一种抑制宽动态范围图像频闪的方法技术

本发明专利技术提供一种抑制宽动态图像频闪的方法，能够简单的检测场景频闪，并有效抑制宽动态图像的频闪。具体地，本发明专利技术提供一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，所述方法包括以下步骤：S1，输入长短帧图像；S2，判断图像中是否有频闪；S3，根据检测出的结果，对融合策略做调整，降低合成的宽动态范围图像中的频闪；S3.1，根据数据特征判断频闪的强度；S3.2，根据频闪强度调整融合权重和/或曝光时间；S3.3，合成宽动态范围图像；S4，输出图像。输出图像。输出图像。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制宽动态范围图像频闪的方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，特别涉及一种抑制宽动态范围图像频闪的方法。

技术介绍

[0002]由于现有的电力供应系统包括50HZ和60HZ两种不同的频率，所以工作在交流电上的光源会散发出不同频率的光。人眼对具有强大的适应性，所以不会看到光强的变化，但是普通的camera sensor对光强变化敏感，使得采集的图像呈现频闪现象。目前对于正常动态范围图像，主要采用控制曝光的方法抑制频闪。因为频闪具有周期性，所以一个周期内，光强的累计值基本相同，让曝光时间是频闪周期的整数倍，即可得到光强均匀的无频闪图像。
[0003]但是对于帧融合的宽动态图像，为了保证图像的动态范围，会尽量的降低短帧的曝光时间，使得融合后的图像能有更多的信息，同时为了减少运动导致的伪影，会限制短帧的曝光时间，通过增加Gain值达到目标亮度。所以在绝大多数情况下短帧的曝光时间都低于频闪周期，因此如果在有频闪的场景，融合过程中大量地使用短帧信息，会导致图像出现严重的频闪现象。
[0004]此外，现有技术中的常用术语如下：
[0005]WDR：宽动态范围；
[0006]ISP：image signal processer,图像处理器，对CMOS sensor输入的RAW图进行算法处理的模块，包括WDR，插值，降噪，锐化等。
[0007]RAW数据：RAW数据就是由感光元件记录的图像的所有灰度数据。为了得到最终可用的图像，这些RAW数据必须经过所谓的“RAW转换程序(RAW Converter)”的处理(包括去马赛克)。JPEG格式的数码相片实际上使用了整合在相机固件内的RAW转换程序进行全部转换处理。
[0008]Bayer格式：Bayer数据的格式一般为：奇数扫描行输出RGRG
……
；偶数扫描行输出GBGB
……
。根据人眼对彩色的响应带宽不高的大面积着色特点，每个像素没有必要同时输出3种颜色。因此，数据采样时，奇数扫描行的第1，2，3，4，
…
象素分别采样和输出R，G，R，G，
…
数据；偶数扫描行的第1，2，3，4，
…
象素分别采样和输出G，B，G，B，
…
数据。在实际处理时，每个象素的R，G，B信号由象素本身输出的某一种颜色信号和相邻象素输出的其他颜色信号构成。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本方法的目的在于：提出一种抑制宽动态图像频闪的方法，能够简单的检测场景频闪，并有效抑制宽动态图像的频闪。
[0010]具体地，本专利技术提供一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]S1，输入长短帧图像；
[0012]S2，判断图像中是否有频闪；
[0013]S3，根据检测出的结果，对融合策略做调整，降低合成的宽动态范围图像中的频闪；
[0014]S3.1，根据数据特征判断频闪的强度；
[0015]S3.2，根据频闪强度调整融合权重和/或曝光时间；
[0016]S3.3，合成宽动态范围图像；
[0017]S4，输出图像。
[0018]所述步骤S2包括：选取长短帧合适的图像列对应相减；滤波处理帧差数据。
[0019]所述步骤S2进一步包括：
[0020]S2.1，调整图像曝光，使得长短帧达到合理曝光，即长帧暗区细节清晰，且无频闪，短帧亮区细节清晰；
[0021]S2.2，由于频闪会导致图像在列方向上呈现亮度的周期性变化，所以有无频闪的图像在列数据上会存在一定差异；
[0022]为此，先统计图像列方向上的信息：
[0023](4)sensor采集到的图像数据具有特定的bayer格式；
[0024](5)因为R，G，B分量的值存在较大的差异，但是各个通道的亮度变化趋势相同，所以任选一个通道信息；
[0025](6)分别统计长短帧对应列上的步骤(2)中选择的通道的像素值，得到长短帧的统计结果为sum_L和sum_S，累加的列数为K列；
[0026]S2.3，对统计结果求平均得到长短帧列方向上的，每个行的平均亮度，avg_L和avg_S，
[0027][0028][0029]S2.4，由于长短帧的曝光时间不同所以在亮度上会存在较大的差异，且亮度的差异与曝光比ratio有关，因此将短帧的平均亮度乘以曝光比得到与长帧同等亮度水平的avg_S2L：
[0030]avg_S2L＝min(maxValue,ratio
·
avg_S)；
[0031]其中，maxValue表示像素最大值，与sensor有关；
[0032]S2.5，将avg_L与avg_S2L做差，可得到差异矩阵D，对D做滤波处理；
[0033]S2.6，求取D的所有极大值对应的横坐标x＝{x0,x1,
…
,x
n
}，其中n是极值点总数，或者取D的所有极小值对应的横坐标；
[0034]S2.7，计算相邻极值点间的水平距离d＝{d0,d1,
…
,d
n
‑1}，去掉最大值和最小值，求得d的方差V；V越小则图像中有频闪的可能性越大，根据如下公式即可得到频闪的概率p：
[0035][0036]其中，i∈[1,5]，x_p＝[20,40,80,120,160,200]，y_p＝[10,8,4,2,1,0]，具体的分段数和参数值根据需求调整。
[0037]所述步骤S2.2的(1)中Bayer格式包括RGGB，BGGR，GBGR，GRGB；以RGGB为例，图像大小以1080*1920。
[0038]所述步骤S2.2的(2)中如果任选一个通道的是R通道；则所述步骤S2.2的(3)则分别统计长短帧对应列上的R像素值。
[0039]所述S2.2的(3)中统计时需要注意两点：
[0040]A.由于短帧的噪声较大，所以为了较低噪声的影响，需要统计多的列数；B.由于目前的sensor通常是12bit和10bit，有个共同的特点就是截断效应，当场景亮度较高时，就会出现过曝区域，此时长短帧的对应位置信息是完全不同的，所以这样的像素点不能被拿来比较；因此在统计时需要判断当前列中长帧是否有过曝像素，如果有，则不统计该列，如果没有，则将该列的像素值对应累加到前面统计的列像素值上，依次循环，直到累加的列数达到目标值或者图像到达最后一列，得到长短帧的统计结果为sum_L和sum_S，累加的列数为K列，两者矩阵大小相同。
[0041]所述步骤S2.2的(3)的步骤A中所述统计多的列数为统计200列；所述步骤B中两者矩阵大小相同都为540*1。
[0042]所述步骤S2.5中，由于噪声的影响，D的数据分布会存在一些无规则的跳变；为了减少噪声对数据的影响，对D做高斯滤波和均值滤波，得到先做高斯滤波后再均值滤波的结果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1，输入长短帧图像；S2，判断图像中是否有频闪；S3，根据检测出的结果，对融合策略做调整，降低合成的宽动态范围图像中的频闪：S3.1，根据数据特征判断频闪的强度；S3.2，根据频闪强度调整融合权重和/或曝光时间；S3.3，合成宽动态范围图像；S4，输出图像。2.根据权利要求1所述的一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：选取长短帧合适的图像列对应相减；滤波处理帧差数据。3.根据权利要求2所述的一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：S2.1，调整图像曝光，使得长短帧达到合理曝光，即长帧暗区细节清晰，且无频闪，短帧亮区细节清晰；S2.2，由于频闪会导致图像在列方向上呈现亮度的周期性变化，所以有无频闪的图像在列数据上会存在一定差异；为此，先统计图像列方向上的信息：(1)sensor采集到的图像数据具有特定的bayer格式；(2)因为R，G，B分量的值存在较大的差异，但是各个通道的亮度变化趋势相同，所以任选一个通道信息；(3)分别统计长短帧对应列上的步骤(2)中选择的通道的像素值，得到长短帧的统计结果为sum_L和sum_S，累加的列数为K列；S2.3，对统计结果求平均得到长短帧列方向上的，每个行的平均亮度，avg_L和avg_S，S2.3，对统计结果求平均得到长短帧列方向上的，每个行的平均亮度，avg_L和avg_S，S2.4，由于长短帧的曝光时间不同所以在亮度上会存在较大的差异，且亮度的差异与曝光比ratio有关，因此将短帧的平均亮度乘以曝光比得到与长帧同等亮度水平的avg_S2L：avg_S2L＝min(maxValue,ratio
·
avg_S)；其中，maxValue表示像素最大值，与sensor有关；S2.5，将avg_L与avg_S2L做差，可得到差异矩阵D，对D做滤波处理；S2.6，求取D的所有极大值对应的横坐标x＝{x0,x1,
…
,x
n
}，其中n是极值点总数，或者取D的所有极小值对应的横坐标；S2.7，计算相邻极值点间的水平距离d＝{d0,d1,
…
,d
n
‑1}，去掉最大值和最小值，求得d的方差V；V越小则图像中有频闪的可能性越大，根据如下公式即可得到频闪的概率p：
其中，i∈[1,5]，x_p＝[20,40,80,120,160,200]，y_p＝[10,8,4,2,1,0]，具体的分段数和参数值根据需求调整。4.根据权利要求3所述的一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，其特征在于，所述步骤S2.2的(1)中Bayer格式包括RGGB，BGGR，GBGR，GRGB；以RGGB为例，图像大小以1080*1920；所述步骤S2.4中,当选择12bit sensor时,maxValue最大像素值是4095。5.根据权利要求3所述的一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，其特征在于，所述步骤S2.2的(2)中如果任选一个通道的是R通道；则所述步骤S2.2的(3)则分别统计长短帧对应列上的R像素值。6.根据权利要求3、4或5所述的一种抑制宽动态范围图像频闪的方法，其特征在于，所述S2.2的(3)中统计时需要注意两点：A.由于短帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢登梅，
申请(专利权)人：合肥君正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：