專利名稱：圖像閃爍檢測方法和裝置以及應用此裝置的攝像頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及圖像閃爍檢測的方法和裝置。背景技術(shù)：
隨著攝像頭在社會生活和家庭娛樂等領(lǐng)域的廣泛運用，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 率也是周期波動變化的。因此，當行曝光時間不是燈光功率周期的整數(shù)倍時，便會由于 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。在實際中，為了消除閃爍現(xiàn)象，只需設(shè)定攝像頭的曝光時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)定攝像頭的曝光時間是1/100秒的整數(shù)倍即可；如果攝像頭實施環(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)定一個固定的曝光時間，使得攝像頭在所有國 家和地區(qū)使用時都不會產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象?，F(xiàn)在的消除攝像頭閃爍現(xiàn)象的方法中，主要分為兩個步驟步驟一，對攝像頭 設(shè)定一個任意的初始曝光時間，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間。例如首先設(shè)定攝像頭的曝光時 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，則證明當前的曝光時間是電壓功率的整數(shù)倍，保持當前的曝光時間不變，如果存 在閃爍現(xiàn)象，則認為當前的曝光時間不是電壓功率的整數(shù)倍，則調(diào)整曝光時間為另外一 個值。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 前設(shè)定的曝光時間的情況下，取當前連續(xù)兩幀圖像的對應行的像素的差值，然后根 據(jù)這些差值的特性，判定當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動物體時，能夠取得較好的效果。但是，當攝像頭運動時，由于 獲得的差值是圖像變化和光能變化同時引起的亮度變化的疊加，而且圖像變化的強度要 遠遠大于光能變化的強度，因此，采用這種基于幀差的方法必然會產(chǎn)生較大誤差，準確 度低。此外，當視場中存在大范圍運動物體時，運動物體造成的圖像變化也會大于閃爍 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。
發(fā)明內(nèi)容本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施 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)明的另一個目的在于提供一種攝像頭曝光時間調(diào)整方法及裝置，其可以根 據(jù)權(quán)重比較來自適應調(diào)整攝像頭的曝光時間。本發(fā)明的再一個目的在于提供一種攝像頭，其可以自動適應環(huán)境燈光而調(diào) 整曝 光時間。為了達到本發(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，其包括采集當前幀圖像和先前幀圖像；判斷所述當前幀圖像和先前幀圖像 之間的亮度值變化是否達到預定閥值，如果所述亮度值變化達到了預定閥值，獲取所述 當前幀圖像和先前幀圖像的特征點；根據(jù)所述特征點確定所述當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行仿射變換得到變換圖 像；和利用當前幀圖像和變換圖像確定是否存在閃爍現(xiàn)象。進一步地，判斷所述當前幀圖像和先前幀圖像之間的亮度值變化是否超過預定 閥值包括將所述當前幀圖像和先前幀圖像上對應像素點的亮度值作差，獲得當前幀圖 像的各個像素點的亮度差；判斷當前幀圖像的每個像素點的亮度差的絕對值是否達到 第一閾值，如果是，則判定該像素點發(fā)生了變化，如果不是，判定該像素點沒有發(fā)生變 化；判斷當前幀圖像的采樣行中沒有發(fā)生變化的像素點的數(shù)目是否達到第二閾值，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；和判斷當前 幀圖像中沒有發(fā)生變化的采樣行數(shù)是否達到第三閾值，如果是，則判定當前幀圖像沒有 發(fā)生變化，如果不是，則判定當前幀圖像亮度值變化達到了預定閥值，其中，所述采樣 行是當前幀的每一行或者按預定策略采樣的部分行。進一步地，所述獲取所述當前幀圖像和先前幀圖像的特征點包括通過SIFT特 征匹配算法生成所述當前幀圖像和先前幀圖像的關(guān)鍵點及每個關(guān)鍵點的SIFT特征向量； 計算先前幀圖像的每一個關(guān)鍵點的SIFT特征向量與當前幀圖像的所有關(guān)鍵點的SIFT特 征向量之間的歐式距離；和當所述歐式距離中最小距離除以次小距離小于預設(shè)比例閾值 時，將該關(guān)鍵點作為先前幀圖像的特征點，并且將最小距離對應的當前幀圖像的關(guān)鍵點 作為當前幀圖像的特征點。進一步地，根據(jù)所述特征點確定所述當前幀圖像和先前幀圖像的仿射變換參數(shù) 的步驟包括隨機選取所述當前幀和先前幀圖像的對應的若干個特征點；根據(jù)選取的 當前幀圖像和先前幀圖像的特征點計算仿射變換矩陣內(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特征點進行仿射變換后在當前幀圖像中尋找與其對應的特征點； 和判斷在當前幀圖像中存在對應的特征點的先前幀圖像的特征點的數(shù)目是否達到第四閥 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，則重復以上步驟。
進一步地，計算仿射變換參數(shù)的公式是
權(quán)利要求
1.一種圖像閃爍檢測方法，其特征在于，其包括 采集當前幀圖像和先前幀圖像；判斷所述當前幀圖像和先前幀圖像之間的亮度值變化是否達到預定閥值， 如果所述亮度值變化達到了預定閥值，獲取所述當前幀圖像和先前幀圖像的特征點。根據(jù)所述特征點確定所述當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行仿射變換得到變換圖像；和 利用當前幀圖像和變換圖像確定是否存在閃爍現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，判斷所述當前幀圖像和先前幀圖像之間 的亮度值變化是否超過預定閥值包括將所述當前幀圖像和先前幀圖像上對應像素點的亮度值作差，獲得當前幀圖像的各 個像素點的亮度差；判斷當前幀圖像的每個像素點的亮度差的絕對值是否達到第一閾值，如果是，則判 定該像素點發(fā)生了變化，如果不是，判定該像素點沒有發(fā)生變化；判斷當前幀圖像的采樣行中沒有發(fā)生變化的像素點的數(shù)目是否達到第二閾值，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；和判斷當前幀圖像中沒有發(fā)生變化的采樣行數(shù)是否達到第三閾值，如果是，則判定當 前幀圖像沒有發(fā)生變化，如果不是，則判定當前幀圖像亮度值變化達到了預定閥值， 其中，所述采樣行是當前幀的每一行或者按預定策略采樣的部分行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述當前幀圖像和先前幀圖像 的特征點包括通過SIFT特征匹配算法生成所述當前幀圖像和先前幀圖像的關(guān)鍵點及每個關(guān)鍵點的 SIFT特征向量；計算先前幀圖像的每一個關(guān)鍵點的SIFT特征向量與當前幀圖像的所有關(guān)鍵點的SIFT 特征向量之間的歐式距離；和當所述歐式距離中最小距離除以次小距離小于預設(shè)比例閾值時，將該關(guān)鍵點作為先 前幀圖像的特征點，并且將最小距離對應的當前幀圖像的關(guān)鍵點作為當前幀圖像的特征點ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述特征點確定所述當前幀圖像和 先前幀圖像的仿射變換參數(shù)的步驟包括隨機選取所述當前幀和先前幀圖像的對應的若干個特征點； 根據(jù)選取的當前幀圖像和先前幀圖像的特征點計算仿射變換矩陣內(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特征點進行仿射變換后在當前幀圖像 中尋找與其對應的特征點；和判斷在當前幀圖像中存在對應的特征點的先前幀圖像的特征點的數(shù)目是否達到第四 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，則重復以上步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，計算仿射變換參數(shù)的公式是
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述在當前幀圖像中存在對應的特征點 的先前幀圖像的特征點的數(shù)目小于第五閥值時，舍棄所述當前幀圖像和先前幀圖像，重 新采集新的當前幀圖像和新的先前幀圖像。
7.—種圖像閃爍檢測裝置，其特征在于，其包括圖像采集模塊，采集圖像；亮度變化檢測模塊，檢測相鄰圖像之間的亮度變化是否達到預定閥值；圖像配準模塊，對于亮度變化達到預定閥值的相鄰圖像進行圖像配準；和閃爍檢測模塊，對于亮度變化未達到預定閥值的相鄰圖像、或者圖像配準后的相鄰 圖像檢測是否存在閃爍現(xiàn)象。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述亮度變化檢測模塊包括相鄰幀作差 單元、像素點亮度變化檢測單元、采樣行亮度變化檢測單元和圖像亮度變化檢測單元，所述相鄰幀作差單元將相鄰幀圖像上對應像素點的亮度值作差，獲得圖像上各個像 素點的亮度差；所述像素點亮度變化檢測單元判斷每個像素點的亮度差的絕對值是否達到第一閾 值，如果是，則判定該像素點發(fā)生了變化，如果不是，判定該像素點沒有發(fā)生變化；所述采樣行亮度變換單元判斷采樣行中沒有發(fā)生變化的像素點的數(shù)目是否達到第二 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； 和所述圖像亮度變化檢測單元判斷圖像中沒有發(fā)生變化的采樣行數(shù)是否達到第三閾 值，如果是，則判定亮度值變化沒有達到預定閥值，如果不是，則判定亮度值變化達到 了預定閥值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述采樣行亮度變換單元中判斷的采樣 行是圖像中的每一行或者按照預定策略采樣的部分行。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述圖像配準模塊包括特征點提取單 元、仿射變換參數(shù)計算單元、仿射變換參數(shù)檢驗單元和圖像配準單元，所述特征點提取單元提取所述相鄰圖像之間的特征點；所述仿射變換參數(shù)計算單元根據(jù)部分特征點計算所述相鄰圖像之間的仿射變換參數(shù)；所述仿射變換參數(shù)檢驗單元檢驗所述仿射變換參數(shù)是否有效，如果無效，則所述仿 射變換參數(shù)計算單元重新利用其他特征點計算所述相鄰圖像之間的仿射變換參數(shù)；和 所述圖像配準單元根據(jù)所述仿射變換參數(shù)變換相鄰圖像至同一坐標空間。
11. 一種攝像頭，其特征在于，其包括如權(quán)利要求7所述裝置。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種圖像閃爍檢測方法，其包括采集當前幀圖像和先前幀圖像；判斷所述當前幀圖像和先前幀圖像之間的亮度值變化是否達到預定閥值，如果所述亮度值變化達到了預定閥值，獲取所述當前幀圖像和先前幀圖像的特征點；根據(jù)所述特征點確定所述當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行仿射變換得到變換圖像；和利用當前幀圖像和變換圖像確定是否存在閃爍現(xiàn)象。本發(fā)明在圖像發(fā)生劇烈變化的情況下，先采用圖像配準確定圖像對應關(guān)系，再在配準圖像上判定是否存在閃爍現(xiàn)象，對于在攝像頭存在大范圍運動的應用場景中，效果好于傳統(tǒng)的方法。
文檔編號H04N5/235GK102025919SQ20101054859
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