CN101888484A

CN101888484A - 一种双通道ccd图像拼接偏差自动校正的方法

Info

Publication number: CN101888484A
Application number: CN 201010210057
Authority: CN
Inventors: 殷俊; 张兴明; 吴坚
Original assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2030-06-28
Also published as: CN101888484B

Abstract

本发明公开了一种双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法，该方法包括提取模拟信号的量化值，设置模数转换器的增益差，调整模拟信号的量化值等步骤，根据模拟信号量化后的数据值计算左右通道的偏差量，通过调整模数转换器的增益差和调整量化值实现偏差自动校正的功能，解决双通道CCD传感器电路设计中因电子元器件、PCB布线以及供电系统产生的偏差问题，保证拼接后图像的左右图像在亮度和色度上一致性。此外，本发明适用于现有基于DSP的高清网络摄像机方案，仅需应用该方法即能实现，无需改动现有硬件和电路。

Description

一种双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法

技术领域

本发明涉及一种安防监控领域高清网络摄像机的CCD图像拼接偏差自动校正的方法，尤其涉及一种针对双通道CCD传感器的模拟信号，经两路模数转换后的量化值进行图像拼接时存在偏差的自动校正的方法。

背景技术

目前，安防监控领域应用的高清网络摄像机内为了提高图像的帧率，采用双通道输出的CCD传感器，由CCD传感器将图像分为左右两半，通过两个独立的通道输出模拟信号，经两个独立的模数转换器分别对两个不同的模拟信号进行模数转换工作，转换后的量化数字信号发送至后端处理器，由处理器完成左右图像的拼接工作。但是在实际应用的电路中，由于电子元器件、PCB布线以及供电系统存在的性能不完全一致的现象，导致模数转换后的量化值存在一些差异，从而在观察拼接后的图像时发现左右图像在亮度和色度上略有偏差。因此需要一种针对使用CCD传感器双通道输出拼接方案的偏差自动校正的方法，对量化数字信号进行计算，调整模拟信号的量化值，校正因电子元器件、PCB布线以及供电系统产生的差异，从而保证拼接后图像的左右图像在亮度和色度上保持一致。

发明内容

针对现有的采用CCD传感器双通道输出、拼接图像方案的高清网络摄像机存在拼接后左右图像在亮度和色度上略有偏差的不足，本发明提供一种双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法，本发明通过计算调整模拟信号的量化值，校正因电子元器件、PCB布线以及供电系统产生的差异，保证拼接后左右图像在亮度和色度上保持一致，满足高清网络摄像机的实际使用要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)由CCD传感器进行光电转换，采集原始图像信号，经左通道和右通道两个模拟通道输出模拟电信号；左通道模拟电信号送至左通道模数转换器进行模数转换处理形成左通道的量化值，右通道模拟电信号送至右通道模数转换器进行模数转换处理形成右通道的量化值；

(2)提取模拟信号的量化值：将摄像机处于无照度模式下，记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为H1，右通道为H2；然后将摄像机处于完全曝光模式下记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为H3，右通道为H4；

(3)设置模数转换器的增益差：计算左右通道的量化值区间范围大小差异，设置模数转换器的增益，即以左通道的模数转换器当前的增益值A1为参考值，设置右通道的模数转换器的增益值(单位：dB)A2＝A1-ΔA，其中ΔA＝20log[(H4-H2)/(H3-H1)]，将计算后得到的A1和A2发送至后端处理器，作为模数转换器配置参数；

(4)调整模拟信号的量化值：将摄像机处于正常工作模式，记录当前记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为HL，右通道为HR。计算左右通道的量化值区间起始值的差值ΔH，以左通道的量化值区间起始值H1为参考值，则差值ΔH＝H2×[(H3-H1)/(H4-H2)]-H1；然后将右通道的所有像素模数转换后的量化值HR均减去差值ΔH后的值Hx送至后端处理器作为右通道实际量化值进行拼接处理，即Hx＝HR-ΔH，其中HR为右通道的所有像素模数转换后的量化值，Hx为右通道所有像素输出至后端处理器的量化值；左通道的所有像素模数转换后的量化值HL不变，直接输出至后端处理器作为左通道实际量化值进行拼接处理；

(5)将计算后得到的A1和A2发送至后端处理器，作为模数转换器配置参数，同时将左、右通道的所有像素模数转换后的量化值HL和Hx作为左、右通道实际量化值最终输出到后端处理器，由后端处理器实现图像的拼接；

本发明的有益效果是，本发明双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法根据双通道CCD传感器经两路模数转换后的量化数据特点，调整模拟信号的量化值，校正因电子元器件、PCB布线以及供电系统产生的偏差，保证拼接后图像的左右图像在亮度和色度上保持一致。此外，本发明适用于现有基于DSP的高清网络摄像机方案，仅需应用该方法即能实现，无需改动现有硬件和电路。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的工作流程图；

图中，1、CCD传感器；2、左通道；3、右通道；4、左通道模数转换器；5、右通道模数转换器；6、提取模拟信号的量化值；7、设置模数转换器的增益差；8、调整模拟信号的量化值；9、后端处理器。

具体实施方式

本发明的原理是：因电子元器件、PCB布线以及供电系统产生的差异，表现为模拟信号经模数转换后的量化值存在两种偏差：一种是左右通道的量化值数据的区间范围大小偏差；一种是左右通道的量化值数据的区间的起始值存在偏差。第一种偏差可以通过调整模数转换器的AGC增益值保证量化值数据的区间范围大小一致；第二种偏差可以通过计算两种区间的起始值的差值，由于该系统为线性系统，可以将其中一个通道的整体量化值数据减去该差值，从而解决左右通道的量化值数据的区间的起始值存在偏差的问题。

本发明双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法，包括以下步骤：

1、由CCD传感器进行光电转换，采集原始图像信号，经左通道和右通道两个模拟通道输出模拟电信号；左通道模拟电信号送至左通道模数转换器进行模数转换处理形成左通道的量化值，右通道模拟电信号送至右通道模数转换器进行模数转换处理形成右通道的量化值。

2、提取模拟信号的量化值：将摄像机处于无照度模式下，记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为H1，右通道为H2；然后将摄像机处于完全曝光模式下记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为H3，右通道为H4。

3、设置模数转换器的增益差：计算左右通道的量化值区间范围大小差异，设置模数转换器的增益，即以左通道的模数转换器当前的增益值A1为参考值，设置右通道的模数转换器的增益值(单位：dB)A2＝A1-ΔA，其中ΔA＝20log[(H4-H2)/(H3-H1)]，将计算后得到的A1和A2发送至后端处理器，作为模数转换器配置参数。

4、调整模拟信号的量化值：将摄像机处于正常工作模式，记录当前记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为HL，右通道为HR。计算左右通道的量化值区间起始值的差值ΔH，以左通道的量化值区间起始值H1为参考值，则差值ΔH＝H2×[(H3-H1)/(H4-H2)]-H1；然后将右通道的所有像素模数转换后的量化值HR均减去差值ΔH后的值Hx送至后端处理器作为右通道实际量化值进行拼接处理，即Hx＝HR-ΔH，其中HR为右通道的所有像素模数转换后的量化值，Hx为右通道所有像素输出至后端处理器的量化值；左通道的所有像素模数转换后的量化值HL不变，直接输出至后端处理器作为左通道实际量化值进行拼接处理。

5、将计算后得到的A1和A2发送至后端处理器，作为模数转换器配置参数，同时将左、右通道的所有像素模数转换后的量化值HL和Hx作为左、右通道实际量化值最终输出到后端处理器，由后端处理器实现图像的拼接。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图1所示，本发明的一种双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法主要根据模拟信号量化后的数据值计算左右通道的偏差量，通过调整模数转换器的增益差和调整量化值实现偏差自动校正的功能。由CCD传感器进行光电转换，采集原始图像信号，经左通道和右通道两个模拟通道输出模拟电信号；左通道模拟电信号送至左通道模数转换器进行模数转换处理形成左通道的量化值，右通道模拟电信号送至右通道模数转换器进行模数转换处理形成右通道的量化值；将两个通道的量化值发送至提取模拟信号的量化值步骤，在该步骤中首先将摄像机处于无照度模式下，记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道的量化值为H1，右通道的量化值为H2，然后将摄像机处于完全曝光模式下记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道的量化值为H3，右通道的量化值为H4；将H1、H2、H3和H4发送至设置模数转换器的增益差步骤，通过计算左右通道的量化值区间范围大小差异，设置模数转换器的增益，计算ΔA(单位：dB)＝20log[(H4-H2)/(H3-H1)]，然后根据当前左通道模数转换器的增益值A1为基准值，设置右通道模数转换器的增益值为A2(单位：dB)＝A1-ΔA；完成设置模数转换器的增益差步骤后，左通道模数转换器和右通道模数转换器处理完的量化数据发送至调整模拟信号的量化值步骤，首先计算左通道模数转换器的量化值和右通道模数转换器的量化值的区间起始值差值ΔH，以左通道模数转换器的量化值区间起始值H1为参考值，则差值ΔH＝H2×[(H3-H1)/(H4-H2)]-H1，然后将右通道模数转换器所有像素的量化值均减去差值ΔH，即Hx＝HR-ΔH，其中HR为右通道模数转换器的所有像素的量化值，Hx为右通道所有像素最终输出至后端处理器的量化值，同时左通道模数转换器的所有像素模数转换后的量化值HL不变，直接输出至后端处理器；Hx和HL最终输出到后端处理器，由后端处理器实现图像的拼接。后端处理器可以采用ALTERA公司EP4CGX15F169型号的产品来实现。

Claims

1.一种双通道CCD图像拼接偏差自动校正的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)由CCD传感器进行光电转换，采集原始图像信号，经左通道和右通道两个模拟通道输出模拟电信号；左通道模拟电信号送至左通道模数转换器进行模数转换处理形成左通道的量化值，右通道模拟电信号送至右通道模数转换器进行模数转换处理形成右通道的量化值。

(2)提取模拟信号的量化值：将摄像机处于无照度模式下，记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为H1，右通道为H2；然后将摄像机处于完全曝光模式下记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为H3，右通道为H4。

(3)设置模数转换器的增益差：计算左右通道的量化值区间范围大小差异，设置模数转换器的增益，即以左通道的模数转换器当前的增益值A1为参考值，设置右通道的模数转换器的增益值(单位：dB)A2＝A1-ΔA，其中ΔA＝20log[(H4-H2)/(H3-H1)]，将计算后得到的A1和A2发送至后端处理器，作为模数转换器配置参数。

(4)调整模拟信号的量化值：将摄像机处于正常工作模式，记录当前记录左右通道的量化值数据的平均值，左通道为HL，右通道为HR。计算左右通道的量化值区间起始值的差值ΔH，以左通道的量化值区间起始值H1为参考值，则差值ΔH＝H2×[(H3-H1)/(H4-H2)]-H1；然后将右通道的所有像素模数转换后的量化值HR均减去差值ΔH后的值Hx送至后端处理器作为右通道实际量化值进行拼接处理，即Hx＝HR-ΔH，其中HR为右通道的所有像素模数转换后的量化值，Hx为右通道所有像素输出至后端处理器的量化值；左通道的所有像素模数转换后的量化值HL不变，直接输出至后端处理器作为左通道实际量化值进行拼接处理。

(5)将计算后得到的A1和A2发送至后端处理器，作为模数转换器配置参数，同时将左、右通道的所有像素模数转换后的量化值HL和Hx作为左、右通道实际量化值最终输出到后端处理器，由后端处理器实现图像的拼接。