專利名稱：攝像機(jī)弱光靜態(tài)攝影的軟件優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種彩色、黑白攝像機(jī)獲得高清晰度視頻圖像的計(jì)算機(jī)程序優(yōu)化方法。
運(yùn)用彩色、黑白攝像機(jī)(以下簡稱CCD)獲取單幀靜態(tài)視頻圖像，已廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)、安全保衛(wèi)、產(chǎn)品質(zhì)量管理及廣告制作等領(lǐng)域。大多數(shù)CCD在弱光環(huán)境下的圖像拍攝還存在一個(gè)致命的缺點(diǎn)，當(dāng)接通CCD內(nèi)置的自動(dòng)增益控制開關(guān)時(shí)(AGC ON)，攝取的畫面亮度雖然可以有明顯的增加，但同時(shí)畫面會(huì)產(chǎn)生大量的雜波(噪聲)，使圖像獲取清晰度明顯下降。通常這種含有嚴(yán)重噪聲的圖像是無法被直接使用和記錄的。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種程序，使攝像機(jī)下獲取的視頻圖像清晰度得到顯著提高。
采用計(jì)算機(jī)視頻接口，可對各種制式視頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)字化捕捉，經(jīng)數(shù)字化后的單幀視頻圖像可被存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)存之中，由軟件程序?qū)ζ溥M(jìn)行直接的控制。
具體是，通過計(jì)算機(jī)視頻接口，由計(jì)算機(jī)捕捉到一定量的連續(xù)單幀原始圖像，由于被攝物是靜止的，所攝各幀圖像中的物體輪廊也是穩(wěn)定的，而畫面上由自動(dòng)亮度增益產(chǎn)生的大量噪聲卻是隨機(jī)產(chǎn)生的，這時(shí)如通過一定算法編程的軟件就可對多個(gè)連續(xù)幀畫面進(jìn)行復(fù)合疊加，從而達(dá)到圖像噪聲相互抵消而使圖像清晰完美的目的。
本發(fā)明程序是通過以下流程實(shí)現(xiàn)的(1)首先初始化硬件，目的是初始化數(shù)字接口卡，以便能實(shí)時(shí)得到數(shù)字化圖像。
(2)建立內(nèi)存緩沖①和緩沖②，目的是在主機(jī)內(nèi)存中建立兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存塊，將緩沖①作為后臺(tái)緩沖區(qū)，將緩沖②作為前臺(tái)緩沖區(qū)。
(3)可獲通過計(jì)算機(jī)視頻接口，由計(jì)算機(jī)捕捉到一幀數(shù)字化視頻圖像。
(4)將圖像存入緩沖①中。
(5)將緩沖①內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，按一定比例縮減(即將原像素?cái)?shù)值X1/n)(6)將緩沖①內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到緩沖②內(nèi)，并與緩沖②內(nèi)的原有數(shù)據(jù)相加，由步驟(5)，(6)構(gòu)成一個(gè)均值濾波器。
(7)是否完成了要求的次數(shù)，一般連續(xù)捕捉4-128次即可，若“是”則完成一次圖像拍攝，若“否”則回到(3)繼續(xù)執(zhí)行，直至設(shè)定的次數(shù)。完成一次圖像拍攝后，最終的圖像數(shù)據(jù)被存放在緩沖(2)內(nèi)。
運(yùn)用本發(fā)明編制程序，在啟動(dòng)攝像機(jī)(即CCD)的自動(dòng)增益功能時(shí)，每0.1-10秒捕捉一幀圖像，連續(xù)捕捉8-24次，對各幀圖像進(jìn)行迭加，可得到質(zhì)量有明顯改善的清晰圖像。
本發(fā)明的軟件程序應(yīng)用時(shí)被集成在一個(gè)圖像處理函數(shù)庫內(nèi)，作為其中的一個(gè)模塊，主要承擔(dān)由視頻接口獲得圖像的任務(wù)。
軟件集成圖像處理函數(shù)庫模塊的設(shè)計(jì)方法是由圖像函數(shù)庫入口，分別進(jìn)入初始化硬件，創(chuàng)建圖像緩沖區(qū)，釋放圖像緩沖區(qū)，獲單幀視頻圖像時(shí)運(yùn)用本發(fā)明的程序，獲取TWAIN圖像，再經(jīng)圖像濾波器，最終圖像顯示、保存，進(jìn)入根據(jù)需要的其它模塊。
本發(fā)明可通過編制PC微機(jī)或單片機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，并可適用于各種彩色或黑白視頻制式。
本發(fā)明可應(yīng)用在生物電泳分析系統(tǒng)中的成像部分。該系統(tǒng)由CCD拍攝放置在暗箱內(nèi)的核酸電泳凝膠，由計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行分析處理。本發(fā)明啟動(dòng)CCD的自動(dòng)增益功能，經(jīng)程序優(yōu)化處理，使經(jīng)紫外光激發(fā)的微弱凝膠熒光圖像達(dá)到高亮度、低噪聲的清晰畫面，

圖1、圖2可對比本發(fā)明效果。
在下列測試系統(tǒng)環(huán)境中獲圖1，圖2CCD型號(hào)SONY CCD-TR503E視頻系統(tǒng)制式PAL視頻數(shù)字化接口Matrox Meteor計(jì)算機(jī)主機(jī)Pertium133/32M RAM主機(jī)操作Ms windows95圖1是普通方式得到的高亮度、高噪聲圖像。
圖2是用本發(fā)明程序優(yōu)化后得到的高亮度、低噪聲圖像。
圖3是本發(fā)明流程圖。
權(quán)利要求
1.一種攝像機(jī)弱光靜態(tài)攝影的軟件優(yōu)化方法，其特征在于將弱光靜態(tài)攝影圖像經(jīng)下列軟件優(yōu)化處理(1)初始化硬件；(2)建立內(nèi)存緩沖①和緩沖②，并清空；(3)獲得一幀數(shù)字化視頻圖像；(4)將圖像存入緩沖①；(5)將緩沖①內(nèi)的所有像素?cái)?shù)據(jù)按比例縮減(X1/n)(6)將緩沖①內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到緩沖②內(nèi)，并與緩沖②內(nèi)的原有數(shù)據(jù)相加；(7)是否完成n次，“是”則完成一次圖像拍攝，“否”則回到(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)弱光靜態(tài)攝影軟件優(yōu)化方法，其特征在于用上述程序控制視頻圖像捕捉，每0.1-10秒捕捉一幀圖像，連續(xù)進(jìn)行4-128次
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)弱光靜態(tài)攝影的軟件優(yōu)化方法，其特征在于軟件在應(yīng)用時(shí)被集成在圖像處理函數(shù)庫的模塊中。
全文摘要
本發(fā)明是一種攝像機(jī)弱光靜態(tài)攝影的軟件優(yōu)化方法。目前現(xiàn)有技術(shù)中用彩色、黑白攝像機(jī)獲取單幀靜態(tài)視頻圖像時(shí),弱光環(huán)境下圖像存在大量噪聲,使圖像清晰度明顯下降。本發(fā)明用程序優(yōu)化了存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的視頻圖像,在0.1—10段間拍攝一次,連續(xù)4—128次拍攝后,對各幀圖像迭加,可得到高亮度、低噪聲的清晰畫面,提高了攝像機(jī)圖像拍攝的使用效果。
文檔編號(hào)H04N5/225GK1196632SQ98110638
公開日1998年10月21日 申請日期1998年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月22日
發(fā)明者張琪, 李侃諄 申請人:張琪, 李侃諄