攝像機濾光片自動切換方法及其裝置的製作方法

2023-05-23 12:50:21

專利名稱：攝像機濾光片自動切換方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子監控領域，特別涉及攝像機濾光片自動切換技術。
背景技術：
電子監控領域的攝像機通常需要M小時工作，黑夜沒有自然光，攝像機很難得到 清晰的圖像。有人提出了增加一個紅外光源，在晚上打開，配合攝像機工作。為了能夠在自然光源和紅外光源下都得到良好的圖像，目前有人採用日夜自動切 換濾光片的方式在白天，濾光片需要切換到截止紅外光的模式，防止紅外光的進入使得圖 像出現偏色；在夜晚，需要切換到感紅外的黑白模式，使得夜晚能出現更好的低照度效果。這種濾光片自動切換的方案有兩種實現方式，但這兩種實現方式都會有攝像機濾 光片切換振蕩的問題。第一種實現方式是用光敏三極體來感光，當照度高於某個值的時候獲得信號切換 到白天模式(即截止紅外模式)，當照度低於某個值的時候獲得信號切換到夜晚模式(即感 紅外模式)。這種實現方式的問題在於，如果是夜晚模式，當物體靠近紅外燈，反射到光敏三極 管上，會導致光敏三極體感光強度增加，光敏三極體自動關閉紅外光源，此時攝像機會切換 到白天模式，然而一旦紅外光源關閉，光敏三極體感應到外源照度不足，又會打開紅外光 源，此時攝像機會切換到夜晚模式。這樣白天夜晚的切換，會導致畫面忽明忽暗，出現振蕩。第二種實現方式是通過讀取電荷藕合器件(Charge Coupled Device，簡稱 「CCD」)/ 互補型金屬氧化物半導體(Complementary Metal-OxideSemiconductor,簡稱 「CMOS」)的感光亮度來判斷是否需要切換到白天模式或夜晚模式。第二種實現方式的問題在於，因為是通過軟體讀取(XD/CM0S反饋的照度來判斷 是否需要進行日夜切換的，如果外界紅外光源比較強，切換到夜晚模式後，會感受大量的紅 外光，從而導致CCD/CMOS反饋的亮度值增加，這個時候系統會切換到白天模式，而白天模 式在截止了紅外光之後，CCD/CMOS又會發出照度不足的判斷，系統又會切到夜晚模式，從而 出現日夜切換的振蕩。在監控領域，紅外燈開啟造成濾光片自動切換時候振蕩的問題，現在沒有很好的 解決方法，因為彩色模式下，必須截止紅外光(波長範圍大約640-780)的進入，否則圖像會 出現偏色的問題。到了夜晚，為了取得更好的低照度效果，需要使得濾光片切換到感紅外的 狀態。由於攝像機無法判斷現在進入的光線是紅外光還是可見光(該可見光波長定義為 400-640)，因此無法避免振蕩問題，一旦出現振蕩，將嚴重幹擾設備的正常工作，畫面會忽 明忽暗，無法獲知正常的圖像。

發明內容
本發明的目的在於提供一種攝像機濾光片自動切換方法及其裝置，可以大大減少 攝像機濾光片在不同模式間振蕩的次數。
為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種攝像機濾光片自動切換方 法，該攝像機濾光片能夠在感紅外模式和截止紅外模式之間切換，包括以下步驟判斷在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門限；如果在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數達到預定門限，則將該攝像機濾光 片強制設定為感紅外模式，並且在預定的持續時長內禁止攝像機濾光片的再次切換。本發明的實施方式還提供了一種攝像機濾光片自動切換裝置，包括切換單元，用於對攝像機濾光片在感紅外模式和截止紅外模式之間切換；判斷單元，用於判斷在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門 限；強制單元，用於在判斷單元輸出表示在預定時長內攝像機濾光片切換的次數達到 預定門限的信號時，控制切換單元將該攝像機濾光片強制設定為感紅外模式，並且在預定 的持續時長內禁止切換單元再次執行切換。本發明實施方式與現有技術相比，主要區別及其效果在於如果在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數達到預定門限，則在一定的持續時 長內強制攝像機濾光片處於感紅外模式，從而可以大大減少攝像機濾光片在不同模式間振 蕩的次數。進一步地，判斷時只依據從截止紅外模式切換到感紅外模式的次數，可以在強制 設定為感紅外模式時，不需要額外的切換，只需要維持當前模式就可以了。進一步地，為不同的時段設置不同的禁止切換的持續時長，可以使對攝像機濾光 片切換振蕩的抑制更靈活和有效。進一步地，為黑夜時間設定一個時間段，如果當前時間處於該時間段，則攝像機濾 光片強制設定為感紅外模式時，禁止次切換的持續時長比其它時間段更長，可以進一步減 少攝像機濾光片在不同模式間振蕩的次數。


圖1是本發明第一實施方式中一種攝像機濾光片自動切換方法的流程示意圖；圖2是本發明第二實施方式中一種攝像機濾光片自動切換方法的流程示意圖；圖3是本發明第四實施方式中一種攝像機濾光片自動切換裝置的結構示意圖；圖4是本發明第五實施方式中一種攝像機濾光片自動切換裝置的結構示意圖；圖5是本發明第六實施方式中一種攝像機濾光片自動切換裝置的結構示意圖。
具體實施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，本 領域的普通技術人員可以理解，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化 和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施 方式作進一步地詳細描述。本發明第一實施方式涉及一種攝像機濾光片自動切換方法。圖1是該攝像機濾光 片自動切換方法的流程示意圖。
該攝像機濾光片能夠在感紅外模式和截止紅外模式之間切換。本發明各實施方式 中所稱的攝像機濾光片可以是一個具有兩種模式的濾光片，也可以是一個裝置，該裝置中 包括一個感紅外的濾光片和一個截止紅外的濾光片，並有一個切換機構用於在這兩個濾光 片之間進行切換。如圖1所示，在步驟101中，監測攝像機濾光片切換動作，判斷在預定時長內攝像 機濾光片切換的次數是否達到預定門限，如果是則進入步驟102，否則繼續執行對切換的監 測和判斷，即，攝像機濾光片仍正常切換，不對其切換作限制。在步驟102中，如果在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數達到預定門限，則將 該攝像機濾光片強制設定為感紅外模式。本發明的各實施方式中，強制設定指的是，如果當 前處於感紅外模式，則保持當前模式，如果當前處於截止紅外模式，則切換到感紅外模式。此後進入步驟103，在預定的持續時長內禁止攝像機濾光片的再次切換。如果在預定時長內攝像機濾光片切換的次數達到預定門限，則在一定的持續時長 內強制攝像機濾光片處於感紅外模式，從而可以大大減少攝像機濾光片在不同模式間振蕩 的次數。在本實施方式的一個優選例子中，攝像機濾光片在感紅外模式和截止紅外模式之 間切換時，包括以下步驟如果攝像機濾光片處於感紅外模式，並且檢測到的光強持續超過預定第一光強閾 值的時間超過預定時間閾值，則攝像機濾光片切換為截止紅外模式。如果攝像機濾光片處於截止紅外模式，並且檢測到光強持續低於預定第二光強閾 值的時間超過預定時間閾值，則攝像機濾光片切換為感紅外模式。可以理解，如果光強正好等於預定光強閾值，可以根據不同的應用環境，將視同超 過預定光強閾值，或視同低於預定光強閾值。上面只是兩種模式之間切換一個優選例子，也可以採用其它的方式實現模式間的 切換，例如，只要超過或低於預定光強閾值馬上就切換；再如如果攝像機濾光片處於感紅外模式，並且在單位時長內(如10分鐘)，光強超過第 一光強閾值的累計時間大於一個門限(如9分鐘)，則攝像機濾光片切換為截止紅外模式。如果攝像機濾光片處於截止紅外模式，並且在單位時長內(如10分鐘)，光強低於 第二光強閾值的累計時間大於一個門限(如9分鐘)，則攝像機濾光片切換為感紅外模式。等等。本發明第二實施方式涉及一種攝像機濾光片自動切換方法。圖2是該攝像機濾光 片自動切換方法的流程示意圖。第二實施方式在第一實施方式的基礎上進行了改進。在步驟201中，讀取亮度信號。可以用多種方法來實現亮度信號的讀取，例如可以通過讀取光敏三極體外圍電 路的反饋信號來獲取當前亮度判斷值。又如，亮度信號的獲得可以直接從CMOS/CCD的寄存 器來讀取，CMOS/CCD通常都有獲取當前亮度的寄存器，讀出該寄存器就可以獲得當前亮度。寸寸。此後進入步驟202，判斷是否滿足切換條件，如果是則進入步驟203，否則回到步 驟201，繼續讀取亮度信號。讀取到當前亮度後，會和用戶設置的閾值做比較，看是否當前亮度達到用戶設置的切換閾值。切換到白天模式和切換到夜晚模式分別賦予了不同的閾值，當然，也會提供多 組閾值給用戶參考，可以根據實際情況調節該閾值，來實現不同的需求。時間閾值的設置時可以避免當前亮度短時間偶然性的變化引起設備的誤操作。當 亮度閾值滿足要求後，就要判斷時間閾值。如果此時持續光照時間是否滿足用戶設置的時 間閾值，則進行濾光片切換。如以上兩個要求有一個不滿足，則回到步驟201，繼續讀取亮度信號再判斷。在步驟203中，攝像機濾光片執行模式切換。有兩種類型的切換A切換為夜晚模式(即感紅外模式)夜晚模式時，向控制濾光片的外圍電路發送移動濾光片的指示信號，濾光片會切 換到感紅外狀態，同時為了避免紅外光的進入對圖像的色彩照成影響，通常切換到夜晚狀 態的時候會切換畫面為黑白模式，這樣既可以避免色彩的失真，也能抑制夜晚低照度引起 的彩色噪聲。B切換為白天模式(即截止紅外模式)白天模式時，向控制濾光片的外圍電路發送移動濾光片的指示信號，濾光片會切 換到截止紅外狀態，畫面會切換為彩色模式。此後進入步驟204，判斷當前的累計切換次數是否為零，如果是進入步驟205，否 則進入步驟206。在步驟205中，將當前時間記錄為第一次切換的時間。此後進入步驟207。在步驟206中，將當前時間記錄為最後一次切換的時間。此後進入步驟207。在步驟207中，將累計切換次數加1。在本發明的一個實例中，優選地，只在攝像機濾光片從截止紅外模式切換到感紅 外模式時將累計切換次數加1，換句話說，只統計攝像機濾光片從截止紅外模式切換到感紅 外模式的次數，並在此後根據該統計值進行判斷。這種方案的優點在於，可以在步驟211強 制設定為感紅外模式時，不需要額外的切換，只需要維持當前模式就可以了。此後進入步驟208，判斷累計切換次數是否達到預定門限，如果是則進入步驟 209，否則回到步驟201。在本發明的一個實例中，優選地，預定門限可以是5次，當然也可以 是更多或更少，預定門限至少為2次。在步驟209中，將最後一次切換的時間減去第一次切換的時間，判斷所得差值是 否小於預定時長，如果是進入步驟210，否則進入步驟211。在本發明的一個優選實例中，預 定時長可以是10分鐘，當然，在本發明的其它實例中，也可是其它的值。在步驟210中，將累計切換次數、第一次切換的時間和最後一次切換的時間清零。 此後回到步驟201。在步驟211中，將該攝像機濾光片強制設定為感紅外模式。此後進入步驟212，在預定的持續時長內禁止攝像機濾光片的再次切換。在本發明 的一個實例中，優選地，預定的持續時長可以是1小時，當然，在本發明的其它實例中，也可 以根據具體的應用場景，選擇更長或更短的持續時長。本實施方式中提到了預定門限、預定時長和持續時長的優選值，這些參數是發明 人在實際應用場景中經過反覆試驗得的優選值，具有較好的效果。
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上述步驟204至210的作用是判斷攝像機濾光片是否發生了切換振蕩，或者說，判 斷在預定時長內攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門限。可以理解，振蕩的判斷方法 還有多種，例如使用定時器，定時器每隔預定時長就周期性地觸發一次超時事件，發生超時 事件時，判斷在此期間是否攝像機濾光片切換的次數達到預定門限。等等。本發明第三實施方式涉及一種攝像機濾光片自動切換方法。第三實施方式在第一或第二實施方式的基礎上進行了改進，主要改進之處在於 為不同的時段設置不同的禁止切換的持續時長，可以使對攝像機濾光片切換振蕩的抑制更 靈活和有效。進一步地，為黑夜時間設定一個時間段，如果當前時間處於該時間段，則攝像 機濾光片強制設定為感紅外模式時，禁止次切換的持續時長比其它時間段更長，可以進一 步減少攝像機濾光片在不同模式間振蕩的次數。具體地說預先設置至少兩個時間段，為每個時間段分別設置一個對應的持續時長，至少有 兩個時間段對應的持續時長不同。時間段中有一個時間段屬於當地的黑夜時間，該時間段 所對應的持續時長大於其它時間段所對應的持續時長。可以理解，在本發明的其他某些實 施方式中，也可以不分時間段，統一一個禁止切換的持續時長。步驟103或步驟212還包括以下子步驟確定當前時間所屬的時間段，並獲取該時間段所對應的持續時長，在該持續時長 內禁止攝像機濾光片的再次切換。在本發明的一個實例中，優選地，可以設4個時間段，一個對應黑夜(如19:00到 5:00)相應的持續時長為1小時，一個對應黎明(如5:00到6:30)相應的持續時長為0. 5 小時，一個對應白天(如6:30到17:30)相應的持續時長為0. 25小時，一個對應黃昏(如 17:30到19:00)相應的持續時長為0. 5小時。可以根據季節改變時間段的設定，以便更為
靈活和準確。也可以設得保守一些，例如，在本發明的另一個優選實例中，只設2個時間段，一 個對應四季都處於黑夜的時段(如20:00到4:00)相應的持續時長為1小時，其它都歸在 另一個時間段相應的持續時長為0. 5小時。這樣只需要一次設定，以後不用隨季節修改了。本發明的各方法實施方式均可以以軟體、硬體、固件等方式實現。不管本發明是 以軟體、硬體、還是固件方式實現，指令代碼都可以存儲在任何類型的計算機可訪問的存儲 器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態的或者非固態的，固定的 或者可更換的介質等等)。同樣，存儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic，簡稱「PAL」)、隨機存取存儲器(Random Access Memory，簡稱「RAM」)、可編程只讀存 儲器(Programmable Read Only Memory，簡稱 「PROM」)、只讀存儲器(Read-Only Memory, 簡稱「ROM」)、電可擦除可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM，簡 稱「EEPR0M」)、磁碟、光碟、數字通用光碟(Digital Versatile Disc，簡稱「DVD」)等等。本發明第四實施方式涉及一種攝像機濾光片自動切換裝置。圖3是該攝像機濾光 片自動切換裝置的結構示意圖。該攝像機濾光片自動切換裝置包括切換單元，用於對攝像機濾光片在感紅外模式和截止紅外模式之間切換。判斷單元，用於判斷在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門限。強制單元，用於在判斷單元輸出表示在預定時長內攝像機濾光片切換的次數達到預定門限的信號時，控制切換單元將該攝像機濾光片強制設定為感紅外模式，並且在預定 的持續時長內禁止切換單元再次執行切換。圖3中以虛線表示強制單元對切換單元的控 制。第一實施方式是與本實施方式相對應的方法實施方式，本實施方式可與第一實施 方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了 減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施 方式中。本發明第五實施方式涉及一種攝像機濾光片自動切換裝置。圖4是該攝像機濾光 片自動切換裝置的結構示意圖。第五實施方式在第四實施方式的基礎上進行了改進，主要改進之處在於判斷單 元進一步包括統計模塊，用於統計預定時長內攝像機濾光片切換的次數。比較模塊，用於將統計模塊輸出的統計值與預定門限比較，輸出比較結果。其中，統計模塊只在檢測到切換單元從截止紅外模式切換到感紅外模式時，統計 為攝像機濾光片切換的次數加1。第二實施方式是與本實施方式相對應的方法實施方式，本實施方式可與第二實施 方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了 減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第二實施 方式中。本發明第六實施方式涉及一種攝像機濾光片自動切換裝置。圖5是該攝像機濾光 片自動切換裝置的結構示意圖。第六實施方式在第四或第五實施方式的基礎上進行了改進，改進之處主要在於還包括存儲單元，用於存儲預先設置的時間段及其對應的持續時長信息，其中被 存儲的時間段至少有兩個，每一個時間段分別對應一個持續時長，被存儲的時間段中至少 有一個時間段屬於當地的黑夜時間，該時間段所對應的持續時長大於其它時間段所對應的 持續時長。強制單元在禁止切換單元再次執行切換時，先利用存儲單元中的信息查詢當前時 間所對應的時間段，並從該存儲單元獲得該時間段所對應的持續時長，在該持續時長內禁 止切換單元再次執行切換。第三實施方式是與本實施方式相對應的方法實施方式，本實施方式可與第三實施 方式互相配合實施。第三實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了 減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第三實施 方式中。需要說明的是，本發明各設備實施方式中提到的各單元或模塊都是邏輯的，在物 理上，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個 物理單元的組合實現，這些邏輯單元本身的物理實現方式並不是最重要的，這些邏輯單元 所實現的功能的組合是才解決本發明所提出的技術問題的關鍵。此外，為了突出本發明的 創新部分，本發明上述各設備實施方式並沒有將與解決本發明所提出的技術問題關係不太 密切的單元引入，如電源，攝像頭等，這並不表明上述設備實施方式並不存在其它的單元。
雖然通過參照本發明的某些優選實施方式，已經對本發明進行了圖示和描述，但 本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發 明的精神和範圍。
權利要求
1.一種攝像機濾光片自動切換方法，該攝像機濾光片能夠在感紅外模式和截止紅外模 式之間切換，其特徵在於，包括以下步驟判斷在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門限；如果在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數達到預定門限，則將該攝像機濾光片強 制設定為感紅外模式，並且在預定的持續時長內禁止攝像機濾光片的再次切換。
2.根據權利要求1所述的攝像機濾光片自動切換方法，其特徵在於，所述判斷在預定 時長內，攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門限的步驟中，只統計攝像機濾光片從截 止紅外模式切換到感紅外模式的次數，並根據該統計值進行所述判斷。
3.根據權利要求1所述的攝像機濾光片自動切換方法，其特徵在於，預先設置至少兩 個時間段，為每個時間段分別設置一個對應的持續時長，其中至少有兩個時間段對應的持 續時長不同；所述將該攝像機濾光片強制設定為感紅外模式，並且在預定的持續時長內禁止攝像機 濾光片的再次切換的步驟還包括以下子步驟將該攝像機濾光片強制設定為感紅外模式；確定當前時間所屬的時間段，並獲取該時間段所對應的持續時長，在該持續時長內禁 止攝像機濾光片的再次切換。
4.根據權利要求3所述的攝像機濾光片自動切換方法，其特徵在於，所述時間段中有 一個時間段屬於當地的黑夜時間，該時間段所對應的持續時長大於其它時間段所對應的持 續時長。
5.根據權利要求1所述的攝像機濾光片自動切換方法，其特徵在於，所述預定時長可 以是10分鐘，所述預定門限可以是5次；所述預定的持續時長可以是1小時。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的攝像機濾光片自動切換方法，其特徵在於，所述 判斷在預定時長內攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門限的步驟包括以下子步驟每次切換時，判斷當前的累計切換次數是否為零，如果是則記錄當前時間記錄為第一 次切換的時間，否則將當前時間記錄為最後一次切換的時間；將累計切換次數加1 ；判斷累計切換次數是否達到預定門限；如果累計切換次數達到預定門限，則將最後一次切換的時間減去第一次切換的時間， 如果所得差值小於預定時長，則判定為在預定時長內攝像機濾光片切換的次數達到預定門 限，否則將累計切換次數、第一次切換的時間和最後一次切換的時間清零，繼續監測切換情 況；如果累計切換次數沒有達到預定門限，則繼續監測切換情況。
7.根據權利要求6所述的攝像機濾光片自動切換方法，其特徵在於，所述攝像機濾光 片在感紅外模式和截止紅外模式之間切換時，包括以下步驟如果所述攝像機濾光片處於感紅外模式，並且檢測到的光強持續超過預定第一光強閾 值的時間超過預定時間閾值，則所述攝像機濾光片切換為截止紅外模式；如果所述攝像機濾光片處於截止紅外模式，並且檢測到光強持續低於預定第二光強閾 值的時間超過預定時間閾值，則所述攝像機濾光片切換為感紅外模式。
8.一種攝像機濾光片自動切換裝置，其特徵在於，包括切換單元，用於對攝像機濾光片在感紅外模式和截止紅外模式之間切換；判斷單元，用於判斷在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數是否達到預定門限；強制單元，用於在所述判斷單元輸出表示在預定時長內攝像機濾光片切換的次數達到 預定門限的信號時，控制所述切換單元將該攝像機濾光片強制設定為感紅外模式，並且在 預定的持續時長內禁止所述切換單元再次執行切換。
9.根據權利要求8所述的攝像機濾光片自動切換裝置，其特徵在於，所述判斷單元進 一步包括統計模塊，用於統計預定時長內攝像機濾光片切換的次數；比較模塊，用於將所述統計模塊輸出的統計值與預定門限比較，輸出比較結果；其中，所述統計模塊只在檢測到所述切換單元從截止紅外模式切換到感紅外模式時， 統計為攝像機濾光片切換的次數加1。
10.根據權利要求8或9所述的攝像機濾光片自動切換裝置，其特徵在於，還包括存儲 單元，用於存儲預先設置的時間段及其對應的持續時長信息，其中被存儲的時間段至少有 兩個，每一個時間段分別對應一個持續時長，被存儲的時間段中至少有一個時間段屬於當 地的黑夜時間，該時間段所對應的持續時長大於其它時間段所對應的持續時長；所述強制單元在禁止所述切換單元再次執行切換時，先利用所述存儲單元中的信息查 詢當前時間所對應的時間段，並從該存儲單元獲得該時間段所對應的持續時長，在該持續 時長內禁止所述切換單元再次執行切換。
全文摘要
本發明涉及電子監控領域，公開了一種攝像機濾光片自動切換方法及其裝置。本發明中，如果在預定時長內，攝像機濾光片切換的次數達到預定門限，則在一定的持續時長內強制攝像機濾光片處於感紅外模式，從而可以大大減少攝像機濾光片在不同模式間振蕩的次數。
文檔編號H04N5/232GK102111558SQ201110037899
公開日2011年6月29日 申請日期2011年2月15日 優先權日2011年2月15日
發明者徐鵬, 曾峰, 柯常志, 胡揚忠, 鄔偉琪 申請人:杭州海康威視數位技術股份有限公司