[发明专利]防止视频电子设备中的闪烁效应

说明书

优先权和相关申请的交叉参考

本申请要求于2005年10月17日提交的美国专利申请序列号No.11/253,288的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及视频电子设备，并且更具体地涉及减轻摄像机以及相关电子设备中的闪烁噪声效应。

背景技术

在人工照明条件下，数码相机具有某种弱点。在AC电子系统下工作的照明以高于电流频率两倍的频率闪烁。在世界上存在两个占据优势的电流频率系统：50Hz和60Hz。电流具有正弦波的正负两半。当此类电信号用于照明时，灯自动对该信号进行整流并且输出具有以下频率的光：2×50Hz＝100Hz(例如，在欧洲)或2×60Hz＝120Hz(例如，在美国)。例如，可以使用cos²或abs(cos)函数模拟闪烁。

图1示出了电流和光之间的频率比较：基本电流频率‘f’和光频率‘2f’。频率‘f’是50Hz或60Hz。如果使用任意的曝光时间，则数字照相机图像可能具有水平条纹，这是由光闪烁造成的。尤其是由于100Hz或120Hz光闪烁，基于CMOS滚动快门的数字照相机传感器显示出如图像上的水平条纹的闪烁。利用具有全域快门的传感器，闪烁表现为图像的强度逐帧改变。

避免闪烁出现的一个方式是使曝光时间与100Hz或120Hz频率匹配。在此情况中，该曝光时间可以保持在N×(1/100)秒或N×(1/120)秒，N＝1，2，3等。当使用此方法时，存在特定的限制。当照明水平正在增加时，图像亮度水平可以增加到图像得以饱和这样的水平。由于有时出现此种情况，所以该曝光时间将需要缩短至小于闪烁开始出现的1/120秒或1/100秒的时间。图2示出了50Hz的情况，其中当曝光时间小于1/100秒时，闪烁不可避免。

取决于数字照相机的设置，在某些可操作点上获得针对闪烁出现的限制。存在很多影响闪烁灵敏度的参数，例如，传感器灵敏度、传感器动态范围、增益控制、镜头光圈大小和镜头光强度。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种方法，包括：确定是否出现闪烁光源；如果闪烁光源出现并且符合预定的条件，则激活电子设备中的光强减少块；以及使用基本上等于闪烁频率的倒数或是闪烁频率的倒数的倍数的曝光时间生成视频图像的视频信号，其中当激活光强减少块时，该光强减少块使用预定标准提供视频图像的光衰减，从而防止电子设备中的闪烁效应。

进一步根据本发明的第一方面，光强减少块可以包括至少一个中性密度滤光器。而且，所述中性密度滤光器可以配置以遍及光谱可见光部分按照预定值提供基本上一致的光强衰减。

进一步根据本发明的第一方面，光强减少块可以包括多个中性密度滤光器。

仍旧进一步根据本发明的第一方面，光强减少块可以包括至少一个可变光阑(iris)滤光器或至少一个中性密度滤光器和至少一个可变光阑滤光器的组合。

进一步根据本发明的第一方面，光强减少块可以包括至少一个液晶滤光器。

仍旧进一步根据本发明的第一方面，可以使用测试图像执行闪烁光源是否出现的确定，其中该测试图像基本上等同于视频图像，并且该确定包括：通过电子设备的图像传感器将测试图像转换为测试视频信号；以及通过电子设备的闪烁分析块来分析测试视频信号。

仍旧进一步根据本发明的第一方面，可以使用包括在电子设备中的光传感器提供的测试信号的频率采样以执行闪烁光源是否出现的确定。

仍旧进一步根据本发明的第一方面，可以使用包括在电子设备中的第二照相机或使用附加的电场或磁场传感器执行闪烁光源是否出现的确定。

仍旧进一步根据本发明的第一方面，在确定闪烁光源是否出现的步骤之后，并且如果出现闪烁光源，则该方法可以包括：测量视频图像中的亮度级；以及判定测量的亮度级是否可以与等于或者长于闪烁频率的倒数的曝光时间一起使用。进一步，如果判定了测量的亮度级不能与等于或长于闪烁频率的倒数的曝光时间一起使用，则该方法在判定之后可以包括：确定所需的曝光时间是否短于等于闪烁频率除以光强减少块的最大光衰减的倒数的曝光时间，其中仅当所需的曝光时间不短于等于闪烁频率除以光强减少块的最大光衰减的倒数的曝光时间时，执行激活光强减少块的步骤。

仍旧进一步根据本发明的第一方面，在根据视频图像生成视频信号之后，可以去激活光强减少块并且将其配置为不提供光衰减。

仍旧进一步根据本发明的第一方面，电子设备可以是摄像机、数字照相机、数字摄像机、照相机-电话移动设备、无线通信设备或便携式电子设备。