专利名称：一种图像的闪烁去除方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术，特别涉及一种图像的闪烁去除方法及装置。
技术背景闪烁是指视频图像空间上和时间上亮度的随机变化。这种随机变化会给人 一种一明一暗的视觉效果，使人眼容易疲劳。造成闪烁的原因有多种，如由于 曝光时间不同、或从不同视角、或不同光照条件而引起。现有技术中对图像出现的闪烁进行去除时， 一种方法是，对整个视频图像 釆用整体亮度调整的方式，即将所有像素的校正量设置为同一个值，通过调整 图像的整体亮度，达到去除闪烁的效果。发明人经过分析，发现该方法的不足 之处在于，由于图像中各区域的摄像头曝光时间并非完全一致，因此一些局部 的闪烁现象将无法区分出来，去闪烁效果不佳。另一种方法是，采用直方图匹配的方式，使前后两帧图像的直方图一致。 发明人经过分析，发现虽然该方式也可以从一定程度上减轻图像的闪烁程度，但仍然存在不足之处由于直方图并不包含位置信息，因此采用该方式的去闪 烁效果也不明显，特别是图像中包含运动区域时，将大幅降低整个图像的去闪 烁效果。发明内容本发明实施例提供一种图像的闪烁去除方法及装置，用以改善图像的去闪 烁效果。本发明实施例提供一种图像的闪烁去除方法，包括如下步骤 将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三区域部分重叠；分别计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均值；分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三 区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；根据第一、第二像素灰度值，获得分别根据第一、第二闪烁参数均值对第 三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相似像素的个数；在不相似像素的个数超过阈值时，按第三区域的去闪烁处理方式对所述图 像进行去闪烁处理。较佳的，所述计算第一、第二闪烁参数均值包括初始化第一区域、第二区域在第三区域的闪烁参数；在更新加权值后，计算新的闪烁参数；判断闪烁参数的误差值是否小于阈值，若是，则继续更新加权值并计算新 的闪烁参数；否则计算第一、第二闪烁参数均值。较佳的，分别4艮据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理， 获得第三区域去闪烁后的第一、第二^f象素灰度值包括根据第一闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增益；根 据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域去闪烁后的第一像素灰度值；以及，根据第二闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增益；根 据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域去闪烁后的第二像素灰度值。 较佳的，所述不相似像素的个数按如下公式计算 = Z (x,力—/ (x,力| > ;);其中，^，"表示第三区域重叠的像素組；7V表示相似度阈值，反映同一像 素用相邻区域闪烁参数均值去闪烁后的相似程度；乙和4分别表示第一、第二 像素灰度值；60。/(.)为布尔函数，true为l, false为0。较佳的，按第三区域的去闪烁处理方式对所述图〗象进行去闪烁处理包括计算第三区域的闪烁参数均值；根据第三区域的闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增 益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得所述图像去闪烁后的像素灰度值。 较佳的，按如下公式进行去闪烁处理<formula>formula see original document page 8</formula>其中，7""，力表示第n帧图像的像素灰度值；^+i"，力表示第n+l帧图像的像素灰度值；^"，力是第p, q阶余弦基底，对应某一个像素/; MxN为图 像大小。本发明实施例还提供一种图像的闪烁去除装置，包括 划分模块，用于将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三区 域部分重叠；第一计算模块，用于计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参 数均值；第二计算模块，用于分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去 闪烁处理，获得第三区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；第三计算模块，用于根据第一、第二像素灰度值，获得分别根据第一、第 二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相似像素的个数；去闪烁处理模块，用于在不相似像素的个数超过阈值时，按第三区域的去 闪烁处理方式对所述图像进行去闪烁处理。较佳的，所述第一计算模块包括初始化单元，用于初始化第一区域、第二区域在第三区域的闪烁参数； 更新单元，用于在更新加权值后，计算新的闪烁参数； 判断处理单元，用于判断闪烁参数的误差值是否小于阈值，若是，则继续 更新加权值并计算新的闪烁参数；否则计算第一、第二闪烁参数均值。 较佳的，所述第二计算模块包括第一像素灰度值计算单元，用于根据第一闪烁参数均值，获得第三区域中 像素的乘性增益及加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域 去闪烁后的第 一像素灰度值；第二像素灰度值计算单元，用于根据第二闪烁参数均值，获得第三区域中 像素的乘性增益及加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域 去闪烁后的第二像素灰度值。较佳的，所述第三计算模块按如下公式计算不相似像素的个数"w，" = Z &0/(|/m (x,力—/ (x,力| > z;);其中，^"表示第三区域重叠的像素组；7>表示相似度阈值，反映同一像素用相邻区域闪烁参数均值去闪烁后的相似程度；4和/ 分别表示第一、第二像素灰度值；幻。/0为布尔函数，true为l, false为0。较佳的，所述去闪烁处理模块包括 均值计算单元，用于计算第三区域的闪烁参数均值；第三像素灰度值计算单元，用于根据第三区域的闪烁参数均值，获得第三 区域中像素的乘性增益及加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得所 述图像去闪烁后的像素灰度值。较佳的，所述去闪烁处理才莫块按如下公式进行去闪烁处理<formula>formula see original document page 9</formula><formula>formula see original document page 10</formula>其中，In(x,y)表示第n帧图像的像素灰度值；In+1(x,y)表示第n+l帧图像 的像素灰度值；Phi pq(x,y)是第p， q阶余弦基底，对应某一个像素i； MxN为图 像大小。本发明实施例中，将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三 区域部分重叠；分别计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均 值；分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三 区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；根据第一、第二像素灰度值，获得分 别根据第 一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相 似像素的个数；在不相似像素的个数超过阈值时即可确定第三区域为运动区 域，从而按第三区域的去闪烁处理方式对所述图像进行去闪烁处理，这样充分 考虑到局部运动和局部闪烁对整个图像造成的影响，与已有算法相比，图像的 去闪烁效果更好，性能更稳定。
图1为本发明实施例中图像的闪烁去除方法实施流程示意图；图2为本发明实施例中计算第一、第二闪烁参数均值的流程示意图;图3为本发明实施例中图像的闪烁去除装置的结构示意图；图4为本发明实施例中第一计算模块的结构示意图；图5为本发明实施例中第二计算模块的结构示意图；图6为本发明实施例中去闪烁处理模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细说明。图1为图像的闪烁去除方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤步骤IOI、将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三区域部分重叠；步骤102、分别计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均值；步骤103、分别才艮据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理， 获得第三区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；步骤104、根据第一、第二像素灰度值，获得分别根据第一、第二闪烁参 数均值对第三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相似像素的个数；步骤105、在不相似像素的个数超过阈值时，按第三区域的去闪烁处理方 式对所述图像进行去闪烁处理。下面对各步骤地实施进行详细说明。在步骤101中，实施中以第一区域、第二区域两个区域部分重叠形成第三 区域为例进行说明，但如此描述仅是出于便于理解，实际实施中是可以将图像 划分为多个区域，然后按本发明实施例思想进行处理的。划分时，区域不宜太 小，这是由于若区域太小，重叠形成的区域中像素就太少，使得闪烁参数波动 太大；区域也不宜太大，这是由于若区域太大，重叠形成的区域中像素就太多， 不能充分反应局部闪烁的特征，实施中 一般选取20 ~ 30像素为宜。在步骤102中，分别计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参 数均值。为方便描述，本发明实施例中，第一、第二区域在第三区域的闪烁参 数分别以a(x， y)， b(x， y)表示，其中，x、 y分别表示像素的横坐标与纵 坐标的值。如图2所示，计算第一、第二闪烁参数均值包括如下步骤步骤201、可以按如下公式计算第一、第二区域在第三区域的初始闪烁参<formula>formula see original document page 12</formula>其中，r为频率，其取值范围可以视实际需要来进行确定，实施例中r可 以在3至10中进行取值；《、6'表示第/个余弦基对应系数；0,为第/点像素的 余弦基底。步骤202、在对闪烁参数进行初始化后，更新加权值『'为『'+1。加权值的 更新可以按如下公式计算<formula>formula see original document page 12</formula>值'其中，p = log(l + x)2/log(l + x2),用以产生平滑作用；/ 为像素灰度步骤203、在更新加权值后，计算新的闪烁参数，计算方法可以如下:<formula>formula see original document page 12</formula>T为矩阵转置符号，L为整个图像的像素个数，p为阶数。步骤204、判断闪烁参数的误差值小于阈值，若是，则执行步骤205;否则返回步骤202,在继续更新加4又值后计算新的闪烁参H例如，判断闪烁参数的误差值是否趋向0:ai+1-ai — 0，bi+1-bi — 0 (4)步骤205、当更新加权值后的闪烁参数的误差值趋向0后，分别计算第一、第二区域的闪烁参数均值，第一、第二区域的闪烁参数均值即为第一、第二区 域的闪烁参数平均值，这是易于计算的。在获得闪烁参数均值后，执行步骤103，分别根据第一、第二闪烁参数均 值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值。具体计算如下例如，首先对不可靠区域赋初始值，这里举一例赋为1;再确定迭代权值， />式可以如下<formula>formula see original document page 13</formula>(5)其中，『〃是迭代权值，r"是噪声阈值。然后计算残余迭代项，公式可以如下<formula>formula see original document page 13</formula>其中，义为平滑经-睑值，实施中可以取值为2 7。式中的乘性因子《迭^ 得到"w时，可以采用公式如下(6)<formula>formula see original document page 13</formula>(7)其中，入是平滑因子，co是松弛因子，可取0.5~2.5。加性因子计算同乘性 因子b (6、 7两式)。最后，用上面获得的加性因子b与乘性因子a计算得到的闪烁参数进行去 闪烁计算。<formula>formula see original document page 13</formula>2iV1/# 《=0/> = 0p勿M1Sj^M-1 (8)其中/ "力表示第n帧图像的像素灰度值；7"""，力表示第n+l帧图像的像素灰度值；^"，力是第p, q阶余弦基底，对应某一个像素Z; MxN为图像 大小。代入后，对每一像素的灰度值可以按如下公式计算0,力="0,力7" 0,力+ ^0,力 (9 )可以看到，在确定运动区域后，本发明实施例将闪烁效果模型化为一个二 维光滑乘性因子曲面和加性因子曲面，通过采用余弦基和逐次超松弛迭代法进行亮度闪烁去除。由于余弦基是一种正交基，系数之间没有冗余，这样所得的 计算结果较准确。在获得第一、第二像素灰度值之后，执行步骤104，根据第一、第二像素 灰度值，获得分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后 第三区域中不相似像素的个数。像素是否相似即指像素的灰度值是否相似，可 以按如下公式进行处理(以下为方便描述，第一区域以m表示，第二区域以n 表示)""=Z feoo/(|4 ",力—厶"力| 〉 K); (io)其中，i ^表示第三区域重叠的像素组；7>表示相似度阈值，反映同一像 素用相邻区域闪烁参数均值去闪烁后的相似程度；/ 和/ 分别是第一、第二像 素灰度值；6。0/(.)是布尔函数，true为l， false为0。然后执行步骤105，包括比较不相似像素的个数 ,。是否超过阈值"^,如 果大于"，即按第三区域的去闪烁处理方式对整个图像进行去闪烁处理。即认为第三区域为运动区域，根据该运动区域的去闪烁处理方式对整个图像的闪烁进行去除，即先计算第三区域的闪烁参数均值(参见步骤102计算过程)，再 根据第三区域的闪烁参数均值对整个图像进行去闪烁处理(参见步骤103计算 过程)。基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种图像的闪烁去除装置，其结 构如图3所示，包括划分模块301,用于将图像划分为第一、第二区域，第 一、第二区域在第三区域部分重叠；第一计算模块302,用于计算第一、第二 区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均值；第二计算模块303,用于分别根 据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三区域去闪烁 后的第一、第二像素灰度值；第三计算模块304，用于根据第一、第二像素灰 度值，获得分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后第 三区域中不相似像素的个数；去闪烁处理模块305，用于在不相似像素的个数 超过阈值时，按第三区域的去闪烁处理方式对整个图像进行去闪烁处理。如图4所示， 一个实施例中，第一计算模块302包括初始化单元3021, 用于初始化第一区域、第二区域在第三区域的闪烁参数；更新单元3022,用于 在更新加权值后，计算新的闪烁参数；判断处理单元3023,用于判断闪烁参数 的误差值是否小于阈值，若是，则继续更新加权值并计算新的闪烁参数；否则 计算第一、第二闪烁参数均值。如图5所示， 一个实施例中，第二计算模块303包括第一像素灰度值计 算单元3031,用于根据第一闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及 加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域去闪烁后的第一像 素灰度值；第二像素灰度值计算单元3032,用于根据第二闪烁参数均值，获得 第三区域中像素的乘性增益及加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获 得第三区域去闪烁后的第二像素灰度值。一个实施例中，第三计算模块304按如下公式计算不相似像素的个数 =Z (x,力-/ "力| > rr);其中，ic,"表示第三区域重叠的像素组；7V表示相似度阈值，反映同一像 素用相邻区域闪烁参数均值去闪烁后的相似程度；4和/ 分别表示第一、第二 像素灰度值；幻o/0为布尔函凄史，true为l, false为0。如图6所示， 一个实施例中，去闪烁处理模块305包括均值计算单元3051, 用于计算第三区域的闪烁参数均值；第三像素灰度值计算单元3052,用于根据 第三区域的闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增益；根据 获得的乘性增益及加性增益，获得整个图像去闪烁后的像素灰度值。一个实施例中，，去闪烁处理模块305按如下公式进行去闪烁处理0,7) = J] 0,力^ 0,力+艺6,. A O，力! =1 !'=1罕(2x +1) 、, ；z^(2y +1)、(^"，力= "9 cos(~^~)cos( ^、丄勺 2M 《=0V2/iV 1"S7V-1 勿M 1S; SM-1其中，7""，力表示第n帧图像的像素灰度值；厶+i"力表示第n+l帧图像的像素灰度值；^"，力是第p， q阶余弦基底，对应某一个像素/; MxN为图 像大小。本发明实施例中，将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三 区域部分重叠；分别计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均 值；分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三 区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；根据第一、第二像素灰度值，获得分 别根据第 一 、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相 似像素的个数；在不相似像素的个数超过阈值时即可确定第三区域为运动区 域，从而按第三区域的去闪烁处理方式对所述图像进行去闪烁处理，这样充分 考虑到局部运动和局部闪烁对整个图像造成的影响，与已有算法相比，图像的去闪烁效果更好，性能更稳定。明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种图像的闪烁去除方法，其特征在于，包括如下步骤将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三区域部分重叠；分别计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均值；分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；根据第一、第二像素灰度值，获得分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相似像素的个数；在不相似像素的个数超过阈值时，按第三区域的去闪烁处理方式对所述图像进行去闪烁处理。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算第一、第二闪烁参 数均值包括初始化第一区域、第二区域在第三区域的闪烁参数； 在更新加权值后，计算新的闪烁参数；判断闪烁参数的误差值是否小于阈值，若是，则继续更新加权值并计算新 的闪烁参数；否则计算第一、第二闪烁参数均值。
3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据第一、第二闪烁参 数均值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三区域去闪烁后的第一、第二像素 灰度值包括根据第一闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增益；根 据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域去闪烁后的第一像素灰度值； 以及，根据第二闪烁参凄t均值，获得第三区域中^f象素的乘性增益及加性增益；根 据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域去闪烁后的第二像素灰度值。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不相似像素的个数按如下公式计算<formula>formula see original document page 11</formula>其中，A,"表示第三区域重叠的像素组；7>表示相似度阈值，反映同一像 素用相邻区域闪烁参数均值去闪烁后的相似程度；4和/ 分别表示第一、第二 像素灰度值；6oWO为布尔函数，true为l, false为0。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，按第三区域的去闪烁处理方 式对所述图像进行去闪烁处理包括计算第三区域的闪烁参数均值；根据第三区域的闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增 益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得所述图像去闪烁后的像素灰度值。
6、 如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，按如下公式进行 去闪烁处理<formula>formula see original document page 11</formula>其中，^"，W表示第n帧图像的像素灰度值；7"+1"，力表示第n+1帧图像的像素灰度值；^"力是第p, q阶余弦基底，对应某一个像素!'； MxN为图 像大小。
7、 一种图像的闪烁去除装置，其特征在于，包括划分模块，用于将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三区 域部分重叠；第一计算模块，用于计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均值；第二计算模块，用于分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去 闪烁处理，获得第三区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；第三计算模块，用于根据第一、第二像素灰度值，获得分别根据第一、第 二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相似像素的个数；去闪烁处理模块，用于在不相似像素的个数超过阈值时，按第三区域的去 闪烁处理方式对所述图像进行去闪烁处理。
8、 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括 初始化单元，用于初始化第一区域、第二区域在第三区域的闪烁参数； 更新单元，用于在更新加权值后，计算新的闪烁参数； 判断处理单元，用于判断闪烁参数的误差值是否小于阈值，若是，则继续更新加权值并计算新的闪烁参数；否则计算第一、第二闪烁参数均值。
9、 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块包括 第一像素灰度值计算单元，用于根据第一闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域 去闪烁后的第 一像素灰度值；第二像素灰度值计算单元，用于根据第二闪烁参数均值，获得第三区域中 像素的乘性增益及加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得第三区域 去闪烁后的第二像素灰度值。
10、 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三计算模块按如下公 式计算不相似像素的个数"w，" = Z 6。。"l4 "力-厶O，力| > K);其中，i ^表示第三区域重叠的像素组；7>表示相似度阈值，反映同一像 素用相邻区域闪烁参数均值去闪烁后的相似程度；/ 和/ 分别表示第一、第二 像素灰度值；6。。/0为布尔函数，true为l， false为0。
11、 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述去闪烁处理模块包括 均值计算单元，用于计算第三区域的闪烁参数均值； 第三像素灰度值计算单元，用于根据第三区域的闪烁参数均值，获得第三区域中像素的乘性增益及加性增益；根据获得的乘性增益及加性增益，获得所 述图像去闪烁后的像素灰度值。
12、 如权利要求7至11任一项所述的装置，其特征在于，所述去闪烁处 理模块按如下公式进行去闪烁处理<formula>formula see original document page 5</formula>其中，厶",力表示第n帧图像的像素灰度值；7"+'"，力表示第n+l帧图像的像素灰度值；^"，力是第p, q阶余弦基底，对应某一个像素/; MxN为图 像大小。
全文摘要
本发明公开了一种图像的闪烁去除方法，该方法包括将图像划分为第一、第二区域，第一、第二区域在第三区域部分重叠；分别计算第一、第二区域在第三区域的第一、第二闪烁参数均值；分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理，获得第三区域去闪烁后的第一、第二像素灰度值；根据第一、第二像素灰度值，获得分别根据第一、第二闪烁参数均值对第三区域进行去闪烁处理后第三区域中不相似像素的个数；在不相似像素的个数超过阈值时，按第三区域的去闪烁处理方式对所述图像进行去闪烁处理。本发明还同时公开了一种图像的闪烁去除装置。采用本发明可以改善图像的去闪烁效果。
文档编号H04N5/202GK101257571SQ200810102719
公开日2008年9月3日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者谌安军 申请人:北京中星微电子有限公司