Устранение мерцания. Flicker эффект  

09.06.2014

09.06.2014

Одним из самых неприятных эффектов современного видео является эффект фликинга — мерцание изображения, освещенного источниками света с частотой питающей сети (а иногда с частотой преобразователя источника). Более всего эффект заметен в режиме электронного затвора, когда момент экспозиции каждой строки приходится на разные моменты времени (см. рисунок).

В режиме кадрового затвора эффект выглядит иначе — кадры с равномерной яркостью, отсутствуют горизонтальные полосы, но яркость каждого кадра в отдельности отличается.

Программно эффект очень сложно устраним, даже когда частота работы камеры совпадает с частотой работы сети, за счет незначительного разбега частот изображение плавно изменяется по яркости, поэтому часто применяют физическую синхронизацию частоты работы камер по отдельному интерфейсу. В то же время существуют и «беспроводные» способы борьбы с мерцанием, в данной статье мы расскажем об одном из них, который успешно применяется в камерах «КБ ВиТА». Следующий рисунок демонстрирует, почему возникает эффект мерцания:

Синяя линия — это освещенность объекта, которая соответствует режиму работы источника освещения, например, лампы дневного света (хотя яркость редко падает до нуля, но в данном случае это не так важно). В то же время зелёная — это экспозиция видеокамеры. Как можно заметить, короткая экспозиция захватывает только часть времени, в течении которого объект освещен, при этом не самую яркую часть. Также возможна ситуация, когда экспозиция придётся на момент минимальной освещенности объекта. Ситуация усугубляется при кратных частотах сети и частоты работы камеры, так как при очень близких частотах временные интервалы минимума яркости могут длиться долго. В большинстве случаев, чтобы избежать длительных «темных» периодов, производители устанавливают частоту, отличающуюся от частоты питающей сети на 0.1 Гц, но это усиливает сам эффект мерцания.

В камерах, разрабатываемых компанией «КБ ВиТА», применён способ слежения за яркостью объекта, что позволяет сместить экспозицию в наиболее эффективный участок — максимум освещенности. На следующем рисунке приведен график поворота фазы частоты работы камеры. В начале наблюдается некоторый момент компенсации и далее период удержания яркости изображения в максимуме.

Набор внутренних фильтров позволяет исключить реакцию на изменение яркости в коротких интервалах времени. Это продемонстрировано на следующих графиках:

Данный алгоритм применяется в камерах, ориентированных на специализированное применение, в том числе на трафик контроль в ночное время суток, при искусственном фонарном/прожекторном освещении.

Дополнительную информацию по камерам компании «КБ ВиТА» и их применению, а также по выпускаемой и разрабатываемой продукции Вы можете получить в НПК «Фотоника».