[发明专利]图像处理装置以及图像处理方法

说明书

本发明公开了一种图像处理装置，包括：图像传感器，用于以帧率2(n+1)f捕获并输出图像的第一序列的帧，其中，n表示大于或等于1的整数，f表示工业用电频率；以及至少一个处理器，用于从所述图像的第一序列的帧中提取图像的第二序列的帧，并且合并所述图像的第二序列的帧以生成图像的单个帧。

技术领域

本发明涉及一种图像处理装置以及一种图像处理方法。

背景技术

当相机在使用荧光灯作为室内照明的情况下捕获图像时，所捕获的图像可能存在一些问题，这是因为荧光灯的光强度在工业用电频率下会周期性地变化。荧光灯的色谱在工业用电频率下也会变化。

在所捕获的图像中，在低光强期间捕获的部分的亮度和在高光强期间捕获的部分的亮度互不相同。同样，这些部分的颜色也不同。

大部分相机使用滚动快门型图像传感器，在通过这些相机捕获的图像中可能出现色带。

如果图像传感器是滚动快门型的，则可能产生色带问题。但是，如果图像传感器具有全局快门模式，则可能产生与色带问题不同的现象。也就是说，各帧之间的信号电平和颜色不同。这种现象称为“闪烁”(或者更精确地，称为“荧光闪烁”)。由于历史原因，色带现象有时称为闪烁。

图1示出了色带问题的原因。

如果一个对象的反射率R(t)是恒定且均匀的，则t0到t1期间中的图像信号可以通过公式【数学式1】来表示。

【数学式1】

信号

由于荧光灯的光强度随时间t而变化，所以t0到t1期间、t2到t3期间、t4到t5期间的信号之间的关系可以通过公式【数学式2】来表示。

【数学式2】

信号(t0→t1)＞信号(t2→t3)＞信号(t4→t5)

因此，产生色带。

图2示出了具有色带的图像的一个示例。

在相关技术中，当以某种方法检测到引起所捕获图像中的色带的情况时，相机将自动曝光(Automatic Exposure，AE)模式从正常AE控制模式变为色带补偿模式。在色带补偿模式下，曝光时间固定为值m/(2×f)(秒)(其中，f表示工业用电频率，m表示大于或等于1的整数)。值m/(2×f)等于工业用电频率f的1个周期中的一半时长与整数m的乘积。在这种情况下，曝光期间的所有入射光保持恒定，即使光的光强度在工业用电频率下随时间周期性地变化。公式【数学式3】示出了这一点。公式【数学式3】中的“(m个周期的时长)/2”等于m/(2×f)，如上文所述。

【数学式3】

换言之，如图3所示，公式【数学式4】所示的关系成立。

【数学式4】

信号(t0→t1)＝信号(t2→t3)＝信号(t4→t5)

因此，色带问题得到解决。如果工业用电频率为60Hz，则曝光时间应相应地为以下项之一：1/120秒、2/120秒、3/120秒、4/120秒，等等。同样，如果工业用电频率为50Hz，则曝光时间应相应地为以下项之一：1/100秒、2/100秒、3/100秒，等等。

对于全局快门型图像传感器，针对闪烁的技术方案与针对上述色带问题的技术方案相同。

针对色带和闪烁的对策称为“色带补偿”、“色带减少”、“闪烁减少”或“闪烁补偿”。

在“色带补偿”模式下，曝光时间设为一个定值，如上文所述。这意味着曝光时间设为比从AE角度预计的时间更长或更短。