CN101917794A - 红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路及方法，电路由集成电路U1、电阻R1～R9、电容C8、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q1和若干个红外灯组成。该方法包括初始化电流值，图像亮度值计算，亮度值比较和驱动电流值调整四个步骤，当红外摄像机处于低照度情况下，根据图像的亮度情况经自适应反馈计算，采用改变量化驱动电压的方式调整红外灯的使用功率，达到有效控制红外灯亮度，从而在不影响图像质量的前提下，解决现有方式的不足，并节省电源、降低发热量、延长设备使用寿命，且成本低，电路稳定可靠。

Description

红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路及方法

技术领域

本发明涉及安防监控领域，尤其涉及一种红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路及方法。

背景技术

目前，安防监控领域的红外摄像机使用红外灯时，通过光敏电阻检测到环境照度不足后，将设备内的红外灯全部打开，处于设定的额定功率满负荷工作，无法根据实际情况调整红外灯的使用功率，有些红外摄像机利用光敏电阻受光照后的电阻值调整红外灯的使用功率。由于在实际监控情况中需要红外灯开启的时间段内，大部分时间无需红外灯满负荷功率即能达到摄像机所需的照度，现有的红外摄像机红外灯的控制方式无法实现动态调整使用功率，采用光敏电阻调整也存在误差大，且受环境温度影响较大，红外灯持续满功率工作将造成电源的浪费并缩短红外灯的使用寿命。且红外灯本身属于一种大发热量的电子元器件，长期满负荷将造成红外摄像机的大量热量积累，对于设备的使用寿命和稳定性有负面影响，过度的红外灯照射还会造成摄像图像的局部发白。

发明内容

针对现有的现有红外摄像机的红外灯控制方法存在无法自适应调整红外灯使用功率或是控制误差大的不足，本发明提供一种红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路，主要由集成电路U1，电阻R1～R9，电容C8，NPN型三极管Q2，PNP型三极管Q1和若干个红外灯组成。电阻R1一端接12V电源，电阻R1～R7依次串联，电阻R7另一端接地，电阻R1、R2、R3、R4，R5、R6、R7相互连接的节点处分别接入集成电路U1，电容C8一端接地，另一端分别连接集成电路U1和PNP型三极管Q1的基极。PNP型三极管Q1的集电极接地，PNP型三极管Q1的发射极接电阻R8至12V电源，并接NPN型三极管Q2的基极。NPN型三极管Q2的集电极接12V电源发射极依次串联各红外灯及电阻R9后接地。

一种应用上述电路的红外灯功率自适应量化调整方法，它包括如下步骤：(1)初始化电流值：预先设定标准亮度值Yset、允许偏差的最大范围的百分比D0和量化的驱动电压量V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7；当摄像机处于低照度的情况下，进入初始化电流值步骤，设定驱动电压量为V0，所有红外灯处于最大功率工作。

(2)图像亮度值计算：根据采集图像的所有象素点的量度值，计算得到图像的平均亮度值Y0。

(3)亮度值比较：将平均亮度值Y0与预设的标准亮度值Yset比较，比较Y0是否在预设的范围内，即当Yset×(1-D0)＜Y0＜Yset×(1+D0)的时候，需要保持电流值；当Y0≤Yset×(1-D0)的时候，需要增大电流值；当Y0≥Yset×(1+D0)的时候，需要减小电流值。

(4)驱动电流值调整：根据亮度值比较步骤的结果，改变驱动电压，从而调整红外灯的电流值，当需要增大电流值或减小电流值时，调整为上一个或下一个电压量化级，从而调整红外灯的电流值，当需要保持电流值时，保持当前电压量化级不变。

本发明的有益效果是，当红外摄像机处于低照度情况下，本发明根据图像的亮度情况经自适应反馈计算，采用改变量化驱动电压的方式调整红外灯的使用功率，达到有效控制红外灯亮度，从而在在不影响图像质量的前提下，解决现有方式的不足，并节省电源、降低发热量、延长设备使用寿命，且成本低，电路稳定可靠。

附图说明

图1是本发明的工作流程图；

图2是本发明的电路图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图2所示，本发明的一种红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路主要由集成电路U1，电阻R1、R2、R3、R4，R5、R6、R7、R8、R9，电容C8，NPN型三极管Q2，PNP型三极管Q1和若干个红外灯(图中为6个红外灯，依次为LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6，实际使用过程中，可为任意个红外灯，本发明的效果将不受影响)组成。该电路中处理器通过普通IO分别连接集成电路U1的4、9、10、11管脚；R1一端接12V电源，R1、R2、R3、R4，R5、R6、R7依次串联，R7一端接地，R1、R2、R3、R4，R5、R6、R7相互连接的节点处分别依次接集成电路U1的14、15、12、1、5、2管脚；集成电路U1的16、13管脚接12V电源，集成电路U1的4、8管脚接地；集成电路U1的3管脚接电容C8至地，并接PNP型三极管Q1的基极；PNP型三极管Q1的集电极接地，发射极接R8至12V电源，并接NPN型三极管Q2的基极；NPN型三极管Q2的集电极接12V电源发射极接红外灯LED1的正极，红外灯LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6及电阻R9依次串联接地。

其中集成电路U1可以选用Ti公司的CD4051BQ产品，PNP型三极管Q1可以选用Rohm公司的2SB1197K产品，NPN型三极管Q2可以选用安森美半导体公司的S8050LT1产品。

本发明的红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整的方法，包括初始化电流值，图像亮度值计算，亮度值比较，驱动电流值调整四个步骤。

一、初始化电流值：预先设定标准亮度值Yset、允许偏差的最大范围的百分比D0和量化的驱动电压量V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7。当摄像机处于低照度的情况下，进入初始化电流值步骤，设定驱动电压量为V0，所有红外灯处于最大功率工作。

二、图像亮度值计算：根据采集图像的所有象素点的量度值，计算得到图像的平均亮度值Y0。

三、亮度值比较：将平均亮度值Y0与预设的标准亮度值Yset比较，比较Y0是否在预设的范围内，即当Yset×(1-D0)＜Y0＜Yset×(1+D0)的时候，需要保持电流值；当Y0≤Yset×(1-D0)的时候，需要增大电流值；当Y0≥Yset×(1+D0)的时候，需要减小电流值。

四、驱动电流值调整：根据亮度值比较步骤的结果，改变驱动电压，从而调整红外灯的电流值，当需要增大电流值或减小电流值时，调整为上一个或下一个电压量化级，从而调整红外灯的电流值，当需要保持电流值时，保持当前电压量化级不变。

此后再次重复图像亮度值计算步骤，循环计算并调整电流值，最终达到图象的平均亮度值Y0符合预设范围的要求，完成红外灯功率自适应调整的功能。

本发明红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整的方法，能够根据低照度情况下图像的亮度情况调整红外灯的工作电流，并能通过反馈计算，自适应控制红外灯的使用功率，无须使用光敏电阻，避免了电路误差，且采用改变量化驱动电压的方式调整红外灯的工作电流，将有效解决现有红外摄像机的红外灯控制方法的不足，在不影响图像质量的前提下，启到节省电源、降低发热量、延长设备使用寿命的作用，能避免因过度的红外灯照射造成的图像的局部发白现象，满足红外摄像机实际应用的要求。

Claims (2)

1.一种红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路，主要由集成电路U1，电阻R1～R9，电容C8，NPN型三极管Q2，PNP型三极管Q1和若干个红外灯组成。电阻R1一端接12V电源，电阻R1～R7依次串联，电阻R7另一端接地，电阻R1、R2、R3、R4，R5、R6、R7相互连接的节点处分别接入集成电路U1，电容C8一端接地，另一端分别连接集成电路U1和PNP型三极管Q1的基极。PNP型三极管Q1的集电极接地，PNP型三极管Q1的发射极接电阻R8至12V电源，并接NPN型三极管Q2的基极。NPN型三极管Q2的集电极接12V电源发射极依次串联各红外灯及电阻R9后接地。

2.一种应用权利要求1所述电路的红外灯功率自适应量化调整方法，其特征在于，它包括如下步骤：

(1)初始化电流值：预先设定标准亮度值Yset、允许偏差的最大范围的百分比D0和量化的驱动电压量V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7；当摄像机处于低照度的情况下，进入初始化电流值步骤，设定驱动电压量为V0，所有红外灯处于最大功率工作。

(2)图像亮度值计算：根据采集图像的所有象素点的量度值，计算得到图像的平均亮度值Y0。

(3)亮度值比较：将平均亮度值Y0与预设的标准亮度值Yset比较，比较Y0是否在预设的范围内，即当Yset×(1-D0)＜Y0＜Yset×(1+D0)的时候，需要保持电流值；当Y0≤Yset×(1-D0)的时候，需要增大电流值；当Y0≥Yset×(1+D0)的时候，需要减小电流值。

(4)驱动电流值调整：根据亮度值比较步骤的结果，改变驱动电压，从而调整红外灯的电流值，当需要增大电流值或减小电流值时，调整为上一个或下一个电压量化级，从而调整红外灯的电流值，当需要保持电流值时，保持当前电压量化级不变。

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