曝光補償裝置和方法、以及紅外攝像機的製作方法
2023-05-26 10:14:46
專利名稱：曝光補償裝置和方法、以及紅外攝像機的製作方法
技術領域：
本發明涉及攝像技術領域，尤其涉及一種曝光補償裝置和方法、以及紅外攝像機。
背景技術：
攝像機在成像時，曝光光線的強弱控制非常重要，曝光參數一般通過曝光時間和光圈大小來控制。曝光時間與曝光光線成反比關係，曝光光線越強，那麼曝光時間就越短， 反之，曝光光線越弱，曝光時間就需要越長。而光圈的大小與曝光光線的強弱成反比關係， 曝光光線越強，則控制光圈越小，反之，曝光光線越弱，則控制光圈越大。為實現攝像機在較暗的環境下正常工作，尤其是夜晚也能正常工作，僅僅通過控制曝光時間和光圈大小顯然不能解決問題，於是引入了紅外光曝光補償技術。紅外光曝光補償技術重要的一點是使得曝光光線=自然光+紅外光，以增加自然光在夜晚或者較暗的環境中的強度，克服傳統攝像機不能在夜晚或較暗的環境中正常成像的缺陷，這種帶紅外燈的攝像機就是紅外攝像機。2007年11月7日公開的申請號為「200710097458. 3」的發明專利申請文件中，公
開了一種數字圖像的曝光補償方法，該方法是通過初始曝光值的數字圖像中的像素亮度值計算出初始邊緣能量值，並通過改變曝光補償值而得到一最大邊緣能量值，對應於所述最大邊緣能量值的曝光補償值即為最佳曝光補償值，如果所述最大邊緣能量值與所述初始邊緣能量值的差值大於一閾值，則將所述初始曝光值補償所述最佳曝光曝光補償值後的數值作為目前的曝光值補償；反之，則直接以所述初始曝光值作為目前的曝光值補償。上述專利雖然對傳統的曝光補償方法進行了改進，但是其判定依據初始曝光值的數字圖像中像素的亮度值來來尋求一個最佳曝光補償值，而這個最佳曝光補償值的並不隨外界光線環境的實時變化而快速做出反應，因此，僅僅根據初始曝光值的數字圖像像素的亮度值得到的最佳曝光補償值並不準確。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種曝光補償裝置和方法、以及紅外攝像機， 能夠根據外界光線環境的實時變化準確地得到一個最佳曝光補償值，從而可以在多種光線條件下使得攝像機均可獲得目標物的清晰穩定圖像。為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是提供一種曝光補償方法，包括以下步驟將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度。其中，在記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值的步驟之前，還包括獲取整個拍攝畫面的亮度值，當所述整個拍攝畫面的亮度值低於第五閾值時開啟紅外發射設備。其中，在減少紅外發射設備的紅外線發射強度的步驟中，所述減少紅外發射設備的紅外線發射強度是通過減少控制驅動電流的脈衝寬度來進行調節的。其中，在增加紅外發射設備的紅外線發射強度的步驟中，所述增加紅外發射設備的紅外線發射強度是通過增加控制驅動電流的脈衝寬度來進行調節的。為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是提供一種曝光補償裝置， 包括畫面分割模塊用於將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；亮度記錄模塊用於記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；第一紅外調整模塊若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度。其中，所述裝置還包括第二紅外調整模塊所述第二紅外調整模塊用於獲取整個拍攝畫面的亮度值，當所述整個拍攝畫面的亮度值低於第五閾值時開啟紅外發射設備。其中，所述裝置還包括脈衝寬度調製模塊，所述脈衝寬度調製模塊用於驅動所述紅外發射設備，且通過增加控制驅動電流的脈衝寬度來增加紅外發射設備的紅外線發射強度，並通過減少控制驅動電流的脈衝寬度來減少紅外發射設備的紅外線發射強度。為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是提供一種紅外攝像機，包括上述的曝光補償裝置。本發明的有益效果是區別於僅僅根據初始曝光值的數字圖像像素的亮度值得到的最佳曝光補償值並不準確的缺陷，本發明通過將畫面進行分割，並根據分割後的小塊畫面的亮度值及亮度變化值來判定曝光補償值是否在預定範圍內，這樣的最佳曝光補償值是能夠根據外界光線環境的實時變化準確地得到，從而可以使得攝像機工作在多種光線條件下，均可獲得目標物的清晰穩定圖像。
圖1是本發明曝光補償方法實施例的步驟流程圖；圖2是本發明曝光補償裝置第一實施例的結構示意圖；圖3是本發明曝光補償裝置第二實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。請參閱圖1，本發明曝光補償方法實施例，包括以下步驟步驟101 將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；步驟102 記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；步驟103 若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度。
將目標物體所在的被拍攝區進行劃分和亮度及亮度變化值進行記錄，可以對每個小塊的光線進行分別判定，以提高光線亮度的判定精度和準確性。當某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值時，認為光線太強烈導致過曝，而需要減少紅外發射設備發射的紅外補償光線，以降低曝光區所需曝光光線。當若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值時，認為光線太暗導致過暗，而需要增加紅外發射設備發射的紅外補償光線，以提高曝光區所需曝光光線。第一閾值和第三閾值是亮度值，第二閾值和第四閾值是亮度變化值。以上可以了解，區別於僅僅根據初始曝光值的數字圖像像素的亮度值得到的最佳曝光補償值並不準確的缺陷，本發明通過將畫面進行分割，並根據分割後的小塊畫面的亮度值及亮度變化值來判定曝光補償值是否在預定範圍內，這樣的最佳曝光補償值是能夠根據外界光線環境的實時變化準確地得到，從而可以使得攝像機工作在多種光線條件下，均可獲得目標物的清晰穩定圖像。在記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值的步驟之前，還包括獲取整個拍攝畫面的亮度值，當所述整個拍攝畫面的亮度值低於第五閾值時開啟紅外發射設備。通過判定拍攝畫面的整體亮度值，以判定自然環境光線是否足夠達到最佳曝光，如果不夠，則表明需要開啟紅外發射設備，利用紅外線對光線進行補償，以根據外界光線環境的實時變化準確地得到一個最佳曝光補償值，從而使得攝像機工作在多種光線條件下，均可獲得目標物的清晰穩定圖像。在另一實施例中，在減少紅外發射設備的紅外線發射強度的步驟中，減少紅外發射設備的紅外線發射強度是通過減少控制驅動電流的脈衝寬度來進行調節的。在增加紅外發射設備的紅外線發射強度的步驟中，增加紅外發射設備的紅外線發射強度是通過增加控制驅動電流的脈衝寬度來進行調節的。當然，可以通過控制驅動電流的脈衝寬度來調節驅動電流的大小，也可以通過其他的改變電流值的方式來改變紅外發射設備的紅外發射強度。本發明把被拍攝區的整個畫面分為若干塊，記錄每一塊亮度，Yl............Yn0
在紅外燈變化過程中，記錄這塊的亮度變化，ΔYl......八^1，塊過暴門閥^1^0，THRdyO,
塊過暗門閥THRyl，THRdyl，在紅外增加過程中，若某一塊作> THRyO而且仇> ATHRdyO，則認為紅外引起過暴。在紅外減少過程中，若某一塊作 Δ THRdyl，則認為紅外引起過暗。請參閱圖2，本發明曝光補償裝置的第一實施例，包括畫面分割模塊201 用於將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；亮度記錄模塊202 用於記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；第一紅外調整模塊203 若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度。以上可以了解，區別於僅僅根據初始曝光值的數字圖像像素的亮度值得到的最佳曝光補償值並不準確的缺陷，本發明通過畫面分割模塊201將畫面進行分割，並通過亮度記錄模塊202記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值，第一紅外調整模塊203根據分割後的小塊畫面的亮度值及亮度變化值來判定曝光補償值是否在預定範圍內，這樣的最佳曝光補償值是能夠根據外界光線環境的實時變化準確地得到，從而可以使得攝像機工作在多種光線條件下，均可獲得目標物的清晰穩定圖像。請參閱圖3，本發明曝光補償裝置的第二實施例，包括畫面分割模塊301 用於將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；亮度記錄模塊302 用於記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；第一紅外調整模塊303 若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度；第二紅外調整模塊304 用於獲取整個拍攝畫面的亮度值，當整個拍攝畫面的亮度值低於第五閾值時開啟紅外發射設備。以上可以了解，區別於僅僅根據初始曝光值的數字圖像像素的亮度值得到的最佳曝光補償值並不準確的缺陷，本發明通過畫面分割模塊301將畫面進行分割，並通過亮度記錄模塊302記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值，第一紅外調整模塊303根據分割後的小塊畫面的亮度值及亮度變化值來判定曝光補償值是否在預定範圍內，第二紅外調整模塊304還用於判定是否需要開啟紅外設備，通過第一紅外調整模塊303和第二紅外調整模塊304配合作用，得到的最佳曝光補償值是能夠根據外界光線環境的實時變化準確地得到，從而可以使得攝像機工作在多種光線條件下，均可獲得目標物的清晰穩定圖像。在另一實施例中，曝光補償裝置還包括脈衝寬度調製模塊，脈衝寬度調製模塊用於驅動所述紅外發射設備，且通過增加控制驅動電流的脈衝寬度來增加紅外發射設備的紅外線發射強度，並通過減少控制驅動電流的脈衝寬度來減少紅外發射設備的紅外線發射強度。本發明實施例的紅外攝像機，包括使用上述的曝光補償裝置。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種曝光補償方法，其特徵在於，包括以下步驟將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值的步驟之前，還包括獲取整個拍攝畫面的亮度值，當所述整個拍攝畫面的亮度值低於第五閾值時開啟紅外發射設備。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在減少紅外發射設備的紅外線發射強度的步驟中，所述減少紅外發射設備的紅外線發射強度是通過減少控制驅動電流的脈衝寬度來進行調節的。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在增加紅外發射設備的紅外線發射強度的步驟中，所述增加紅外發射設備的紅外線發射強度是通過增加控制驅動電流的脈衝寬度來進行調節的。
5.一種曝光補償裝置，其特徵在於，包括畫面分割模塊用於將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；亮度記錄模塊用於記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；第一紅外調整模塊若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於所述裝置還包括第二紅外調整模塊所述第二紅外調整模塊用於獲取整個拍攝畫面的亮度值，當所述整個拍攝畫面的亮度值低於第五閾值時開啟紅外發射設備。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於所述裝置還包括脈衝寬度調製模塊，所述脈衝寬度調製模塊用於驅動所述紅外發射設備，且通過增加控制驅動電流的脈衝寬度來增加紅外發射設備的紅外線發射強度，並通過減少控制驅動電流的脈衝寬度來減少紅外發射設備的紅外線發射強度。
8.—種紅外攝像機，其特徵在於，包括如權利要求5 7任一項所述的曝光補償裝置。
全文摘要
本發明公開了一種曝光補償裝置和方法、以及紅外攝像機，所述方法包括將整個被拍攝區畫面分為若干小塊；記錄開啟紅外發射設備時的每一小塊的亮度值和每一小塊亮度的變化值；若某一小塊的亮度值大於第一閾值且該小塊的亮度變化值大於第二閾值，則減少紅外發射設備的紅外線發射強度；若某一小塊的亮度值小於第三閾值且該小塊的亮度變化值大於第四閾值，則增加紅外發射設備的紅外線發射強度。本發明通過將畫面進行分割，並根據分割後的小塊畫面的亮度值及亮度變化值來判定曝光補償值是否在預定範圍內，可以根據外界光線環境的實時變化準確地得到最佳曝光補償值，使得攝像機工作在多種光線條件下，均可獲得目標物的清晰穩定圖像。
文檔編號H04N5/235GK102368809SQ201110258789
公開日2012年3月7日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者陳冠波 申請人:深圳市先河系統技術有限公司