[发明专利]用于自动检测和校正图像中的亮度变化的系统和方法

说明书

公开了用于减少闪烁的系统和方法。根据所公开的实施例，所述系统和方法可以检测由具有一个或多个相机参数的相机捕捉的多个图像中的亮度变化指示，所述亮度变化指示包括亮度变化频率和亮度变化周期之一；至少部分地基于所述相机参数来确定与检测到的亮度变化指示相对应的闪烁频率；基于所确定的闪烁频率来调整所述相机参数中的至少一个以减少闪烁。

版权声明

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技术领域

本公开总体上涉及成像控制，更具体地，涉及用于自动检测和校正图像中的亮度变化的方法和系统。

背景技术

可移动物体(例如，无人飞行器(“UAV”)(有时被称为“无人机”))包括各种尺寸和配置的无人飞机，其可以由用户进行远程操作和/或被编程用于进行自动飞行。UAV可以用于许多目的，并经常用于各种个人、商业和战术应用。在许多应用中，UAV还可以配备有用来执行各种任务的辅助装置。例如，配备有成像设备(例如，相机、摄像机等)的UAV可以捕捉难以、不切实际的或者根本不可能捕捉的图像或视频片段。配备有成像装置的UAV除了在监视、国防和专业录像等行业中特别有用之外，还受到爱好者欢迎以及用于娱乐。

如本文所使用的，“图像”被广泛地理解为由成像装置捕捉的任何图像数据，包括图片和视频数据。成像装置的“曝光时间”是成像装置中的图像传感器(或其一部分)用于捕捉图像数据的时间量。可以通过打开和关闭覆盖成像装置的光圈的快门，控制图像传感器的激活或使用任何其他技术来控制曝光时间。“帧速率”对应于成像装置捕捉不同图像的频率。当图像传感器在每个帧周期捕捉新的图像数据时，曝光时间必须小于或等于帧速率的周期(“帧周期”)。图像可以包括多个单独的像素值，每个像素值表示与在对应于像素的区域中在图像传感器处检测到的光的累积量相对应的强度。图像的“亮度”可以对应于图像的一个或多个区域或整个图像中的像素强度的总计(合计)。可以通过比较不同图像中的亮度水平(例如，通过比较多个图像中相同区域的亮度量)来确定“亮度变化”。“亮度变化”可以由“亮度变化指示”(例如，亮度变化周期、亮度变化频率等)来指示或表示。如本文所使用的，“AC半周期”指交流(AC)信号的周期的一半。例如，60Hz的光源信号的周期为1/60秒，因此其AC半周期为1/120秒。

UAV飞行环境的多个方面可以影响图像质量。例如，当UAV在存在一个或多个光源的室内或室外飞行时，如果未适当选择成像装置的一些参数(例如，帧速率和曝光时间)，则由附接到UAV的成像装置捕捉的图像可能从图像的顶部到底部显示出交替的亮暗条纹。在这种情况下，由成像装置产生的视频可能呈现出暗条纹，该暗条纹在视频帧的顶部和底部之间连续且周期性地移动。这些类型的图像缺陷可以被称为与图像或视频中的亮度变化(即，亮度不均匀)相关联的“闪烁”，并且可以由外部光源的频率与成像装置中使用的频率之间的例如针对帧速率或曝光时间的不匹配而导致。

为了解决图像数据中的闪烁，现有技术采用了试错法。这些已知方法首先假设将第一AC频率(例如50Hz)用于驱动光源，然后基于所假设的初始光源频率来设置成像装置的第一帧速率和第一曝光时间。如果检测到成像装置以第一帧速率和第一曝光时间捕捉的图像仍然具有闪烁缺陷，则确定初始假设是不正确的。在这种情况下，可以假设第二AC频率(例如60Hz)，并且基于所假设的第二光源频率来设置成像装置的第二帧速率和第二曝光时间。可以针对已知的光源频率重复该过程，直到闪烁缺陷充分减少或消除。

然而，一些缺点与用于去除闪烁的常规方法相关联。例如，通过试错来改变成像装置曝光时间的范围可能导致所捕捉图像的曝光过度或曝光不足。此外，因为需要时间和资源来执行试错过程，所以在UAV中的其他飞行、控制或处理功能需要UAV中的资源时，这些资源可能会被消耗来执行试错方法。在广泛的试错过程期间，例如，在将捕捉的图像数据用于识别或跟随目标物体时，特别是如果该目标相对于UAV运动时，同时控制UAV和对成像装置的调整可能是有挑战性的。