夜視攝像裝置及其調焦方法
2023-07-08 09:16:56 2
夜視攝像裝置及其調焦方法
【專利摘要】一種夜視攝像裝置及其調焦的方法，包括鏡頭，圖像傳感器，紅外輻射裝置，窄帶通光學濾光裝置，可見光屏蔽裝置，該夜視攝像裝置採用基於多清晰度評價函數聯合自動調焦設計方法，計算得到適應性強、清晰度高的圖像，該夜視攝像裝置具有隱蔽性好、壽命長和成像清晰的特點。
【專利說明】夜視攝像裝置及其調焦方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種攝像裝置，尤其涉及一種夜視攝像裝置及調焦的方法。
【背景技術】
[0002]安防業的發展關係到了千家萬戶甚至國家和諧社會的建設，良好的視頻監控質量是關鍵。日間，憑藉優質的攝像儀很容易得到優質的視頻，但夜幕降臨光線變暗，監視屏幕全是噪點，根本沒有有效的圖像，此時，監控就成了擺設。為了在較暗甚至零照度的環境下還能起到獲得清晰的監控效果，攝像機生產商及其上遊CCD/CM0S供應商費盡心思來解決產品的低照度問題，時至今日，低照度、清晰、隱蔽成像已是監控攝像儀發展的重要趨勢。
[0003]目前市場上的紅外攝像機基本都採用850納米的紅外線作為補光光源，由於此波段紅外線接近可見光波長上限790納米，其光源驅動電路功率不穩，LED燈老化等問題，導致夜間作業時紅外光暴強烈，毫無隱蔽性可言。尤其是室外較為複雜的環境下(例如草地、水面、煤炭等對紅外光有強吸收的場所)成像效果更差。
[0004]雷射夜視儀採用雷射照明器進行補光，照射可達數公裡遠。雷射夜視儀存在著壽命短、畫面解析度低、雷射視角小畫面出現手電筒效應等缺點，壽命一般在10000小時左右，超過10000小時需要更換雷射器。
[0005]熱成像儀採用被動紅外技術通過感應物體產生的熱量來實現成像，其觀測距離可達到數公裡，壽命在50000小時左右，價格昂貴。熱成像儀通過感應物體的熱量進行成像，所以只能看清物體的熱輪廓。
[0006]傳統的調焦方法通過比較當前圖像和調節前圖像判據來修改調焦方向和調節步長，因此當目標對象改變時(鏡頭或景物移動)，調焦過程會發生錯誤；另外調整調焦方向時，若兩幅圖像位於峰值兩側，由於對稱性會引起誤判，影響調焦效率和準確度。
[0007]以上夜間攝像設備或多或少存在隱蔽性低、清晰度低、壽命短等難以解決的問題，且存在調焦性能不佳的缺陷，如何解決上述問題是攝像儀研發的重點方向。
【發明內容】
[0008]針對上述問題，本發明的目的是提供適應性強、隱蔽性好、清晰度高、壽命長的夜視攝像裝置。
[0009]一種夜視攝像裝置，包括鏡頭，圖像傳感器，紅外輻射裝置，窄帶通光學濾光裝置，可見光屏蔽裝置，所述可見光屏蔽裝置貼裝在所述夜視攝像裝置前窗玻璃內側，所述窄帶通光學濾光裝置安裝在圖像傳感器前端，所述紅外輻射裝置包括:光源驅動電路和LED輻射燈板，所述LED輻射燈板作為輔助光源，LED輻射燈受光源驅動電路控制，在光源驅動電路作用下，LED光源向成像對象發出若干波長為940納米的紅外光束，所述的窄帶通光學濾光裝置由窄帶通光學濾光片組成，所述光學濾光片的工作區域為940納米的近紅外光波段；所述可見光屏蔽裝置為亞克力或玻璃材質的透紅外濾光片，所述可見光屏蔽裝置940納米紅外線的穿透率在90%以上，對390納米至790納米範圍內的可見光吸收率90%以上，所述可見光屏蔽裝置外觀呈黑色。
[0010]本發明還針對傳統的調焦過程進行優化，傳統調焦過程中，電機一步步移動，計算在不同位置的調焦評價函數，從而確定最佳調焦點，嚴重影響調焦效率，整個系統時效性較低。針對傳統調焦方法的不足，本發明提出往復式調焦方法，該調焦方法包括以下步驟:
[0011]第一步:選擇調焦電機步長，步長的選擇既確保不會錯過調焦精確點，同時要滿足以最小的步數走完全程；
[0012]第二步:計算不同調焦位置處的調焦函數值，獲得調焦評價函數最值區域；
[0013]第三步:減小調焦步進電機行進的步長，在上一步計算獲得調焦評價函數最值區域內再次計算調焦評價函數最值區域；
[0014]第四步:多次重複第三步的計算，逐步縮小調焦評價函數最值區域，直至獲得清晰的圖像。
[0015]優選的是，在第二步中採用公式(1)計算獲得鏡頭不同位置的調焦評價函數值，具體公式(1)如下:
[0016]
【權利要求】
1.一種夜視攝像裝置，其特徵在於，包括鏡頭，圖像傳感器，紅外輻射裝置，窄帶通光學濾光裝置，可見光屏蔽裝置，所述可見光屏蔽裝置貼裝在所述夜視攝像裝置前窗玻璃內側，所述窄帶通光學濾光裝置安裝在所述圖像傳感器的前端，所述紅外輻射裝置包括:光源驅動電路和LED輻射燈板，所述LED輻射燈板作為輔助光源，LED輻射燈板受光源驅動電路控制，在光源驅動電路作用下，LED輻射燈板向成像對象發出若干波長為940納米的紅外光束，所述的窄帶通光學濾光裝置由窄帶通光學濾光片組成，所述光學濾光片的工作區域為940納米的近紅外光波段；所述可見光屏蔽裝置為亞克力或玻璃材質的透紅外濾光片，所述可見光屏蔽裝置940納米紅外線的穿透率在90%以上，對390納米至790納米範圍內的可見光吸收率90%以上，所述可見光屏蔽裝置外觀呈黑色。
2.—種權利要求1所述的夜視攝像裝置的調焦方法，該調焦方法包括以下步驟: 第一步:選擇鏡頭調焦電機步長，該步長的選擇既確保不會錯過調焦精確點，同時要滿足以最小的步數走完全程； 第二步:計算不同調焦位置處的調焦函數值，獲得調焦評價函數最值區域； 第三步:減小調焦步進電機行進的步長，在上一步計算獲得調焦評價函數最值區域內再次計算調焦評價函數最值區域； 第四步:多次重複第三步的計算，逐步縮小調焦評價函數最值區域，直至獲得清晰的圖像。
3.如權利要求2所述的方法，其中，在第二步中採用下述公式計算獲得不同位置的調焦評價函數值:
4.如權利要求3所述方法，其中，在首次獲得調焦評價函數最值區間後，採用下述公式進行細化計算，直至獲得最佳調焦點，獲取最清晰圖像:
【文檔編號】G02B5/22GK103997610SQ201410184553
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】趙春雨, 王剛, 郭樹海, 劉肖 申請人:遼寧卓異裝備製造股份有限公司