第二權(quán)重，其特征在于，其包括如果第t幀圖像采取的曝光時(shí)間類型為第一類型，判斷第t幀圖像是否存在閃爍現(xiàn) 象，如果是，則第t幀圖像的曝光時(shí)間類型權(quán)重為Wl, t = a*Wl, H，w2, t = a*w2, ； 如果否，則第t幀圖像的曝光時(shí)間類型權(quán)重Sw1, t = a*Wl,w2, t = a*w2, H，其中W1, η，w2, t l是第t-1幀圖像的曝光時(shí)間類型權(quán)重，0 < a < 1 ；如果第t幀圖像采取的曝光時(shí)間類型為第二類型，判斷第t幀圖像是否存在閃爍現(xiàn) 象，如果是，則第t幀圖像的曝光時(shí)間類型權(quán)重為W1, t = a*Wl,w2, t = a*w2, t l ；如果否，則第t幀圖像的曝光時(shí)間類型權(quán)重為W1, t = a*Wl, η，w2, t = a*w2, ；當(dāng)巧，t>w2, t時(shí)，對第t+1幀圖像采取為第一類型的曝光時(shí)間，當(dāng)巧，t<w2, t時(shí)， 對第t+Ι幀圖像采取為第二類型的曝光時(shí)間，其中t為大于等于1的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中第0幀或者第1幀圖像的曝光時(shí)間 類型權(quán)重的W1, t = w2, t = 0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中第0幀或者第1幀圖像的曝光時(shí)間 類型為預(yù)設(shè)的第一類型或者第二類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一類型的曝光時(shí)間為1/100秒， 所述第二類型的曝光時(shí)間為1/120秒。
5.—種攝像頭曝光時(shí)間調(diào)整裝置，其特征在于，其包括權(quán)重存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)第一權(quán)重W1和第二權(quán)重W2的值；曝光時(shí)間類型存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)曝光時(shí)間類型j，當(dāng)j = 1時(shí)表示第一類型，當(dāng)j = 2時(shí) 表示第二類型；閃爍檢測單元，檢測攝像頭采集的圖像是否有閃爍現(xiàn)象；權(quán)重計(jì)算單元，當(dāng)有新的閃爍現(xiàn)象檢測結(jié)果時(shí)，計(jì)算新的第一權(quán)重W'工和第二權(quán)重 w' 2的值以更新所述權(quán)重存儲(chǔ)單元中的值a* Wi+1: i=jΑ..，當(dāng)前幀未檢測出閃爍現(xiàn)象；曝光時(shí)間調(diào)整單元，判斷所述權(quán)重存儲(chǔ)單元內(nèi)的第一權(quán)重W1和第二權(quán)重^之間的大 小，當(dāng)W1 > W2時(shí)，令j = 1，當(dāng)W1 < W2時(shí)，j = 2，其中α大于O且小于1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，其中第一權(quán)重W1和第二權(quán)重W2的初始 值為0，所述曝光時(shí)間類型j的初始值為1或者2中的任一個(gè)。
7.—種攝像頭，其特征在于，其包括如權(quán)利要求5所述的裝置。a ^ Wi]ι ^ ja* Wj+1; i ^ j a* W1;i=j，當(dāng)前幀檢測出了閃爍現(xiàn)象；
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種攝像頭曝光時(shí)間調(diào)整方法及裝置，所述攝像頭的曝光時(shí)間類型包括第一類型和第二類型，w1為第一權(quán)重，w2為第二權(quán)重，當(dāng)當(dāng)前幀的當(dāng)前曝光時(shí)間類型下未檢測到閃爍現(xiàn)象，則該當(dāng)前幀的當(dāng)前曝光時(shí)間類型對應(yīng)的權(quán)重增加，不對應(yīng)的權(quán)重減小；當(dāng)當(dāng)前幀的當(dāng)前曝光時(shí)間類型下檢測到閃爍現(xiàn)象，則該當(dāng)前幀的當(dāng)前曝光時(shí)間類型對應(yīng)的權(quán)重減小，不對應(yīng)的權(quán)重增加。根據(jù)所述兩個(gè)權(quán)重的大小來判斷下一幀圖像的曝光事件類型，也就是說選擇其中權(quán)重較大的曝光時(shí)間類型作為下一幀圖像的曝光事件類型。本發(fā)明利用權(quán)重自適應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn)了較高的曝光時(shí)間調(diào)整準(zhǔn)確性，有著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的魯棒性。
文檔編號H04N5/235GK102025920SQ20101054867
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者鄧亞峰 申請人:無錫中星微電子有限公司