基於像素點控制的智能補光系統的製作方法
2023-05-03 16:41:21 2
基於像素點控制的智能補光系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及基於像素點控制的智能補光系統，其應用於攝像設備中，其包括光源、數字微鏡裝置、輸出透鏡和數位訊號處理器；數字微鏡裝置的多個微反射鏡用於將光源所輻射的光線反射至所述輸出透鏡，輸出透鏡將所述光線投射至所述攝像設備的拍攝範圍的物理空間中；數位訊號處理器，用於根據攝像設備獲得的當前圖像中的每個像素點的亮度值以及結合預設規則，向所述數字微鏡裝置輸出控制信號，以使所述數字微鏡裝置的相應的微反射鏡發生偏轉，從而對所述攝像設備在下一個時間點獲得的圖像中的相應的像素點的亮度值進行調整。本發明能夠使攝像設備適應各種不同的拍攝對象，避免出現過曝和全黑的圖像。
【專利說明】基於像素點控制的智能補光系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及攝像技術，具體涉及應用於攝像設備的補光系統。
【背景技術】
[0002] 監控系統是生產生活中應用最多的系統之一，視頻監控現在是主流，從最早模擬 監控到前些年火熱數字監控再到現在方興未艾網絡視頻監控，發生了翻天覆地變化。視頻 監控最重要的一點是要能清楚的反映出監控終端的畫面，然而，由於攝像機的傳感器動態 範圍小、被攝物體與環境光線亮度差別大、被攝物體與攝像機和補光燈的距離有遠有近等 原因，造成圖像有些區域過曝，有些區域全黑，嚴重影響了圖像質量。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在於提出一種基於像素點控制的智能補光系統，其能解決攝像機輸 出的圖像質量差的問題。
[0004] 為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案如下：
[0005] 基於像素點控制的智能補光系統，其應用於攝像設備中，其包括光源、數字微鏡裝 置、輸出透鏡和數位訊號處理器；
[0006] 數字微鏡裝置的多個微反射鏡用於將光源所輻射的光線反射至所述輸出透鏡，輸 出透鏡將所述光線投射至所述攝像設備的拍攝範圍的物理空間中；
[0007] 所述數位訊號處理器，用於根據攝像設備獲得的當前圖像中的每個像素點的亮度 值以及結合預設規則，向所述數字微鏡裝置輸出控制信號，以使所述數字微鏡裝置的相應 的微反射鏡發生偏轉，從而對所述攝像設備在下一個時間點獲得的圖像中的相應的像素點 的亮度值進行調整。
[0008] 優選的，所述預設規則為：將當前圖像中的亮度值低於預設閾值的像素點的亮度 值提高至所述預設閾值，將當前圖像中的亮度值高於預設閾值的像素點的亮度值降低至所 述預設閾值。其中，每個像素點的預設閾值可以是不同的，根據不同的圖像內容、使用場合 進行綜合評估和計算得到的。
[0009] 優選的，多個微反射鏡呈陣列排布。
[0010] 優選的，攝像設備獲得的每幅圖像的像素點的數量與數字微鏡裝置的微反射鏡的 數量相等或成比例。也就是說，微反射鏡的數量有可能小於攝像設備採集的像素點數量，例 如採集的4個像素點對應一個微反射鏡。需要說明的是，由於目前的技術限制，微反射鏡的 數量為40-200萬，但是，隨著技術發展，將來微反射鏡的數量可能更多。
[0011] 優選的，為了避免無作用的反射光線對輸出透鏡輸出的光線造成幹擾，該智能補 光系統還包括一光吸收器件，所述光吸收器件用於吸收輸出透鏡的入射面以外的微反射鏡 反射的光線。
[0012] 所述攝像設備為監控攝像機。
[0013] 本發明具有如下有益效果：
[0014] 能夠使攝像設備適應各種不同的拍攝對象，避免出現過曝和全黑的圖像，從而能 夠有效的提高拍攝到的圖像質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明較佳實施例的基於像素點控制的智能補光系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本發明做進一步描述。
[0017] 如圖1所示，一種基於像素點控制的智能補光系統，其包括光源、數字微鏡裝置 (Digital Micromirror Devices,簡稱DMD)、輸出透鏡、光吸收器件和數位訊號處理器 (Digital Signal Processing,簡稱DSP)。該智能補光系統應用於攝像設備中，所述攝像 設備可以是監控攝像機。本實施例採用的數字微鏡裝置為現有技術成熟的器件，如《液晶 與顯示》第18卷第6期刊載的數字微鏡器件（DMD)，其作者為鄒靜嫻和吳榮治，文章編號為 1007-2780 (2003) 06-0445-05。現有的數字微鏡裝置一般包括DMD控制器和呈矩陣排布的 多個微反射鏡，DMD控制器根據其接收到的控制信號對微反射鏡的反射角度進行調整。
[0018] 在本實施例中，數字微鏡裝置的多個微反射鏡用於將光源所輻射的光線反射至所 述輸出透鏡，輸出透鏡將所述光線投射至所述攝像設備的拍攝範圍的物理空間中。
[0019] 所述數位訊號處理器，用於根據攝像設備獲得的當前圖像中的每個像素點的亮度 值以及結合預設規則，向所述數字微鏡裝置輸出控制信號，以使所述數字微鏡裝置的相應 的微反射鏡發生偏轉，從而對所述攝像設備在下一個時間點獲得的圖像中的相應的像素點 的亮度值進行調整。本實施例的預設規則可以是：將當前圖像中的亮度值低於預設閾值的 像素點的亮度值提高至所述預設閾值，將當前圖像中的亮度值高於預設閾值的像素點的亮 度值降低至所述預設閾值。需要說明的是，根據不同的圖像內容、使用場合，每個像素點的 預設閾值可以是不同的，而且預設閾值是不固定的，可以動態調整，這是根據圖像內容、使 用場合進行綜合評估和計算得到的。
[0020] 所述光吸收器件用於吸收輸出透鏡的入射面以外的微反射鏡反射的光線。因為根 據控制結果，有些像素點需要補光，有些則不需要補光，不需要補光的像素點對應的微反射 鏡就把光源的光線反射至輸出透鏡的其他區域，為無用光，這些無用光如果在智能補光系 統內又再次被反射的話，有可能會進入到輸出透鏡，從而對像素點的亮度造成影響，因此需 要排除該影響，從而提高補光精度。
[0021] 一般的，為了提高可控性，攝像設備獲得的每幅圖像的像素點的數量與數字微鏡 裝置的微反射鏡的數量相等。本實施例的微反射鏡的數量為200萬，即每幅圖像的像素點 的數量也為200萬。此外，根據設計需要，微反射鏡的數量也可以與像素點的數量成一定的 比例關係。
[0022] 下面以攝像設備為監控攝像機為例進行說明。
[0023] 拍攝場景為晚上，需要拍攝路上行駛的車輛，而車頭大燈很亮，按照傳統的光源補 光拍攝的方式，有可能造成車牌全黑的圖像，如果需要拍攝到車牌，就需要用到本實施例的 技術方案：將監控攝像機拍攝的當前圖像送到DSP做亮度分析。根據不同應用場合的需求， 每幅圖像可採集200萬個像素點，分析每個像素點的亮度。根據具體的應用場景，設定一個 給定的亮度值（即預設閾值）。當採集到的亮度值低於給定的亮度值時，就提高補光強度； 採集的亮度值高於給定的亮度值時，就降低補光強度。補光強度的計算採用標準PID算法， 代碼如下：
【權利要求】
1. 基於像素點控制的智能補光系統，其應用於攝像設備中，其特徵在於，包括光源、數 字微鏡裝置、輸出透鏡和數位訊號處理器； 數字微鏡裝置的多個微反射鏡用於將光源所輻射的光線反射至所述輸出透鏡，輸出透 鏡將所述光線投射至所述攝像設備的拍攝範圍的物理空間中； 所述數位訊號處理器，用於根據攝像設備獲得的當前圖像中的每個像素點的亮度值以 及結合預設規則，向所述數字微鏡裝置輸出控制信號，以使所述數字微鏡裝置的相應的微 反射鏡發生偏轉，從而對所述攝像設備在下一個時間點獲得的圖像中的相應的像素點的亮 度值進行調整。
2. 如權利要求1所述的智能補光系統，其特徵在於，所述預設規則為：將當前圖像中的 亮度值低於預設閾值的像素點的亮度值提高至所述預設閾值，將當前圖像中的亮度值高於 預設閾值的像素點的亮度值降低至所述預設閾值。
3. 如權利要求2所述的智能補光系統，其特徵在於，每個像素點的預設閾值相異。
4. 如權利要求1所述的智能補光系統，其特徵在於，多個微反射鏡呈陣列排布。
5. 如權利要求1所述的智能補光系統，其特徵在於，攝像設備獲得的每幅圖像的像素 點的數量與數字微鏡裝置的微反射鏡的數量相等或成比例。
6. 如權利要求5所述的智能補光系統，其特徵在於，微反射鏡的數量為40-200萬。
7. 如權利要求1所述的智能補光系統，其特徵在於，該智能補光系統還包括一光吸收 器件，所述光吸收器件用於吸收輸出透鏡的入射面以外的微反射鏡反射的光線。
8. 如權利要求1所述的智能補光系統，其特徵在於，所述攝像設備為監控攝像機。
【文檔編號】H04N5/235GK104394327SQ201410657912
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】章建國, 趙捷 申請人:章建國