CN101604111B - 一种防逆光拍摄的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种防逆光摄像和拍照的方法和装置，利用与摄像机场频同步的频闪脉冲光作摄像辅光，利用外置按小占空比开启的光阀或快速的电子快门遮挡逆光，光阀开启或电子快门的有效曝光与辅光的闪光同步。因为闪光方式为高速频闪，故无一般闪光灯的瞬间闪光对视觉的干扰。

Description

一种防逆光拍摄的方法和装置
技术领域
本发明涉及摄影技术。特别是用于监视、识别所用的摄影及图像捕捉技术。
背景技术
在摄影和拍照中，常因有迎面光线直射镜头形成逆光而造成图像不清，为此，人们采用适当减小光圈以减弱逆光，并增加辅光照明以补偿因此而造成的采光不足，可是这种方法会因为辅光功率有限，而无法将逆光减弱到理想程度。在拍照时人们往往采用闪光灯技术，这样可在拍照的瞬间获得强大的辅光照明，以压制逆光而捕获清晰的静止图像，但是该方法对于连续摄影而言无效，仍无法获得和记录连续动态的清晰不受逆光干扰的图像，尤其是该方法在用于道路监控和车牌识别时，瞬间的强烈闪光会干扰驾驶人员的视觉。
发明内容
本发明提出一种方法，将一种脉冲防眩照明的车灯技术转用于摄影的辅光照明。即利用周期短促开启的光阀挡去绝大部分逆光，而在每次光阀开启的瞬间，依靠闪光灯的强烈闪光完成摄影或拍照所需的辅光照明。光阀的启闭以及闪光灯的频闪是与摄像机的曝光或读出周期同步的，因为闪光是以高于或等于场频的周期进行的，闪光频率在50Hz以上，所以在人眼中闪光灯如同普通的照明灯，并无闪烁之感，故不再造成对驾驶人员的视觉干扰。本发明中的光阀，既可以是遮于摄像机镜头前的电控挡光板，也可以是摄像机自身的机械快门或是电子快门。
附图说明
附图1给出了实现发明方法的一个实施装置。它由光电传感器I1、频闪脉冲辅光灯I2、挡光板I7、控制器I4、电源I5、电位器I6以及摄像机I3构成。
附图2给出了实现发明方法的另一种实施装置。它和附图1的装置区别在于省却了挡光板I3，直接利用了摄像机本身的电子快门功能来完成阻挡逆光干扰。
装置详细工作原理见下文。
具体实施方式
在附图1所示的装置中，电源I5分别为光电传感器I1、频闪脉冲辅光灯I2、挡光板I7、控制器I4提供工作所需的电压。
光电传感器I1将现场环境光照的亮度转换为电信号送到控制器I4，电位器I6通过改变阻值的方式向控制器I4提供一个可调节的设定参数，控制器I4则根据这些信号，判断环境亮度是否已经暗到摄像机可能受逆光影响的程度，以便启动摄像装置的防逆光功能。
挡光板I7是一种电控的光开关器件，置于摄像机I3的镜头前，由控制器I4控制开启透光或者关闭遮光，透光时摄像机I3可以正常拍摄，遮光时摄像机I3内部的光传感元件因无法接受外来光线积累电荷，从而也不受逆光作用。
频闪脉冲辅光灯I2为一频闪脉冲氙灯，如同照相机闪光灯，但在控制器I4控制下按照频闪方式工作，它的平均亮度等同通常辅光灯，但在闪光的瞬间亮度为平均亮度的50倍到400倍。
装置未启动防逆光时，挡光板I7保持常开状态，摄像机I3正常拍摄。装置一旦启动防逆光，控制器I4接收摄像机I3传送来的信号，这个信号可以直接就是场同步信号，亦可以是全电视信号，由控制器I4从中分离出同步信息，并据此信号控制挡光板I7同步的在摄像机的每场曝光期间里短暂的开启透光，并迅即关闭。这种启闭是周期进行的，周期中开启动作的占空系数极小，故而在周期的大部分时间里，挡光板处于关闭状态，从而有效地挡去了逆光。而在挡光板I7开启透光的同一期间里，频闪脉冲辅光灯I2也在控制器I4的控制下同步闪光，因为这时的挡光板I7处于开启透光状态，故辅光效果不受挡光板遮光影响。
附图2所示的装置，与附图1所示装置不同，它不是利用摄像机外的挡光板来遮挡逆光，而是利用摄像机的电子快门功能，使摄像机内部光传感器的真正有效曝光时间极短，这种周期的短促曝光如同附图1装置中的挡光板周期的小占空比开启，使得逆光对摄像机影响作用降至极低，甚至超过挡光板的效果。但是对于附图1装置，可以使用通常的摄像机，只要将摄像机的输出视频信号同时也接入控制部分即可完成辅光灯的同步闪光；而对于附图2装置，摄像机I3送至控制器I4的信号中，必须还要包含通常摄像机输出所不包括的电子快门信息，在本装置里，摄像机I3向控制器I4同时输出CCD图像传感器的读出脉冲XSG和电子快门脉冲XSUB，控制器I4据此判断摄像机I3中光传感器的有效曝光时间，并控制频闪脉冲辅光灯I2于此期间闪光。而控制器I4送至摄像机I3的信号，控制摄像机I3于无需防逆光时采用慢速快门以在通常照明或自然光下正常拍摄，而在防逆光功能开启时，采用高速快门利用频闪脉冲辅光灯I2的脉冲照明进行拍摄。附图2装置中光电传感器I1和电位器I6的功能则等同附图1装置，用以判定是否需要启动防逆光功能。

Claims (6)

1.一种利用辅光进行防逆光摄影的方法，其特征在于：利用频闪脉冲氙灯与摄像机的曝光周期同步频闪来作为摄影辅光，实现充分照明，同时利用遮于摄像机镜头前的外部光阀或摄像机的内部快门与频闪脉冲氙灯的闪光同步开启，并在其它时段关闭，频闪脉冲氙灯工作于频闪脉冲发光方式，其平均亮度等同通常辅光灯，且闪光脉冲和光阀及快门开启透光的周期占空比小，频闪脉冲氙灯在闪光的瞬间亮度为平均亮度的50倍到400倍，光阀及快门于大部分时间里为关闭状态，从而有效地消除了逆光作用，达到在逆光环境下拍摄出清楚效果的目的。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于从摄像机输出信号取得同步信息，控制频闪脉冲氙灯的闪光与摄像机的曝光周期同步。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于控制摄像机于无需防逆光时采用慢速快门以在通常照明或自然光下正常拍摄，而在防逆光功能开启时，采用高速快门利用频闪脉冲氙灯的脉冲照明进行辅光拍摄。
4.一种由频闪脉冲辅光灯、摄像机、以及控制电路构成的防逆光拍摄装置，其特征在于所述频闪脉冲辅光灯是一种按摄像机曝光周期闪光，按小占空比发射光脉冲，但充分满足照明要求的频闪脉冲氙灯，工作于频闪脉冲发光方式，且平均亮度等同通常辅光灯，频闪脉冲氙灯在闪光的瞬间亮度为平均亮度的50倍到400倍。
5.根据权利要求5所述装置，其特征在于所述控制电路接收的摄像机信号包括CCD图像传感器的读出脉冲XSG和电子快门脉冲XSUB。
6.根据权利要求4或5所述装置，其特征在于所述控制电路接收外部信号并据此控制摄像机的快门速度。
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