专利名称：图像闪烁检测方法和装置以及应用此装置的摄像头的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及图像闪烁检测的方法和装置。背景技术：
随着摄像头在社会生活和家庭娱乐等领域的广泛运用，摄像头涉及的技术也经 历着日新月异的发展。摄像头一般采用行曝光的方式，即不同行的图像是在不同的时刻 曝光采集得到的。日常使用的灯多是采用幅度周期变化的交流电供电，所产生的亮度功 率也是周期波动变化的。因此，当行曝光时间不是灯光功率周期的整数倍时，便会由于 不同行接收到的光能不同，发生不同行亮度的明暗变化，从而在图像中形成明暗条纹， 这种现象称为闪烁(flicker)现象。在实际中，为了消除闪烁现象，只需设定摄像头的曝光时间为供电电压功率的 周期的整数倍即可。例如，如果摄像头实施环境的供电频率是50Hz，电压功率的周期就 是1/100秒，则设定摄像头的曝光时间是1/100秒的整数倍即可；如果摄像头实施环境的 供电频率是60Hz，电压功率的周期就是1/120秒，则设定曝光时间是1/120秒的整数倍 即可。但是，不同国家的地区的供电频率是不同的，有的国家的供电频率是60Hz，而有 的国家的供电频率是50Hz，所以，无法设定一个固定的曝光时间，使得摄像头在所有国 家和地区使用时都不会产生闪烁现象。现在的消除摄像头闪烁现象的方法中，主要分为两个步骤步骤一，对摄像头 设定一个任意的初始曝光时间，然后检测摄像头采集的图像是否存在闪烁现象；步骤 二，如果存在闪烁现象，则调整该摄像头的曝光时间。例如首先设定摄像头的曝光时 间为1/100的整数倍或者1/120的整数倍，然后，判断图像中是否存在闪烁现象，如果不 存在，则证明当前的曝光时间是电压功率的整数倍，保持当前的曝光时间不变，如果存 在闪烁现象，则认为当前的曝光时间不是电压功率的整数倍，则调整曝光时间为另外一 个值。其中判定图像中是否存在闪烁的方法一般采用基于相邻帧作差的方法，在当 前设定的曝光时间的情况下，取当前连续两帧图像的对应行的像素的差值，然后根 据这些差值的特性，判定当前帧图像是否存在闪烁现象，例如本发明人的申请号为 200710065229.3、授权公告号为CN 100562072C的中国专利《一种消除摄像头图像的方 法、装置及一种摄像头》中所述的方法。这种基于帧差的方法在摄像头静止情况下，以 及视场中没有大范围运动物体时，能够取得较好的效果。但是，当摄像头运动时，由于 获得的差值是图像变化和光能变化同时引起的亮度变化的叠加，而且图像变化的强度要 远远大于光能变化的强度，因此，采用这种基于帧差的方法必然会产生较大误差，准确 度低。此外，当视场中存在大范围运动物体时，运动物体造成的图像变化也会大于闪烁 本身引起的图像亮度变化。因而上述方法只适用于静止摄像头简单场景。因此，有必要提出一种新的技术方案来解决上述缺点。
发明内容本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施 例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本 部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。本发明的一个目的在于提供一种图像闪烁检测方法及装置，其可以精确地判定 图像中是否存在闪烁现象。本发明的另一个目的在于提供一种摄像头曝光时间调整方法及装置，其可以根 据权重比较来自适应调整摄像头的曝光时间。本发明的再一个目的在于提供一种摄像头，其可以自动适应环境灯光而调 整曝 光时间。为了达到本发明的目的，根据本发明的一方面，本发明提供了一种图像闪烁检 测方法，其包括采集当前帧图像和先前帧图像；判断所述当前帧图像和先前帧图像 之间的亮度值变化是否达到预定阀值，如果所述亮度值变化达到了预定阀值，获取所述 当前帧图像和先前帧图像的特征点；根据所述特征点确定所述当前帧图像和先前帧图像 的仿射变换矩阵的参数；采用所述仿射变换矩阵对先前帧图像进行仿射变换得到变换图 像；和利用当前帧图像和变换图像确定是否存在闪烁现象。进一步地，判断所述当前帧图像和先前帧图像之间的亮度值变化是否超过预定 阀值包括将所述当前帧图像和先前帧图像上对应像素点的亮度值作差，获得当前帧图 像的各个像素点的亮度差；判断当前帧图像的每个像素点的亮度差的绝对值是否达到 第一阈值，如果是，则判定该像素点发生了变化，如果不是，判定该像素点没有发生变 化；判断当前帧图像的采样行中没有发生变化的像素点的数目是否达到第二阈值，如果 是，则判定该采样行没有发生变化，如果不是，判定该采样行发生了变化；和判断当前 帧图像中没有发生变化的采样行数是否达到第三阈值，如果是，则判定当前帧图像没有 发生变化，如果不是，则判定当前帧图像亮度值变化达到了预定阀值，其中，所述采样 行是当前帧的每一行或者按预定策略采样的部分行。进一步地，所述获取所述当前帧图像和先前帧图像的特征点包括通过SIFT特 征匹配算法生成所述当前帧图像和先前帧图像的关键点及每个关键点的SIFT特征向量； 计算先前帧图像的每一个关键点的SIFT特征向量与当前帧图像的所有关键点的SIFT特 征向量之间的欧式距离；和当所述欧式距离中最小距离除以次小距离小于预设比例阈值 时，将该关键点作为先前帧图像的特征点，并且将最小距离对应的当前帧图像的关键点 作为当前帧图像的特征点。进一步地，根据所述特征点确定所述当前帧图像和先前帧图像的仿射变换参数 的步骤包括随机选取所述当前帧和先前帧图像的对应的若干个特征点；根据选取的 当前帧图像和先前帧图像的特征点计算仿射变换矩阵内的参数；根据所述仿射变换矩阵 对先前帧图像的每一个特征点进行仿射变换后在当前帧图像中寻找与其对应的特征点； 和判断在当前帧图像中存在对应的特征点的先前帧图像的特征点的数目是否达到第四阀 值，如果是，则所述仿射变换矩阵内的参数即为所述当前帧图像和先前帧图像的仿射变 换参数，如果不是，则重复以上步骤。
进一步地，计算仿射变换参数的公式是
权利要求
1.一种图像闪烁检测方法，其特征在于，其包括 采集当前帧图像和先前帧图像；判断所述当前帧图像和先前帧图像之间的亮度值变化是否达到预定阀值， 如果所述亮度值变化达到了预定阀值，获取所述当前帧图像和先前帧图像的特征点。根据所述特征点确定所述当前帧图像和先前帧图像的仿射变换矩阵的参数； 采用所述仿射变换矩阵对先前帧图像进行仿射变换得到变换图像；和 利用当前帧图像和变换图像确定是否存在闪烁现象。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述当前帧图像和先前帧图像之间 的亮度值变化是否超过预定阀值包括将所述当前帧图像和先前帧图像上对应像素点的亮度值作差，获得当前帧图像的各 个像素点的亮度差；判断当前帧图像的每个像素点的亮度差的绝对值是否达到第一阈值，如果是，则判 定该像素点发生了变化，如果不是，判定该像素点没有发生变化；判断当前帧图像的采样行中没有发生变化的像素点的数目是否达到第二阈值，如果 是，则判定该采样行没有发生变化，如果不是，判定该采样行发生了变化；和判断当前帧图像中没有发生变化的采样行数是否达到第三阈值，如果是，则判定当 前帧图像没有发生变化，如果不是，则判定当前帧图像亮度值变化达到了预定阀值， 其中，所述采样行是当前帧的每一行或者按预定策略采样的部分行。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述当前帧图像和先前帧图像 的特征点包括通过SIFT特征匹配算法生成所述当前帧图像和先前帧图像的关键点及每个关键点的 SIFT特征向量；计算先前帧图像的每一个关键点的SIFT特征向量与当前帧图像的所有关键点的SIFT 特征向量之间的欧式距离；和当所述欧式距离中最小距离除以次小距离小于预设比例阈值时，将该关键点作为先 前帧图像的特征点，并且将最小距离对应的当前帧图像的关键点作为当前帧图像的特征点ο
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述特征点确定所述当前帧图像和 先前帧图像的仿射变换参数的步骤包括随机选取所述当前帧和先前帧图像的对应的若干个特征点； 根据选取的当前帧图像和先前帧图像的特征点计算仿射变换矩阵内的参数； 根据所述仿射变换矩阵对先前帧图像的每一个特征点进行仿射变换后在当前帧图像 中寻找与其对应的特征点；和判断在当前帧图像中存在对应的特征点的先前帧图像的特征点的数目是否达到第四 阀值，如果是，则所述仿射变换矩阵内的参数即为所述当前帧图像和先前帧图像的仿射 变换参数，如果不是，则重复以上步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算仿射变换参数的公式是
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在当前帧图像中存在对应的特征点 的先前帧图像的特征点的数目小于第五阀值时，舍弃所述当前帧图像和先前帧图像，重 新采集新的当前帧图像和新的先前帧图像。
7.—种图像闪烁检测装置，其特征在于，其包括图像采集模块，采集图像；亮度变化检测模块，检测相邻图像之间的亮度变化是否达到预定阀值；图像配准模块，对于亮度变化达到预定阀值的相邻图像进行图像配准；和闪烁检测模块，对于亮度变化未达到预定阀值的相邻图像、或者图像配准后的相邻 图像检测是否存在闪烁现象。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述亮度变化检测模块包括相邻帧作差 单元、像素点亮度变化检测单元、采样行亮度变化检测单元和图像亮度变化检测单元，所述相邻帧作差单元将相邻帧图像上对应像素点的亮度值作差，获得图像上各个像 素点的亮度差；所述像素点亮度变化检测单元判断每个像素点的亮度差的绝对值是否达到第一阈 值，如果是，则判定该像素点发生了变化，如果不是，判定该像素点没有发生变化；所述采样行亮度变换单元判断采样行中没有发生变化的像素点的数目是否达到第二 阈值，如果是，则判定该采样行没有发生变化，如果不是，判定该采样行发生了变化； 和所述图像亮度变化检测单元判断图像中没有发生变化的采样行数是否达到第三阈 值，如果是，则判定亮度值变化没有达到预定阀值，如果不是，则判定亮度值变化达到 了预定阀值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述采样行亮度变换单元中判断的采样 行是图像中的每一行或者按照预定策略采样的部分行。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述图像配准模块包括特征点提取单 元、仿射变换参数计算单元、仿射变换参数检验单元和图像配准单元，所述特征点提取单元提取所述相邻图像之间的特征点；所述仿射变换参数计算单元根据部分特征点计算所述相邻图像之间的仿射变换参数；所述仿射变换参数检验单元检验所述仿射变换参数是否有效，如果无效，则所述仿 射变换参数计算单元重新利用其他特征点计算所述相邻图像之间的仿射变换参数；和 所述图像配准单元根据所述仿射变换参数变换相邻图像至同一坐标空间。
11. 一种摄像头，其特征在于，其包括如权利要求7所述装置。
全文摘要
本发明揭露了一种图像闪烁检测方法，其包括采集当前帧图像和先前帧图像；判断所述当前帧图像和先前帧图像之间的亮度值变化是否达到预定阀值，如果所述亮度值变化达到了预定阀值，获取所述当前帧图像和先前帧图像的特征点；根据所述特征点确定所述当前帧图像和先前帧图像的仿射变换矩阵的参数；采用所述仿射变换矩阵对先前帧图像进行仿射变换得到变换图像；和利用当前帧图像和变换图像确定是否存在闪烁现象。本发明在图像发生剧烈变化的情况下，先采用图像配准确定图像对应关系，再在配准图像上判定是否存在闪烁现象，对于在摄像头存在大范围运动的应用场景中，效果好于传统的方法。
文档编号H04N5/235GK102025919SQ20101054859
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者邓亚峰 申请人:无锡中星微电子有限公司