相關申請案的交叉參考

本申請要求2015年1月8日申請的美國臨時專利申請第62/100,909號的權益；所述申請的內(nèi)容特此以引用的方式并入。

本專利申請大體上涉及電子照明技術，且更具體來說涉及一種用于檢測電子照明閃爍的方法。

背景技術：

過去，白熾電燈泡是主要的照明設備。但是它的效率較低。許多能量以熱量的形式被浪費。因此，全球照明設備的發(fā)展趨勢是從白熾燈泡到cfl燈泡，然后到led燈泡。cfl燈泡包含有毒性的汞。led燈泡能效最高，但是有l(wèi)ed閃爍的問題。

對于白熾燈泡和cfl燈泡，燈管也有光閃爍的情況，但是led燈泡的問題更嚴重。如果人們暴露于具有不可見頻率(高頻)閃爍的燈泡，則會誘發(fā)不適、頭痛和視力下降。并且，如果人們暴露于可見頻率(低頻)閃爍，則會誘發(fā)癲癇發(fā)作、頭痛和視力下降。

當今，led燈正在變成一種非常常見的照明設備。如果用戶能用簡單的方式區(qū)分led閃爍程度，他們就能避免使用有害健康的燈。

實際的燈會發(fā)出閃爍，這些閃爍是光的亮度的隨時間快速并且反復的變化(即具有固定頻率的亮度波形)。對于led燈，導致閃爍的原因是燈的驅(qū)動器電流隨時間快速并且反復地變化，而這個現(xiàn)象是無法避免的。

技術實現(xiàn)要素：

本專利申請涉及一種用于檢測電子照明閃爍的方法。在一個方面中，所述方法包含：在預定時段的持續(xù)時間中并且用掃描頻率拍攝電子燈的視頻；從所述視頻中提取預定數(shù)目個圖片幀；基于每一幀中的兩條連續(xù)亮線之間的像素數(shù)目、整個所述幀上的像素數(shù)目和拍攝所述幀的時間段確定所述電子燈的閃爍頻率；確定每一幀上的至少一個固定參考點；基于每一幀中的所述參考點的亮度值和每一幀中的所述參考點的時間位置值，從所述視頻的所有幀中的所述參考點重構所述電子燈的亮度波形；以及確定所述電子燈的閃爍頻率與所述視頻的掃描頻率之間的關系。如果所述閃爍頻率是掃描頻率的倍數(shù)，則用不同掃描頻率重新拍攝視頻。如果所述閃爍頻率和所述掃描頻率是同一個數(shù)值的倍數(shù)，則拍攝電子燈的額外視頻或者增加所述參考點的數(shù)目。

可以基于閃爍周期確定電子燈的閃爍頻率，閃爍周期是基于每一幀中的兩條連續(xù)亮線或暗線之間的像素數(shù)目與整個幀上的像素數(shù)目的比率乘以拍攝幀的時間段確定的。可以基于參考點與參考點旁邊的亮線之間的像素數(shù)目與幀中的兩條連續(xù)亮線之間的像素數(shù)目的比率乘以閃爍周期確定每一幀中的參考點的時間位置值。

如果拍攝電子燈的額外視頻，則一個視頻的亮度波形的開始點可以不同于另一視頻的亮度波形的開始點。

在另一方面，本專利申請?zhí)峁┮环N用于檢測電子照明閃爍的方法。所述方法包含：在預定時段的持續(xù)時間中并且用掃描頻率拍攝電子燈的視頻；從所述視頻中提取預定數(shù)目的圖片幀；確定所述電子燈的閃爍頻率；

確定每一幀上的至少一個固定參考點；以及從所述視頻的所有幀中的參考點重構電子燈的亮度波形。

可以基于每一幀中的兩條連續(xù)亮線之間的像素數(shù)目、整個所述幀上的像素數(shù)目和拍攝所述幀的時間段確定所述電子燈的閃爍頻率。

可以基于閃爍周期確定電子燈的閃爍頻率，閃爍周期是基于每一幀中的兩條連續(xù)亮線或暗線之間的像素數(shù)目與整個幀上的像素數(shù)目的比率乘以拍攝幀的時間段確定的。

可以基于每一幀中的所述參考點的亮度值和每一幀中的所述參考點的時間位置值，從所述視頻的所有幀中的所述參考點重構所述電子燈的亮度波形?？梢曰趨⒖键c與參考點旁邊的亮線之間的像素數(shù)目與幀中的兩條連續(xù)亮線之間的像素數(shù)目的比率乘以閃爍周期確定每一幀中的參考點的時間位置值。

用于檢測電子照明閃爍的方法可進一步包含確定所述電子燈的閃爍頻率與所述視頻的掃描頻率之間的關系。如果所述閃爍頻率是掃描頻率的倍數(shù)，則可以用不同掃描頻率重新拍攝視頻。

如果閃爍頻率和掃描頻率是同一個數(shù)值的倍數(shù)，則可以拍攝電子燈的額外視頻。如果閃爍頻率和掃描頻率是同一個數(shù)值的倍數(shù)，則參考點的數(shù)目可以增加。

在又一方面中，本專利申請?zhí)峁┮环N用于檢測電子照明閃爍的方法。所述方法包含：在預定時段的持續(xù)時間中并且用掃描頻率拍攝電子燈的視頻，所述視頻包含預定數(shù)目的圖片幀；確定所述電子燈的閃爍頻率；確定每一幀上的至少一個固定參考點；確定所述電子燈的閃爍頻率與所述視頻的掃描頻率之間的關系；以及基于所述確定的關系從所述視頻的所有幀中的參考點重構所述電子燈的亮度波形。

可以基于每一幀中的兩條連續(xù)亮線之間的像素數(shù)目、整個所述幀上的像素數(shù)目和拍攝所述幀的時間段確定所述電子燈的閃爍頻率?？梢曰陂W爍周期確定電子燈的閃爍頻率，閃爍周期是基于每一幀中的兩條連續(xù)亮線或暗線之間的像素數(shù)目與整個幀上的像素數(shù)目的比率乘以拍攝幀的時間段確定的。

可以基于每一幀中的所述參考點的亮度值和每一幀中的所述參考點的時間位置值，從所述視頻的所有幀中的所述參考點重構所述電子燈的亮度波形。可以基于參考點與參考點旁邊的亮線之間的像素數(shù)目與幀中的兩條連續(xù)亮線之間的像素數(shù)目的比率乘以閃爍周期確定每一幀中的參考點的時間位置值。

如果所述閃爍頻率是掃描頻率的倍數(shù)，則可以用不同掃描頻率重新拍攝視頻。如果所述閃爍頻率和所述掃描頻率是同一個數(shù)值的倍數(shù)，則可以拍攝電子燈的額外視頻或者可以增加所述參考點的數(shù)目。

附圖說明

圖1示出了led驅(qū)動器的示例性電流波形。

圖2示出了led燈的光閃爍的示例性亮度波形。

圖3示出了led燈的光閃爍的另一示例性亮度波形。

圖4示出了led驅(qū)動器的電流波形。

圖5示出了移動電話相機記錄的照片或視頻中的光閃爍的暗線和亮線。

圖6a示出了led燈的視頻的示例性幀。

圖6b示出了led燈的視頻的另一示例性幀。

圖6c示出了led燈的視頻的又一示例性幀。

圖7示出了智能手機相機記錄的led燈的視頻的幀中的固定參考點a和固定參考點b。

圖8示出了由點a的y數(shù)目個亮度和時間位置值構成的亮度波形。

圖9示出了智能手機相機獲取幀1和幀2的光閃爍波形。

圖10示出了智能手機相機獲取幀1-6的光閃爍波形。

圖11示出了智能手機相機獲取幀1-6的光閃爍波形，其中亮度波形的開始點不同于圖10中的波形。

圖12示出了智能手機相機獲取幀1-31的光閃爍波形。

圖13是示出根據(jù)本專利申請的實施例的用于檢測電子照明閃爍的方法的流程圖。

圖14示出可以通過計算像素數(shù)目“a”和像素數(shù)目“b”的比并且乘以1/30s來計算亮度波形的周期。

圖15示出了一個幀當中的在燈泡旁邊的五個固定參考點。

圖16示出led燈的光閃爍的亮度波形的重構。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參照本專利申請中公開的用于檢測電子照明閃爍的方法的優(yōu)選實施例，以下描述中還提供該方法的示例。詳細地描述在本專利申請中公開的用于檢測電子照明閃爍的方法的示例性實施例，但相關領域的技術人員將顯而易見，為清楚起見，可以不示出對于理解用于檢測電子照明閃爍的方法并非特別重要的一些特征。

此外，應理解，本專利申請中公開的用于檢測電子照明閃爍的方法不限于下文描述的準確的實施例，并且在不脫離保護精神或范圍的前提下，本領域技術人員可以對其實現(xiàn)各種變化和修改。舉例來說，在本公開的范圍內(nèi)，不同的說明性實施例的元件及/或特征可以與彼此組合及/或替代彼此。

在下面的實施例中，用于檢測電子照明閃爍的方法涉及一種led燈。應理解，該方法可以應用于其它形式的具有周期性閃爍的電子照明。圖1示出了led驅(qū)動器的示例性電流波形101。電流波形101具有固定周期。led閃爍廓線(產(chǎn)生的led燈的亮度波形)與電流波形101相同。閃爍頻率還與電流頻率完全相同。

圖2示出了led燈的光閃爍的示例性亮度波形201。閃爍百分比、閃爍指數(shù)和閃爍頻率是用于描述光閃爍的嚴重程度的量度。閃爍百分比和閃爍指數(shù)越高，光閃爍就越嚴重，其中：

閃爍頻率＝1/周期

閃爍百分比＝(max-min)/(max+min)x100％

圖3示出了led燈的光閃爍的另一示例性亮度波形301。參看圖3，閃爍指數(shù)＝平均值以上的面積/總面積＝面積1/(面積1+面積2)。

根據(jù)本專利申請的一個實施例，使用數(shù)碼相機或智能手機相機記錄的照片或視頻中產(chǎn)生的光閃爍的特性(亮線和暗線)找出光閃爍的準確的亮度波形，因而計算閃爍量度值。

可以從照片或視頻幀中找到光閃爍頻率。智能手機相機通常用1/ys拍攝照片或視頻幀。實際上，整個照片或幀并不是在同一個時刻拍攝的，而是逐個列拍攝的(滾動快門技術)。由于光閃爍導致燈的亮度變化，所以照片或幀中會出現(xiàn)亮線和暗線。

在圖5中，照片中的亮度模式(亮線和暗線)從右到左變化并且與圖4中的led驅(qū)動器的電流波形模式匹配，并且又與光閃爍的亮度波形匹配。因此，通過找到兩個連續(xù)亮線(501和503)之間的像素數(shù)目與整張照片或幀505上的像素數(shù)目的比率并且乘以1/ys，可以找到光閃爍的周期。

光閃爍周期＝(1/y)x(兩個連續(xù)亮線或暗線之間的像素數(shù)目/整張照片或幀上的像素總數(shù))

光閃爍頻率f＝1/光閃爍周期

在這個實施例中，如上所述，基于閃爍周期確定電子燈的閃爍頻率，閃爍周期進而是基于每一幀中的兩個連續(xù)亮線(501和503)或暗線之間的像素數(shù)目與整幀上的像素數(shù)目的比率乘以拍攝該幀的時間段(1/y)確定的。

可以從視頻中找到亮度波形。從智能手機相機拍攝1s的視頻。該1s的視頻具有y數(shù)目個幀。幀與幀之間的幀的亮度模式(亮線和暗線)發(fā)生轉變，參看圖6a、圖6b和圖6c中的幀。在每個幀中，定義固定參考點a，參看圖7。

接下來，獲得每一幀中的點a的亮度值。此外，找到點a在每一幀中的對應周期中的時間位置值。這個操作可以如下完成：計算像素數(shù)目t和s之間的比率，然后乘以光閃爍周期，參看圖7。

因此，獲得來自y數(shù)目個幀的y個亮度值和y個對應的時間位置值。參看圖8，可以通過y個亮度和時間位置值重構光閃爍的亮度波形。

在這個實施例中，如上所述，基于參考點與參考點旁邊的亮線之間的像素數(shù)目(對應于“t”)與幀中的兩個連續(xù)亮線之間的像素數(shù)目(對應于“s”)乘以閃爍周期，借此確定每一幀中的參考點的時間位置值。

如果點a的y個亮度和時間位置值不足以重構亮度波形，則可以限定每一幀中的另一固定點b(參看圖7)并且獲得另一組y數(shù)目個亮度和時間位置值。因而，在對點a和點b進行歸一化之后，使用2乘以y數(shù)目個亮度和時間位置值來重構亮度波形。此外，可以進一步限定越來越多的固定點c、d、e、f等。

在這個實施例中，有時會重復點a的y數(shù)目個亮度和時間位置值，即(a1,t1),(a2,t2)…….,(ay,ty)。例如，(a1,t1)值可以與(a4,t4)值相同。這是因為智能手機相機的視頻掃描頻率f與光閃爍頻率f之間的關系。

第1種情況：如果光閃爍頻率f是視頻掃描頻率f的倍數(shù)，則(a1,t1)＝(a2,t2)＝(a3,t3)＝………＝(ay,ty)。假設f是30hz并且f是120hz。在第一1/30s中，移動電話相機將拍攝1幀，并且光閃爍波形將經(jīng)過4個周期，即4組亮線和暗線。在第二1/30s中，移動電話相機將拍攝第二幀，并且光閃爍波形將經(jīng)過第二4個周期。參看圖9，點a的亮度和時間位置值一直保持不變。

重構光閃爍的亮度波形可能不是僅僅通過單一亮度和時間位置值(a1,t1)執(zhí)行的。這個問題的解決方法可以是通過改變智能手機相機的視頻掃描頻率f從而使得光閃爍頻率f不再是它的倍數(shù)。

第2種情況：如果光閃爍頻率f不是視頻掃描頻率f的倍數(shù)，而是這兩個頻率都能被常數(shù)數(shù)值整除，換句話說，這兩個頻率是同一個數(shù)值的倍數(shù)，則在n數(shù)目個幀之后亮度和時間位置值開始自身重復。假設f是30hz并且f是50hz，

f/f＝50/30；

f/f＝5/3(這兩個頻率都被常數(shù)數(shù)值“10”整除)；

分母是“3”，這表明對于第一3個幀，亮度和時間位置值是不同的。但是，參看圖10，在這3個幀之后，這些值將開始重復。

重構光閃爍的亮度波形可能不是僅僅通過點a的3組亮度和時間位置值執(zhí)行的。這可以通過以如下方式獲得更多亮度和時間位置值解決：

1.限定大量固定點(b、c、d、e等等)而非僅單點a。

2.拍攝更多視頻，因為每個視頻中的光閃爍的亮度波形的開始點可能會改變。如圖11中所示，這是第二視頻，其中亮度波形的開始點不同于圖10中的視頻1。

第3種情況：如果光閃爍頻率f不是視頻掃描頻率f的倍數(shù)，并且這兩個頻率不都能被常數(shù)數(shù)值整除，則(a1,t1),(a2,t2)….(ay,ty)不會重復。假設f是31hz并且f是50hz，f/f＝50/31。分母是“31”，這表明對于31個幀，亮度和時間位置值是不同的。參看圖12，可以通過單點a的31個亮度和時間位置值重構光閃爍的亮度波形。

圖13示出了關于如何通過拍攝光閃爍的視頻來重構亮度波形的整體步驟。將根據(jù)以下示例詳細描述這些步驟。

步驟1301：拍攝1s的視頻

如圖13中所示，使用智能手機相機拍攝燈泡的1s的視頻。智能手機相機的視頻掃描頻率f是30hz。視頻中會出現(xiàn)亮線和暗線，并且這些亮線和暗線從幀到幀變化。

步驟1303和步驟1305：從視頻中提取30個幀，并且找到光閃爍頻率f。如圖14中所示，可選擇該視頻中的一個幀以計算亮度波形的周期。這個操作的執(zhí)行是通過計算像素數(shù)目“a”和像素數(shù)目“b”的比率并且乘以1/30s。該周期大約是0.01s，這表明光閃爍頻率f大約是100hz。

步驟1307：檢查光閃爍頻率與視頻掃描頻率的關系。

如上所述，存在三種情況。當屬于第1種情況時，也就是說，光閃爍頻率f是視頻掃描頻率f的倍數(shù)(步驟1309)，可以改變視頻掃描頻率f(1311)，然后可以再次檢查光閃爍頻率與視頻掃描頻率的關系(步驟1307)。

當屬于第2種情況時，也就是說，光閃爍頻率f不是視頻掃描頻率f的倍數(shù)，這兩個頻率都能被常數(shù)數(shù)值整除(步驟1313)，換句話說，這兩個頻率都是同一個數(shù)值的倍數(shù)，可以拍攝更多的視頻和/或可以獲得視頻幀中的更多固定點(步驟1315)。

當屬于第3種情況時，也就是說，光閃爍頻率f不是視頻掃描頻率f的倍數(shù)，并且這兩個頻率不都能被常數(shù)數(shù)值整除，則可以重構波形(步驟1317)。

在這個實施例中，舉例來說，幀1、2和3的亮度模式是不同的，但是在第3個幀之后開始重復，這表明幀1的亮度模式與幀4、7、10、13、16、19、22、25、28的亮度模式相同，幀2的亮度模式與幀5、8、11、14、17、20、23、26、29的亮度模式相同，并且?guī)?的亮度模式與幀6、9、12、15、18、21、24、27、30的亮度模式相同。

這屬于如上所述的第2種情況：

f/f＝100/30；

f/f＝10/3；

分母是3，因而在3個幀之后，亮度模式將開始重復。

在這種情況下執(zhí)行步驟1315(拍攝更多視頻，并且在視頻幀中限定更多的固定點)。參看圖15，可以拍攝另外五個視頻并且可以限定這5個視頻的幀中的五個固定參考點(a、b、c、d和e)。因而對于點a，可以收集來自這5個視頻的15組亮度和時間位置值。對于點b，可以獲得另外15組，點c、d和e同樣如此。因此，在對所有點進行歸一化之后，可以實現(xiàn)75組亮度和時間位置值。

接著執(zhí)行步驟1321(重構亮度波形)。如圖16中所示，重構光閃爍的亮度波形。一些亮度和時間位置值可能重疊。在這種情況下，可以獲取它們的平均值。

在這之后執(zhí)行步驟1319(檢查是否能夠重構亮度波形)。在這種情況下，可以重構亮度波形，并且該過程在步驟1323結束。

在重構亮度波形之后，可以計算閃爍量度：閃爍百分比和閃爍指數(shù)，以便確定光閃爍是否嚴重。當拍攝視頻時，存在一些背景噪聲。那些噪聲包含其它背景光源和數(shù)碼相機或智能手機相機的振動。然而，通過噪聲過濾技術可以過濾掉這些噪聲。應理解，以上實施例提供的用于檢測電子照明閃爍的方法可以通過例如移動電話或平板電腦、數(shù)碼相機、編程計算機等等的移動裝置實施。

盡管本專利申請已經(jīng)特定參考其多個實施例而示出且描述，但應注意在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進行各種其它變化或修改。