專(zhuān)利名稱(chēng)：低照度攝像機(jī)成像控制裝置及攝像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低照度攝像機(jī)成像控制裝置及攝像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
夜視攝像機(jī)作為一種特殊的夜間成像系統(tǒng)，可以在極低的照度條件下對(duì)目標(biāo)成像，利用它可以大大地?cái)U(kuò)展人的眼睛在微弱光照照度條件下的觀察能力。一般情況下夜視攝像機(jī)的圖像信噪比很低，尤其當(dāng)工作在可探測(cè)范圍的下限時(shí)，圖像信號(hào)可能會(huì)被噪聲淹沒(méi)。但是當(dāng)夜視攝像機(jī)工作環(huán)境中有強(qiáng)光的情況下，卻極其容易導(dǎo)致圖像飽和而失真。根據(jù)幀間圖像信號(hào)的相關(guān)性和噪聲的不相關(guān)性理論，幀積分可以有效地提高夜視相機(jī)的信噪比，改善圖像的質(zhì)量。但在特定的場(chǎng)合中可能會(huì)遭遇強(qiáng)光，采用單純的幀積分方法則會(huì)導(dǎo)致圖像的飽和失真。因此，需要能夠保證低照度下目標(biāo)圖像能夠增強(qiáng)，并且能夠抑制強(qiáng)光。如果夜視攝像機(jī)滿足上述兩種條件下成像，將會(huì)大大擴(kuò)展夜視相機(jī)的應(yīng)用范圍。目前的夜視攝像機(jī)通常都具有電子快門(mén)，自動(dòng)增益和光積分的功能，如果參數(shù)設(shè)定的較為合適，則可能盡量滿足上述兩種條件，但實(shí)際應(yīng)用中，這種設(shè)置的參數(shù)并不能依據(jù)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。換句話說(shuō)，隨著場(chǎng)景的變化圖像的內(nèi)容也隨時(shí)在發(fā)生變化，固定的參數(shù)設(shè)置則可能造成圖像質(zhì)量下降或?qū)е聢D像飽和失真，如何適時(shí)自動(dòng)調(diào)整成像參數(shù)實(shí)現(xiàn)最佳地成像效果顯得尤為重要。另外，目前抑制強(qiáng)光的技術(shù)手段是采用機(jī)電裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在濾除強(qiáng)光的同時(shí)也將弱光也濾除掉了，對(duì)成像效果造成不良影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種低照度攝像機(jī)成像控制裝置及攝像系統(tǒng)，保證相機(jī)能夠適應(yīng)低照度的工作環(huán)境變化，改善圖像成像質(zhì)量和對(duì)比度，同時(shí)又能抑制工作環(huán)境中出現(xiàn)的強(qiáng)光。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種低照度攝像機(jī)成像控制裝置，包括保存從成像及數(shù)字化部件讀取的圖像幀數(shù)據(jù)的緩存器；根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)計(jì)算圖像的灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征的計(jì)算單元；根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定電子快門(mén)速度的快門(mén)速度確定單元；根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的增益調(diào)整級(jí)別確定單元；根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)對(duì)圖像的直方圖進(jìn)行變換和/或平移，并根據(jù)灰度分布范圍確定圖像幀積分時(shí)間的積分時(shí)間確定單元；根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定圖像幀積分時(shí)間、電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的調(diào)整順序?qū)?yīng)的控制模式的控制模式確定單元；根據(jù)確定的控制模式執(zhí)行上述步驟確定的圖像幀積分時(shí)間、電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的參數(shù)調(diào)整的參數(shù)調(diào)整執(zhí)行單元。進(jìn)一步的，所述計(jì)算單元具體包括計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度與黑暗部分灰度個(gè)數(shù)的第一比值的第一比值計(jì)算子單元；計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度占整個(gè)圖像灰度的第二比值的第二比值計(jì)算子單元；根據(jù)所述第二比值確定所述第一比值的整體范圍，并判斷所述第一比值在所述整體范圍中的對(duì)應(yīng)等級(jí)的等級(jí)確定子單元。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種具有前述低照度攝像機(jī)成像控制裝置的攝像系統(tǒng)，還包括鏡頭，成像器件，像素傳輸及控制單元，具有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將成像器件拍攝的圖像進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并保存到緩存器中。進(jìn)一步的，所述成像器件為光電轉(zhuǎn)換器件。優(yōu)選的，所述光電轉(zhuǎn)換器件為CXD成像器件或CMOS成像器件。基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型利用幀圖像數(shù)據(jù)的灰度分布統(tǒng)計(jì)特性對(duì)影響成像的控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，自動(dòng)適應(yīng)工作環(huán)境的照度條件，避免由于攝像機(jī)參數(shù)固定，導(dǎo)致圖像質(zhì)量不能隨著照度變化而導(dǎo)致圖像失真；并且利用幀圖像數(shù)據(jù)的灰度分布統(tǒng)計(jì)特性確定控制參數(shù)的調(diào)整順序，抑制在低照度的環(huán)境下出現(xiàn)強(qiáng)光造成的圖像飽和而失真的情況， 通過(guò)權(quán)衡強(qiáng)光和低照度，優(yōu)化圖像質(zhì)量和改善圖像對(duì)比度。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖1為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法的流程圖。圖3為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中自適應(yīng)幀積分時(shí)間確定流程的示意圖。圖4為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中電子快門(mén)速度確定流程的示意圖。圖5為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別流程的示意圖。圖6為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中確定控制模式流程的示意圖。圖7為本實(shí)用新型攝像系統(tǒng)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，低照度攝像機(jī)成像控制裝置包括緩存器11、計(jì)算單元12、快門(mén)速度確定單元13、增益調(diào)整級(jí)別確定單元14、積分時(shí)間確定單元15、控制模式確定單元16和參數(shù)調(diào)整執(zhí)行單元17。其中，緩存器11負(fù)責(zé)保存從成像及數(shù)字化部件讀取的圖像幀數(shù)據(jù)。計(jì)算單元12負(fù)責(zé)根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)計(jì)算圖像的灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征?？扉T(mén)速度確定單元13 負(fù)責(zé)根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定電子快門(mén)速度。增益調(diào)整級(jí)別確定單元14負(fù)責(zé)根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的。積分時(shí)間確定單元15負(fù)責(zé)根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)對(duì)圖像的直方圖進(jìn)行變換和/或平移，并根據(jù)灰度分布范圍確定圖像幀積分時(shí)間。控制模式確定單元16負(fù)責(zé)根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定圖像幀積分時(shí)間、 電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的調(diào)整順序?qū)?yīng)的控制模式。參數(shù)調(diào)整執(zhí)行單元17 負(fù)責(zé)根據(jù)確定的控制模式執(zhí)行上述步驟確定的圖像幀積分時(shí)間、電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的參數(shù)調(diào)整。在本實(shí)施例裝置在攝像系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，參數(shù)調(diào)整執(zhí)行單元17可以由成像器件來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，也可以采用外部的硬件或軟件方式實(shí)現(xiàn)，計(jì)算單元12、快門(mén)速度確定單元13、增益調(diào)整級(jí)別確定單元14、積分時(shí)間確定單元15和控制模式確定單元16也是可以設(shè)置在成像器件內(nèi)，或者以獨(dú)立的裝置方式通過(guò)媒介與鏡頭和成像器件交互。在另一個(gè)裝置實(shí)施例中，計(jì)算單元11可以具體包括第一比值計(jì)算子單元、第二比值計(jì)算子單元和等級(jí)確定子單元。第一比值計(jì)算子單元負(fù)責(zé)計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度與黑暗部分灰度個(gè)數(shù)的第一比值。第二比值計(jì)算子單元負(fù)責(zé)計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度占整個(gè)圖像灰度的第二比值。等級(jí)確定子單元負(fù)責(zé)根據(jù)所述第二比值確定所述第一比值的整體范圍，并判斷所述第一比值在所述整體范圍中的對(duì)應(yīng)等級(jí)。如圖2所示，為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法的流程圖。在本實(shí)施例中，低照度攝像機(jī)成像控制方法的流程包括步驟101、從成像及數(shù)字化部件中讀取圖像幀數(shù)據(jù)；步驟10 、根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)計(jì)算圖像的灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征，根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定電子快門(mén)速度；步驟102b、根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)計(jì)算圖像的灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征，根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別；步驟102c、根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)對(duì)圖像的直方圖進(jìn)行變換和/或平移，并根據(jù)灰度分布范圍確定圖像幀積分時(shí)間；步驟102d、根據(jù)所述灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征確定圖像幀積分時(shí)間、電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的調(diào)整順序?qū)?yīng)的控制模式；步驟103、根據(jù)確定的控制模式執(zhí)行上述步驟確定的圖像幀積分時(shí)間、電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的參數(shù)調(diào)整。在本實(shí)施例中，電子快門(mén)速度、電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別以及控制模式均可通過(guò)圖像的灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行確定，而圖像的灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征的計(jì)算過(guò)程可以分別計(jì)算，也可以共用同一數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例的步驟101中，成像及數(shù)字化部件(例如C⑶成像器件及數(shù)字化部件或CMOS成像器件及數(shù)字化部件等)中讀取圖像幀數(shù)據(jù)的過(guò)程可以具體包括從成像及數(shù)字化部件讀取圖像幀數(shù)據(jù)，并寫(xiě)入緩存器；在計(jì)算時(shí)，從緩存器依次讀取所述緩存器緩存的圖像幀數(shù)據(jù)。在調(diào)整過(guò)程中，通過(guò)依次讀取緩存器內(nèi)存的圖像幀數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的控制參數(shù)動(dòng)態(tài)確定和調(diào)整過(guò)程。在圖1中所給出的執(zhí)行順序?yàn)?0加_102(1，但實(shí)際上這四個(gè)步驟并不需要確定為某種特定的時(shí)間順序，例如可以先執(zhí)行102d，再執(zhí)行步驟102b、102a、102c等其他，也允許這四個(gè)步驟中的任意兩個(gè)或更多步驟同時(shí)執(zhí)行，也可以是各個(gè)步驟根據(jù)共用相同數(shù)據(jù)的時(shí)機(jī)在步驟之中進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施例中主要涉及了四種控制參數(shù)，除了三種具體的調(diào)整參數(shù)之外，還引入了控制模式的參數(shù)，對(duì)三種參數(shù)調(diào)整的順序進(jìn)行控制，其中自適應(yīng)圖像幀積分是為了增加光照時(shí)間，使得在低照度下增加電荷積累的時(shí)間，有效的提高夜視相機(jī)的信噪比，改善圖像的質(zhì)量。電子快門(mén)是改變進(jìn)光量的大小，通過(guò)改變進(jìn)光量來(lái)進(jìn)而改善圖像的質(zhì)量。電荷自動(dòng)增益的調(diào)節(jié)是改變光電效應(yīng)后積累的電荷放大程度，進(jìn)而改善圖像的質(zhì)量?？刂颇Ｊ绞强紤]到不同的控制順序?qū)?dǎo)致不同的成像效果，一般情況下，優(yōu)先使用幀積分來(lái)改善信噪比， 提高圖像的質(zhì)量，再進(jìn)行電子快門(mén)和電荷自動(dòng)增益的調(diào)整，但在存在強(qiáng)光的情況下，先使用幀積分則會(huì)造成強(qiáng)光的飽和，反而造成圖像失真。此時(shí)則更適合先調(diào)整電子快門(mén)和電荷自動(dòng)增益來(lái)抑制強(qiáng)光，再進(jìn)行幀積分來(lái)改善圖像質(zhì)量。本實(shí)施例通過(guò)對(duì)圖像幀數(shù)據(jù)的計(jì)算分別確定實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合下的變化了的圖像所適合的圖像幀積分時(shí)間、電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別，以及這三種控制參數(shù)的調(diào)整順序，從而能夠在復(fù)雜的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)光和低照度的權(quán)衡，優(yōu)化低照度圖像的圖像質(zhì)量、改善圖像對(duì)比度。如圖3所示，為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中自適應(yīng)幀積分時(shí)間確定流程的示意圖。在本實(shí)施例中，自適應(yīng)幀積分時(shí)間確定流程具體包括步驟201、從緩存器依次讀取所述緩存器緩存的圖像幀數(shù)據(jù)；步驟202、根據(jù)所述圖像幀數(shù)據(jù)建立灰度分布直方圖；步驟203、根據(jù)所述灰度分布直方圖中的灰度分布進(jìn)行灰度變換計(jì)算，將圖像灰度分布向低灰度值的方向平移，然后對(duì)所述灰度分布直方圖執(zhí)行均衡化；步驟204、根據(jù)均衡化的灰度分布直方圖中的灰度分布占據(jù)全動(dòng)態(tài)范圍的比例確定可累積的幀數(shù)，進(jìn)而確定圖像幀積分時(shí)間；步驟205、判斷當(dāng)前確定的圖像幀積分時(shí)間與前一次的圖像幀積分時(shí)間的差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，是則執(zhí)行步驟206，否則返回步驟201從緩存器中依次讀取下一個(gè)圖像幀數(shù)據(jù)，并重新確定圖像幀積分時(shí)間；步驟206、確定圖像幀積分時(shí)間為當(dāng)前確定的圖像幀積分時(shí)間。在步驟205中在計(jì)算出本次圖像幀積分時(shí)間后，還要進(jìn)行與之前采用的圖像幀積分時(shí)間進(jìn)行比較，如果變化很小，低于閾值，則無(wú)需頻繁進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中給出了一種圖像幀積分時(shí)間的確定方法，其他現(xiàn)有的圖像幀積分時(shí)間確定方法也同樣適用于本實(shí)用新型，例如，可以采用查找表的方式，事先通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立圖像平均灰度值與積分時(shí)間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系查找表。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，先用一個(gè)固定的積分時(shí)間來(lái)采集第一幀圖像，計(jì)算出圖像信息，然后根據(jù)查找表，系統(tǒng)將直接調(diào)節(jié)到比較合適的積分時(shí)間來(lái)采集第二幀圖像，作為輸出圖像。整個(gè)過(guò)程需要調(diào)節(jié)一次或幾次積分時(shí)間就可以得到比較合適的結(jié)果。這里就不再詳述了。如圖4所示，為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中電子快門(mén)速度確定流程的示意圖。在本實(shí)施例電子快門(mén)速度確定流程包括步驟301、從緩存器依次讀取所述緩存器緩存的圖像幀數(shù)據(jù)；步驟302、計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度與黑暗部分灰度個(gè)數(shù)的第一比值；步驟303、計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度占整個(gè)圖像灰度的第二比值；步驟304、根據(jù)所述第二比值確定所述第一比值的整體范圍，并判斷所述第一比值在所述整體范圍中的對(duì)應(yīng)的電子快門(mén)速度等級(jí)；步驟305、根據(jù)確定的第一比值在整體范圍中對(duì)應(yīng)的電子快門(mén)速度等級(jí)選擇該等級(jí)對(duì)應(yīng)的電子快門(mén)速度；步驟306、判斷當(dāng)前確定的電子快門(mén)速度與前一次的電子快門(mén)速度的差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，是則執(zhí)行步驟307，否則返回步驟301從緩存器中依次讀取下一個(gè)圖像幀數(shù)據(jù)，并重新確定電子快門(mén)速度；步驟307、確定電子快門(mén)速度為當(dāng)前確定的電子快門(mén)速度。在本實(shí)施例中，需要確定第一比值的整體范圍，這是考慮到在圖像不斷發(fā)生變化時(shí)，黑白像素的個(gè)數(shù)的大致范圍是不確定的，為了確定當(dāng)前圖像的第一比值所對(duì)應(yīng)的等級(jí)，因此要先確定整個(gè)范圍，而范圍的確定則是具體由第二比值來(lái)確定的，舉例來(lái)說(shuō)，黑白像素比值(第一比值)統(tǒng)計(jì)結(jié)果為300 40，則高亮部分與整個(gè)圖像的灰度的第二比值為40 340，再通過(guò)將第二比值與一個(gè)預(yù)設(shè)閾值(例如20%等)進(jìn)行比較，可以確定高亮部分不多，不需要采用高等級(jí)的措施來(lái)抑制強(qiáng)光，進(jìn)而可確定整個(gè)范圍為500 100;而如果黑白像素比值統(tǒng)計(jì)結(jié)果為500 300，則高亮部分與整個(gè)圖像的灰度的第二比值為 300 800，再通過(guò)將第二比值與一個(gè)預(yù)設(shè)閾值(仍以20%等為例)進(jìn)行比較，則說(shuō)明高亮部分較多，需要采用高等級(jí)的措施來(lái)抑制強(qiáng)光，進(jìn)而可確定整個(gè)范圍為800 500。具體的等級(jí)與控制參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)先確定和保存，以便在每次確定控制參數(shù)時(shí)通過(guò)確定等級(jí)來(lái)選擇出對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)。這種方式不僅可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)中的規(guī)律性信息進(jìn)行參數(shù)選擇和確定，同時(shí)也使得參數(shù)選擇和確定更為快捷。同樣的，本實(shí)施例中給出了一種電子快門(mén)時(shí)間的確定方法，其他現(xiàn)有的電子快門(mén)時(shí)間確定方法也同樣適用于本實(shí)用新型，例如，可以采用計(jì)算圖像中像素值的變化率來(lái)確定采用不同的電子快門(mén)等級(jí)，每個(gè)像素值的變化率表征運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的快慢特征。像素值變化率大的表示運(yùn)動(dòng)目標(biāo)比較快，需要較快的電子快門(mén)，否則就容易形成拖影。反之就容易導(dǎo)致過(guò)度曝光。這里就不再詳述了。如圖5所示，為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別流程的示意圖。該流程包括[0073]步驟401、從緩存器依次讀取所述緩存器緩存的圖像幀數(shù)據(jù)；步驟402、計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度與黑暗部分灰度個(gè)數(shù)的第一比值；步驟403、計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度占整個(gè)圖像灰度的第二比值；步驟404、根據(jù)所述第二比值確定所述第一比值的整體范圍，并判斷所述第一比值在所述整體范圍中的對(duì)應(yīng)的電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別；步驟405、根據(jù)確定的第一比值在整體范圍中對(duì)應(yīng)的電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別選擇該級(jí)別對(duì)應(yīng)的電荷自動(dòng)增益調(diào)整量；步驟406、判斷當(dāng)前確定的電荷自動(dòng)增益調(diào)整量與前一次的電荷自動(dòng)增益調(diào)整量的差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，是則執(zhí)行步驟407，否則執(zhí)行步驟401繼續(xù)從緩存器中讀取下一個(gè)圖像幀數(shù)據(jù)，并重新確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別；步驟407、確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整量為當(dāng)前確定的電荷自動(dòng)增益調(diào)整量。在本實(shí)施例中，整體范圍的確定可參考電子快門(mén)時(shí)間確定流程中的過(guò)程，這里就不再贅述了。而本實(shí)施例中步驟402-405所確定的等級(jí)可以直接應(yīng)用于電子快門(mén)時(shí)間的確定過(guò)程，同樣的電子快門(mén)時(shí)間的確認(rèn)過(guò)程中的步驟302-305所確定的等級(jí)也可以直接應(yīng)用于電荷自動(dòng)增益調(diào)整等級(jí)的確定過(guò)程，尤其是電子快門(mén)和電荷自動(dòng)增益調(diào)整等級(jí)具有相同數(shù)量的等級(jí)時(shí)更適合采用。同樣的，本實(shí)施例中給出了一種電荷自動(dòng)增益調(diào)整等級(jí)的確定方法，其他現(xiàn)有的電荷自動(dòng)增益調(diào)整等級(jí)確定方法也同樣適用于本實(shí)用新型，例如，可以根據(jù)圖像的信噪比來(lái)調(diào)整自動(dòng)增益調(diào)整等級(jí)。對(duì)每幀圖像計(jì)算其信噪比，比較前后兩幀圖像的信噪比大小，信噪比的數(shù)值越大圖像質(zhì)量越好。如果圖像的信噪比逐步增大，可以逐步降低圖像的自動(dòng)增益等級(jí)，同樣，信噪比逐步降低的話，可以逐步升高圖像的自動(dòng)增益等級(jí)。這里就不再詳述了。如圖6所示，為本實(shí)用新型低照度攝像機(jī)成像控制裝置實(shí)施例所應(yīng)用的低照度攝像機(jī)成像控制方法中確定控制模式流程的示意圖。在本實(shí)施例中，控制模式確定流程包括步驟501、從緩存器依次讀取所述緩存器緩存的圖像幀數(shù)據(jù)；步驟502、計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度與黑暗部分灰度個(gè)數(shù)的第一比值；步驟503、計(jì)算所述圖像幀數(shù)據(jù)的高亮部分灰度占整個(gè)圖像灰度的第二比值；步驟504、根據(jù)所述第二比值確定所述第一比值的整體范圍，并判斷所述第一比值在所述整體范圍中的對(duì)應(yīng)的級(jí)別；步驟505、根據(jù)確定的第一比值在整體范圍中對(duì)應(yīng)的級(jí)別確定圖像中是否存在強(qiáng)光源，是則執(zhí)行步驟506a，否則執(zhí)行步驟506b ；步驟506a、確定先進(jìn)行電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的調(diào)整，后進(jìn)行圖像幀積分時(shí)間的調(diào)整的調(diào)整順序?qū)?yīng)的控制模式，然后執(zhí)行步驟507 ；步驟506b、確定先進(jìn)行圖像幀積分時(shí)間的調(diào)整，后進(jìn)行電子快門(mén)速度和電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的調(diào)整的調(diào)整順序?qū)?yīng)的控制模式；步驟507、判斷當(dāng)前確定的控制模式是否與前一次的控制模式不相同，是則執(zhí)行步驟508，否則返回步驟501從緩存器中依次讀取下一個(gè)圖像幀數(shù)據(jù)，并重新確定控制模式；步驟508、確定控制模式為當(dāng)前確定的控制模式?？刂颇Ｊ降母淖兛梢愿淖儓D像質(zhì)量的改善的快慢和改善的程度，在本實(shí)施例中給出了一種具體的控制模式的確定方法，主要是通過(guò)等級(jí)的確定來(lái)選擇該等級(jí)對(duì)應(yīng)的控制模式，另外也可以通過(guò)第二比值與根據(jù)歷史數(shù)據(jù)確定的預(yù)設(shè)閾值的比較來(lái)確定圖像幀積分和電子快門(mén)速度之間的參數(shù)調(diào)整順序。如圖7所示，為本實(shí)用新型攝像系統(tǒng)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，除了包括前述實(shí)施例中的低照度攝像機(jī)成像控制裝置之外，還包括鏡頭2、成像器件3和像素傳輸及控制單元4。其中鏡頭2可采用各種相機(jī)鏡頭，為成像器件3提供光照。成像器件3 可為光電轉(zhuǎn)換器件，包括但不限于CCD成像器件或CMOS成像器件等。像素傳輸及控制單元 4具有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將成像器件拍攝的圖像進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并保存到緩存器11中。通過(guò)上述方法、裝置及系統(tǒng)實(shí)施例，本實(shí)用新型不僅能夠使相機(jī)能夠適應(yīng)低照度的工作環(huán)境，也能抑制工作環(huán)境中的強(qiáng)光，同時(shí)還避免了采用機(jī)電裝置抑制強(qiáng)光時(shí)也會(huì)濾除弱光的問(wèn)題。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似的部分相互參見(jiàn)即可。對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其與方法實(shí)施例基本相似，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種具有低照度攝像機(jī)成像控制裝置的攝像系統(tǒng)，其特征在于，還包括 鏡頭，成像器件，像素傳輸及控制單元，具有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將成像器件拍攝的圖像進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 并保存到緩存器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像器件為光電轉(zhuǎn)換器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換器件為CCD成像器件或 CMOS成像器件。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種低照度攝像機(jī)成像控制裝置，包括保存從成像及數(shù)字化部件讀取的圖像幀數(shù)據(jù)的緩存器；根據(jù)圖像幀數(shù)據(jù)計(jì)算圖像的灰度分布和統(tǒng)計(jì)特征的計(jì)算單元；確定電子快門(mén)速度的快門(mén)速度確定單元；確定電荷自動(dòng)增益調(diào)整級(jí)別的增益調(diào)整級(jí)別確定單元；根據(jù)圖像幀數(shù)據(jù)對(duì)圖像的直方圖進(jìn)行變換和/或平移，并確定圖像幀積分時(shí)間的積分時(shí)間確定單元；確定調(diào)整順序?qū)?yīng)的控制模式的控制模式確定單元；根據(jù)確定的控制模式執(zhí)行參數(shù)調(diào)整的參數(shù)調(diào)整執(zhí)行單元。本實(shí)用新型還涉及一種攝像系統(tǒng)。本實(shí)用新型保證相機(jī)能夠適應(yīng)低照度的工作環(huán)境變化，改善圖像成像質(zhì)量和對(duì)比度，同時(shí)又能抑制工作環(huán)境中出現(xiàn)的強(qiáng)光。
文檔編號(hào)H04N5/235GK202190327SQ20112019610
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者劉中華, 羅紅玉, 陳建國(guó) 申請(qǐng)人:北京瑞瀾聯(lián)合通信技術(shù)有限公司