CN102368809A - 曝光补偿装置和方法、以及红外摄像机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曝光补偿装置和方法、以及红外摄像机，所述方法包括：将整个被拍摄区画面分为若干小块；记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度。本发明通过将画面进行分割，并根据分割后的小块画面的亮度值及亮度变化值来判定曝光补偿值是否在预定范围内，可以根据外界光线环境的实时变化准确地得到最佳曝光补偿值，使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。
Description
技术领域
本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种曝光补偿装置和方法、以及红外摄像机。
背景技术
摄像机在成像时，曝光光线的强弱控制非常重要，曝光参数一般通过曝光时间和光圈大小来控制。曝光时间与曝光光线成反比关系，曝光光线越强，那么曝光时间就越短，反之，曝光光线越弱，曝光时间就需要越长。而光圈的大小与曝光光线的强弱成反比关系，曝光光线越强，则控制光圈越小，反之，曝光光线越弱，则控制光圈越大。
为实现摄像机在较暗的环境下正常工作，尤其是夜晚也能正常工作，仅仅通过控制曝光时间和光圈大小显然不能解决问题，于是引入了红外光曝光补偿技术。红外光曝光补偿技术重要的一点是使得曝光光线＝自然光+红外光，以增加自然光在夜晚或者较暗的环境中的强度，克服传统摄像机不能在夜晚或较暗的环境中正常成像的缺陷，这种带红外灯的摄像机就是红外摄像机。
2007年11月7日公开的申请号为：“200710097458.3”的发明专利申请文件中，公开了一种数字图像的曝光补偿方法，该方法是通过初始曝光值的数字图像中的像素亮度值计算出初始边缘能量值，并通过改变曝光补偿值而得到一最大边缘能量值，对应于所述最大边缘能量值的曝光补偿值即为最佳曝光补偿值，如果所述最大边缘能量值与所述初始边缘能量值的差值大于一阈值，则将所述初始曝光值补偿所述最佳曝光曝光补偿值后的数值作为目前的曝光值补偿；反之，则直接以所述初始曝光值作为目前的曝光值补偿。
上述专利虽然对传统的曝光补偿方法进行了改进，但是其判定依据初始曝光值的数字图像中像素的亮度值来来寻求一个最佳曝光补偿值，而这个最佳曝光补偿值的并不随外界光线环境的实时变化而快速做出反应，因此，仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种曝光补偿装置和方法、以及红外摄像机，能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到一个最佳曝光补偿值，从而可以在多种光线条件下使得摄像机均可获得目标物的清晰稳定图像。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种曝光补偿方法，包括以下步骤：
将整个被拍摄区画面分为若干小块；
记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；
若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度。
其中，在记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值的步骤之前，还包括获取整个拍摄画面的亮度值，当所述整个拍摄画面的亮度值低于第五阈值时开启红外发射设备。
其中，在减少红外发射设备的红外线发射强度的步骤中，所述减少红外发射设备的红外线发射强度是通过减少控制驱动电流的脉冲宽度来进行调节的。
其中，在增加红外发射设备的红外线发射强度的步骤中，所述增加红外发射设备的红外线发射强度是通过增加控制驱动电流的脉冲宽度来进行调节的。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种曝光补偿装置，包括：画面分割模块：用于将整个被拍摄区画面分为若干小块；亮度记录模块：用于记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；第一红外调整模块：若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度。
其中，所述装置还包括第二红外调整模块：所述第二红外调整模块用于获取整个拍摄画面的亮度值，当所述整个拍摄画面的亮度值低于第五阈值时开启红外发射设备。
其中，所述装置还包括脉冲宽度调制模块，所述脉冲宽度调制模块用于驱动所述红外发射设备，且通过增加控制驱动电流的脉冲宽度来增加红外发射设备的红外线发射强度，并通过减少控制驱动电流的脉冲宽度来减少红外发射设备的红外线发射强度。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种红外摄像机，包括上述的曝光补偿装置。
本发明的有益效果是：区别于仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确的缺陷，本发明通过将画面进行分割，并根据分割后的小块画面的亮度值及亮度变化值来判定曝光补偿值是否在预定范围内，这样的最佳曝光补偿值是能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。
附图说明
图1是本发明曝光补偿方法实施例的步骤流程图；
图2是本发明曝光补偿装置第一实施例的结构示意图；
图3是本发明曝光补偿装置第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图1，本发明曝光补偿方法实施例，包括以下步骤：
步骤101：将整个被拍摄区画面分为若干小块；
步骤102：记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；
步骤103：若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度。
将目标物体所在的被拍摄区进行划分和亮度及亮度变化值进行记录，可以对每个小块的光线进行分别判定，以提高光线亮度的判定精度和准确性。当某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值时，认为光线太强烈导致过曝，而需要减少红外发射设备发射的红外补偿光线，以降低曝光区所需曝光光线。当若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值时，认为光线太暗导致过暗，而需要增加红外发射设备发射的红外补偿光线，以提高曝光区所需曝光光线。第一阈值和第三阈值是亮度值，第二阈值和第四阈值是亮度变化值。
以上可以了解，区别于仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确的缺陷，本发明通过将画面进行分割，并根据分割后的小块画面的亮度值及亮度变化值来判定曝光补偿值是否在预定范围内，这样的最佳曝光补偿值是能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。
在记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值的步骤之前，还包括获取整个拍摄画面的亮度值，当所述整个拍摄画面的亮度值低于第五阈值时开启红外发射设备。通过判定拍摄画面的整体亮度值，以判定自然环境光线是否足够达到最佳曝光，如果不够，则表明需要开启红外发射设备，利用红外线对光线进行补偿，以根据外界光线环境的实时变化准确地得到一个最佳曝光补偿值，从而使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。
在另一实施例中，在减少红外发射设备的红外线发射强度的步骤中，减少红外发射设备的红外线发射强度是通过减少控制驱动电流的脉冲宽度来进行调节的。在增加红外发射设备的红外线发射强度的步骤中，增加红外发射设备的红外线发射强度是通过增加控制驱动电流的脉冲宽度来进行调节的。当然，可以通过控制驱动电流的脉冲宽度来调节驱动电流的大小，也可以通过其他的改变电流值的方式来改变红外发射设备的红外发射强度。
本发明把被拍摄区的整个画面分为若干块，记录每一块亮度，Y1............Yn。在红外灯变化过程中，记录这块的亮度变化，ΔY1......ΔYn，块过暴门阀THRy0，THRdy0，块过暗门阀THRy1，THRdy1，在红外增加过程中，若某一块Yx＞THRy0而且ΔYx＞ΔTHRdy0，则认为红外引起过暴。在红外减少过程中，若某一块Yx＜THRy1而且ΔYx＞ΔTHRdy1，则认为红外引起过暗。
请参阅图2，本发明曝光补偿装置的第一实施例，包括：
画面分割模块201：用于将整个被拍摄区画面分为若干小块；
亮度记录模块202：用于记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；
第一红外调整模块203：若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度。
以上可以了解，区别于仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确的缺陷，本发明通过画面分割模块201将画面进行分割，并通过亮度记录模块202记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值，第一红外调整模块203根据分割后的小块画面的亮度值及亮度变化值来判定曝光补偿值是否在预定范围内，这样的最佳曝光补偿值是能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。
请参阅图3，本发明曝光补偿装置的第二实施例，包括：
画面分割模块301：用于将整个被拍摄区画面分为若干小块；
亮度记录模块302：用于记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；
第一红外调整模块303：若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度；
第二红外调整模块304：用于获取整个拍摄画面的亮度值，当整个拍摄画面的亮度值低于第五阈值时开启红外发射设备。
以上可以了解，区别于仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确的缺陷，本发明通过画面分割模块301将画面进行分割，并通过亮度记录模块302记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值，第一红外调整模块303根据分割后的小块画面的亮度值及亮度变化值来判定曝光补偿值是否在预定范围内，第二红外调整模块304还用于判定是否需要开启红外设备，通过第一红外调整模块303和第二红外调整模块304配合作用，得到的最佳曝光补偿值是能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。
在另一实施例中，曝光补偿装置还包括脉冲宽度调制模块，脉冲宽度调制模块用于驱动所述红外发射设备，且通过增加控制驱动电流的脉冲宽度来增加红外发射设备的红外线发射强度，并通过减少控制驱动电流的脉冲宽度来减少红外发射设备的红外线发射强度。
本发明实施例的红外摄像机，包括使用上述的曝光补偿装置。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种曝光补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
将整个被拍摄区画面分为若干小块；
记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；
若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值的步骤之前，还包括获取整个拍摄画面的亮度值，当所述整个拍摄画面的亮度值低于第五阈值时开启红外发射设备。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在减少红外发射设备的红外线发射强度的步骤中，所述减少红外发射设备的红外线发射强度是通过减少控制驱动电流的脉冲宽度来进行调节的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在增加红外发射设备的红外线发射强度的步骤中，所述增加红外发射设备的红外线发射强度是通过增加控制驱动电流的脉冲宽度来进行调节的。
5.一种曝光补偿装置，其特征在于，包括：
画面分割模块：用于将整个被拍摄区画面分为若干小块；
亮度记录模块：用于记录开启红外发射设备时的每一小块的亮度值和每一小块亮度的变化值；
第一红外调整模块：若某一小块的亮度值大于第一阈值且该小块的亮度变化值大于第二阈值，则减少红外发射设备的红外线发射强度；若某一小块的亮度值小于第三阈值且该小块的亮度变化值大于第四阈值，则增加红外发射设备的红外线发射强度。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述装置还包括第二红外调整模块：所述第二红外调整模块用于获取整个拍摄画面的亮度值，当所述整个拍摄画面的亮度值低于第五阈值时开启红外发射设备。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述装置还包括脉冲宽度调制模块，所述脉冲宽度调制模块用于驱动所述红外发射设备，且通过增加控制驱动电流的脉冲宽度来增加红外发射设备的红外线发射强度，并通过减少控制驱动电流的脉冲宽度来减少红外发射设备的红外线发射强度。
8.一种红外摄像机，其特征在于，包括如权利要求5～7任一项所述的曝光补偿装置。
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