本發(fā)明涉及一種攝像機(jī)，特別是涉及一種攝像機(jī)曝光方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前應(yīng)用于交通、環(huán)境安全監(jiān)測、地形勘探、光譜分析、透霧監(jiān)測、遠(yuǎn)距離監(jiān)控等領(lǐng)域上的攝像機(jī)有很多種類及款式，每種攝像機(jī)的具體抓拍并不相同?，F(xiàn)有市場上的用于補(bǔ)光的大功率led補(bǔ)光燈具，其頻率固定或輸出光時間，并不能與各種攝像機(jī)在拍攝時進(jìn)行準(zhǔn)確同步，使攝像機(jī)進(jìn)行拍攝時，在光線不足的情況下，不能使該攝像機(jī)在拍攝時得到補(bǔ)光，或者補(bǔ)光不能與攝像機(jī)的拍攝準(zhǔn)確同步，從而不能實(shí)現(xiàn)完全同步曝光，影響了攝像機(jī)拍攝的效果，尤其是在交通上，由于在夜晚拍照時，補(bǔ)光燈處于較長時間的高亮狀態(tài)；且補(bǔ)光燈的功率較大導(dǎo)致光污染和能源浪費(fèi)以及補(bǔ)光燈高亮度引起駕駛員操作失誤現(xiàn)象發(fā)生；另外，在霧天進(jìn)行拍攝時，由于不具備去霧功能，從而導(dǎo)致拍攝效果不清晰。

因此本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于開發(fā)一種補(bǔ)光燈開啟時間與圖像傳感器曝光時間完全同步，從而實(shí)現(xiàn)同步曝光的攝像機(jī)曝光方法及裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種補(bǔ)光燈開啟時間與圖像傳感器曝光時間完全同步，從而實(shí)現(xiàn)同步曝光的攝像機(jī)曝光方法及裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種攝像機(jī)曝光方法，通過圖像傳感器采集目標(biāo)圖像，將采集的目標(biāo)圖像傳輸至中央控制處理模塊，中央控制處理模塊對照明驅(qū)動控制模塊驅(qū)動控制，同時產(chǎn)生延時計時；照明驅(qū)動控制模塊接收控制輸入后產(chǎn)生信號驅(qū)動主動照明模塊；延時計時為：

△t=△t1+△t2+△t3

式中：△t1為照明驅(qū)動控制模塊固定延時時間；

△t2為主動照明模塊固定延時時間；

△t3為光路時間差；△t3=2s/c；c為光速，2s為主動照明模塊與被拍攝物體以及被拍攝物體到圖像傳感器的距離之和；

△t為延時計時時間；

當(dāng)延遲計時完成時，主動照明模塊發(fā)出的光信號被拍攝物體反射到圖像傳感器上，圖像傳感器開始曝光；當(dāng)圖像傳感器曝光時間等于主動照明模塊開啟時間時，圖像傳感器完成曝光，中央控制處理模塊讀取圖像傳感器中的圖像信息。

為了能夠?qū)λ杉降膱D像數(shù)據(jù)或中央控制處理模塊所處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并可被中央控制處理模塊讀取調(diào)用，所述中央控制處理模塊讀取所述圖像傳感器中的圖像信息，并將圖像信息儲存到數(shù)據(jù)儲存模塊。

為了便于與外部系統(tǒng)的交互，所述中央控制處理模塊通過數(shù)據(jù)端口與顯示端連接完成與外部系統(tǒng)的交互。

為了能夠在濃霧條件下得到清晰的圖像，所述主動照明模塊為紅外補(bǔ)光燈；所述圖像傳感器為紅外圖像傳感器。

一種攝像機(jī)曝光裝置，包括：

圖像傳感器，被設(shè)定了曝光時間，對物體進(jìn)行攝像；

主動照明模塊，被設(shè)定了照明時間，用于產(chǎn)生光線對物體進(jìn)行照明，照明時間等于圖像傳感器的曝光時間，且主動照明模塊具有固定延時時間△t2；

照明驅(qū)動控制模塊，用于驅(qū)動主動照明模塊工作，且照明驅(qū)動控制模塊具有固定延時時間△t1；

中央控制處理模塊，用于計算延時計時△t，并且命令照明驅(qū)動控制模塊開始工作，該命令的發(fā)出時間點(diǎn)相比圖像傳感器開始工作的時間點(diǎn)提前△t時間段，

△t=△t1+△t2+△t3

△t3為光路時間差；△t3=2s/c；c為光速，2s為主動照明模塊與被拍攝物體以及被拍攝物體到圖像傳感器的距離之和。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠使補(bǔ)光燈開啟時間與圖像傳感器曝光時間一樣長，能實(shí)現(xiàn)同步曝光，不僅可以避免光污染和節(jié)約能源，而且避免了補(bǔ)光燈高亮度引起駕駛員操作失誤現(xiàn)象發(fā)生。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施方式示意圖。

圖2是本發(fā)明的中央控制處理模塊程序流程示意圖。

圖3是本發(fā)明固定場景拍攝示意圖。

圖4是本發(fā)明主動照明模塊與圖像傳感器曝光時序信號示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1

如圖1至圖4所示，一種攝像機(jī)曝光方法，通過圖像傳感器2采集目標(biāo)圖像，將采集的目標(biāo)圖像傳輸至中央控制處理模塊1，中央控制處理模塊1對照明驅(qū)動控制模塊3驅(qū)動控制，同時產(chǎn)生延時計時；照明驅(qū)動控制模塊3接收控制輸入后產(chǎn)生信號驅(qū)動主動照明模塊4；延時計時為：

△t=△t1+△t2+△t3

式中：△t1為照明驅(qū)動控制模塊3固定延時時間；

△t2為主動照明模塊4固定延時時間；

△t3為光路時間差；△t3=2s/c；c為光速，2s為主動照明模塊4與被拍攝物體以及被拍攝物體反射到圖像傳感器2的距離之和；

△t為延時計時時間；

當(dāng)延遲計時完成時，主動照明模塊4發(fā)出的光信號被被拍攝物體反射到圖像傳感器2上，圖像傳感器2開始曝光；當(dāng)圖像傳感器2曝光時間等于主動照明模塊4開啟時間時，圖像傳感器2完成曝光；中央控制處理模塊1讀取圖像傳感器2中的圖像信息，并將圖像信息儲存到數(shù)據(jù)儲存模塊5。中央控制處理模塊1通過數(shù)據(jù)端口與顯示端連接完成與外部系統(tǒng)的交互。

本實(shí)施例中還設(shè)置有電源管理模塊6，電源管理模塊6與系統(tǒng)內(nèi)所需供電模塊連接，依據(jù)不同模塊所使用的電壓和電流進(jìn)行供給。其中圖像傳感器2可以是標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)波段的常用的可見光圖像傳感器，也可以是包含紅外、紫外及其他波段的圖像傳感器，本實(shí)施例中，圖像傳感器2為紅外圖像傳感器。

本發(fā)明中的主動照明模塊4可以為led補(bǔ)光燈或紅外補(bǔ)光燈；本實(shí)施例中，主動照明模塊4為led補(bǔ)光燈。在濃霧天氣時，也可將led補(bǔ)光燈更換成紅外補(bǔ)光燈，將圖像傳感器2更換成紅外圖像傳感器，從而能夠在濃霧條件下得到清晰的圖像。

本實(shí)施例中，通過中央控制處理模塊1完成對圖像傳感器2的配置與交互，對數(shù)據(jù)存儲模塊5進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲與讀取，實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動控制模塊3的驅(qū)動控制，并通過數(shù)據(jù)通信端口完成與外部系統(tǒng)的交互。中央控制處理模塊1連接有照明驅(qū)動控制模塊3，其中照明驅(qū)動控制模塊3具有高精度、可控的延時時間，并根據(jù)中央控制處理模塊1的輸出信號完成對主動照明模塊4的控制。所述照明驅(qū)動控制模塊3連接有主動照明模塊4；該主動照明模塊4具有高精度、可控的延時時間，其輸出光強(qiáng)、光波長等信息依據(jù)不同的使用環(huán)境可選擇。所述中央控制處理模塊1通過數(shù)據(jù)通訊端口連接有顯示端。所述中央控制處理模塊1連接有數(shù)據(jù)儲存模塊5。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)儲存模塊5用于對所采集到的圖像數(shù)據(jù)或中央控制處理模塊1所處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并可被中央控制處理模塊1讀取調(diào)用。

圖像傳感器2用于采集目標(biāo)圖像；中央控制處理模塊1用于對圖像傳感器2進(jìn)行配置以及對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲模塊5進(jìn)行存儲，通過通訊端口將視頻數(shù)據(jù)傳到顯示端（該顯示端通過數(shù)據(jù)通訊端口與中央控制處理模塊1連接）；視頻時鐘信號和圖像傳感器2的曝光積分信號作為參考，產(chǎn)生驅(qū)動信號；照明驅(qū)動控制模塊3依據(jù)視頻的驅(qū)動信號對主動照明模塊4進(jìn)行驅(qū)動；主動照明模塊4作為圖像傳感器2的補(bǔ)光光源，通過算法產(chǎn)生精確同步的補(bǔ)光源，起到同步曝光的目的。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比能夠用于透霧監(jiān)測、道路交通監(jiān)測及遠(yuǎn)距離主動探測的攝像機(jī)曝光方法，它包括用于獲取圖像信息的圖像傳感器2，用于數(shù)據(jù)處理及同步曝光信號產(chǎn)生的中央控制處理模塊1，用于驅(qū)動主動照明模塊4的照明驅(qū)動控制模塊3，用于與圖像傳感器2同步曝光的主動照明模塊4，用于數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)存儲模塊5以及用于為各個模塊提供電源的電源管理模塊6；中央控制處理模塊1驅(qū)動圖像傳感器2，產(chǎn)生幀周期信號，曝光信號，并依據(jù)基準(zhǔn)時鐘信號產(chǎn)生同步曝光信號，并通過對采集的圖像傳感器2數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理。

圖像傳感器2曝光與其補(bǔ)光精確同步極大地降低系統(tǒng)的功耗。由于大大減少了補(bǔ)光燈的照射時間，避免了補(bǔ)光燈光線對人眼的刺激，在道路交通監(jiān)控上具有極大地應(yīng)用價值，若采用具有很強(qiáng)隱蔽性的紅外激光作為補(bǔ)光光源，采用具有硬件除霧功能的紅外圖像傳感器，使得攝像機(jī)具有低功耗、透霧監(jiān)測，遠(yuǎn)距離主動探測功能，大大擴(kuò)展目前可見光攝像機(jī)的使用場景。

本攝像機(jī)的目的是實(shí)現(xiàn)完全的同步曝光，即如圖3所示：主動照明模塊補(bǔ)光燈先亮起，光線從補(bǔ)光燈射出，打到被攝物體表面并由于光線的反射作用，到達(dá)攝像機(jī)的圖像傳感器2，此時圖像傳感器2開始進(jìn)行曝光，當(dāng)補(bǔ)光燈關(guān)閉，并在光路到達(dá)攝像機(jī)的圖像傳感器2時，此時為攝像機(jī)的曝光結(jié)束時間點(diǎn)，從而達(dá)到100%同步曝光的目的。

實(shí)現(xiàn)完全的同步曝光與現(xiàn)已有的攝像機(jī)相比有如下優(yōu)勢：

1）市面上的攝像機(jī)尤其是使用在交通應(yīng)用上的攝像機(jī)與補(bǔ)光燈分離，并且采用的補(bǔ)光燈驅(qū)動一般為攝像機(jī)的場同步信號，補(bǔ)光燈的出光時間較長，無法與攝像機(jī)的曝光時間同步。

2）采用補(bǔ)光與攝像機(jī)的曝光時間完全同步，最大的減小補(bǔ)光燈消耗的功率，從而降低攝像機(jī)的整機(jī)功耗，在長時間應(yīng)用場合上能夠減少供電能源的浪費(fèi)。

3）采用補(bǔ)光與攝像機(jī)的曝光時間完全同步，由于曝光時間只有ms級別，使得最大的減少補(bǔ)光時間，降低光污染，實(shí)現(xiàn)隱蔽攝像功能（即在光線比較暗的情況下，開啟補(bǔ)光燈，被攝區(qū)域人眼感應(yīng)不到補(bǔ)光光線），在交通拍照應(yīng)用上，降低到人眼不能感應(yīng)的狀態(tài)，消除因交通拍照導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

4）若采用紅外圖像傳感器配合紅外補(bǔ)光燈，除上述的優(yōu)勢以外，還具有硬件除霧功能，在濃霧條件下能夠得到較為清晰的圖像。

將攝像機(jī)應(yīng)用于道路監(jiān)控時，開啟攝像機(jī)，在攝像機(jī)開始工作時，中央控制處理模塊1通過對所拍攝的視頻圖像進(jìn)行圖像質(zhì)量分析，不斷調(diào)整延時控制參數(shù)?，當(dāng)取得最佳質(zhì)量圖像時，攝像機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，并以此控制參數(shù)作為下次拍攝時的延遲控制參數(shù)?，如圖3固定場景拍攝示例所示，因?yàn)閿z像機(jī)拍攝物體趨于一個較為穩(wěn)定的位置，主動照明模塊4發(fā)出的光信號與被拍攝物體以及被拍攝物體到圖像傳感器2的距離可以認(rèn)為是一個固定值2s，主動照明模塊4發(fā)出的補(bǔ)光光信號從發(fā)出達(dá)到被拍攝物體上，并被反射到圖像傳感器2上的時間差△t3=2s/c；c為光速。

如圖4示為補(bǔ)光燈與圖像傳感器2曝光時序信號圖。本實(shí)施例中，通過led燈作為主動照明模塊4補(bǔ)光光源（激光器也可替代led燈），其開啟時間在納秒級別并可計算，而圖像傳感器2曝光時間在毫秒級別，中央控制處理模塊1可以通過圖像傳感器2的曝光時間以及驅(qū)動控制模塊延時△t1，主動照明模塊開啟延時△t2，來精確的得到延時控制參數(shù)?，其中t為攝像機(jī)的幀周期。

主動照明模塊4的開啟時長與圖像傳感器2的曝光時間長一致，也通過中央控制處理模塊1來實(shí)現(xiàn)調(diào)整，從而達(dá)到了精確同步曝光的目的，由于大大減少了補(bǔ)光燈的照射時間，避免了補(bǔ)光燈光線對人眼的刺激，減少了光污染。

基于攝像機(jī)曝光方法，采用主動照明模塊4作為補(bǔ)光光源，圖像傳感器2（紅外圖像傳感器）可以將其響應(yīng)波段擴(kuò)展到0.4～2.6μm，具有較好的紅外響應(yīng)性能；通過精確的同步曝光算法，只在曝光積分時間進(jìn)行同步補(bǔ)光，由于補(bǔ)光的光照時間短，大大降低了整機(jī)的功耗，硬件的去霧功能加上算法的圖像去霧，使得拍攝效果更加理想。本發(fā)明可將主動照明模塊4設(shè)置為紅外激光器作為補(bǔ)光燈，其具有拍攝距離遠(yuǎn)，隱蔽性強(qiáng)，透霧能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

圖像傳感器2（紅外圖像傳感器）與主動照明模塊4一起組成攝像機(jī)，攝像機(jī)處于自動觸發(fā)連續(xù)工作模式，并且其中的主動照明模塊4發(fā)出與圖像傳感器2（紅外圖像傳感器）曝光信號同步的脈沖觸發(fā)激光信號。根據(jù)回波信號到達(dá)時間、照明驅(qū)動控制模塊3、主動照明模塊4固有延遲時間來確定圖像傳感器2（紅外圖像傳感器）的開始曝光時間，從而實(shí)現(xiàn)了主動隱蔽式攝像模式。中央控制處理模塊1產(chǎn)生的基準(zhǔn)時鐘信號、驅(qū)動模塊驅(qū)動信號及紅外圖像傳感器曝光信號波形（參見圖4）。

圖像傳感器曝光起始時間△t=照明驅(qū)動控制模塊固有延時△t1+主動照明模塊固定延時△t2+激光回波時間。

本發(fā)明相比于市場上的同步曝光攝像機(jī)，本發(fā)明中的圖像傳感器2曝光與其補(bǔ)光精確同步，其具有更低功耗、透霧監(jiān)測，遠(yuǎn)距離主動探測功能，大大擴(kuò)展目前可見光攝像機(jī)的使用場景。

另外，本實(shí)施中，圖像傳感器2可以采用的具體型號為imx174。中央控制處理模塊1可以采用xilinx-artix7系列的fpga，具體型號為xc7a200t。驅(qū)動控制模塊3可以采用分立器件搭建，具有較低的延時和較強(qiáng)的驅(qū)動能力。主動照明模塊4為led燈，具體型號為sk-led48-psc2，其補(bǔ)光時間在2ms-5ms可調(diào)；或者主動照明模塊4采用近紅外激光器，具體型號為sk-ir6。數(shù)據(jù)存儲模塊5采用為ddr2高速存儲芯片，具體型號為：mt47h64m16hr。

實(shí)施例2

如圖1至圖4所示，一種攝像機(jī)曝光裝置，包括：

圖像傳感器2，被設(shè)定了曝光時間，對物體進(jìn)行攝像。

主動照明模塊4，被設(shè)定了照明時間，用于產(chǎn)生光線對物體進(jìn)行照明，照明時間等于圖像傳感器2的曝光時間，且所述主動照明模塊4具有固定延時時間△t2。

照明驅(qū)動控制模塊3，用于驅(qū)動主動照明模塊4工作，且照明驅(qū)動控制模塊3具有固定延時時間△t1。

中央控制處理模塊1，用于計算延時計時△t，并且命令照明驅(qū)動控制模塊3開始工作，該命令的發(fā)出時間點(diǎn)相比所述圖像傳感器2開始工作的時間點(diǎn)提前△t時間段。

△t=△t1+△t2+△t3

△t3為光路時間差；△t3=2s/c；c為光速，2s為主動照明模塊4發(fā)出的光源與被拍攝物體以及被拍攝物體反射到圖像傳感器的距離。

本裝置通過圖像傳感器2采集目標(biāo)圖像，將采集的目標(biāo)圖像傳輸至中央控制處理模塊1，中央控制處理模塊1對照明驅(qū)動控制模塊3驅(qū)動控制，同時產(chǎn)生延時計時；照明驅(qū)動控制模塊3接收控制輸入后產(chǎn)生信號驅(qū)動主動照明模塊4。

當(dāng)延遲計時完成時，主動照明模塊4將光源反射到圖像傳感器2上，圖像傳感器2開始曝光；當(dāng)圖像傳感器2曝光時間等于主動照明模塊4開啟時間時，圖像傳感器2完成曝光，中央控制處理模塊1讀取圖像傳感器2中的圖像信息。并將圖像信息儲存到數(shù)據(jù)儲存模塊5。中央控制處理模塊1通過數(shù)據(jù)端口與顯示端連接完成與外部系統(tǒng)的交互。圖像傳感器2曝光起始時間△t=照明驅(qū)動控制模塊固有延時△t1+主動照明模塊固定延時△t2+激光回波時間。

本攝像機(jī)的目的是實(shí)現(xiàn)完全的同步曝光，即如圖3所示：主動照明模塊4補(bǔ)光燈先亮起，光線從補(bǔ)光燈射出，打到被攝物體表面并由于光線的反射作用，到達(dá)攝像機(jī)的圖像傳感器，此時圖像傳感器開始進(jìn)行曝光，當(dāng)補(bǔ)光燈關(guān)斷，并在光路到達(dá)攝像機(jī)的圖像傳感器時，此時為攝像機(jī)的曝光結(jié)束時間點(diǎn)，從而達(dá)到100%同步曝光的目的。

實(shí)現(xiàn)完全的同步曝光與現(xiàn)已有的攝像機(jī)相比有如下優(yōu)勢：

1）市面上的攝像機(jī)尤其是使用在交通應(yīng)用上的攝像機(jī)與補(bǔ)光燈分離，并且采用的補(bǔ)光燈驅(qū)動一般為攝像機(jī)的場同步信號，補(bǔ)光燈的出光時間較長，無法與攝像機(jī)的曝光時間同步。

2）采用補(bǔ)光與攝像機(jī)的曝光時間完全同步，最大的減小補(bǔ)光燈消耗的功率，從而降低攝像機(jī)的整機(jī)功耗，在長時間應(yīng)用場合上能夠減少供電能源的浪費(fèi)。

3）采用補(bǔ)光與攝像機(jī)的曝光時間完全同步，由于曝光時間只有ms級別，使得最大的減少補(bǔ)光時間，降低光污染，實(shí)現(xiàn)隱蔽攝像功能（即在光線比較暗的情況下，開啟補(bǔ)光燈，被攝區(qū)域人眼感應(yīng)不到補(bǔ)光光線），在交通拍照應(yīng)用上，降低到人眼不能感應(yīng)的狀態(tài)，消除因交通拍照導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

4）若采用紅外圖像傳感器配合紅外補(bǔ)光燈，除上述的優(yōu)勢以外，還具有硬件除霧功能，在濃霧條件下能夠得到較為清晰的圖像。

本實(shí)施例中還設(shè)置有電源管理模塊6，電源管理模塊6與系統(tǒng)內(nèi)所需供電模塊連接，依據(jù)不同模塊所使用的電壓和電流進(jìn)行供給。本發(fā)明中，圖像傳感器2可以是標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)波段的常用的可見光圖像傳感器，也可以是包含紅外、紫外及其他波段的圖像傳感器，本實(shí)施例中，圖像傳感器2為紅外圖像傳感器。

本發(fā)明中的主動照明模塊4可以為led補(bǔ)光燈或紅外補(bǔ)光燈；本實(shí)施例中，主動照明模塊4為led補(bǔ)光燈。在濃霧天氣時，可將led補(bǔ)光燈更換成紅外補(bǔ)光燈，將圖像傳感器2更換成紅外圖像傳感器，從而能夠在濃霧條件下得到清晰的圖像。

本實(shí)施例，通過中央控制處理模塊1完成對圖像傳感器2的配置與交互，對數(shù)據(jù)存儲模塊5進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲與讀取，實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動控制模塊3的驅(qū)動控制，并通過數(shù)據(jù)通信端口完成與外部系統(tǒng)的交互。中央控制處理模塊1連接有照明驅(qū)動控制模塊3，其中照明驅(qū)動控制模塊3具有高精度、可控的延時時間，并根據(jù)中央控制處理模塊1的輸出信號完成對主動照明模塊4的控制。所述照明驅(qū)動控制模塊3連接有主動照明模塊4；該主動照明模塊4具有高精度、可控的延時時間，其輸出光強(qiáng)、光波長等信息依據(jù)不同的使用環(huán)境可選擇。所述中央控制處理模塊1通過數(shù)據(jù)通訊端口連接有顯示端。所述中央控制處理模塊1連接有數(shù)據(jù)儲存模塊5。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)儲存模塊5用于對所采集到的圖像數(shù)據(jù)或中央控制處理模塊1所處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并可被中央控制處理模塊1讀取調(diào)用。

圖像傳感器2用于采集目標(biāo)圖像；中央控制處理模塊1用于對圖像傳感器2進(jìn)行配置以及對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲模塊5進(jìn)行存儲5，通過通訊端口將視頻數(shù)據(jù)傳到顯示端（該顯示端通過數(shù)據(jù)通訊端口與中央控制處理模塊1連接）；視頻時鐘信號和圖像傳感器2的曝光積分信號作為參考，產(chǎn)生驅(qū)動信號；照明驅(qū)動控制模塊3依據(jù)視頻的驅(qū)動信號對主動照明模塊4進(jìn)行驅(qū)動；主動照明模塊4作為圖像傳感器2的補(bǔ)光光源，通過算法產(chǎn)生精確同步的補(bǔ)光源，起到同步曝光的目的。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比能夠用于透霧監(jiān)測、道路交通監(jiān)測及遠(yuǎn)距離主動探測的攝像機(jī)曝光方法，它包括用于獲取圖像信息的圖像傳感器2，用于數(shù)據(jù)處理及同步曝光信號產(chǎn)生的中央控制處理模塊1，用于驅(qū)動主動照明模塊的照明驅(qū)動控制模塊3，用于與圖像傳感器2同步曝光的主動照明模塊4，用于數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)存儲模塊5以及用于為各個模塊提供電源的電源管理模塊6。中央控制處理模塊1驅(qū)動紅外圖像傳感器，產(chǎn)生幀周期信號，曝光信號，并依據(jù)基準(zhǔn)時鐘信號產(chǎn)生同步曝光信號，并通過對采集的紅外圖像傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理。

圖像傳感器2曝光與其補(bǔ)光精確同步極大地降低系統(tǒng)的功耗。由于大大減少了補(bǔ)光燈的照射時間，避免了補(bǔ)光燈光線對人眼的刺激，在道路交通監(jiān)控上具有極大地應(yīng)用價值，若采用具有很強(qiáng)隱蔽性的紅外激光作為補(bǔ)光光源，采用具有硬件除霧功能的紅外圖像傳感器，使得攝像機(jī)具有低功耗、透霧監(jiān)測，遠(yuǎn)距離主動探測功能，大大擴(kuò)展目前可見光攝像機(jī)的使用場景。

將攝像機(jī)應(yīng)用于道路監(jiān)控時，開啟攝像機(jī)，在攝像機(jī)開始工作時，中央控制處理模塊1通過對所拍攝的視頻圖像進(jìn)行圖像質(zhì)量分析，不斷調(diào)整延時控制參數(shù)?，當(dāng)取得最佳質(zhì)量圖像時，相機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，并以此控制參數(shù)作為下次拍攝時的延遲控制參數(shù)?，如圖3固定場景拍攝示例所示，因?yàn)閿z像機(jī)拍攝物體趨于一個較為穩(wěn)定的位置，主動照明模塊4發(fā)出的光源與被拍攝物體以及被拍攝物體反射到圖像傳感器的距離可以認(rèn)為是一個固定值2s，主動照明模塊4發(fā)出的補(bǔ)光光源從發(fā)出達(dá)到被拍攝物體上，并被反射到圖像傳感器上的時間差△t3=2s/c；c為光速。

如圖4示為補(bǔ)光燈與圖像傳感器曝光時序信號圖。由于led或者激光器作為補(bǔ)光光源，其開啟時間在納秒級別并可就算，而圖像傳感器曝光時間在毫秒級別，中央控制處理模塊1可以通過圖像傳感器2的曝光時間以及驅(qū)動控制模塊延時△t1，主動照明模塊開啟延時△t2，來精確的得到延時控制參數(shù)?，其中t為攝像機(jī)的幀周期。

主動照明模塊4的開啟時長與圖像傳感器2的曝光時間長一致，也通過中央控制處理模塊1來實(shí)現(xiàn)調(diào)整，從而達(dá)到了精確同步曝光的目的，由于大大減少了補(bǔ)光燈的照射時間，避免了補(bǔ)光燈光線對人眼的刺激，減少了光污染。

本實(shí)施例中采用主動式主動照明模塊4作為補(bǔ)光光源，圖像傳感器2（紅外圖像傳感器）可以將其響應(yīng)波段擴(kuò)展到0.4～2.6μm，具有較好的紅外響應(yīng)性能；通過精確的同步曝光算法，只在曝光積分時間進(jìn)行同步補(bǔ)光，由于補(bǔ)光的光照時間短，大大降低了整機(jī)的功耗，硬件的去霧功能加上算法的圖像去霧，使得拍攝效果更加理想。本發(fā)明中，將主動照明模塊4設(shè)置為紅外激光器作為補(bǔ)光燈，其具有拍攝距離遠(yuǎn)，隱蔽性強(qiáng)，透霧能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

圖像傳感器2與主動照明模塊4一起組成攝像機(jī)，攝像機(jī)處于自動觸發(fā)連續(xù)工作模式，并且其中的主動照明模塊4發(fā)出與圖像傳感器2（紅外圖像傳感器）曝光信號同步的脈沖觸發(fā)激光信號。根據(jù)回波信號到達(dá)時間、照明驅(qū)動控制模塊3、主動照明模塊4固有延遲時間來確定圖像傳感器2（紅外圖像傳感器）的開始曝光時間，從而實(shí)現(xiàn)了主動隱蔽式攝像模式。中央控制處理模塊1產(chǎn)生的基準(zhǔn)時鐘信號、驅(qū)動模塊驅(qū)動信號及紅外圖像傳感器曝光信號波形（參見圖4）。

本發(fā)明相比于市場上的同步曝光攝像機(jī)，本發(fā)明中的圖像傳感器2曝光與補(bǔ)光精確同步，其具有更低功耗、透霧監(jiān)測，遠(yuǎn)距離主動探測功能，大大擴(kuò)展目前可見光攝像機(jī)的使用場景。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。