專利名稱：晝夜高清雙模式攝像機及其圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種攝像機及圖像處理方法，特別是一種晝夜高清雙模式攝像機及該 攝像機的圖像處理方法。
背景技術(shù)：
攝像機作為安防領(lǐng)域的不可或缺的器件，在安防監(jiān)控領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作 用，攝像機的好壞直接影響整個監(jiān)控系統(tǒng)的好壞。傳統(tǒng)的攝像機僅具有白天攝像或夜間攝 像的單一功能，早已不能滿足人們的需求，于是雙模式攝像機便應(yīng)運而生，目前，雙模式攝 像機的實現(xiàn)方法多種多樣，請參看公告號為CN201118758Y、專利號為200720100216的專 利，其在攝像機上加裝了紅外線發(fā)生器，在夜間通過紅外線發(fā)生器發(fā)出人眼不可見的紅外 線，對監(jiān)控區(qū)域進行光線補強后，再利用攝像機對監(jiān)控區(qū)域進行監(jiān)控，但是，其仍然存在著 夜間監(jiān)控圖像不夠明亮的缺點；再請參看公告號為CNM72429Y、專利號為0123M87和公 告號為CN201274M2Y、專利號為200820137493的專利，兩個專利中均記載的是在攝像機 鏡頭后設(shè)有濾光片，白天利用濾光片將紅外光濾除，晚上直接對紅外光進行采集攝像的技 術(shù)，雖然理論上，此技術(shù)方案可行，但是，在攝像機有限的空間內(nèi)加設(shè)一個或兩個濾光片，勢 必會增加攝像機自身的體積，而且，還大大使攝像機的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，加之濾光片的切換時 通過機械驅(qū)動，其切換過程難以保證，存在著質(zhì)量隱患。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的攝像機夜間拍攝時，圖像不夠清晰、明亮，且只具 有雙模式工作的缺點，本發(fā)明提供一種新的晝夜高清雙模式攝像機以及圖像處理方法，其 利用圖像傳感器既能感應(yīng)可見光，又能感應(yīng)紅外線的原理，將中央處理單元的不同光強下 的不同圖像效果調(diào)整程序分別存儲在不同的存儲單元中，通過可見光采集單元采集外界可 見光，并根據(jù)可見光的強度使中央處理單元接通不同的存儲單元，即調(diào)用不同的圖像效果 調(diào)整程序，對圖像傳感器采集到的圖像信號進行不同的處理，白天進行彩色攝像，夜晚進行 紅外線攝像，并將采集的視頻信號調(diào)整到黑白狀態(tài)，使得不管在白天還是黑夜都會獲得更 加清晰明亮的影像。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種晝夜高清雙模式攝像機，包括中 央處理單元、攝像傳感器單元、垂直時鐘驅(qū)動單元、圖像處理單元和輸出單元，攝像傳感器 單元采集信號經(jīng)圖像處理單元取樣放大后，輸入給中央處理單元，經(jīng)過中央處理單元處理 后，通過輸出單元輸出，中央處理單元通過垂直時鐘驅(qū)動單元給攝像傳感器單元提供基準 電壓，電路中還包括有兩個以上存儲有不同圖像效果調(diào)整程序的存儲單元，電路中還包括 有可見光采集單元和控制單元，可見光采集單元的信號輸出端輸出可見光信號給控制單 元，控制單元控制與中央處理單元連接的存儲單元的供電電源。一種如上述的攝像機的圖像處理方法，該方法包括通過圖像處理單元對圖像傳 感器產(chǎn)生的輸出波形進行取樣保持并放大后，輸入給中央處理單元，中央處理單元調(diào)用存儲單元內(nèi)存儲的圖像效果調(diào)整程序?qū)D像處理單元輸出的圖像信號進行調(diào)整后，經(jīng)輸出單 元輸入；兩個以上存儲單元分別存儲有不同的圖像效果調(diào)整程序，各個存儲單元分別通過 控制單元與中央處理單元的程序輸入端連接，可見光采集單元采集外界可見光，并輸入控 制單元，控制單元根據(jù)可見光強度選擇與中央處理單元連接的存儲單元，中央處理單元調(diào) 用與之連接的存儲單元內(nèi)的圖像效果調(diào)整程序?qū)D像處理單元輸出的圖像信號進行調(diào)整。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案進一步還包括所述的可見光采集單元采用光敏電阻。所述的控制單元采用三極管，可見光采集單元的輸出端連接在三極管的基極上， 電源正極通過三極管給存儲單元供電。所述的電源正極通過控制單元和與之串聯(lián)的限流電阻給存儲單元的數(shù)據(jù)線和時 鐘線供電。所述的存儲單元采用EEPR0M。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的雙模式攝像機圖像處理技術(shù)，采用兩套圖像處理 程序相互切換，白天信號處理器調(diào)用白天的圖像處理程序，對攝像頭采集到的視頻信號進 行彩色處理，使視頻色彩逼真，明亮；夜間時，信號處理器調(diào)用夜晚的圖像處理程序，將攝像 頭采集到的信號處理成黑白的，使其更加清晰，使得本發(fā)明無論在白天還是黑夜都可以呈 現(xiàn)清晰明亮的視頻圖像。下面將結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。


圖1為本發(fā)明電路方框圖。圖2為本發(fā)明主控制部分電路原理圖。圖3為本發(fā)明電源部分電路原理圖。
具體實施例方式本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實施例相同或近 似的，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。請參看附圖1，本實施例中電路主要包括一個中央處理單元、一個攝像傳感器單 元、一個圖像處理單元和一個視頻輸出單元，中央處理單元可以采用DSP(即數(shù)字信號處理 器)，本實施例中采用的是專門用于攝像處理電路的專業(yè)DSP，利用DSP進行視頻處理。本實 施例中，攝像傳感器單元采用CCD(即電荷耦合器件)，通過攝像傳感器單元將圖像信號轉(zhuǎn) 換成電信號。由于CCD傳感器的每個像素的輸出波形只在一部分時間內(nèi)是圖像信號，其余 時間內(nèi)是復(fù)位電平和干擾，為了取出圖像信號并消除干擾，要采用取樣保持電路，每個像素 信號被取樣后，先把信號保持下來，直到取樣下一個像素信號，本實施例中，對CCD傳感器 的輸出波形進行取樣保持，采用圖像處理單元，通過圖像處理單元進行信號取樣、放大后輸 入中央處理單元。本實施例中，由中央處理單元提供通過垂直時鐘驅(qū)動單元給圖像傳感器 提供水平、垂直驅(qū)動信號。圖像信號在中央處理單元中進行處理后，由視頻輸出單元輸出。 本實施例中，中央處理單元還可實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換輸入功能和D/A轉(zhuǎn)換輸出功能，可直接將圖像 處理單元產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號使用，同時，還可以將處理后的視頻信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，由輸出單元輸出。本發(fā)明中還連接有一個可見光采集單元，本實施例中，可見光 采集單元采用光敏電阻，通過光敏電阻阻值可判斷外界光強，通過光強識別為白天還是黑 夜，本發(fā)明中將編寫好的DSP軟件程序預(yù)先存放于外部存儲器中，在每次中央處理單元通 電復(fù)位后再調(diào)入程式工作。本實施例中，中央處理單元的程序輸入端上連接有兩個的存儲 單元，存儲單元采用EEPR0M，方便程序讀寫及修改，具體實施時，也可以采用其他具有存儲 功能的存儲器。兩個存儲單元分別與中央處理單元的程序輸入端連接，由可見光采集單元 控制存儲單元的電源，從而控制與中央處理單元連接的存儲單元。下述提供一種具體實現(xiàn)電路對本發(fā)明做進一步說明，請參看附圖2，本實施例中， 采用型號為Ai215J80UQFP的CXD彩色攝像機專用大規(guī)模信號處理器U3作為中央處理單 元，采用型號為Ai325CA (或型號為Ai3^CA)的CXD圖像傳感器Ul作為攝像傳感單元采集 視頻圖像，信號處理器U3輸出垂直驅(qū)動信號給垂直時鐘驅(qū)動單元U2，本實施例中，垂直時 鐘驅(qū)動單元U2采用型號為Ai 1003的CXD垂直時鐘驅(qū)動器，垂直時鐘驅(qū)動單元U2輸入信號 給CXD圖像傳感器Ul，CXD圖像傳感器Ul輸出圖像信號給圖像處理單元U4，經(jīng)圖像處理單 元U4放大后傳輸給信號處理器U3，本實施例中，圖像處理單元U4采用型號為Ai4100的圖 像處理器。信號處理器U3輸出視頻信號給視頻放大器TO，本實施例中，視頻放大器U5采用 型號為NUM2575(或S0T46A)的視頻放大器，由視頻放大器TO做視頻輸出。本實施例中采 用型號為MLC08的串口直連型EEPROM作為存儲單元，本實施例中采用兩個存儲單元，分別 為存儲芯片U6和存儲芯片U7，本實施例中，存儲芯片U6中存儲有白天圖像效果調(diào)整程序， 存儲芯片U7中存儲有夜晚圖像效果調(diào)整程序，存儲芯片U6和存儲芯片U7的輸入輸出端直 接與信號處理器U3的程序輸入端連接。本發(fā)明采用外接的光敏電阻來檢測可見光，請參看 附圖2，光敏電阻可直接連接在附圖2中的兩個GVR接點處，光敏電阻另一端接地，存儲芯片 TO的電源端通過三極管Q4與正電源連接，三極管Q4的基極與光敏電阻(即GVR端)連接， 存儲芯片U7的電源端通過三極管Q3與正電源連接，三極管Q3的基極通過電阻R19連接， 同時，三極管Q3的基極還與三極管Q2的發(fā)射極連接，三極管Q2的集電極與正電源連接，三 極管Q2的基極與光敏電阻(即GVR端)連接。當外面可見光強度高時，光敏電阻阻值小， 此時，三極管Q2的基極處于低電平，三極管Q2截止，三極管Q3的基極被電阻R19拉低為 低電平，三極管Q3也截止，此時，存儲芯片U7電源端沒有供電，存儲芯片U7不工作，但是， 三極管Q4的基極處于高電平，三極管Q4導(dǎo)通，給存儲芯片U6供電，存儲芯片U6內(nèi)的程序 被讀入信號處理器U3中，信號處理器U3執(zhí)行存儲芯片U6內(nèi)存儲的圖像調(diào)整程序；反之當 外面可見光強度低時，光敏電阻阻值大，此時，三極管Q2的基極的分壓增大，使之處于高電 平，三極管Q2導(dǎo)通，三極管Q3的基極為高電平，三極管Q3也導(dǎo)通，此時，存儲芯片U7電源 端得到供電，存儲芯片U7工作，但是，三極管Q4的基極處于低電平，三極管Q4截止，存儲芯 片TO停止供電，存儲芯片U7內(nèi)的程序被讀入信號處理器U3中，信號處理器U3執(zhí)行存儲芯 片U7內(nèi)存儲的圖像調(diào)整程序。請參看附圖3，本發(fā)明采用+12V穩(wěn)壓芯片和+5V穩(wěn)壓芯片將外接電源穩(wěn)壓至+12V 和+5V給系統(tǒng)中相應(yīng)器件供電。本發(fā)明的圖像處理方法為，在存儲芯片U6中存儲白天圖像效果調(diào)整程序，針對白 天圖像效果調(diào)整的白天模式，在存儲芯片U7中存儲夜晚圖像效果調(diào)整程序，夜視圖像效果 調(diào)整的黑夜模式(即將圖像處理為黑白狀態(tài))。當光敏電阻識別判斷為白天時，存儲芯片U6與信號處理器U3的程序輸入端連接，信號處理器U3調(diào)入存儲芯片TO內(nèi)的圖像效果調(diào)整 程序，對圖像傳感器Ul感應(yīng)的視頻圖像進行相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整，并輸入；當光敏電阻識別判 斷為夜晚時，存儲芯片U7與信號處理器U3的程序輸入端連接，信號處理器U3調(diào)入存儲芯 片U7內(nèi)的圖像效果調(diào)整程序，對圖像傳感器Ul感應(yīng)的視頻圖像進行相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整，并輸 入，從而實現(xiàn)雙模式控制。 本發(fā)明的雙模式攝像機圖像處理技術(shù)，采用兩套圖像處理程序相互切換，白天信 號處理器調(diào)用白天的圖像處理程序，對攝像頭采集到的視頻信號進行彩色處理，使視頻色 彩逼真，明亮；夜間時，信號處理器調(diào)用夜晚的圖像處理程序，將攝像頭采集到的信號處理 成黑白的，使其更加清晰，使得本發(fā)明無論在白天還是黑夜都可以呈現(xiàn)清晰明亮的視頻圖像。
權(quán)利要求
1.一種晝夜高清雙模式攝像機，包括中央處理單元、攝像傳感器單元、垂直時鐘驅(qū)動單 元、圖像處理單元和輸出單元，攝像傳感器單元采集信號經(jīng)圖像處理單元取樣放大后，輸入 給中央處理單元，經(jīng)過中央處理單元處理后，通過輸出單元輸出，中央處理單元通過垂直時 鐘驅(qū)動單元給攝像傳感器單元提供基準電壓，其特征是所述的電路中還包括有兩個以上 存儲有不同圖像效果調(diào)整程序的存儲單元，電路中還包括有可見光采集單元利控制單元， 可見光采集單元的信號輸出端輸出可見光信號給控制單元，控制單元控制與中央處理單元 連接的存儲單元的供電電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晝夜高清雙模式攝像機，其特征是所述的可見光采集單元 采用光敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晝夜高清雙模式攝像機，其特征是所述的控制單元采 用三極管，可見光采集單元的輸出端連接在三極管的基極上，電源正極通過三極管給存儲 單元供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晝夜高清雙模式攝像機，其特征是所述的電源正極通 過控制單元和與之串聯(lián)的限流電阻給存儲單元的數(shù)據(jù)線和時鐘線供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晝夜高清雙模式攝像機，其特征是所述的存儲單元采 用 EEPROM。
6.一種如權(quán)利要求1所述的攝像機的圖像處理方法，其特征是所述的方法包括通 過圖像處理單元對圖像傳感器產(chǎn)生的輸出波形進行取樣保持并放大后，輸入給中央處理單 元，中央處理單元調(diào)用存儲單元內(nèi)存儲的圖像效果調(diào)整程序?qū)D像處理單元輸出的圖像信 號進行調(diào)整后，經(jīng)輸出單元輸入；兩個以上存儲單元分別存儲有不同的圖像效果調(diào)整程序， 各個存儲單元分別通過控制單元與中央處理單元的程序輸入端連接，可見光采集單元采集 外界可見光，并輸入控制單元，控制單元根據(jù)可見光強度選擇與中央處理單元連接的存儲 單元，中央處理單元調(diào)用與之連接的存儲單元內(nèi)的圖像效果調(diào)整程序?qū)D像處理單元輸出 的圖像信號進行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理方法，其特征是所述的可見光采集單元采用光敏 電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的圖像處理方法，其特征是所述的控制單元采用三極管， 可見光采集單元的輸出端連接在三極管的基極上，電源正極通過三極管給存儲單元供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的圖像處理方法，其特征是所述的電源正極通過控制單 元和與之串聯(lián)的限流電阻給存儲單元的數(shù)據(jù)線和時鐘線供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的圖像處理方法，其特征是所述的存儲單元采用 EEPROM。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的晝夜高清雙模式攝像機以及圖像處理方法，其利用圖像傳感器既能感應(yīng)可見光，又能感應(yīng)紅外線的原理，將中央處理單元的不同光強下的不同圖像效果調(diào)整程序分別存儲在不同的存儲單元中，通過可見光采集單元采集外界可見光，并根據(jù)可見光的強度使中央處理單元接通不同的存儲單元，即調(diào)用不同的圖像效果調(diào)整程序，對圖像傳感器采集到的圖像信號進行不同的處理，白天進行彩色攝像，夜晚進行紅外線攝像，并將采集的視頻信號調(diào)整到黑白狀態(tài)，使得不管在白天還是黑夜都會獲得更加清晰明亮的影像。
文檔編號H04N5/33GK102137224SQ20101010177
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者陳麗和, 陳楚彬, 陳楚生 申請人:深圳市華視聯(lián)發(fā)電子科技有限公司