CN101102416A - 一种摄像装置补光灯自动控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摄像装置补光灯自动控制方法，所述摄像装置补光灯有开启和关闭两种工作状态，其包括：在补光灯处于关闭状态时，在自动曝光参数值大于或等于预定开启门限后，开启补光灯；在补光灯处于开启状态时，在自动曝光参数值小于或等于预定关闭门限后，关闭补光灯；其中所述自动曝光参数值的预定开启门限大于预定关闭门限。这样，根据摄像装置中曝光参数值来大致判定环境亮度，进而达到自动控制补光灯开启与关闭的目的，由此就可以在摄像装置中省去了现有技术中所需的光敏电阻。
Description
技术领域
本发明涉及摄像装置灯光补偿领域，尤其涉及摄像装置灯光补偿自动控制领域。
技术背景
随着科学技术的发展，摄像装置被广泛的应用到各个领域。由于摄像装置在采集图像时一般都需要环境具有一定的亮度，因此，为了保证摄像装置能在外界环境较暗时也能采集到较为清晰的图像，在很多摄像装置中都装设有补光灯。当外界环境较暗时，自动开启所述补光灯进行辅助照明，以满足采集图像时需要的亮度；当环境较亮时，自动关闭补光灯，以节省电能。所述补光灯可以是LED(Light emitting diode)。
在现有技术中，一般采用光敏电阻来感知环境光照的变化，进而实现控制补光灯的开启和关闭。然而，这种方法都所需采用光敏电阻，这样，摄像装置中不但要为光敏电阻预留出装设的空间，也要因为光敏电阻而提升了自己的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种摄像装置补光灯自动控制方法，其可以利用自动曝光参数来决定开启和关闭补光灯，从而省掉了光敏电阻。
本发明提供了一种摄像装置补光灯自动控制装置，其可以利用自动曝光参数来决定开启和关闭补光灯，从而省掉了光敏电阻。
为了达到上述目的，根据本发明的一方面，本发明提供的一种摄像装置补光灯自动控制方法包括：在补光灯处于关闭状态时，在自动曝光参数值大于或等于预定开启门限后，开启补光灯；在补光灯处于开启状态时，在自动曝光参数值小于或等于预定关闭门限后，关闭补光灯；其中所述自动曝光参数值的预定开启门限大于预定关闭门限。
根据本发明的一方面，本发明提供一种摄像装置补光灯自动控制装置，其包括图像传感器、自动曝光控制模块、补光灯、补光灯控制模块。所述自动曝光控制模块用于调整并确定一曝光参数值。所述图像传感器用于根据所述自动曝光控制模块中确定的曝光参数值曝光以形成图像。所述补光灯具有开启和关闭两种状态，在开启状态时对环境亮度作出补偿。所述补光灯控制模块中设有预定开启门限与预定关闭门限，在曝光控制模块中确定的曝光参数值大于或等于预定开启门限时，确保补光灯处于开启状态，在曝光控制模块中确定的曝光参数值小于或等于预定关闭门限时，确保补光灯处于关闭状态。
这样，在本发明提出的技术方案中，利用了摄像装置中自动曝光参数值与环境亮度的这种特定对应关系，根据摄像装置中曝光参数值来大致判定环境亮度，进而达到自动控制补光灯开启与关闭的目的，这样就在摄像装置中省去了现有技术中所需的光敏电阻。
附图说明
图1是曝光参数与环境亮度的对应关系示意图；
图2是本发明摄像装置补光灯自动控制方法的一个实施例的流程示意图；
图3是曝光参数与环境亮度的对应关系示意图，其示出了两个门限；
图4是本发明摄像装置补光灯自动控制方法的另一个实施例的流程示意图；和
图5是本发明摄像装置补光灯自动控制装置的一个实施例的功能结构图。
具体实施方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。
摄像装置一般都有自动曝光功能，所述自动曝光功能即根据当前环境亮度调整曝光参数以使感应图像的平均亮度YMEAN尽量锁定在适当范围内。所述曝光参数可以包括曝光时间ET(Exposure Time)、数字增益DG(Digital Gain)和图像传感器增益SG(Sensor Gain)。当然在其他实施例中，所述曝光参数中也可以仅包括曝光时间、数字增益，同样也可以仅包括曝光时间、图像传感器增益。在自动曝光过程中，在当前环境亮度不变的前提下，曝光时间越长，感应图像平均亮度越亮，反之，曝光时间越短，感应图像平均亮度越暗；数字增益越大，感应图像平均亮度越亮，反之，数字增益越小，感应图像平均亮度越暗；图像传感器增益越大，感应图像平均亮度越亮，反之，图像传感器增益越小，感应图像平均亮度越暗。这样，在当前环境亮度下，通过组合调整曝光时间、数字增益和图像传感器增益就可以将感应图像的平均亮度调整到适当范围内，比如在低亮度阈值YLTHD与高亮度阈值YHTHD之间。当然在自动曝光功能的不同实现方式中，曝光时间、数字增益和图像传感器增益这些曝光参数的调整顺序可以有所不同，比如，在一个实施例中在需要逐渐增大感应图像平均亮度时，可以先增加曝光时间，每增加一级曝光时间，开始自最小值增大数字增益直到达到其最大值，在曝光时间增至最大后，开始自最小值增大图像传感器增益直到达到其最大值。
可以看出，只要这些曝光参数的调整顺序一定，那么每种当前环境亮度都会对应有大致不变的一组曝光参数值，相应的，每组曝光参数值都大致可以反映当前环境的亮度。请参考图1所示，其大致的示出了曝光参数与环境亮度的对应关系。另外需要注意的是，由于在本发明中所述曝光参数可能包括曝光时间、数字增益和图像传感器增益，并且曝光时间、数字增益和图像传感器增益的调整顺序可能不同，所以曝光参数的值就可能是一个数组，并且不同数组之间也没有严格大小关系。然而，为了方便描述，在本文中定义对应环境亮度高的曝光参数值即数组为小，对应环境亮度低的曝光参数值即数组为大。
总体来讲，在本发明提出的技术方案中，正是利用了摄像装置中自动曝光参数值与环境亮度的这种特定对应关系，根据摄像装置中曝光参数值来大致判定环境亮度，进而达到自动控制补光灯开启与关闭的目的，这样就在摄像装置中省去了现有技术中所需的光敏电阻。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种摄像装置补光灯自动控制方法，其可以利用自动曝光参数来决定开启和关闭补光灯，从而省掉了光敏电阻。
所述摄像装置补光灯有开启和关闭两种工作状态，请参阅图1与图2所述，那么本发明的摄像装置补光灯自动控制方法在一个实施例中可以包括：在补光灯处于关闭状态时，根据自动曝光参数值判断环境亮度，在自动曝光参数值大于或等于预定开启门限后认为环境亮度需要补偿，开启补光灯；在补光灯处于开启状态时，根据自动曝光参数值判断环境亮度，在自动曝光参数值小于或等于预定关闭门限后认为环境亮度已经足够，则关闭补光灯；其中所述自动曝光参数值的预定开启门限大于预定关闭门限。
所述预定开启门限可以是自动曝光参数的最大值。
在进一步的一个实施例中，还可以在自动曝光参数值等于自动曝光参数的最大值后继续判断感应图像的平均亮度YMEAN是否小于一预定阈值，在自动曝光参数值等于最大值且平均亮度YMEAN小于所述预定阈值时，才开启补光灯，其中所述预定阈值小于或等于平均亮度YMEAN的锁定范围的低亮度阈值YLTHD，并可以根据用户需要设定。这里的所述判断平均亮度YMEAN是否小于所述预定阈值的步骤，是为了在自动曝光参数值等于最大值时仍不马上开启补光灯，直到图像平均亮度YMEAN已经低到了用户设定的底限阈值，这样给用户预留了充分的自由设定的空间。
在补光灯开启后，环境亮度包括外界光源产生的亮度(也可以被称为外界环境亮度)和补光灯产生的亮度。请参考图1所示，而在补光灯开启后外界环境亮度变化前，环境亮度由于补光灯的开启而变亮，相应的，自动曝光参数值就会从最大值逐渐的被调小直到固定在某一值上，这个值可以被称为自动曝光参数的补偿调整值，如果这个补偿调整值小于所述预定关闭门限，那么在补光灯在开启后就会马上由于补偿调整值小于所述预定关闭门限而自动关闭补光灯，然后就开始在开启和关闭两种状态之间震荡往复。因此，所述预定关闭门限需要被设定的小于所述自动曝光参数的补偿调整值。随着外界环境亮度变亮，所述自动曝光参数自补偿调整值开始被调小直到小于或等于所述预定关闭门限时，关闭补光灯。
需要注意的是，所述自动曝光参数的补偿调整值的大小并不是固定的，当摄像装置距离被拍摄物较近拍摄时，在补光灯开启后，环境亮度会比较亮，所述自动曝光参数的补偿调整值会比较小，当摄像装置距离被拍摄物较远拍摄时，在补光灯开启后，环境亮度较暗，所述自动曝光参数的补偿调整值会比较大。如果为了满足在近距离拍摄时避免震荡，所述预定关闭门限会被设定的很小，那么这可能会导致在中远距离拍摄时外界环境已经很亮的情况下仍不能关闭补光灯，这样对节电很不利。因此，所述预定关闭门限的选定需要兼顾拍摄距离和节能要求。
在一个实施例中，考虑到其他因素的影响，比如被拍摄的场景等，拍摄距离的远近一般不会绝对与所述自动曝光参数的补偿调整值的大小相对应，一般可以根据预定距离拍摄时补光灯开启后的所述自动曝光参数的补偿调整值来设定所述预定关闭门限，这样可以大致实现补光灯在所述预定距离之外的一定距离拍摄时不会产生震荡，而这个预定距离不能太近以保证在远距离拍摄过程中外界环境已经较亮时及时关闭补光灯。
在另一个较佳的实施例中，请参阅图3所示，可以为所述关闭门限设定两个门限值，即第一门限和第二门限，其中第一门限小于第二门限。当补光灯开启后而尚未进行自动曝光调整时，判断感应图像的平均亮度YMEAN是否大于一预定阈值，若是，则选择第一门限作为关闭补光灯的关闭门限，否则选择第二门限作为关闭补光灯的关闭门限。在这里判断感应图像的平均亮度YMEAN是否大于一预定阈值的步骤是用来判断当前是否处于近距离拍摄，因为近距离拍摄时一般感应图像的平均亮度YMEAN会非常高。通过适当的选择两个关闭门限，可以在很近的拍摄距离时避免补光灯的开关震荡，同时在正常距离拍摄时环境照明已经比较亮时及时关闭补光灯。当然，如果拍摄距离太近，比如0.5m以内，还是会出现震荡的现象，但对于绝大多数场合来说，0.5m以外已经完全可以满足要求了。这里的预定阈值一般都比较大，会远远大于平均亮度YMEAN的锁定范围的高亮度阈值YDTHD，比如假如图像亮度的范围为0-255，锁定范围的高亮度阈值YDTHD为150、低亮度阈值YLTHD为100，那么这里的预定阈值一般都会大于220。
为了进一步阐述本发明的摄像装置补光灯自动控制方法，下面给出了一个更为具体的实施方式，请参看图4所示，其示出了本发明的摄像装置补光灯自动控制方法的另一实施例的流程示意图。在这个实施例中，所述摄像装置补光灯自动控制方法包括以下步骤。
步骤100，判断补光灯是否处于关闭状态；如果是，则转入步骤200，否则，转入步骤700。
步骤200，判断自动曝光参数值是否为最大值且感光图像平均亮度小于预定阈值；如果是，则转入步骤300，否则结束本次控制。
步骤300，开启补光灯，并进入步骤400。
步骤400，在尚未进行自动曝光调整时，判断感应图像的平均亮度YMEAN是否大于预定阈值，如果是，转入步骤500，否则，转入步骤600。
步骤500，用第一门限作为补光灯关闭门限，并结束本次控制。
步骤600，用第二门限作为补光灯关闭门限，并结束本次控制。
步骤700，判断自动曝光参数值是否已经锁定且是否小于关闭门限，如果是，则转入步骤800，否则，转入步骤900。
步骤800，关闭补光灯，并结束本次控制。
步骤900，判断自动曝光参数值虽未锁定但其已是最小值，如果是，则转入步骤800，否则结束本次控制。
在这一实施例步骤700中，采用自动曝光锁定后的自动曝光参数的值与关闭门限进行比较，当然在别的实施例中也可以采用自动曝光参数的实时值与关闭门限进行比较，这样就不需要步骤900了。
其中，所述第一门限小于所述第二门限，步骤200中的预定阈值小于或等于平均亮度YMEAN的锁定范围的低亮度阈值YLTHD，步骤400中的预定阈值远远大于平均亮度YMEAN的锁定范围的高亮度阈值YDTHD，假如图像亮度的范围为0-255，锁定范围的高亮度阈值YDTHD为150、低亮度阈值YLTHD为100，那么步骤400中预定阈值一般都会大于220，步骤200中的预定阈值小于或等于100。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种摄像装置补光灯自动控制装置，其可以利用自动曝光参数来决定开启和关闭补光灯，从而省掉了光敏电阻。
请参阅图5所示，其示出了本发明一种摄像装置补光灯自动控制装置的一个实施例的功能结构图，其包括图像传感器10、自动曝光控制模块20、补光灯30、补光灯控制模块40。
所述自动曝光控制模块20用于调整曝光参数并确定一曝光参数值以使图像传感器10的感应图像的平均亮度YMEAN尽量锁定在适当范围内，比如在低亮度阈值YLTHD与高亮度阈值YHTHD之间，如果所述自动曝光控制模块20已经将曝光参数的值调至最大或最小还不能使图像传感器10的感应图像的平均亮度YMEAN锁定在适当范围内，那么曝光参数的最大值或最小值为确定的曝光参数值。所述图像传感器10用于根据所述自动曝光控制模块20中确定的曝光参数值对场景曝光以形成图像。所述补光灯30具有开启和关闭两种状态，在开启状态时对环境亮度作出补偿。所述补光灯控制模块40用于根据曝光控制模块20中确定的曝光参数值确定补光灯30的状态。
所述补光灯控制模块40中设有预定开启门限与预定关闭门限，在曝光控制模块20中确定的曝光参数值大于或等于预定开启门限时，确保补光灯处于开启状态，在曝光控制模块20中确定的曝光参数值小于或等于预定关闭门限时，确保补光灯处于关闭状态。
所述开启门限为曝光参数的最大值，在确定的自动曝光参数值等于自动曝光参数的最大值后继续判断感应图像的平均亮度YMEAN是否小于一预定阈值，在自动曝光参数值等于最大值且平均亮度YMEAN小于所述预定阈值时，才开启补光灯，其中所述预定阈值小于或等于平均亮度YMEAN的锁定范围的低亮度阈值YLTHD，并可以根据用户需要设定。
所述补光灯控制模块40为所述关闭门限设定两个门限，第一门限、第二门限，且第一门限小于第二门限，在开启补光灯而尚未进行自动曝光调整时，判断感应图像的平均亮度YMEAN是否大于一预定阈值，若是，则选择第一门限作为关闭补光灯的关闭门限，否则选择第二门限作为关闭补光灯的关闭门限。这里的预定阈值一般都比较大，会远远大于平均亮度YMEAN的锁定范围的高亮度阈值YDTHD，比如假如图像亮度的范围为0-255，锁定范围的高亮度阈值YDTHD为150、低亮度阈值YLTHD为100，那么这里的预定阈值一般都会大于220。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种摄像装置补光灯自动控制方法，所述摄像装置补光灯有开启和关闭两种工作状态，其特征在于，其包括：
在补光灯处于关闭状态时，在自动曝光参数值大于或等于预定开启门限后，开启补光灯；
在补光灯处于开启状态时，在自动曝光参数值小于或等于预定关闭门限后，关闭补光灯；
其中所述自动曝光参数值的预定开启门限大于预定关闭门限。
2、如权利要求1所述的摄像装置补光灯自动控制方法，其特征在于，所述预定开启门限是自动曝光参数的最大值。
3、如权利要求2所述的摄像装置补光灯自动控制方法，其特征在于，在自动曝光参数值等于自动曝光参数的最大值后继续判断感应图像的平均亮度是否小于一预定阈值，在自动曝光参数值等于最大值且平均亮度YMEAN小于所述预定阈值时，才开启补光灯，其中所述预定阈值小于或等于平均亮度YMEAN的锁定范围的低亮度阈值YLTHD。
4、如权利要求1所述的摄像装置补光灯自动控制方法，其特征在于，在补光灯开启后外界环境亮度变化前，自动曝光参数值会从开启门限逐渐的被调小直到补偿调整值，所述预定关闭门限小于所述自动曝光参数的补偿调整值。
5、如权利要求4所述的摄像装置补光灯自动控制方法，其特征在于，根据预定距离拍摄时补光灯开启后的所述自动曝光参数的补偿调整值来设定所述预定关闭门限。
6、如权利要求1所述的摄像装置补光灯自动控制方法，其特征在于，设定两个门限值，即第一门限和第二门限，其中第一门限小于第二门限，当补光灯开启后而尚未进行自动曝光调整时，判断感应图像的平均亮度YMEAN是否大于一预定阈值，若是，则选择第一门限作为关闭补光灯的关闭门限，否则选择第二门限作为关闭补光灯的关闭门限，所述预定阈值大于平均亮度YMEAN的锁定范围的高亮度阈值YDTHD。
7、如权利要求1所述的摄像装置补光灯自动控制方法，其特征在于，所述自动曝光参数的值为自动曝光锁定后的值。
8、一种摄像装置补光灯自动控制装置，其包括图像传感器、自动曝光控制模块、补光灯、补光灯控制模块，
其中所述自动曝光控制模块用于调整曝光参数并确定一曝光参数值；
所述图像传感器用于根据所述自动曝光控制模块中确定的曝光参数值曝光以形成图像；
所述补光灯具有开启和关闭两种状态，在开启状态时对环境亮度作出补偿；
其特征在于，所述补光灯控制模块中设有预定开启门限与预定关闭门限，在曝光控制模块中确定的曝光参数值大于或等于预定开启门限时，确保补光灯处于开启状态，在曝光控制模块中确定的曝光参数值小于或等于预定关闭门限时，确保补光灯处于关闭状态。
9、如权利要求8所述的摄像装置补光灯自动控制装置，其特征在于，所述开启门限为曝光参数的最大值。
10、如权利要求8所述的摄像装置补光灯自动控制装置，其特征在于，所述补光灯控制模块为所述关闭门限设定两个门限，第一门限、第二门限，且第一门限小于第二门限，在开启补光灯而尚未进行自动曝光调整时，判断感应图像的平均亮度YMEAN是否大于一预定阈值，若是，则选择第一门限作为关闭补光灯的关闭门限，否则选择第二门限作为关闭补光灯的关闭门限。
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