[发明专利]脉冲图像传感器的像素闪烁抑制方法有效

专利信息
申请号: 202110610945.5 申请日: 2021-06-01
公开(公告)号: CN113347375B 公开(公告)日: 2023-01-03
发明(设计)人: 徐江涛;高坤;高志远;陈全民;聂凯明;王秀宇;高静 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: H04N25/50 分类号: H04N25/50;H04N25/76
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 刘国威
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 脉冲 图像传感器 像素 闪烁 抑制 方法
【权利要求书】:

1.一种脉冲图像传感器的像素闪烁抑制方法,其特征是,处理时将脉冲间隔序列分割成不同照度下的脉冲间隔序列单元,然后均衡各照度下的脉冲间隔的波动,详细步骤如下:

像素脉冲间隔序列存在波动,导致利用脉冲间隔重构公式重构的图像中出现像素的闪烁,脉冲间隔重构公式如下:

式中uint8()函数表明重构灰度为8bit表示的灰度值,且具有取整的功能,重构亮度参数L用来调节图像的亮度区间;

(1)脉冲间隔序列的分割和组合

处理原始脉冲间隔数据,根据相邻脉冲间隔的差值进行场景变化的区分,并区分波动码和稳定码,组合脉冲间隔序列,当abs(Nm+1-Nm)1时,Nm+1表示下一个间隔码,Nm表示前一个码值,即当前脉冲间隔值相对于前一个脉冲间隔值变化大于1时,认为像素曝光场景发生了变化,变化后的脉冲间隔是变化后场景中的数据,此时,前面的脉冲数据的处理就和后续场景的脉冲数据无关,后面的脉冲间隔数据需要开始新的比较、划分和组合;场景变化之前进行相邻脉冲间隔的比较时,当Nm+1-Nm=0时,该间隔码被认为是一个稳定码,即脉冲间隔未改变,记录该码值为s并计数,后续的脉冲间隔值继续和s比较,当abs(Nm+1-s)=1,认为波动码出现,此时稳定码和波动码组合成一个脉冲间隔序列单元,形式为ss…ssf,仅最后有一个波动码,接着重新开始新的脉冲数据的比较,并组合s和f成脉冲间隔序列单元,脉冲间隔序列单元中,稳定码s和波动码f的大小以及稳定码个数占整个脉冲间隔序列的比例共同决定了该脉冲间隔序列所处的光强度,r=w/(w+1),r表示占比,w是序列中稳定码的数量,认为该脉冲间隔序列单元是一个短期均匀光照下的数据;

比较相邻的脉冲间隔数据,稳定码和波动码组合出一个新的脉冲间隔序列单元,将该脉冲间隔序列单元M2和前一个脉冲间隔序列单元M1进行比较,如果两者完全一样则记录下M1并进行计数,包括s,f和r的大小;当出现不同的脉冲间隔序列单元时,如果新出现的脉冲间隔序列单元仅s的数量和M1中相差一个则认为两者是同一照度下的脉冲间隔序列单元,将它们进行组合,称作脉冲间隔序列块,形式为M1,M1…M1M2,M1称作稳定序列单元,M2称作波动序列单元,否则认为新出现的脉冲间隔序列单元是另一个照度下的数据;

(2)均衡策略的选取

基于脉冲间隔数据的相关性和均匀光照下脉冲间隔波动的规律,实现不同光照下的数据的分割和波动的识别,后续需要将各照度下脉冲间隔的波动进行消除,由于公式(1)的非线性特性,不同光强下脉冲间隔的波动还原成灰度后波动的幅度不同,采用三种不同的脉冲间隔处理策略处理上述的数据;

1)不均衡:利用公式(1)进行灰度的还原,当Gdiff=abs(L/s-L/f)G1时,G1是波动引起的灰度波动差值的可接受范围,在脉冲间隔码大于A=max(s,f)时忽略掉脉冲间隔波动的影响,处理脉冲间隔数据并不需要将所有的数据划分好以后进行再均衡处理,而是比较相邻的脉冲间隔数据、组合脉冲序列单元、区分间隔所处的照度区间、均衡处理脉冲间隔数据流水进行,由于脉冲间隔码大于A时引起灰度的波动较小,因此在比较相邻的脉冲间隔之前可先和A比较,当间隔码值小于A时,继续进行稳定码和波动码的鉴定和组合,否则将选取均衡策略处理前面的数据,后续大于A的脉冲间隔数据不进行处理,直到出现小于A的值后重新开始稳定码和波动码的鉴定、组合等操作;

2)均衡单个脉冲间隔序列单元:当脉冲间隔码小于A时就需要对脉冲间隔码的波动进行处理,通过均衡脉冲间隔序列单元来均衡传感器工作机制引入的误差,消除灰度的闪烁,首先考虑的是单个脉冲间隔序列单元的均衡处理,如下:

ave=s×r+f×(1-r), (2)

其中ave是处理后的间隔值,s是脉冲间隔序列单元中的稳定码,r是脉冲间隔序列单元中稳定码s的数量所占比例,f是波动码,但当r不变,s和f的减小;或s和f不变,r减小时,仅用公式(2)处理脉冲间隔序列单元后灰度值的波动仍然较大,此时需要进行脉冲间隔序列块的均衡;

3)均衡脉冲间隔序列块:该均衡方式在脉冲间隔序列单元中稳定码的数量占比(r)小于一定值B时使用,因为随着脉冲间隔码s和f的减小或r的减小均衡策略2)处理后仍然存在波动,均衡脉冲间隔序列块的公式如下:

ave=n×ave1+(1-n)×ave2, (3)

其中,n是脉间隔序列块中稳定序列单元的数量占整个脉冲序列块的比例,ave1,ave2分别是稳定序列单元和波动序列单元经公式(2)处理后的值。

2.如权利要求1所述的脉冲图像传感器的像素闪烁抑制方法,其特征是,步骤如下:根据脉冲间隔序列的相关性将不同场景下的脉冲间隔数据进行区分,称作场景的粗区分;接着根据脉冲间隔波动的规律进行场景中光照度的区分,称作照度的细区分,将均匀光照下的脉冲间隔数据分割,或者根据脉冲序列单元的相关性区分出照度的变化;最后选取三种均衡策略来处理不同照度区间下脉冲间隔的波动,三种均衡策略包括:不均衡;均衡单个脉冲间隔序列单元;均衡脉冲间隔序列块;均衡处理即平均处理,将同一照度下的稳定码和波动码进行平均,将异步复位同步读出机制下的误差均衡到同一照度下的每一个脉冲间隔。

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