專利名稱：用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像定點設(shè)備和光學(xué)視頻設(shè)備的圖像擷取方法，尤其是一種用于 光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，屬于圖像處理的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，對光學(xué)圖像和光學(xué)視頻中對圖像的擷取有兩種處理方法一是幀率固定不 變，二是約定幾檔，幀率在這幾檔上根據(jù)某種參數(shù)在檔間跳變。但是上述兩種方法具有下述缺點1、缺乏靈活性，捕捉信號不及時；一般情況下， 圖像傳感器的曝光時間Te是可調(diào)的，且圖像處理器的圖像處理運算時間Tp也是根據(jù)當前 的計算量隨時變化的，現(xiàn)有技術(shù)沒有充分利用到這一點；2、降低了定位分辨率和視頻流暢 度；3、分檔不合理會導(dǎo)致暗的背景下曝光不充分。從而，現(xiàn)有對圖像擷取的方法不能保證定 點設(shè)備的定位精準度和視頻的流暢性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻 設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，其工藝操作簡單，提高了定位分辨率和視頻的流暢性，適應(yīng)性 強。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào) 控方法包括如下步驟
a、提供包括圖像傳感器和圖像處理器構(gòu)成的光學(xué)圖像系統(tǒng)，并初始化所述光學(xué)圖像系 統(tǒng)；b、圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，并將采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器，其中，圖像傳感 器將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器所用的時間為Ti ；C、所述圖像處理器接收并處理圖像傳 感器傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，圖像處理器處理相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)所需的時間為Tp ；d、在圖像處理器開 始處理圖像傳感器傳輸相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)的同時，圖像傳感器為感應(yīng)下一幀圖像進行曝光，其 中，圖像傳感器為采集下一幀圖像數(shù)據(jù)所需的曝光時間為Te ；e、圖像處理器比較得到上述 的曝光時間Te和圖像數(shù)據(jù)處理時間Tp的關(guān)系；當Te>Tp時，令T=Ti+Te ；當Te<Tp時，令 T=Ti+Tp ；其中，T為圖像傳感器與圖像處理器處理當前幀圖像數(shù)據(jù)的周期；圖像處理器根 據(jù)計算得到當前幀周期T，設(shè)置下一幀圖像數(shù)據(jù)的啟動條件，使得圖像傳感器和圖像處理器 能夠及時對下一幀圖像進行傳輸和運算；f、跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟b，直至光學(xué)圖像系統(tǒng)工作完成。所述步驟e中，圖像處理器得到當前幀周期T，并將所述當前幀周期T與初始化時 預(yù)先設(shè)定的最大幀周期Tmax相比較；當T> Tmax時，圖像處理器令T=Tmax。所述步驟e中，圖像處理器得到當前幀周期T，并將所述當前幀周期T與初始化時 預(yù)先設(shè)定的最小幀周期Tmin相比較；當IXTmin時，圖像處理器令T=Tmin。所述步驟e中，圖像處理器得到當前幀周期T，并將所述當前幀周期T與初始化時 預(yù)先設(shè)定的最大幀周期Tmax相比較；當T>TmaX時，圖像處理器令T=Tmax ；此時，再將得到 的當前幀周期T與圖像處理器初始化時預(yù)先設(shè)定的最小幀周期Tmin相比較，當IXTmin時，圖像處理器令T=Tmin。本發(fā)明的優(yōu)點通過圖像傳感器采集圖像，圖像處理器對圖像傳感器傳輸?shù)膱D像 進行處理，圖像處理器根據(jù)當前幀圖像數(shù)據(jù)所需的處理時間Tp及采集下一幀圖像曝光所 需時間Te的關(guān)系，自動調(diào)整圖像的幀周期，從而確定下一幀圖像數(shù)據(jù)的開啟時間點，使得 圖像傳感器能夠及時傳輸下一幀圖像數(shù)據(jù)到圖像處理器，圖像處理器能夠處理接收的圖像 數(shù)據(jù)，靈活性增強，能夠根據(jù)采集圖像的背景明亮程度進行采集圖像，提高了圖像的可識別 性，提高了定位分辨率和視頻的流暢性，適應(yīng)性強。


圖1為本發(fā)明的具體流程框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。在使用圖像傳感器采集圖像時，當所需采集圖像背景的明亮程度不同時，圖像傳 感器所需曝光的時間不同；通常，背景暗的圖像，圖像傳感器所曝光的時間要長于背景較亮 的圖像。因此，當圖像傳感器與圖像處理器采用設(shè)定的幀率來采集和處理圖像時，由于圖像 背景的明亮不同，會降低定位分辨率和視頻的流暢性；同時，可能會導(dǎo)致圖像曝光不充分， 影響圖像采集的效果。如圖1所示為了保證圖像采集的分辨率和曝光程度，本發(fā)明的自適應(yīng)幀率調(diào)控 方法，包括如下步驟
a、提供包括圖像傳感器和圖像處理器構(gòu)成的光學(xué)圖像系統(tǒng)，并初始化所述光學(xué)圖像系 統(tǒng)；其中，圖像傳感器用于采集所需的圖像，圖像處理器用于接收圖像傳感器采集傳輸?shù)膱D 像數(shù)據(jù)，并進行相應(yīng)必要的處理；圖像傳感器與圖像處理器均為常用的圖像采集和圖像處 理設(shè)備；
b、圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，并將采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器，其中，圖像傳感 器將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器所用的時間為Ti ；圖像傳感器在收到啟動信號時，開始向 圖像處理器傳輸采集到的圖像，即圖中所述Start=I時，圖像傳感器開始向圖像處理器傳 輸圖像數(shù)據(jù)；整個傳輸過程需要用到的時間為Ti ；
C、所述圖像處理器接收并處理圖像傳感器傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，圖像處理器處理相應(yīng)圖像 數(shù)據(jù)所需的時間為Tp ；
d、在圖像處理器開始處理圖像傳感器傳輸相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)的同時，圖像傳感器為感應(yīng)下 一幀圖像進行曝光，其中，圖像傳感器為采集下一幀圖像數(shù)據(jù)所需的曝光時間為Te ；
e、圖像處理器比較得到上述的曝光時間Te和圖像數(shù)據(jù)處理時間Tp的關(guān)系；當Te>Tp 時，令T=Ti+Te ；當Te<Tp時，令T=Ti+Tp ；其中，T為圖像傳感器與圖像處理器處理當前幀圖 像數(shù)據(jù)的周期；圖像處理器根據(jù)計算得到當前幀周期T，設(shè)置下一幀圖像數(shù)據(jù)的啟動條件 (即Start=I時)，使得圖像傳感器和圖像處理器能夠及時對下一幀圖像進行傳輸和運算；
圖像傳感器將采集圖像傳輸?shù)綀D像處理器后，圖像傳感器開始采集下一幀圖像數(shù)據(jù)， 即下一幀圖像曝光時間Te的時間起點；當圖像傳感器開始為采集下一幀圖像曝光的同時， 圖像處理器開始對圖像傳感器傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)進行處理；當Te>Tp時，則說明圖像傳感器為采集下一幀圖像曝光時間大于圖像處理器處理當前幀圖像數(shù)據(jù)的時間，為了確定下一 幀圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器，圖像處理器令T=Ti+Te，即得到下一幀圖像傳輸?shù)钠瘘c；當 Te<Tp時，則說明圖像傳感器在采集到下一幀圖像時，圖像處理器還沒有完成對上一幀圖像 的處理，圖像處理器令T=Ti+Tp，保證了圖像處理器對當前幀圖像數(shù)據(jù)的處理，同時又給出 下一幀圖像傳輸?shù)臅r間起點，即幀周期T的結(jié)束時刻，確保整個光學(xué)圖像系統(tǒng)操作的流暢 性；
由于圖像傳感器曝光的時間與圖像背景的明亮程度不同且相鄰圖像間的相關(guān)關(guān)系，因 此為了保證圖像的定位分辨率，在采集下一幀圖像時，讓當前幀T有一定的自由度，能夠保 證圖像傳感器和圖像處理器對圖像處理的分辨率，能保證圖像數(shù)據(jù)曝光的充分性，且提高 了光學(xué)圖像系統(tǒng)操作的連續(xù)性與流暢性；
f、跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟b，直至光學(xué)圖像系統(tǒng)工作完成；為了定位的準確性和視頻的流暢性， 需要圖像傳感器需要重復(fù)步驟b-e，從步驟e可知，整個操作過程都是根據(jù)得到的幀周期 T，來調(diào)整下一幀圖像操作的起始時間點，而幀周期根據(jù)每幀圖像的具體操作情況作相應(yīng)改 變，確保整個傳輸、圖像處理以及采集等操作的連續(xù)性，保證圖像的定位分辨率。在圖像傳感器和圖像處理器初始化時，圖像處理器為了便于采集和處理圖像設(shè)置 了最大幀周期Tmax和最小幀周期Tmin。為了保證圖像處理器處理圖像的靈活性，需要將得 到的幀周期T、最大幀周期Tmax與最小幀周期Tmin的關(guān)系進行調(diào)整設(shè)置。當圖像處理器只設(shè)置了最大幀周期Tmax時，圖像處理器需要比較得到的幀周期T 與初始化時設(shè)置的最大幀周期Tmax的大小。當T>TmaX時，則令T=Tmax ；即圖像處理器取 幀周期T與最大幀周期Tmax間的較小值，確保圖像感應(yīng)時的充分曝光同時不過分降低圖像 的定位分辨率，同時提高光學(xué)圖像系統(tǒng)處理的流暢性。當圖像處理器只設(shè)置了最小幀周期 Tmin時，圖像處理器需要比較得到的幀周期T與最小幀周期Tmin的大小。當IXTmin時， 則令T=Tmin,即圖像處理器取幀周期T與最小幀周期Tmin間的較大值，確保圖像處理器能 完成圖像處理工作；且降低了對圖像處理的功率要求。當圖像處理器既設(shè)置了最大幀周期 Tmax又設(shè)置了最小幀周期Tmin時，圖像處理器需要先比較幀周期T與最大幀周期Tmax間 的關(guān)系；當幀周期T>Tmax時，圖像處理器令幀周期T=Tmax ；然后圖像處理器將比較得到的 幀周期T與最小幀周期Tmin比較，當IXTmin時，圖像處理器令T=Tmin ；從而當圖像處理器 設(shè)置了最大幀周期Tmax或最小幀周期Tmin時，圖像處理器會調(diào)整初始得到的幀周期T，保 證及時啟動圖像傳感器和圖像處理器的下一次工作，無需等待，保證了圖像分辨率，同時使 得圖像曝光比較充分，使得圖像能清晰可見，為圖像處理器的工作準確度和穩(wěn)定性提供了 基礎(chǔ)。保證定位裝置的定位精準度，此種自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，同樣可用于光學(xué)視頻設(shè)備的 圖像擷取中，保證視頻的流暢性。本發(fā)明通過圖像傳感器采集圖像，圖像處理器對圖像傳感器傳輸?shù)膱D像進行處 理，圖像處理器根據(jù)當前幀圖像數(shù)據(jù)所需的處理時間Tp及采集下一幀圖像曝光所需時間 Te的關(guān)系，自動調(diào)整圖像的幀周期，從而確定下一幀圖像數(shù)據(jù)的開啟時間點，使得圖像傳感 器能夠及時傳輸下一幀圖像數(shù)據(jù)到圖像處理器，圖像處理器能夠處理接收的圖像數(shù)據(jù)，靈 活性增強，能夠根據(jù)采集圖像的背景明亮程度進行采集圖像，提高了圖像的可識別性，提高 了定位分辨率和視頻的流暢性，適應(yīng)性強。
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，其特征是，所述自適應(yīng) 幀率調(diào)控方法包括如下步驟(a)、提供包括圖像傳感器和圖像處理器構(gòu)成的光學(xué)圖像系統(tǒng)，并初始化所述光學(xué)圖像 系統(tǒng)；(b)、圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，并將采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器，其中，圖像傳 感器將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器所用的時間為Ti ；(C)、所述圖像處理器接收并處理圖像傳感器傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，圖像處理器處理相應(yīng)圖 像數(shù)據(jù)所需的時間為Tp ；(d)、在圖像處理器開始處理圖像傳感器傳輸相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)的同時，圖像傳感器為感應(yīng) 下一幀圖像進行曝光，其中，圖像傳感器為采集下一幀圖像數(shù)據(jù)所需的曝光時間為Te ；(e)、圖像處理器比較得到上述的曝光時間Te和圖像數(shù)據(jù)處理時間Tp的關(guān)系；當 Te>Tp時，令T=Ti+Te ；當Te<Tp時，令T=Ti+Tp ；其中，T為圖像傳感器與圖像處理器處理當 前幀圖像數(shù)據(jù)的周期；圖像處理器根據(jù)計算得到當前幀周期T，設(shè)置下一幀圖像數(shù)據(jù)的啟 動條件，使得圖像傳感器和圖像處理器能夠及時對下一幀圖像進行傳輸和運算；(f)、跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟(b)，直至光學(xué)圖像系統(tǒng)工作完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，其特 征是所述步驟(e)中，圖像處理器得到當前幀周期T，并將所述當前幀周期T與初始化時預(yù) 先設(shè)定的最大幀周期Tmax相比較；當T> Tmax時，圖像處理器令T=Tmax。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，其特 征是所述步驟(e)中，圖像處理器得到當前幀周期T，并將所述當前幀周期T與初始化時預(yù) 先設(shè)定的最小幀周期Tmin相比較；當IXTmin時，圖像處理器令T=Tmin。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，其特 征是所述步驟(e)中，圖像處理器得到當前幀周期T，并將所述當前幀周期T與初始化時預(yù) 先設(shè)定的最大幀周期Tmax相比較；當T>Tmax時，圖像處理器令T=Tmax ；此時，再將得到的 當前幀周期T與圖像處理器初始化時預(yù)先設(shè)定的最小幀周期Tmin相比較，當IXTmin時，圖 像處理器令Τ= ι η。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)圖像和光學(xué)視頻設(shè)備中自適應(yīng)幀率調(diào)控方法，其包括如下步驟a、提供包括圖像傳感器和圖像處理器構(gòu)成的光學(xué)圖像系統(tǒng)；b、圖像傳感器將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像處理器所用的時間為Ti；c、圖像處理器處理相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)所需的時間為Tp；d、圖像傳感器為曝光下一幀圖像數(shù)據(jù)所需的時間為Te；e、當Te>Tp時，令T=Ti+Te；當Te<Tp時，令T=Ti+Tp；其中，T為圖像傳感器與圖像處理器處理當前幀圖像數(shù)據(jù)的周期；圖像處理器根據(jù)計算得到當前幀周期T，設(shè)置下一幀圖像數(shù)據(jù)的啟動條件；f、跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟b，直至光學(xué)圖像系統(tǒng)工作完成。本發(fā)明工藝操作簡單，提高了定位分辨率和視頻的流暢性，適應(yīng)性強。
文檔編號H04N5/235GK102088563SQ201010560869
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者吳陽霖 申請人:無錫銀泰微電子有限公司