專利名稱：曝光時間調整方法和裝置以及應用此裝置的攝像頭的制作方法
曝光時間調整方法和裝置以及應用此裝置的攝像頭方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及曝光時間調整方法和裝置。背景技術：
隨著攝像頭在社會生活和家庭娛樂等領域的廣泛運用，攝像頭涉及的技術也經 歷著日新月異的發展。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倍時，便會由于 不同行接收到的光能不同，發生不同行亮度的明暗變化，從而在圖像中形成明暗條紋， 這種現象稱為閃爍(flicker)現象。
在實際中，為了消除閃爍現象，只需設定攝像頭的曝光時間為供電電壓功率的 周期的整數倍即可。例如，如果攝像頭實施環境的供電頻率是50Hz，電壓功率的周期就 是1/100秒，則設定攝像頭的曝光時間是1/100秒的整數倍即可；如果攝像頭實施環境的 供電頻率是60Hz，電壓功率的周期就是1/120秒，則設定曝光時間是1/120秒的整數倍 即可。但是，不同國家的地區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，無法設定一個固定的曝光時間，使得攝像頭在所有國 家和地區使用時都不會產生閃爍現象。
現在的消除攝像頭閃爍現象的方法中，主要分為兩個步驟步驟一，對攝像頭 設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象；步驟 二，如果存在閃爍現象，則調整該攝像頭的曝光時間。例如首先設定攝像頭的曝光時 間為1/100的整數倍或者1/120的整數倍，然后，判斷圖像中是否存在閃爍現象，如果不 存在，則證明當前的曝光時間是電壓功率的整數倍，保持當前的曝光時間不變，如果存 在閃爍現象，則認為當前的曝光時間不是電壓功率的整數倍，則調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 前設定的曝光時間的情況下，取當前連續兩幀圖像的對應行的像素的差值，然后根 據這些差值的特性，判定當前幀圖像是否存在閃爍現象，例如本發明人的申請號為 200710065229.3,授權公告號為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方案來解決上述缺點。
發明內容
本部分的目的在于概述本發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、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。
本發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象。
本發明的另一個目的在于提供一種攝像頭曝光時間調整方法及裝置，其可以根 據權重比較來自適應調整攝像頭的曝光時間。
本發明的再一個目的在于提供一種攝像頭，其可以自動適應環境燈光而調整曝 光時間。
為了達到本發明的目的，根據本發明的一方面，本發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；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，則判定該像素點發生了變化，如果不是，判定該像素點沒有發生變 化；判斷當前幀圖像的采樣行中沒有發生變化的像素點的數目是否達到第二閾值，如果 是，則判定該采樣行沒有發生變化，如果不是，判定該采樣行發生了變化；和判斷當前 幀圖像中沒有發生變化的采樣行數是否達到第三閾值，如果是，則判定當前幀圖像沒有 發生變化，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鍵點及每個關鍵點的SIFT特征向量； 計算先前幀圖像的每一個關鍵點的^tFT特征向量與當前幀圖像的所有關鍵點的MFT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比例閾值 時，將該關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鍵點 作為當前幀圖像的特征點。
進一步地，根據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 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的參數；根據所述仿射變換矩陣 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目是否達到第四閥 值，如果是，則所述仿射變換矩陣內的參數即為所述當前幀圖像和先前幀圖像的仿射變 換參數，如果不是，則重復以上步驟。
進一步地，計算仿射變換參數的公式是
權利要求
1.一種攝像頭曝光時間調整方法，所述攝像頭的曝光時間類型包括第一類型和第二 類型，Wl為第一權重，W2為第二權重，其特征在于，其包括如果第t幀圖像采取的曝光時間類型為第一類型，判斷第t幀圖像是否存在閃爍現 象，如果是，則第t幀圖像的曝光時間類型權重為Wl, t = a*Wl, H，w2, t = a*w2, ； 如果否，則第t幀圖像的曝光時間類型權重Sw1, t = a*Wl,w2, t = a*w2, H，其中W1, η，w2, t l是第t-1幀圖像的曝光時間類型權重，0 < a < 1 ；如果第t幀圖像采取的曝光時間類型為第二類型，判斷第t幀圖像是否存在閃爍現 象，如果是，則第t幀圖像的曝光時間類型權重為W1, t = a*Wl,w2, t = a*w2, t l ；如果否，則第t幀圖像的曝光時間類型權重為W1, t = a*Wl, η，w2, t = a*w2, ；當巧，t>w2, t時，對第t+1幀圖像采取為第一類型的曝光時間，當巧，t<w2, t時， 對第t+Ι幀圖像采取為第二類型的曝光時間，其中t為大于等于1的整數。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中第0幀或者第1幀圖像的曝光時間 類型權重的W1, t = w2, t = 0。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中第0幀或者第1幀圖像的曝光時間 類型為預設的第一類型或者第二類型。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一類型的曝光時間為1/100秒， 所述第二類型的曝光時間為1/120秒。
5.—種攝像頭曝光時間調整裝置，其特征在于，其包括權重存儲單元，存儲第一權重W1和第二權重W2的值；曝光時間類型存儲單元，存儲曝光時間類型j，當j = 1時表示第一類型，當j = 2時 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象；權重計算單元，當有新的閃爍現象檢測結果時，計算新的第一權重W'工和第二權重 w' 2的值以更新所述權重存儲單元中的值a* Wi+1: i=jΑ..，當前幀未檢測出閃爍現象；曝光時間調整單元，判斷所述權重存儲單元內的第一權重W1和第二權重^之間的大 小，當W1 > W2時，令j = 1，當W1 < W2時，j = 2，其中α大于O且小于1。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，其中第一權重W1和第二權重W2的初始 值為0，所述曝光時間類型j的初始值為1或者2中的任一個。
7.—種攝像頭，其特征在于，其包括如權利要求5所述的裝置。a ^ Wi]ι ^ ja* Wj+1; i ^ j a* W1;i=j，當前幀檢測出了閃爍現象；
全文摘要
本發明揭露了一種攝像頭曝光時間調整方法及裝置，所述攝像頭的曝光時間類型包括第一類型和第二類型，w1為第一權重，w2為第二權重，當當前幀的當前曝光時間類型下未檢測到閃爍現象，則該當前幀的當前曝光時間類型對應的權重增加，不對應的權重減小；當當前幀的當前曝光時間類型下檢測到閃爍現象，則該當前幀的當前曝光時間類型對應的權重減小，不對應的權重增加。根據所述兩個權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重較大的曝光時間類型作為下一幀圖像的曝光事件類型。本發明利用權重自適應的方法實現了較高的曝光時間調整準確性，有著優于現有技術的魯棒性。
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 優先權日2010年11月17日
發明者鄧亞峰 申請人:無錫中星微電子有限公司