工业视觉 五 频闪及抑制频闪

1          何谓频闪

日常使用的普通光源如白炽灯、日光灯、石英灯等都是直接用220/50Hz交流电工作，每秒钟内正负半周各变化50次，因而导致灯光在1秒钟内发生100（50×2）次的闪烁，再加上市电电压的不稳定，灯光忽明忽暗，这样就产生了所谓的“频闪”。

下表显示了几种光源的光强波动情况：

因为人眼对光强变化有一定的迟滞和适应性，所以通常看不出光源的亮度变化。但是依然还是会增加眼睛的疲劳程度。所以市场上才会有所谓的无频闪灯销售。

2          对频闪的抑制

对于camera sensor来说，没有人眼的迟滞和适应过程，所以对光源亮度的变化是比较敏感的。如果不加抑制，在预览和DV模式下，可能会有明显的图像的明亮变化闪烁的现象发生。

如何解决呢？考虑到频闪的周期性，在一个周期内，光源亮度的累积值，应该是大体一致的，所以，如果控制曝光的时间是频闪周期的整倍数，那么每一帧图像的亮度就大体是一致的了，这样就可以有效地抑制频闪对图像亮度的影响。

所以，在自动曝光的模式下，sensor会根据频闪的频率，调整曝光时间为其周期的整倍数。 因为各地的交流电的频率不同，所以有50Hz/60Hz之分。

在具体设置相关Sensor寄存器的时候，要根据电流频率和sensor的时钟频率，分辨率等，计算出频闪周期对应的时钟周期数等。

3  使用灯管拍摄时如何抑制频闪

在相机曝光中，如果曝光时间太短，吸光不足，且光源是灯管时，容易导致图像闪烁，可以通过使用高频的光源，或者提升相机曝光时间，但是提升曝光时间会导致帧率下降，最好的解决办法就是使用高频光源。

科普：为什么 LED 灯会在相机上出现频闪

动作是一组静态镜头，由于我们的视觉持久性，在人眼看来是流体。

直流电源 当直流电源对 LED 灯提供电能时，这里指的直流电源通常是蓄电池，LED 灯二极管中始终处于带电状态，因此，它们不断地释放光能，并保持接通状态，直到电路断开。手机相机拍摄由直流电供电的 LED 灯时，画面将出现持续频闪。

交流电源

交流电通常是由墙壁插座之类的电源提供，从本质上讲，交流电在一个周期内开 2 次关 3 次，因此，被激发的电子以光的形式消耗所有的能量，返回至电子外壳 3 次，然后再次被激发。因此，一个直接连接到交流电源的 LED 灯会在视频中出现闪烁。

然而，将 LED 灯直接连接到交流电源是不可行的，这会导致 LED 灯寿命由于开关状态循环切换而显著降低。因此，它们被连接到被称为“驱动器”的调节器，在将它们布线连接灯光之前，它将交流电转换为直流电，通过驱动器运行的 LED 灯不会显示闪烁。