一种闪烁抑制方法转让专利
申请号 : CN200610081381.6
文献号 : CN100591094C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 王静 , 魏小霞 , 赵光耀 , 霍俊彦 , 常义林
申请人 : 华为技术有限公司
摘要 :
本发明公开了一种闪烁抑制方法，其过程是，先通过统计，从图像相对稳定的部分，即参考块中获取图像的闪烁规律，然后基于闪烁规律的有序性以及对于整个图像的一致性利用该规律进行整个图像的图像参数修正计算。本发明能够根据参考块某图像参数值的统计数据准确的对其他像素的相应图像参数进行修正，从而有效的抑制闪烁现象，同时本发明方法可通过简单的软件计算实现，能够降低硬件成本。为了使修正计算能够适用于闪烁频率时变的情况，本发明还提供优选的利用参考块的当前闪烁趋势来跟踪图像闪烁位相值的变化的方法，通过对参考块的跟踪准确判断当前图像的闪烁位相值，保证修正计算在闪烁频率时变的情况下仍然能够正确进行。
权利要求 :
1、一种闪烁抑制方法，其特征在于，包括： 1)选取图像中静止的部分作为参考块； 2)统计参考块亮度值随时间的变化，获取参考块亮度值的闪烁规律，所述闪烁规律为亮度值的直流分量与闪烁分量间的关系，其中闪烁分量为实际亮度值与直流分量的差值，所述闪烁规律表现为， A：当前时刻的闪烁分量为闪烁峰峰值与当前时刻的闪烁位相值的乘积， B：闪烁峰峰值随直流分量的增加而线性增加； 3)按照如下关系对当前图像的其他像素的亮度值进行直流分量计算， 其他像素同一时刻的闪烁位相值与参考块的一致且其他像素的闪烁峰峰值和直流分量的线性关系与参考块的一致， 按照计算出的直流分量对当前图像进行亮度修正。
2、 根据权利要求1所述的闪烁抑制方法，其特征在于：选取图像静止的部分 中亮度值差别最小的像素组作为参考块。
3、 根据权利要求1所述的闪烁抑制方法，其特征在于：对参考块亮度值进行 统计的时间大于 一 个闪烁周期。
4、 根据权利要求1所述的闪烁抑制方法，其特征在于：所述步骤3)中或者 是分别计算出与各级亮度值相应的直流分量，利用计算结果对当前图像的各像 素进行亮度修正；或者是分别对当前图像的各像素的亮度值进行直流分量计算，利用计算结果对该 像素进行亮度修正。
5、 根据权利要求1〜4任意一项所述的闪烁抑制方法，其特征在于，所述步骤 3)包括：3 a)按照统计获得的参考块的历史闪烁位相值变化趋势推定当前图像中参 考块的闪烁位相值，以推定的当前图像中参考块的闪烁位相值作为当前图像的 闪烁位相值；3b )按照所述直流分量与闪烁#^值和闪烁位相值之间的关系计算图像中 其他像素亮度值的直流分量；3c)将当前图像中各像素的亮度值修正为相应的直流分量。
6、 根据权利要求1〜4任意一项所述的闪烁抑制方法，其特征在于，所述步骤3)包括：3a)按照当前图像中参考块的闪烁分量计算当前图像中参考块的闪烁位相 值，以当前图像中参考块的闪烁位相值作为当前图像的闪烁位相值；3b )按照所述直流分量与闪烁*值和闪烁位相值之间的关系计算图像中 其他像素亮度值的直流分量；3c)将当前图像中各像素的亮度值修正为相应的直流分量。
7、 根据权利要求1〜4任意一项所述的闪烁抑制方法，其特征在于：在所述步 骤3)之前，还判断参考块是否有效，若是则继续执行步骤3);若否，则或者根据最接近当前时刻的参考块有效时刻的参考块数据，推定当前时刻的参 考块数据，按照推定的参考块数据对当前图像进行亮度修正；或者 执行步骤2)，重新统计并刷新参考块数据。
8、 根据权利要求7所述的闪烁抑制方法，其特征在于：当判断参考块无效， 并且选择重新统计参考块数据的期间，根据最接近当前时刻的参考块有效时刻 的参考块数据，推定当前时刻的参考块数据，按照推定的参考块数据对当前图 像进行亮度修正。
9、 根据权利要求7所述的闪烁抑制方法，其特征在于：还选取图像中另一静 止的部分作为第二参考块，对第二参考块同样执行步骤2)获取第二参考块数 据；当判断参考块无效，并且选择重新统计参考块数据的期间，按照第二参考 块数据执行步骤3 )。
说明书 :
一种闪烁抑制方法
技术领域
本发明涉及数码影像技术领域，具体涉及一种闪烁抑制方法。背景技术
在影像采集的过程中，若影像采集设备（例如摄像机、视频头等）的采集帧率与照明光源的频率不同步，就会出现显示终端上的闪烁现象。以可视电话应用为例，可视电话终端一般都位于室内，而日光灯是室内环境的主要照明光源，当日光灯的频率为可视电话视频头采集帧率的整数倍时，没有闪烁发生。
例如中国采用50Hz照明系统，碎见频头的采集帧率为25Hz,则理论上不会发生闪烁。但是在实际中，光源的频率可能由于各种因素的影响在50Hz附近发生微小的偏移，导致视频头在一个采集周期内无法采集到完整的光源周期，这时可视电话终端就会出现闪烁现象。由于闪烁现象严重影响视频图像的质量和效果，因此受到了普遍的关注和研究。
O，Rourke在申请号为6717621的美国专利申请"Method and apparatus forreducing flicker in a video image sequence"中提供了 一种抑制闪烁现象的方案。该方案应用的典型场景是，在摄像机采集帧率与日光灯光源频率匹配的前提下，由于存在第二个光源（例如PC机的显示器，或可视电话的显示设备等），且第二个光源也有固定的刷新频率，从而引起的闪烁。在这种场景下，闪烁的
频率可由显示器的频率和4聂像机采集帧率联合计算求出。对于这种场景，该方案提供的解决方法是设计一个中心频率为闪烁频率的带限滤波器，即可将视频序列中的闪烁分量滤除。这种方法的缺点在于滤波器在具体实现时是利用本帧和前几帧对应像素点作加权得到的，最简单的可表示为
YR(t)=0.5y(t-l)+0.5YR(t) ( YR(t)和y(t-l)分别表示本帧和前一帧像素点的值），当视频内容发生比较大的变化时，这种利用滤波器实现的闪烁抑制方法会引起重影现象，严重影响主观质量。
Chung在申请号为6271884的美国专利申请"Image flicker reduction withfluorescent lighting"中提供了另 一种抑制闪烁现象的方案。该方案主要是解决30Hz采集帧率的摄像机在50Hz工频电源环境下或25Hz采集帧率的摄像机在60Hz工频电源环境下工作的问题。该专利所采用的方法主要是修改影像采集设备的曝光时间，使曝光时间成为光源周期的整数倍，这样即使影像釆集设备的采集帧率与光源频率不匹配，《旦是每次釆集的曝光时间都与光源周期匹配，能够完整的采集光源周期，故避免了闪烁的出现。这种方法的缺点在于费用高昂，因为能够自适应的改变曝光时间的采集设备往往成本比较高，并且该方法只适用于所针对的频率不匹配的情形，无法解决由于光源发生小的频率偏移引起的闪烁问题。
此外，上述闪烁抑制方案均针对闪烁频率固定的情形，然而，当光源频率发生偏移时，偏移量往往是随时间的变化而变化的，这是现有闪烁抑制方案都无法解决的问题。
在影像采集的过程中，若影像采集设备（例如摄像机、视频头等）的采集帧率与照明光源的频率不同步，就会出现显示终端上的闪烁现象。以可视电话应用为例，可视电话终端一般都位于室内，而日光灯是室内环境的主要照明光源，当日光灯的频率为可视电话视频头采集帧率的整数倍时，没有闪烁发生。
例如中国采用50Hz照明系统，碎见频头的采集帧率为25Hz,则理论上不会发生闪烁。但是在实际中，光源的频率可能由于各种因素的影响在50Hz附近发生微小的偏移，导致视频头在一个采集周期内无法采集到完整的光源周期，这时可视电话终端就会出现闪烁现象。由于闪烁现象严重影响视频图像的质量和效果，因此受到了普遍的关注和研究。
O，Rourke在申请号为6717621的美国专利申请"Method and apparatus forreducing flicker in a video image sequence"中提供了 一种抑制闪烁现象的方案。该方案应用的典型场景是，在摄像机采集帧率与日光灯光源频率匹配的前提下，由于存在第二个光源（例如PC机的显示器，或可视电话的显示设备等），且第二个光源也有固定的刷新频率，从而引起的闪烁。在这种场景下，闪烁的
频率可由显示器的频率和4聂像机采集帧率联合计算求出。对于这种场景，该方案提供的解决方法是设计一个中心频率为闪烁频率的带限滤波器，即可将视频序列中的闪烁分量滤除。这种方法的缺点在于滤波器在具体实现时是利用本帧和前几帧对应像素点作加权得到的，最简单的可表示为
YR(t)=0.5y(t-l)+0.5YR(t) ( YR(t)和y(t-l)分别表示本帧和前一帧像素点的值），当视频内容发生比较大的变化时，这种利用滤波器实现的闪烁抑制方法会引起重影现象，严重影响主观质量。
Chung在申请号为6271884的美国专利申请"Image flicker reduction withfluorescent lighting"中提供了另 一种抑制闪烁现象的方案。该方案主要是解决30Hz采集帧率的摄像机在50Hz工频电源环境下或25Hz采集帧率的摄像机在60Hz工频电源环境下工作的问题。该专利所采用的方法主要是修改影像采集设备的曝光时间，使曝光时间成为光源周期的整数倍，这样即使影像釆集设备的采集帧率与光源频率不匹配，《旦是每次釆集的曝光时间都与光源周期匹配，能够完整的采集光源周期，故避免了闪烁的出现。这种方法的缺点在于费用高昂，因为能够自适应的改变曝光时间的采集设备往往成本比较高，并且该方法只适用于所针对的频率不匹配的情形，无法解决由于光源发生小的频率偏移引起的闪烁问题。
此外，上述闪烁抑制方案均针对闪烁频率固定的情形，然而，当光源频率发生偏移时，偏移量往往是随时间的变化而变化的，这是现有闪烁抑制方案都无法解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够简单、有效且低成本实现的闪烁抑制方法。本发明进一步的目的在于提供一种能够适用于闪烁频率时变的情况的闪烁抑制方法。
为达到本发明的目的，所采取的技术方案是， 一种闪烁抑制方法，包括：1)选取图像中静止的部分作为参考块；2)统计参考块亮度值随时间的变化，获取参考块亮度值的闪烁规律，所述闪烁规律为亮度值的直流分量与闪烁分量间的关系，其中闪烁分量为实际亮度值与直流分量的差值，所述闪烁规律表现为，A:当前时刻的闪烁分量为闪烁，值与当前时刻的闪烁位相值的乘积，B:闪烁峰峰值随直流分量的增加而线性增加；3)按照如下关系对当前图像的其他像素的亮度值进行直流分量计算，其他像素同 一时刻的闪烁位相值与参考块的一致且其他像素的闪烁"^值和直流分量的线性关系与参考块的一致，按照计算出的直流分量对当前图像进行亮度修正。
为便于进行参考块数据的处理和使用，可以选取图像静止的部分中亮度值差别最小的像素组作为参考块。
为确保获取的参考块数据有效反映实际情况，对参考块亮度值进行统计的时间最好大于一个闪烁周期。
所述步骤3)中对图像进行亮度修正可采用两种方法，或者是分别计算出与各级亮度值相应的直流分量，利用计算结果对当前图像的各像素进行亮度修
正；或者是分别对当前图像的各像素的亮度值进行直流分量计算，利用计算结果对该像素进行亮度修正。
所述步骤3)可通过如下分步骤执行：3a)按照统计获得的参考块的历史闪烁位相值变化趋势推定当前图像中参考块的闪烁位相值，以推定的当前图像中参考块的闪烁位相值作为当前图像的闪烁位相值；3b)按照所述直流分量与闪烁^值和闪烁位相值之间的关系计算图像中其他像素亮度值的直流分量；3c)将当前图像中各像素的亮度值修正为相应的直流分量。
为达到本发明进一步的目的，在所述步骤3)的分步骤3a)中优选采用这样的方法：按照当前图像中参考块的闪烁分量计算当前图像中参考块的闪烁位相值，以当前图像中参考块的闪烁位相值作为当前图像的闪烁位相值。
优选的是，在所述步骤3)之前，还判断参考块是否有效，若是则继续执行步骤3);若否，则或者根据最接近当前时刻的参考块有效时刻的参考块数据，推定当前时刻的参考块数据，按照推定的参考块数据对当前图像进行亮度修正；或者执行步骤2)，重新统计并刷新参考块数据。
在上述方法中，当判断参考块无效，并且选择重新统计参考块数据的期间，可根据最接近当前时刻的参考块有效时刻的参考块数据，推定当前时刻的参考块数据，按照推定的参考块数据对当前图像进行亮度修正。
或者，还选取图像中另一静止的部分作为第二参考块，对第二参考块同样执行步骤2)获取第二参考块数据；当判断参考块无效，并且选择重新统计参考块数据的期间，则按照第二参考块数据执行步骤3 )。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于：
1) 本发明采用以对图像中参考块进行统计获取的闪烁规律为依据进行图像参数修正的方法，基于闪烁规律在同一场景下对图像中各像素的一致性，能够根据参考块某图像参数值的统计数据准确的对其他像素的相应图像参数进行修正，从而有效的抑制闪烁现象。并且本发明方法可通过简单的软件计算实现，能够降低硬件成本。
2) 本发明进一步采用在进行修正计算前，根据参考块的当前闪烁趋势来确定当前图像的闪烁位相值，由于同一时刻下一幅图片中各个像素的闪烁趋势是一致的，因此可以通过对参考块的跟踪准确判断当前图像的闪烁位相值，保证修正计算在闪烁频率时变的情况下仍然能够正确进行。
为达到本发明的目的，所采取的技术方案是， 一种闪烁抑制方法，包括：1)选取图像中静止的部分作为参考块；2)统计参考块亮度值随时间的变化，获取参考块亮度值的闪烁规律，所述闪烁规律为亮度值的直流分量与闪烁分量间的关系，其中闪烁分量为实际亮度值与直流分量的差值，所述闪烁规律表现为，A:当前时刻的闪烁分量为闪烁，值与当前时刻的闪烁位相值的乘积，B:闪烁峰峰值随直流分量的增加而线性增加；3)按照如下关系对当前图像的其他像素的亮度值进行直流分量计算，其他像素同 一时刻的闪烁位相值与参考块的一致且其他像素的闪烁"^值和直流分量的线性关系与参考块的一致，按照计算出的直流分量对当前图像进行亮度修正。
为便于进行参考块数据的处理和使用，可以选取图像静止的部分中亮度值差别最小的像素组作为参考块。
为确保获取的参考块数据有效反映实际情况，对参考块亮度值进行统计的时间最好大于一个闪烁周期。
所述步骤3)中对图像进行亮度修正可采用两种方法，或者是分别计算出与各级亮度值相应的直流分量，利用计算结果对当前图像的各像素进行亮度修
正；或者是分别对当前图像的各像素的亮度值进行直流分量计算，利用计算结果对该像素进行亮度修正。
所述步骤3)可通过如下分步骤执行：3a)按照统计获得的参考块的历史闪烁位相值变化趋势推定当前图像中参考块的闪烁位相值，以推定的当前图像中参考块的闪烁位相值作为当前图像的闪烁位相值；3b)按照所述直流分量与闪烁^值和闪烁位相值之间的关系计算图像中其他像素亮度值的直流分量；3c)将当前图像中各像素的亮度值修正为相应的直流分量。
为达到本发明进一步的目的，在所述步骤3)的分步骤3a)中优选采用这样的方法：按照当前图像中参考块的闪烁分量计算当前图像中参考块的闪烁位相值，以当前图像中参考块的闪烁位相值作为当前图像的闪烁位相值。
优选的是，在所述步骤3)之前，还判断参考块是否有效，若是则继续执行步骤3);若否，则或者根据最接近当前时刻的参考块有效时刻的参考块数据，推定当前时刻的参考块数据，按照推定的参考块数据对当前图像进行亮度修正；或者执行步骤2)，重新统计并刷新参考块数据。
在上述方法中，当判断参考块无效，并且选择重新统计参考块数据的期间，可根据最接近当前时刻的参考块有效时刻的参考块数据，推定当前时刻的参考块数据，按照推定的参考块数据对当前图像进行亮度修正。
或者，还选取图像中另一静止的部分作为第二参考块，对第二参考块同样执行步骤2)获取第二参考块数据；当判断参考块无效，并且选择重新统计参考块数据的期间，则按照第二参考块数据执行步骤3 )。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于：
1) 本发明采用以对图像中参考块进行统计获取的闪烁规律为依据进行图像参数修正的方法，基于闪烁规律在同一场景下对图像中各像素的一致性，能够根据参考块某图像参数值的统计数据准确的对其他像素的相应图像参数进行修正，从而有效的抑制闪烁现象。并且本发明方法可通过简单的软件计算实现，能够降低硬件成本。
2) 本发明进一步采用在进行修正计算前，根据参考块的当前闪烁趋势来确定当前图像的闪烁位相值，由于同一时刻下一幅图片中各个像素的闪烁趋势是一致的，因此可以通过对参考块的跟踪准确判断当前图像的闪烁位相值，保证修正计算在闪烁频率时变的情况下仍然能够正确进行。
附图说明
下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步的详细说明。图l是实施例一中方法流程示意图；图2是实施例一中参考块亮度值随时间变化示意图；图3是实施例二中方法流程示意图；图4是实施例二中参考块亮度值随时间变化示意图；图5是实施例三中方法流程示意图；具体实施方式
本发明提供了一种闪烁抑制方法，其过程是，先通过统计，从图像相对稳定的部分，即参考块中获取图像的闪烁规律，然后基于闪烁规律的有序性以及对于整个图像的 一致性利用该规律进行整个图像的图像参数修正计算。本发明中提供了具有较大普遍性的闪烁规律表示和利用方法。以图像参数选用亮度为例，在进行修正计算时可以是先计算出各种亮度值所对应的直流分量，再根据各像素的亮度值进行相应修正，也可以是对各个像素逐一进行计算。为了使修正计算能够适用于闪烁频率时变的情况，本发明还提供优选的利用参考块的当前闪烁趋势来跟踪图像闪烁位相值的变化的方法。此外，本发明中还提供一些选择图像中参考块的优选方法，以及对参考块进行稳定性判断的方法和当参考块由于不稳定导致失效时的优选处理方法。由于亮度是图像参数在闪烁情况下受到影响最明显的参数，因此，以下均选用亮度作为获取闪烁规律的图像参数对本发明方法进行详细说明。
实施例一、 一种闪烁抑制方法，流程如图1所示，包括：
1)选取图像中相对稳定的部分作为参考块；
由于需要对参考块进行统计以获得闪烁相关数据，因此参考块需要保证一定的稳定性，这样对该部分进行一段时间的统计得到的结果才是有意义的，通常是选择图像中相对静止的部分。具体选择方法可以采用多种方式，例如，可以通过对图像进行一段时间的统计观察，比较统计期间图像中各像素的变化来确定相对稳定的部分，这种方式具有较普遍的适用性，不受具体场景的影响。对于一些典型应用场景，则可以采用更简单的选择方式，例如，对于可视电话应用，以头肩像场景居多，图像中左上块和右上块往往是背景，相对保持静止，可以选作参考块。同样，在其他特定应用场景中也可以根据相应场景特点，设置选择参考块的范围。
7为便于进行参考块数据的处理和使用，本例中进一步选取图像相对稳定的部分中亮度值差别最小的像素组作为参考块，这样便于对统计数据进行平均处理以减小误差。通常这种参考块对应于图像中背景部分的一小块同色区域
至于所选择参考块的大小，即所包含像素点的数目可参考图像的大小来确
定， 一般而言，在可视电话应用中，选取4x4左右大小的参考块是比较适宜的。
2)对参考块的统计及闪烁规律的获取，包括
2a)统计参考块亮度值随时间的变化，即，记录参考块中的各个像素点在统计时间内的每一帧图像中的亮度值；
由于步骤l)中选择了亮度值最接近的像素组作为参考块，为简明起见以下将参考块作为一个整体考虑。对参考块各像素点统计数据进行的平均处理，可以在每一帧统计后进行，也可以在获得各个点的闪烁规律后再进行，以下不再赘述。如果在统计过程中发现某些像素点发生了异常的波动，还可以在进行平均处理时抛弃这些异常的像素点，以保证参考块整体数据的准确性。
图2给出了一种在闪烁情形下，参考块亮度值随时间的变化示意图。图中t为采集时刻，YR(t)为t时刻的亮度值，由图2可以看出，从理论上讲，只要参考块的统计时段覆盖了亮度值最高和最低的位置tl和t2,就可以确定参考块的亮度变化情况，4旦是由于在实际中，开始统计的时刻并不确定，并且不排除统计过程中会受到各种误差因素的影响，因此为确保获取的参考块数据有效完整的反映实际情况，对参考块亮度值进行统计的时间最好大于一个闪烁周期T。
2b)获取参考块的闪烁规律，即亮度值的直流分量与闪烁参数间的关系；参照图2，参考块亮度值的直流分量就是在不发生闪烁的情况下，参考块应当具有的亮度值YRdc;参考块的YRdc是通过对步骤2 )中记录的统计数据进行分析处理得到的。从周期性离散数据中分离直流分量的具体计算方法有很多，例如对相邻极值之间的数据段进行平均，或者对三个连续出现的相近值之间的数据段进行平均等，具体计算方法可视应用情况确定，不构成对本发明的限制。
闪烁参数则反映参考块的亮度值YR(t)随时间的变化规律，在本例中采用闪烁分量YRac(t)的变化情况来描述这种变化规律，
YRac(t) = YR(t) - YRdc ( 1 )
显然，对图像进行闪烁抑制的目标就是除去YR(t)中的YRac(t)成分，使像素点 的亮度值恢复为YRdc。在通常情况下，YRac(t)可以表示为闪烁峰峰值AYR 与闪烁位相值PR(t)的乘积，
YRac(t) = AYR x PR(t) (2 )
因此在本例中采用AYR和PR(t)作为闪烁参数。AYR可通过对YR(t)进行极值 统计获得，有了 YRdc和AYR, PR(t)可以很容易的通过下式计算得出，
PR(t) = [YR(t) - YRdc] / AYR ( 3 )
至此，即获得了表征参考块闪烁规律的三种参数YRdc、 AYR、 PR(t)。显然， 还可以基于闪烁现象的特性和原理采用其它的参数组合来表现，只要能够反映 闪烁的变化以及对图像的影响即可，具体参数设置方式不构成对本发明的限 制。
3)利用从参考块获得的闪烁规律对当前图像进行亮度修正。基于闪烁现 象的原理，闪烁规律具有有序性并对同一场景中的各个像素点保持一致，因此 可以利用已经获得的参考块的闪烁规律来修正当前图像的亮度值。基于本实施 例中选用的参数表示方法，对应于式（l)、 （2)所表示的关系，可得tO时刻， 图像某像素点亮度值Y(tO)的修正公式为
Ydc = Y(tO) - AY x p(t0) (4 )
其中Ydc为期望获得的直流分量，AY为该亮度值下的闪烁峰峰值，P(tO)为tO 时刻的闪烁位相值。在闪烁频率固定的情况下，AY和P(tO)能够由参考块的闪 烁规律表现参数YRdc、 AYR、 PR(t)通过简单计算获得，具体说明如下：
3a)按照参考块的历史闪烁位相值变化趋势推定当前图像的闪烁位相值； 由于闪烁频率固定，可以根据已统计获得的PR(t)推定出后续tO时刻的参考块 闪烁位相值PR(tO),而在同一时刻整个图像的闪烁趋势是一致的，因此有
P(tO) = PR(tO) ( 5 )
3b )按照YRdc与AYR、 PR(t)之间的关系计算出Ydc; YRdc与AYR、 PR(t) 之间的第一重关系如（3)式所示，这是闪烁现象的基本表示式，Ydc与AY、 P(tO)之间也有相同的表示式，如（4)式所示；此外，经实验研究发现，闪烁峰峰值与相应直流分量之间存在近似为线性的关系，即闪烁峰峰值随直流分量
的增加而线性增加，因此，AYR和AY可记为A(YRdc)和A(Ydc)，并有
A(Ydc) = k x (Ydc - YRdc) + A(YRdc) ( 6 )
其中k为线性变化的斜率。（6 )式即直流分量与闪烁峰峰值之间的第二重关系， 这一关系从直观上很容易理解，像素的亮度越大，那么它对闪烁的表现自然也 就越明显，若像素本身亮度不高，则闪烁幅度也不可能很大。k值的获取可以 采用多种方法，实-睑发现，对于不同的场景A(Ydc) ~ Ydc线具有一固定点 (A(YO), YO),该点在不同场景下基本保持不变，因此可通过该固定点与已获 得的参考块YRdc、 A(YRdc)来确定k的数值
k = [A(YRdc) - A(YO)] / (YRdc - YO) ( 7 )
此外，k的数值也可以通过实时统计来获得，即，通过对另外选取的一个参考 块进行统计，获得YRdc，与A(YRdc，)，然后计算k
k = [A(YRdc) - A(YRdc，)] / (YRdc - YRdc，） （ 8 )
为了保证k值的准确性，在采用后一种方法时，另一组参考块的选取最好与原 来的参考块具有较大的亮度差异。
综合（4)、 （5)、 （6)式，即得所期望的直流分量Ydc为 Ydc = [Y(tO) + k x PR(tO) x YRdc - PR(tO) x A(YRdc)〗/ [1+k x PR(tO)〗（9 ) 3c )将当前图像中各像素的亮度值Y(tO)修正为相应的直流分量Ydc。 需要说明的是，对图像进行亮度修正，是针对亮度值进行的，可以对各级 亮度值统一计算修正值，也可以逐一计算各个像素点的亮度值对应的修正值。 例如，对于具有256级亮度的图像，可以先计算出各级亮度对应的修正值，然 后再逐一对图像像素进行修正，判断该像素的当前亮度值然后修正为对应的修 正值；也可以是逐一获取图像像素的亮度值，计算出相应的修正值，再用修正 值对该像素进行修正。在实际应用中，前者具有更大的优越性，首先这种方法 可以避免对相同亮度进行多次重复计算，而且，更重要的是，由图2可以看出， 在一般情况下AYR是不变的，因此，与各级亮度相应的修正值通常只随闪烁 位相值的变化而变化，因此在采用第一种方法时，各亮度等级对应的修正值可 以在计算后很方便的被整体保存下来，若再次进行与相同的闪烁位相值相关的 修正计算，即可不必重复进行修正值的计算步骤，只需要提耳^目应的历史记录
10就可以继续进行修正过程。在理想情况下，只需要保存一个周期的闪烁位相值 对应的修正值表，就可以将后续的修正计算过程简化为数据提取和对应赋值的 过程，大大缩短了系统处理修正计算的时间，节约系统资源。
实施例二、 一种闪烁抑制方法，流程如图3所示，本实施例方法与实施例
一基本相同，区别之处在于，步骤3)中获取闪烁位相值P(t0)的分步骤3a) 采用的是如下方法：
3a)以当前图像中参考块的闪烁分量YRac(tO)所对应的闪烁位相值PR(tO) 作为当前图像的闪烁位相值P(t0)。
上述步骤与实施例一中的步骤3a)相比，式（5)的关系没有改变，同样 是由参考块闪烁位相值PR(tO)来确定当前图像的闪烁位相值P(t0)，改变的是 PR(tO)的获取方式。在实施例一中PR(tO)是根据已统计获得的PR(t)按相同的变 化频率推定得出的，在闪烁频率固定的情况下上述推定方式可行，当闪烁频率 为随时间变化的情况时，实施例一中的推定方式就无法正确的获得实际的 PR(tO)了。
图4给出了一种在闪烁频率时变情形下，参考块亮度值随时间的变化示意 图。图中TR为参考块的统计时段，其余参数含义同图l。由图4可以看出， 在参考块的统计周期之后，闪烁频率发生了改变，在对tO时刻的图像进行修 正时，若仍以TR时段的PR(t)变化规律来推定PR(tO)显然是不正确的。此时， 需要使用本例中提供的方法，以当前参考块的闪烁分量YRac(tO)来跟踪闪烁位 相值PR(tO)的变化，利用（3 )式来计算获得PR(tO)
PR(tO) = YRac(tO) / AYR = [YR(tO) - YRdc] / AYR (10) 再按照（5 )式以PR(tO)作为P(tO)进行后续的修正计算。
与实施例一相比，本实施例方法的突出优点在于，能够即时跟踪闪烁频率 的变化情况，在闪烁频率时变的情况下仍能实时、准确进行闪烁抑制，大大扩 展了本发明方法的适用范围，弥补了现有技术无法处理闪烁频率时变情形的缺 陷。
实施例三、 一种闪烁抑制方法，流程如图5所示，本实施例方法与实施例 二基本相同，区别之处在于，在步骤3)之前，还包括：
al)判断参考块是否有效，若是，则转到步骤3)，若否，则执行步骤a2);对参考块有效性的判断可以利用多种方式，例如，比较当前帧参考块与前 一帧参考块的差异、比较参考块中各像素点亮度值是否保持一致、当前参考块 亮度是否与历史记录具有大的偏差等，各种判断方式可独立或混合使用。
a2)执行步骤2)，重新统计并刷新参考块数据；并且在重新统计参考块 数据的期间，按照最接近当前图像的历史修正记录的变化趋势计算或提取相应 修正值，然后转到步骤3c)。以图4为例，若在tO时刻判断参考块失效，则根 据最接近t0的参考块有效时刻的数据推定t0时刻的参考块数据（由实施例二 中的分析可知，主要是推定闪烁位相值，推定所依据的闪烁频率为最接近to 的一段时间内历史记录所反映的闪烁频率）。
本实施例方法中增加了对参考块进行有效性判断的步骤，进行有效性判断 的目的是为了确定由参考块获得的闪烁规律是否还能有效反映当前场景下的 闪烁规律，以及当前帧的参考块数据是否可用。前者相应于场景变化或参考块 移动，由此产生的参考块失效是永久的，即包括历史统计值在内的参考块数据 均失效；后者则相应于干扰造成的参考块暂时不稳定，例如，参考块暂时被移 动物体遮挡或由瞬间光源产生的对当前场景的暂时破坏等，此时产生的参考块 失效是暂时的，在干扰因素灭失后，历史统计数据仍可用。
然而在通常情况下，通过一次判断很难准确获知参考块是由于场景变化而 导致的永久失效还是干扰引起的暂时失效，因此，通常可以采用两种方式来处 理： 一是本实施例中所使用的方法，即， 一旦判断参考块失效，无论实际是否 发生了场景变化或参考块移动等情况，都对参考块进行重新统计； 一是，从首 次判断参考块失效开始的一段时期内，认为参考块只是暂时失效，不进行参考 块数据的刷新，同时记录判断失效情况，当参考块连续失效次数达到一定值后， 则认为参考块永久失效，进行参考块数据的刷新。此外，也可以根据当前参考 块数据的偏差情况（或累积参考块数据的偏差情况）来决定是否进行参考块数 据的刷新，总而言之，对参考块失效的判断和处理可以根据具体的应用场景和 设备情况进行编排和选择，具体判断处理方式不构成对本发明的限制。
本实施例能够增强本发明闪烁抑制方法对场景变化的适应能力，在发生场 景突变或切换等情况时，能够根据判断自动重新统计参考块数据（在采用统计 方法来选取参考块的情况下，甚至可以重新选择参考块），避免失效的参考块
12数据影响闪烁抑制的效果。
实施例四、 一种闪烁抑制方法，本实施例方法与实施例三基本相同，区别 之处在于，本实施例中还选取图像中另一相对稳定的部分作为笫二参考块，对
第二参考块同样执行步骤2)获取第二参考块数据；在实施例四的步骤a2)中 重新统计参考块数据的期间，是按照第二参考块数据执行步骤3)，进行图像 的修正操作。
本实施例的好处在于，采用两个参考块（在选取时，可考虑选择物理位置 相隔教远的两个像素组，例如，图像的左上角和右上角），可以在其中之一受 到干扰临时失效时，可依赖于另一参考块完成修正操作，增强修正操作的时效
性和可靠性。
以上对本发明所提供的一种闪烁抑制方法进行了详细介绍，本文中应用了 具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依 据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种闪烁抑制方法，其过程是，先通过统计，从图像相对稳定的部分，即参考块中获取图像的闪烁规律，然后基于闪烁规律的有序性以及对于整个图像的 一致性利用该规律进行整个图像的图像参数修正计算。本发明中提供了具有较大普遍性的闪烁规律表示和利用方法。以图像参数选用亮度为例，在进行修正计算时可以是先计算出各种亮度值所对应的直流分量，再根据各像素的亮度值进行相应修正，也可以是对各个像素逐一进行计算。为了使修正计算能够适用于闪烁频率时变的情况，本发明还提供优选的利用参考块的当前闪烁趋势来跟踪图像闪烁位相值的变化的方法。此外，本发明中还提供一些选择图像中参考块的优选方法，以及对参考块进行稳定性判断的方法和当参考块由于不稳定导致失效时的优选处理方法。由于亮度是图像参数在闪烁情况下受到影响最明显的参数，因此，以下均选用亮度作为获取闪烁规律的图像参数对本发明方法进行详细说明。
实施例一、 一种闪烁抑制方法，流程如图1所示，包括：
1)选取图像中相对稳定的部分作为参考块；
由于需要对参考块进行统计以获得闪烁相关数据，因此参考块需要保证一定的稳定性，这样对该部分进行一段时间的统计得到的结果才是有意义的，通常是选择图像中相对静止的部分。具体选择方法可以采用多种方式，例如，可以通过对图像进行一段时间的统计观察，比较统计期间图像中各像素的变化来确定相对稳定的部分，这种方式具有较普遍的适用性，不受具体场景的影响。对于一些典型应用场景，则可以采用更简单的选择方式，例如，对于可视电话应用，以头肩像场景居多，图像中左上块和右上块往往是背景，相对保持静止，可以选作参考块。同样，在其他特定应用场景中也可以根据相应场景特点，设置选择参考块的范围。
7为便于进行参考块数据的处理和使用，本例中进一步选取图像相对稳定的部分中亮度值差别最小的像素组作为参考块，这样便于对统计数据进行平均处理以减小误差。通常这种参考块对应于图像中背景部分的一小块同色区域
至于所选择参考块的大小，即所包含像素点的数目可参考图像的大小来确
定， 一般而言，在可视电话应用中，选取4x4左右大小的参考块是比较适宜的。
2)对参考块的统计及闪烁规律的获取，包括
2a)统计参考块亮度值随时间的变化，即，记录参考块中的各个像素点在统计时间内的每一帧图像中的亮度值；
由于步骤l)中选择了亮度值最接近的像素组作为参考块，为简明起见以下将参考块作为一个整体考虑。对参考块各像素点统计数据进行的平均处理，可以在每一帧统计后进行，也可以在获得各个点的闪烁规律后再进行，以下不再赘述。如果在统计过程中发现某些像素点发生了异常的波动，还可以在进行平均处理时抛弃这些异常的像素点，以保证参考块整体数据的准确性。
图2给出了一种在闪烁情形下，参考块亮度值随时间的变化示意图。图中t为采集时刻，YR(t)为t时刻的亮度值，由图2可以看出，从理论上讲，只要参考块的统计时段覆盖了亮度值最高和最低的位置tl和t2,就可以确定参考块的亮度变化情况，4旦是由于在实际中，开始统计的时刻并不确定，并且不排除统计过程中会受到各种误差因素的影响，因此为确保获取的参考块数据有效完整的反映实际情况，对参考块亮度值进行统计的时间最好大于一个闪烁周期T。
2b)获取参考块的闪烁规律，即亮度值的直流分量与闪烁参数间的关系；参照图2，参考块亮度值的直流分量就是在不发生闪烁的情况下，参考块应当具有的亮度值YRdc;参考块的YRdc是通过对步骤2 )中记录的统计数据进行分析处理得到的。从周期性离散数据中分离直流分量的具体计算方法有很多，例如对相邻极值之间的数据段进行平均，或者对三个连续出现的相近值之间的数据段进行平均等，具体计算方法可视应用情况确定，不构成对本发明的限制。
闪烁参数则反映参考块的亮度值YR(t)随时间的变化规律，在本例中采用闪烁分量YRac(t)的变化情况来描述这种变化规律，
YRac(t) = YR(t) - YRdc ( 1 )
显然，对图像进行闪烁抑制的目标就是除去YR(t)中的YRac(t)成分，使像素点 的亮度值恢复为YRdc。在通常情况下，YRac(t)可以表示为闪烁峰峰值AYR 与闪烁位相值PR(t)的乘积，
YRac(t) = AYR x PR(t) (2 )
因此在本例中采用AYR和PR(t)作为闪烁参数。AYR可通过对YR(t)进行极值 统计获得，有了 YRdc和AYR, PR(t)可以很容易的通过下式计算得出，
PR(t) = [YR(t) - YRdc] / AYR ( 3 )
至此，即获得了表征参考块闪烁规律的三种参数YRdc、 AYR、 PR(t)。显然， 还可以基于闪烁现象的特性和原理采用其它的参数组合来表现，只要能够反映 闪烁的变化以及对图像的影响即可，具体参数设置方式不构成对本发明的限 制。
3)利用从参考块获得的闪烁规律对当前图像进行亮度修正。基于闪烁现 象的原理，闪烁规律具有有序性并对同一场景中的各个像素点保持一致，因此 可以利用已经获得的参考块的闪烁规律来修正当前图像的亮度值。基于本实施 例中选用的参数表示方法，对应于式（l)、 （2)所表示的关系，可得tO时刻， 图像某像素点亮度值Y(tO)的修正公式为
Ydc = Y(tO) - AY x p(t0) (4 )
其中Ydc为期望获得的直流分量，AY为该亮度值下的闪烁峰峰值，P(tO)为tO 时刻的闪烁位相值。在闪烁频率固定的情况下，AY和P(tO)能够由参考块的闪 烁规律表现参数YRdc、 AYR、 PR(t)通过简单计算获得，具体说明如下：
3a)按照参考块的历史闪烁位相值变化趋势推定当前图像的闪烁位相值； 由于闪烁频率固定，可以根据已统计获得的PR(t)推定出后续tO时刻的参考块 闪烁位相值PR(tO),而在同一时刻整个图像的闪烁趋势是一致的，因此有
P(tO) = PR(tO) ( 5 )
3b )按照YRdc与AYR、 PR(t)之间的关系计算出Ydc; YRdc与AYR、 PR(t) 之间的第一重关系如（3)式所示，这是闪烁现象的基本表示式，Ydc与AY、 P(tO)之间也有相同的表示式，如（4)式所示；此外，经实验研究发现，闪烁峰峰值与相应直流分量之间存在近似为线性的关系，即闪烁峰峰值随直流分量
的增加而线性增加，因此，AYR和AY可记为A(YRdc)和A(Ydc)，并有
A(Ydc) = k x (Ydc - YRdc) + A(YRdc) ( 6 )
其中k为线性变化的斜率。（6 )式即直流分量与闪烁峰峰值之间的第二重关系， 这一关系从直观上很容易理解，像素的亮度越大，那么它对闪烁的表现自然也 就越明显，若像素本身亮度不高，则闪烁幅度也不可能很大。k值的获取可以 采用多种方法，实-睑发现，对于不同的场景A(Ydc) ~ Ydc线具有一固定点 (A(YO), YO),该点在不同场景下基本保持不变，因此可通过该固定点与已获 得的参考块YRdc、 A(YRdc)来确定k的数值
k = [A(YRdc) - A(YO)] / (YRdc - YO) ( 7 )
此外，k的数值也可以通过实时统计来获得，即，通过对另外选取的一个参考 块进行统计，获得YRdc，与A(YRdc，)，然后计算k
k = [A(YRdc) - A(YRdc，)] / (YRdc - YRdc，） （ 8 )
为了保证k值的准确性，在采用后一种方法时，另一组参考块的选取最好与原 来的参考块具有较大的亮度差异。
综合（4)、 （5)、 （6)式，即得所期望的直流分量Ydc为 Ydc = [Y(tO) + k x PR(tO) x YRdc - PR(tO) x A(YRdc)〗/ [1+k x PR(tO)〗（9 ) 3c )将当前图像中各像素的亮度值Y(tO)修正为相应的直流分量Ydc。 需要说明的是，对图像进行亮度修正，是针对亮度值进行的，可以对各级 亮度值统一计算修正值，也可以逐一计算各个像素点的亮度值对应的修正值。 例如，对于具有256级亮度的图像，可以先计算出各级亮度对应的修正值，然 后再逐一对图像像素进行修正，判断该像素的当前亮度值然后修正为对应的修 正值；也可以是逐一获取图像像素的亮度值，计算出相应的修正值，再用修正 值对该像素进行修正。在实际应用中，前者具有更大的优越性，首先这种方法 可以避免对相同亮度进行多次重复计算，而且，更重要的是，由图2可以看出， 在一般情况下AYR是不变的，因此，与各级亮度相应的修正值通常只随闪烁 位相值的变化而变化，因此在采用第一种方法时，各亮度等级对应的修正值可 以在计算后很方便的被整体保存下来，若再次进行与相同的闪烁位相值相关的 修正计算，即可不必重复进行修正值的计算步骤，只需要提耳^目应的历史记录
10就可以继续进行修正过程。在理想情况下，只需要保存一个周期的闪烁位相值 对应的修正值表，就可以将后续的修正计算过程简化为数据提取和对应赋值的 过程，大大缩短了系统处理修正计算的时间，节约系统资源。
实施例二、 一种闪烁抑制方法，流程如图3所示，本实施例方法与实施例
一基本相同，区别之处在于，步骤3)中获取闪烁位相值P(t0)的分步骤3a) 采用的是如下方法：
3a)以当前图像中参考块的闪烁分量YRac(tO)所对应的闪烁位相值PR(tO) 作为当前图像的闪烁位相值P(t0)。
上述步骤与实施例一中的步骤3a)相比，式（5)的关系没有改变，同样 是由参考块闪烁位相值PR(tO)来确定当前图像的闪烁位相值P(t0)，改变的是 PR(tO)的获取方式。在实施例一中PR(tO)是根据已统计获得的PR(t)按相同的变 化频率推定得出的，在闪烁频率固定的情况下上述推定方式可行，当闪烁频率 为随时间变化的情况时，实施例一中的推定方式就无法正确的获得实际的 PR(tO)了。
图4给出了一种在闪烁频率时变情形下，参考块亮度值随时间的变化示意 图。图中TR为参考块的统计时段，其余参数含义同图l。由图4可以看出， 在参考块的统计周期之后，闪烁频率发生了改变，在对tO时刻的图像进行修 正时，若仍以TR时段的PR(t)变化规律来推定PR(tO)显然是不正确的。此时， 需要使用本例中提供的方法，以当前参考块的闪烁分量YRac(tO)来跟踪闪烁位 相值PR(tO)的变化，利用（3 )式来计算获得PR(tO)
PR(tO) = YRac(tO) / AYR = [YR(tO) - YRdc] / AYR (10) 再按照（5 )式以PR(tO)作为P(tO)进行后续的修正计算。
与实施例一相比，本实施例方法的突出优点在于，能够即时跟踪闪烁频率 的变化情况，在闪烁频率时变的情况下仍能实时、准确进行闪烁抑制，大大扩 展了本发明方法的适用范围，弥补了现有技术无法处理闪烁频率时变情形的缺 陷。
实施例三、 一种闪烁抑制方法，流程如图5所示，本实施例方法与实施例 二基本相同，区别之处在于，在步骤3)之前，还包括：
al)判断参考块是否有效，若是，则转到步骤3)，若否，则执行步骤a2);对参考块有效性的判断可以利用多种方式，例如，比较当前帧参考块与前 一帧参考块的差异、比较参考块中各像素点亮度值是否保持一致、当前参考块 亮度是否与历史记录具有大的偏差等，各种判断方式可独立或混合使用。
a2)执行步骤2)，重新统计并刷新参考块数据；并且在重新统计参考块 数据的期间，按照最接近当前图像的历史修正记录的变化趋势计算或提取相应 修正值，然后转到步骤3c)。以图4为例，若在tO时刻判断参考块失效，则根 据最接近t0的参考块有效时刻的数据推定t0时刻的参考块数据（由实施例二 中的分析可知，主要是推定闪烁位相值，推定所依据的闪烁频率为最接近to 的一段时间内历史记录所反映的闪烁频率）。
本实施例方法中增加了对参考块进行有效性判断的步骤，进行有效性判断 的目的是为了确定由参考块获得的闪烁规律是否还能有效反映当前场景下的 闪烁规律，以及当前帧的参考块数据是否可用。前者相应于场景变化或参考块 移动，由此产生的参考块失效是永久的，即包括历史统计值在内的参考块数据 均失效；后者则相应于干扰造成的参考块暂时不稳定，例如，参考块暂时被移 动物体遮挡或由瞬间光源产生的对当前场景的暂时破坏等，此时产生的参考块 失效是暂时的，在干扰因素灭失后，历史统计数据仍可用。
然而在通常情况下，通过一次判断很难准确获知参考块是由于场景变化而 导致的永久失效还是干扰引起的暂时失效，因此，通常可以采用两种方式来处 理： 一是本实施例中所使用的方法，即， 一旦判断参考块失效，无论实际是否 发生了场景变化或参考块移动等情况，都对参考块进行重新统计； 一是，从首 次判断参考块失效开始的一段时期内，认为参考块只是暂时失效，不进行参考 块数据的刷新，同时记录判断失效情况，当参考块连续失效次数达到一定值后， 则认为参考块永久失效，进行参考块数据的刷新。此外，也可以根据当前参考 块数据的偏差情况（或累积参考块数据的偏差情况）来决定是否进行参考块数 据的刷新，总而言之，对参考块失效的判断和处理可以根据具体的应用场景和 设备情况进行编排和选择，具体判断处理方式不构成对本发明的限制。
本实施例能够增强本发明闪烁抑制方法对场景变化的适应能力，在发生场 景突变或切换等情况时，能够根据判断自动重新统计参考块数据（在采用统计 方法来选取参考块的情况下，甚至可以重新选择参考块），避免失效的参考块
12数据影响闪烁抑制的效果。
实施例四、 一种闪烁抑制方法，本实施例方法与实施例三基本相同，区别 之处在于，本实施例中还选取图像中另一相对稳定的部分作为笫二参考块，对
第二参考块同样执行步骤2)获取第二参考块数据；在实施例四的步骤a2)中 重新统计参考块数据的期间，是按照第二参考块数据执行步骤3)，进行图像 的修正操作。
本实施例的好处在于，采用两个参考块（在选取时，可考虑选择物理位置 相隔教远的两个像素组，例如，图像的左上角和右上角），可以在其中之一受 到干扰临时失效时，可依赖于另一参考块完成修正操作，增强修正操作的时效
性和可靠性。
以上对本发明所提供的一种闪烁抑制方法进行了详细介绍，本文中应用了 具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依 据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。