專利名稱：雙鏡頭攝像機切換方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控技術領域，具體涉及雙鏡頭攝像機切換方法及裝置。
背景技術：
為方便理解，先給出以下說明電荷耦合器(CCD，Charge Coupled Device):是一種特殊的半導體材料。它由大量獨立的光敏元件組成，這些光敏元件通常是按矩陣排列的。光線透過鏡頭照射到CCD上， 并被轉換成電荷，每個元件上的電荷量取決于它所受到的光照強度。攝像機(Camera)是一種把景物光像轉變?yōu)殡娦盘柕难b置。其結構大致可分為三部分光學系統(tǒng)(主要指鏡頭)、光電轉換系統(tǒng)(主要指CCD、攝像管傳感器等)以及電路系統(tǒng)(主要指視頻處理電路)。勒克斯(Lux)照度單位。照度是反映光照強度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量。亮度信號⑴通過RGB輸入信號來建立，方法是將RGB信號的特定部分疊加到一起。色差信號(U、V):定義了顏色的兩個方面-色調與飽和度，分別用Cr和Cb來表示。 其中，Cr反映了 RGB輸入信號紅色部分與RGB信號亮度值之間的差異，Cb反映的是RGB輸入信號藍色部分與RGB信號亮度值之同的差異。隨著攝像機技術的發(fā)展以及安全意識的提高，人們對監(jiān)控的需求日益增高，要求 24小時不間斷監(jiān)控的同時保證視頻質量。攝像機是監(jiān)控系統(tǒng)不可缺少的部分，且攝像機的圖像質量從根本上決定了監(jiān)控系統(tǒng)的視頻質量。經過近幾年的發(fā)展，雙鏡頭攝像機面市，目前攝像機的圖像質量是一個關鍵技術。雙鏡頭攝像機包含彩色和黑白兩個獨立的(XD。利用光線感應器進行工作切換，一般2 3Lux為臨界點。圖1為現有的雙鏡頭攝像機的彩色、黑白模式轉換圖，如圖1所示， 當環(huán)境光照度> 3Lux時，使用粘有完全濾除紅外線濾光片的彩色CCD ；當環(huán)境光照度< = 3Lux時，開啟無濾光片的黑白(XD。這樣使得輸出圖像既能在光線好時有良好的色彩還原性，又能在環(huán)境照度差時充分利用攝像器件對紅外光的響應，從而改善攝像效果及范圍。雙鏡頭攝像機輸出的圖像白天色彩還原好，夜間成像清晰。不過彩色CXD與黑白 CCD間的切換存在不穩(wěn)定性。夜間采用黑白CCD工作時，遇到車燈或者其它強光被光線感應器捕捉，雙鏡頭攝像機會立即關閉黑白CCD并啟動彩色CCD工作；當環(huán)境光照度恢復到低于光線感應器設定的照度時，又重新切換回黑白CCD工作模式。于是輸出的圖像會是黑白、彩色、黑白間隔，嚴重影響視覺效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供雙鏡頭攝像機切換方法及裝置，以改善雙鏡頭攝像機輸出圖像的視覺效果。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現的一種雙鏡頭攝像機切換方法，預先設置切換照度閾值，預先設置彩色鏡頭對應的第一裁剪范圍和黑白鏡頭對應的第二裁剪范圍，該方法包括實時監(jiān)控環(huán)境光照度；當環(huán)境光照度小于切換照度閾值時，同時啟用彩色CCD和黑白CCD ；當彩色CXD和黑白CXD同時工作時，根據第一裁剪范圍對彩色CXD輸出的彩色圖像進行裁剪，根據第二裁剪范圍對黑白CCD輸出的黑白圖像進行裁剪，以使得裁剪后的彩色圖像和裁剪后的黑白圖像的范圍一致，將裁剪后的彩色圖像的U、V信號和裁剪后的黑白圖像的Y信號輸出到編碼器，以使得編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼，得到最終的輸出圖像。所述實時監(jiān)控環(huán)境光照度進一步包括當環(huán)境光照度等于或大于切換照度閾值時，只啟用彩色CCD ；當只有彩色CCD工作時，將彩色CCD輸出的圖像的Y、U、V信號輸出到編碼器，以使得編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼，得到最終的輸出圖像。當只有彩色CXD工作時，所述將彩色CXD輸出的圖像的Y、U、V信號輸出到編碼器之前進一步包括根據第一裁剪范圍，對彩色CXD輸出的圖像進行裁剪，將裁剪后的圖像的Y、U、V信號作為編碼器的輸入信號。當所述雙鏡頭攝像機內置紅外燈時，所述預先設置切換照度閾值的同時，進一步包括預先設置紅外燈啟動照度閾值， 且，所述實時監(jiān)控環(huán)境光照度進一步包括當環(huán)境光照度小于紅外燈啟動照度閾值時，啟用紅外燈。所述紅外燈啟動照度閾值為1 5勒克斯Lux。所述切換照度閾值為150 250Lux?！N雙鏡頭攝像機切換裝置，該裝置包括(XD切換模塊和圖像處理模塊，其中CCD切換模塊當環(huán)境光照度小于預設切換照度閾值時，同時啟用雙鏡頭攝像機的彩色CXD和黑白CXD ；圖像處理模塊當雙鏡頭攝像機的彩色CXD和黑白CXD同時工作時，根據預設的第一裁剪范圍對彩色CCD輸出的彩色圖像進行裁剪，根據預設的第二裁剪范圍對黑白CCD輸出的黑白圖像進行裁剪，以使得裁剪后的彩色圖像和裁剪后的黑白圖像的范圍一致，將裁剪后的彩色圖像的U、V信號和裁剪后的黑白圖像的Y信號輸出到編碼器。所述CCD切換模塊進一步用于，當環(huán)境光照度等于或大于切換照度閾值時，只啟用彩色CCD ；且，所述圖像處理模塊進一步用于，當只有彩色CXD工作時，將彩色CXD輸出的圖像的Y、U、V信號輸出到編碼器。所述圖像處理模塊進一步用于，當只有彩色CXD工作時，根據預設的第一裁剪范圍對彩色CCD輸出的圖像進行裁剪，將裁剪后的圖像作為編碼的參考圖像。當所述雙鏡頭攝像機內置紅外燈時，
所述裝置進一步包括紅外燈控制模塊當環(huán)境光照度小于預設紅外燈啟動照度閾值時，啟用紅外燈； 當環(huán)境光照度大于或等于預設紅外燈啟動照度閾值時，不啟用紅外燈。所述裝置位于雙鏡頭攝像機中。與現有技術相比，本發(fā)明中，當環(huán)境光照度小于切換照度閾值時，黑白CCD、彩色 CXD同時工作，并將彩色圖像的U、V信號和黑白圖像的Y信號輸出到編碼器，在保證雙鏡頭攝像機的輸出圖像質量的同時，改善了輸出圖像的視覺效果。


圖1為現有的雙鏡頭攝像機的彩色、黑白模式轉換圖；圖2為本發(fā)明實施例一提供的雙鏡頭攝像機切換方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例二提供的雙鏡頭攝像機切換方法流程圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的雙鏡頭攝像機切換裝置的組成圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。圖2為本發(fā)明實施例一提供的雙鏡頭攝像機切換方法流程圖，如圖2所示，其具體步驟如下步驟201 預先設置切換照度閾值a;預先記錄彩色鏡頭的裁剪范圍，設為第一裁剪范圍；預先記錄黑白鏡頭的裁剪范圍，設為第二裁剪范圍。切換照度閾值a的單位為Lux，其取值可根據雙鏡頭攝像機的攝像性能、正常天氣下白天的最低光照度的統(tǒng)計平均值等進行設定，一般地，取值范圍為150 250LUX，較佳地，可取200Lux。由于彩色鏡頭和黑白鏡頭位于同一水平面的不同位置上，因此，兩者所采集的圖像的范圍是不完全相同的，為了使得兩者的輸出圖像的范圍相同，需要對它們采集的圖像先進行裁剪。在雙鏡頭攝像機出廠前，可根據彩色鏡頭和黑白鏡頭的相對位置，確定對該兩鏡頭所采集的圖像進行裁剪的范圍。步驟202 雙鏡頭攝像機的光線感應器實時監(jiān)控并記錄環(huán)境光照度。對于任一時刻監(jiān)控到的環(huán)境光照度，執(zhí)行如下步驟203 207 步驟203 判斷當前環(huán)境光照度彡aLux是否成立，若是，執(zhí)行步驟204 ；否則，執(zhí)行步驟206。步驟204 只啟用彩色CXD。步驟205 當只有彩色CXD工作時，對彩色CXD輸出的圖像進行放大補償，根據第一裁剪范圍對放大補償后的圖像進行裁剪，將裁剪圖像的Y、U、V信號輸出到編碼器，編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼后從同一信道輸出，本流程結束。在本步驟中，由于只有彩色CXD工作，因此，對放大補償后的圖像也可以不作裁剪。步驟206 同時啟用彩色CXD和黑白CXD。步驟207 當黑白CXD、彩色CXD都工作時，對彩色CXD輸出的圖像進行放大補償，根據第一裁剪范圍對放大補償后的圖像進行裁剪，將裁剪圖像的U、V信號輸出到編碼器； 同時，對黑白CCD輸出的圖像進行放大補償，根據第二裁剪范圍對放大補償后的圖像進行裁剪，將裁剪圖像的Y信號輸出到編碼器；編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼后從同一信道輸出。在實際應用中，為了提高環(huán)境光照度較低時黑白CCD輸出圖像的質量，會在雙鏡頭攝像機中內置紅外燈，當環(huán)境光照度較低時，可以打開紅外燈，這樣，紅外燈輻射目標物體，目標物體反射的紅外光被黑白CCD攝取后，黑白CCD會將不可見的紅外光轉換為可見光，增加圖像的清晰度。此時，本發(fā)明實施例中，在步驟203中判定當前環(huán)境光照度< aLux 之后、執(zhí)行步驟206之前，還可增加如下步驟步驟2061 判斷當前環(huán)境光照度< bLux是否成立，若是，執(zhí)行步驟2062 ；否則，執(zhí)行步驟2063。這里，b為預設的紅外燈啟動照度閾值，其取值是根據彩色CXD支持的最低光照度來確定的，其取值范圍可為1 5Lux，較佳地，取值5Lux。步驟2062 啟用紅外燈，轉至執(zhí)行步驟206。步驟2063 不啟用紅外燈，轉至執(zhí)行步驟206。圖3為本發(fā)明實施例二提供的雙鏡頭攝像機切換方法流程圖，如圖3所示，其具體步驟如下步驟301 預先設置切換照度閾值a;預先記錄彩色鏡頭的裁剪范圍，設為第一裁剪范圍；預先記錄黑白鏡頭的裁剪范圍，設為第二裁剪范圍。切換照度閾值a的單位為Lux，其取值可根據雙鏡頭攝像機的攝像性能、正常天氣下白天的最低光照度的統(tǒng)計平均值等進行設定，一般地，取值范圍為150 250LUX，較佳地，可取200Lux。步驟302 當雙鏡頭攝像機開始工作時，啟動彩色CXD。在雙鏡頭攝像機開始工作時，對于黑白(XD，可以啟動也可以不啟動。也可以根據當時的監(jiān)控環(huán)境的光照情況，選擇啟動還是不啟動。步驟303 雙鏡頭攝像機的光線感應器實時監(jiān)控并記錄環(huán)境光照度。對于任一時刻監(jiān)控到的環(huán)境光照度，執(zhí)行如下步驟304 310 步驟304 判斷當前環(huán)境光照度彡aLux是否成立，若是，執(zhí)行步驟305 ；否則，執(zhí)行步驟308。步驟305 判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從小于aLux變化為等于或大于 aLux,若是，執(zhí)行步驟306 ；否則，執(zhí)行步驟307。步驟306 關閉黑白(XD，保持彩色CXD的工作狀態(tài)，轉至步驟311。步驟307 保持彩色CXD的工作狀態(tài)和黑白CXD的關閉狀態(tài)，轉至步驟311。步驟308 判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從等于或大于aLux變化為小于 aLux，若是，執(zhí)行步驟309 ；否則，執(zhí)行步驟310。步驟309 啟動黑白(XD，并保持彩色CXD的工作狀態(tài)，轉至步驟312。步驟310 保持黑白CXD和彩色CXD的工作狀態(tài)，轉至步驟312。步驟311 當只有彩色CXD工作時，對彩色CXD輸出的圖像進行放大補償，根據第一裁剪范圍對放大補償后的圖像進行裁剪，將裁剪圖像的Y、U、V信號輸出到編碼器，編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼后從同一信道輸出，本流程結束。在本步驟311中，由于只有彩色CXD工作，因此，對放大補償后的圖像也可以不作裁剪。步驟312 當黑白CXD、彩色CXD都工作時，對彩色CXD輸出的圖像進行放大補償， 根據第一裁剪范圍對放大補償后的圖像進行裁剪，將裁剪圖像的U、V信號輸出到編碼器； 同時，對黑白CCD輸出的圖像進行放大補償，根據第二裁剪范圍對放大補償后的圖像進行裁剪，將裁剪圖像的Y信號輸出到編碼器；編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼后從同一信道輸出。本發(fā)明實施例中，對于步驟308，在執(zhí)行“判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從等于或大于aLux變化為小于aLux”的動作之前，還可增加如下步驟步驟3081 判斷當前環(huán)境光照度< bLux是否成立，若是，執(zhí)行步驟3082 ；否則，執(zhí)行步驟3085。這里，b為預設的紅外燈啟動照度閾值，其取值是根據彩色CXD支持的最低光照度來確定的，其取值范圍可為1 5Lux，較佳地，取值5Lux。步驟3082 判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從大于或等于bLux變化為小于bLux，若是，執(zhí)行步驟3083 ；否則，執(zhí)行步驟3084。步驟3083 打開紅外燈，轉至執(zhí)行步驟308中的“判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從等于或大于bLux過渡到小于bLux”的動作。步驟3084 保持紅外燈的工作狀態(tài)，轉至執(zhí)行步驟308中的“判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從等于或大于bLux過渡到小于bLux”的動作。步驟3085 判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從小于bLux變化為大于或等于bLux，若是，執(zhí)行步驟3086 ；否則，執(zhí)行步驟3087。步驟3086 關閉紅外燈，轉至執(zhí)行步驟308中的“判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從等于或大于bLux變化為小于bLux”的動作。步驟3087 保持紅外燈的關閉狀態(tài)，轉至執(zhí)行步驟308中的“判斷當前環(huán)境光照度的變化趨向是否為從等于或大于bLux變化為小于bLux”的動作。從圖2、3可以看出當環(huán)境光照度彡切換照度閾值a時，只有彩色CXD工作；當環(huán)境光照度<切換照度閾值a時，則黑白CXD和彩色CXD都工作，且編碼時，是對黑白CXD輸出圖像的Y信號和彩色CCD輸出圖像的U、V信號進行編碼?？梢?，在任何情況下，輸出圖像都是彩色的，不存在黑白輸出圖像。且，通常彩色CXD支持的最低光照度為2 3Lux，在低照度下，彩色CXD的靈敏度不夠，將出現很多噪點而降低圖像質量，而黑白CXD比彩色CXD 具有更高的靈敏度，這樣，當光照度較低時，選擇黑白CCD輸出圖像的Y信號、彩色CCD輸出圖像的U信號和V信號進行編碼，不僅可以保證輸出圖像質量不變，同時也使得輸出圖像持續(xù)為彩色圖像，改善了視覺效果。另外，需要說明的是，當微距拍攝時，即雙鏡頭攝像機離目標物體非常近時，由于兩個CCD鏡頭處于同一水平面的不同位置上，故兩者的拍攝角度存在一定的差別。且，若在目標物體附近靠近彩色鏡頭一側存在光源，則可能出現彩色CCD輸出圖像的Y分量比黑白 C⑶輸出圖像的Y信號要好的情況。不過，考慮到監(jiān)控場景基本是園區(qū)監(jiān)控、道路監(jiān)控等， 極少出現上述極端情況，因此，不會影響本發(fā)明的有益效果。況且在上述情況下，可能環(huán)境光照度已經大于切換照度閾值aLux而處于彩色CXD獨立工作狀態(tài)，即不存在比較彩色(XD、 黑白C⑶輸出圖像的Y信號哪個好的情況。此外，根據表1所示的常見場所/天氣的光照度值對應表，本發(fā)明實施例中將啟動黑白CXD的光照度臨界值的最佳值取為200LUX。理由為黎明黃昏的照度值通常為1 lOLux，若出現車大燈閃爍或其它強光照射，環(huán)境光照度值一般也不會超過200LUX，故黑白 CCD出現在臨界點反復開關現象的概率很低。并且即使黑白CCD出現在臨界點反復開關的現象，但此時彩色C⑶仍處于工作狀態(tài)，故雙鏡頭攝像機輸出的圖像也一直是連續(xù)的。這樣，也不會影響本發(fā)明的有益效果。
權利要求
1.一種雙鏡頭攝像機切換方法，其特征在于，預先設置切換照度閾值，預先設置彩色鏡頭對應的第一裁剪范圍和黑白鏡頭對應的第二裁剪范圍，該方法包括實時監(jiān)控環(huán)境光照度；當環(huán)境光照度小于切換照度閾值時，同時啟用彩色CCD和黑白CCD ； 當彩色CCD和黑白CCD同時工作時，根據第一裁剪范圍對彩色CCD輸出的彩色圖像進行裁剪，根據第二裁剪范圍對黑白CCD輸出的黑白圖像進行裁剪，以使得裁剪后的彩色圖像和裁剪后的黑白圖像的范圍一致，將裁剪后的彩色圖像的U、V信號和裁剪后的黑白圖像的Y信號輸出到編碼器，以使得編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼，得到最終的輸出圖像。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述實時監(jiān)控環(huán)境光照度進一步包括 當環(huán)境光照度等于或大于切換照度閾值時，只啟用彩色CCD ；當只有彩色CCD工作時，將彩色CCD輸出的圖像的Y、U、V信號輸出到編碼器，以使得編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼，得到最終的輸出圖像。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，當只有彩色CCD工作時，所述將彩色CCD 輸出的圖像的Y、U、V信號輸出到編碼器之前進一步包括根據第一裁剪范圍，對彩色CCD輸出的圖像進行裁剪，將裁剪后的圖像的Y、U、V信號作為編碼器的輸入信號。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當所述雙鏡頭攝像機內置紅外燈時， 所述預先設置切換照度閾值的同時，進一步包括預先設置紅外燈啟動照度閾值，且， 所述實時監(jiān)控環(huán)境光照度進一步包括當環(huán)境光照度小于紅外燈啟動照度閾值時，啟用紅外燈。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述紅外燈啟動照度閾值為1 5勒克斯Lux0
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述切換照度閾值為150 250LUX。
7.一種雙鏡頭攝像機切換裝置，其特征在于，該裝置包括C⑶切換模塊和圖像處理模塊，其中CCD切換模塊當環(huán)境光照度小于預設切換照度閾值時，同時啟用雙鏡頭攝像機的彩色CCD和黑白CCD ；圖像處理模塊當雙鏡頭攝像機的彩色C⑶和黑白CXD同時工作時，根據預設的第一裁剪范圍對彩色CCD輸出的彩色圖像進行裁剪，根據預設的第二裁剪范圍對黑白CCD輸出的黑白圖像進行裁剪，以使得裁剪后的彩色圖像和裁剪后的黑白圖像的范圍一致，將裁剪后的彩色圖像的U、V信號和裁剪后的黑白圖像的Y信號輸出到編碼器。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述CCD切換模塊進一步用于，當環(huán)境光照度等于或大于切換照度閾值時，只啟用彩色CCD ；且，所述圖像處理模塊進一步用于，當只有彩色CCD工作時，將彩色CCD輸出的圖像的 Y、U、V信號輸出到編碼器。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述圖像處理模塊進一步用于，當只有彩色CCD工作時，根據預設的第一裁剪范圍對彩色CCD輸出的圖像進行裁剪，將裁剪后的圖像作為編碼的參考圖像。
10.根據權利要求7或8所述的裝置，其特征在于，當所述雙鏡頭攝像機內置紅外燈時， 所述裝置進一步包括紅外燈控制模塊當環(huán)境光照度小于預設紅外燈啟動照度閾值時，啟用紅外燈；當環(huán)境光照度大于或等于預設紅外燈啟動照度閾值時，不啟用紅外燈。
11.根據權利要求7至9任一所述的裝置，其特征在于，所述裝置位于雙鏡頭攝像機中。
全文摘要
本發(fā)明公開了雙鏡頭攝像機切換方法及裝置。方法包括預先設置切換照度閾值，預先設置彩色鏡頭對應的第一裁剪范圍和黑白鏡頭對應的第二載剪范圍，實時監(jiān)控環(huán)境光照度；當環(huán)境光照度小于切換照度閾值時，同時啟用彩色CCD和黑白CCD；當彩色CCD和黑白CCD同時工作時，根據第一裁剪范圍對彩色CCD輸出的彩色圖像進行裁剪，根據第二裁剪范圍對黑白CCD輸出的黑白圖像進行裁剪，以使得裁剪后的彩色圖像和裁剪后的黑白圖像的范圍一致，將裁剪后的彩色圖像的U、V信號和裁剪后的黑白圖像的Y信號輸出到編碼器，以使得編碼器對輸入的Y、U、V信號進行編碼，得到最終的輸出圖像。本發(fā)明改善了雙鏡頭攝像機輸出圖像的視覺效果。
文檔編號H04N5/235GK102480593SQ20101056669
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權日2010年11月25日
發(fā)明者王琳, 蘇佳, 陳飛 申請人:杭州華三通信技術有限公司