CN102111558B - 摄像机滤光片自动切换方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子监控领域，公开了一种摄像机滤光片自动切换方法及其装置。本发明中，如果在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数达到预定门限，则在一定的持续时长内强制摄像机滤光片处于感红外模式，从而可以大大减少摄像机滤光片在不同模式间振荡的次数。

Description

摄像机滤光片自动切换方法及其装置

技术领域

本发明涉及电子监控领域，特别涉及摄像机滤光片自动切换技术。

背景技术

电子监控领域的摄像机通常需要24小时工作，黑夜没有自然光，摄像机很难得到清晰的图像。有人提出了增加一个红外光源，在晚上打开，配合摄像机工作。

为了能够在自然光源和红外光源下都得到良好的图像，目前有人采用日夜自动切换滤光片的方式：在白天，滤光片需要切换到截止红外光的模式，防止红外光的进入使得图像出现偏色；在夜晚，需要切换到感红外的黑白模式，使得夜晚能出现更好的低照度效果。

这种滤光片自动切换的方案有两种实现方式，但这两种实现方式都会有摄像机滤光片切换振荡的问题。

第一种实现方式是用光敏三极管来感光，当照度高于某个值的时候获得信号切换到白天模式(即截止红外模式)，当照度低于某个值的时候获得信号切换到夜晚模式(即感红外模式)。

这种实现方式的问题在于，如果是夜晚模式，当物体靠近红外灯，反射到光敏三极管上，会导致光敏三极管感光强度增加，光敏三极管自动关闭红外光源，此时摄像机会切换到白天模式，然而一旦红外光源关闭，光敏三极管感应到外源照度不足，又会打开红外光源，此时摄像机会切换到夜晚模式。这样白天夜晚的切换，会导致画面忽明忽暗，出现振荡。

第二种实现方式是通过读取电荷藕合器件(Charge Coupled Device，简称“CCD”)/互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor，简称“CMOS”)的感光亮度来判断是否需要切换到白天模式或夜晚模式。

第二种实现方式的问题在于，因为是通过软件读取CCD/CMOS反馈的照度来判断是否需要进行日夜切换的，如果外界红外光源比较强，切换到夜晚模式后，会感受大量的红外光，从而导致CCD/CMOS反馈的亮度值增加，这个时候系统会切换到白天模式，而白天模式在截止了红外光之后，CCD/CMOS又会发出照度不足的判断，系统又会切到夜晚模式，从而出现日夜切换的振荡。

在监控领域，红外灯开启造成滤光片自动切换时候振荡的问题，现在没有很好的解决方法，因为彩色模式下，必须截止红外光(波长范围大约640-780)的进入，否则图像会出现偏色的问题。到了夜晚，为了取得更好的低照度效果，需要使得滤光片切换到感红外的状态。由于摄像机无法判断现在进入的光线是红外光还是可见光(该可见光波长定义为400-640)，因此无法避免振荡问题，一旦出现振荡，将严重干扰设备的正常工作，画面会忽明忽暗，无法获知正常的图像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摄像机滤光片自动切换方法及其装置，可以大大减少摄像机滤光片在不同模式间振荡的次数。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种摄像机滤光片自动切换方法，该摄像机滤光片能够在感红外模式和截止红外模式之间切换，包括以下步骤：

判断在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限；

如果在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数达到预定门限，则将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式，并且在预定的持续时长内禁止摄像机滤光片的再次切换。

本发明的实施方式还提供了一种摄像机滤光片自动切换装置，包括：

切换单元，用于对摄像机滤光片在感红外模式和截止红外模式之间切换；

判断单元，用于判断在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限；

强制单元，用于在判断单元输出表示在预定时长内摄像机滤光片切换的次数达到预定门限的信号时，控制切换单元将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式，并且在预定的持续时长内禁止切换单元再次执行切换。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

如果在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数达到预定门限，则在一定的持续时长内强制摄像机滤光片处于感红外模式，从而可以大大减少摄像机滤光片在不同模式间振荡的次数。

进一步地，判断时只依据从截止红外模式切换到感红外模式的次数，可以在强制设定为感红外模式时，不需要额外的切换，只需要维持当前模式就可以了。

进一步地，为不同的时段设置不同的禁止切换的持续时长，可以使对摄像机滤光片切换振荡的抑制更灵活和有效。

进一步地，为黑夜时间设定一个时间段，如果当前时间处于该时间段，则摄像机滤光片强制设定为感红外模式时，禁止次切换的持续时长比其它时间段更长，可以进一步减少摄像机滤光片在不同模式间振荡的次数。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种摄像机滤光片自动切换方法的流程示意图；

图2是本发明第二实施方式中一种摄像机滤光片自动切换方法的流程示意图；

图3是本发明第四实施方式中一种摄像机滤光片自动切换装置的结构示意图；

图4是本发明第五实施方式中一种摄像机滤光片自动切换装置的结构示意图；

图5是本发明第六实施方式中一种摄像机滤光片自动切换装置的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种摄像机滤光片自动切换方法。图1是该摄像机滤光片自动切换方法的流程示意图。

该摄像机滤光片能够在感红外模式和截止红外模式之间切换。本发明各实施方式中所称的摄像机滤光片可以是一个具有两种模式的滤光片，也可以是一个装置，该装置中包括一个感红外的滤光片和一个截止红外的滤光片，并有一个切换机构用于在这两个滤光片之间进行切换。

如图1所示，在步骤101中，监测摄像机滤光片切换动作，判断在预定时长内摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限，如果是则进入步骤102，否则继续执行对切换的监测和判断，即，摄像机滤光片仍正常切换，不对其切换作限制。

在步骤102中，如果在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数达到预定门限，则将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式。本发明的各实施方式中，强制设定指的是，如果当前处于感红外模式，则保持当前模式，如果当前处于截止红外模式，则切换到感红外模式。

此后进入步骤103，在预定的持续时长内禁止摄像机滤光片的再次切换。

如果在预定时长内摄像机滤光片切换的次数达到预定门限，则在一定的持续时长内强制摄像机滤光片处于感红外模式，从而可以大大减少摄像机滤光片在不同模式间振荡的次数。

在本实施方式的一个优选例子中，摄像机滤光片在感红外模式和截止红外模式之间切换时，包括以下步骤：

如果摄像机滤光片处于感红外模式，并且检测到的光强持续超过预定第一光强阈值的时间超过预定时间阈值，则摄像机滤光片切换为截止红外模式。

如果摄像机滤光片处于截止红外模式，并且检测到光强持续低于预定第二光强阈值的时间超过预定时间阈值，则摄像机滤光片切换为感红外模式。

可以理解，如果光强正好等于预定光强阈值，可以根据不同的应用环境，将视同超过预定光强阈值，或视同低于预定光强阈值。

上面只是两种模式之间切换一个优选例子，也可以采用其它的方式实现模式间的切换，例如，只要超过或低于预定光强阈值马上就切换；再如：

如果摄像机滤光片处于感红外模式，并且在单位时长内(如10分钟)，光强超过第一光强阈值的累计时间大于一个门限(如9分钟)，则摄像机滤光片切换为截止红外模式。

如果摄像机滤光片处于截止红外模式，并且在单位时长内(如10分钟)，光强低于第二光强阈值的累计时间大于一个门限(如9分钟)，则摄像机滤光片切换为感红外模式。

等等。

本发明第二实施方式涉及一种摄像机滤光片自动切换方法。图2是该摄像机滤光片自动切换方法的流程示意图。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进。

在步骤201中，读取亮度信号。

可以用多种方法来实现亮度信号的读取，例如：可以通过读取光敏三极管外围电路的反馈信号来获取当前亮度判断值。又如，亮度信号的获得可以直接从CMOS/CCD的寄存器来读取，CMOS/CCD通常都有获取当前亮度的寄存器，读出该寄存器就可以获得当前亮度。等等。

此后进入步骤202，判断是否满足切换条件，如果是则进入步骤203，否则回到步骤201，继续读取亮度信号。

读取到当前亮度后，会和用户设置的阈值做比较，看是否当前亮度达到用户设置的切换阈值。切换到白天模式和切换到夜晚模式分别赋予了不同的阈值，当然，也会提供多组阈值给用户参考，可以根据实际情况调节该阈值，来实现不同的需求。

时间阈值的设置时可以避免当前亮度短时间偶然性的变化引起设备的误操作。当亮度阈值满足要求后，就要判断时间阈值。如果此时持续光照时间是否满足用户设置的时间阈值，则进行滤光片切换。

如以上两个要求有一个不满足，则回到步骤201，继续读取亮度信号再判断。

在步骤203中，摄像机滤光片执行模式切换。

有两种类型的切换：

A切换为夜晚模式(即感红外模式)

夜晚模式时，向控制滤光片的外围电路发送移动滤光片的指示信号，滤光片会切换到感红外状态，同时为了避免红外光的进入对图像的色彩照成影响，通常切换到夜晚状态的时候会切换画面为黑白模式，这样既可以避免色彩的失真，也能抑制夜晚低照度引起的彩色噪声。

B切换为白天模式(即截止红外模式)

白天模式时，向控制滤光片的外围电路发送移动滤光片的指示信号，滤光片会切换到截止红外状态，画面会切换为彩色模式。

此后进入步骤204，判断当前的累计切换次数是否为零，如果是进入步骤205，否则进入步骤206。

在步骤205中，将当前时间记录为第一次切换的时间。此后进入步骤207。

在步骤206中，将当前时间记录为最后一次切换的时间。此后进入步骤207。

在步骤207中，将累计切换次数加1。

在本发明的一个实例中，优选地，只在摄像机滤光片从截止红外模式切换到感红外模式时将累计切换次数加1，换句话说，只统计摄像机滤光片从截止红外模式切换到感红外模式的次数，并在此后根据该统计值进行判断。这种方案的优点在于，可以在步骤211强制设定为感红外模式时，不需要额外的切换，只需要维持当前模式就可以了。

此后进入步骤208，判断累计切换次数是否达到预定门限，如果是则进入步骤209，否则回到步骤201。在本发明的一个实例中，优选地，预定门限可以是5次，当然也可以是更多或更少，预定门限至少为2次。

在步骤209中，将最后一次切换的时间减去第一次切换的时间，判断所得差值是否小于预定时长，如果是进入步骤210，否则进入步骤211。在本发明的一个优选实例中，预定时长可以是10分钟，当然，在本发明的其它实例中，也可是其它的值。

在步骤210中，将累计切换次数、第一次切换的时间和最后一次切换的时间清零。此后回到步骤201。

在步骤211中，将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式。

此后进入步骤212，在预定的持续时长内禁止摄像机滤光片的再次切换。在本发明的一个实例中，优选地，预定的持续时长可以是1小时，当然，在本发明的其它实例中，也可以根据具体的应用场景，选择更长或更短的持续时长。

本实施方式中提到了预定门限、预定时长和持续时长的优选值，这些参数是发明人在实际应用场景中经过反复试验得的优选值，具有较好的效果。

上述步骤204至210的作用是判断摄像机滤光片是否发生了切换振荡，或者说，判断在预定时长内摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限。可以理解，振荡的判断方法还有多种，例如使用定时器，定时器每隔预定时长就周期性地触发一次超时事件，发生超时事件时，判断在此期间是否摄像机滤光片切换的次数达到预定门限。等等。

本发明第三实施方式涉及一种摄像机滤光片自动切换方法。

第三实施方式在第一或第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：为不同的时段设置不同的禁止切换的持续时长，可以使对摄像机滤光片切换振荡的抑制更灵活和有效。进一步地，为黑夜时间设定一个时间段，如果当前时间处于该时间段，则摄像机滤光片强制设定为感红外模式时，禁止次切换的持续时长比其它时间段更长，可以进一步减少摄像机滤光片在不同模式间振荡的次数。

具体地说：

预先设置至少两个时间段，为每个时间段分别设置一个对应的持续时长，至少有两个时间段对应的持续时长不同。时间段中有一个时间段属于当地的黑夜时间，该时间段所对应的持续时长大于其它时间段所对应的持续时长。可以理解，在本发明的其他某些实施方式中，也可以不分时间段，统一一个禁止切换的持续时长。

步骤103或步骤212还包括以下子步骤：

确定当前时间所属的时间段，并获取该时间段所对应的持续时长，在该持续时长内禁止摄像机滤光片的再次切换。

在本发明的一个实例中，优选地，可以设4个时间段，一个对应黑夜(如19:00到5:00)相应的持续时长为1小时，一个对应黎明(如5:00到6:30)相应的持续时长为0.5小时，一个对应白天(如6:30到17:30)相应的持续时长为0.25小时，一个对应黄昏(如17:30到19:00)相应的持续时长为0.5小时。可以根据季节改变时间段的设定，以便更为灵活和准确。

也可以设得保守一些，例如，在本发明的另一个优选实例中，只设2个时间段，一个对应四季都处于黑夜的时段(如20:00到4:00)相应的持续时长为1小时，其它都归在另一个时间段相应的持续时长为0.5小时。这样只需要一次设定，以后不用随季节修改了。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第四实施方式涉及一种摄像机滤光片自动切换装置。图3是该摄像机滤光片自动切换装置的结构示意图。该摄像机滤光片自动切换装置包括：

切换单元，用于对摄像机滤光片在感红外模式和截止红外模式之间切换。

判断单元，用于判断在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限。

强制单元，用于在判断单元输出表示在预定时长内摄像机滤光片切换的次数达到预定门限的信号时，控制切换单元将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式，并且在预定的持续时长内禁止切换单元再次执行切换。图3中以虚线表示强制单元对切换单元的控制。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种摄像机滤光片自动切换装置。图4是该摄像机滤光片自动切换装置的结构示意图。

第五实施方式在第四实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：判断单元进一步包括：

统计模块，用于统计预定时长内摄像机滤光片切换的次数。

比较模块，用于将统计模块输出的统计值与预定门限比较，输出比较结果。

其中，统计模块只在检测到切换单元从截止红外模式切换到感红外模式时，统计为摄像机滤光片切换的次数加1。

第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第六实施方式涉及一种摄像机滤光片自动切换装置。图5是该摄像机滤光片自动切换装置的结构示意图。

第六实施方式在第四或第五实施方式的基础上进行了改进，改进之处主要在于：

还包括存储单元，用于存储预先设置的时间段及其对应的持续时长信息，其中被存储的时间段至少有两个，每一个时间段分别对应一个持续时长，被存储的时间段中至少有一个时间段属于当地的黑夜时间，该时间段所对应的持续时长大于其它时间段所对应的持续时长。

强制单元在禁止切换单元再次执行切换时，先利用存储单元中的信息查询当前时间所对应的时间段，并从该存储单元获得该时间段所对应的持续时长，在该持续时长内禁止切换单元再次执行切换。

第三实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元或模块都是逻辑的，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，如电源，摄像头等，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种摄像机滤光片自动切换方法，该摄像机滤光片能够在感红外模式和截止红外模式之间切换，其特征在于，包括以下步骤：

判断在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限；

如果在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数达到预定门限，则将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式，并且在预定的持续时长内禁止摄像机滤光片的再次切换。

2.根据权利要求1所述的摄像机滤光片自动切换方法，其特征在于，所述判断在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限的步骤中，只统计摄像机滤光片从截止红外模式切换到感红外模式的次数，并根据该统计值进行所述判断。

3.根据权利要求1所述的摄像机滤光片自动切换方法，其特征在于，预先设置至少两个时间段，为每个时间段分别设置一个对应的持续时长，其中至少有两个时间段对应的持续时长不同；

所述将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式，并且在预定的持续时长内禁止摄像机滤光片的再次切换的步骤还包括以下子步骤：

将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式；

确定当前时间所属的时间段，并获取该时间段所对应的持续时长，在该持续时长内禁止摄像机滤光片的再次切换。

4.根据权利要求3所述的摄像机滤光片自动切换方法，其特征在于，所述时间段中有一个时间段属于当地的黑夜时间，该时间段所对应的持续时长大于其它时间段所对应的持续时长。

5.根据权利要求1所述的摄像机滤光片自动切换方法，其特征在于，所述预定时长是10分钟，所述预定门限是5次；

所述预定的持续时长是1小时。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像机滤光片自动切换方法，其特征在于，所述判断在预定时长内摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限的步骤包括以下子步骤：

每次切换时，判断当前的累计切换次数是否为零，如果是则记录当前时间记录为第一次切换的时间，否则将当前时间记录为最后一次切换的时间；

将累计切换次数加1；

判断累计切换次数是否达到预定门限；

如果累计切换次数达到预定门限，则将最后一次切换的时间减去第一次切换的时间，如果所得差值小于预定时长，则判定为在预定时长内摄像机滤光片切换的次数达到预定门限，否则将累计切换次数、第一次切换的时间和最后一次切换的时间清零，继续监测切换情况；

如果累计切换次数没有达到预定门限，则继续监测切换情况。

7.根据权利要求6所述的摄像机滤光片自动切换方法，其特征在于，所述摄像机滤光片在感红外模式和截止红外模式之间切换时，包括以下步骤：

如果所述摄像机滤光片处于感红外模式，并且检测到的光强持续超过预定第一光强阈值的时间超过预定时间阈值，则所述摄像机滤光片切换为截止红外模式；

如果所述摄像机滤光片处于截止红外模式，并且检测到光强持续低于预定第二光强阈值的时间超过预定时间阈值，则所述摄像机滤光片切换为感红外模式。

8.一种摄像机滤光片自动切换装置，其特征在于，包括： 

切换单元，用于对摄像机滤光片在感红外模式和截止红外模式之间切换；

判断单元，用于判断在预定时长内，摄像机滤光片切换的次数是否达到预定门限；

强制单元，用于在所述判断单元输出表示在预定时长内摄像机滤光片切换的次数达到预定门限的信号时，控制所述切换单元将该摄像机滤光片强制设定为感红外模式，并且在预定的持续时长内禁止所述切换单元再次执行切换。

9.根据权利要求8所述的摄像机滤光片自动切换装置，其特征在于，所述判断单元进一步包括：

统计模块，用于统计预定时长内摄像机滤光片切换的次数；

比较模块，用于将所述统计模块输出的统计值与预定门限比较，输出比较结果；

其中，所述统计模块只在检测到所述切换单元从截止红外模式切换到感红外模式时，统计为摄像机滤光片切换的次数加1。

10.根据权利要求8或9所述的摄像机滤光片自动切换装置，其特征在于，还包括存储单元，用于存储预先设置的时间段及其对应的持续时长信息，其中被存储的时间段至少有两个，每一个时间段分别对应一个持续时长，被存储的时间段中至少有一个时间段属于当地的黑夜时间，该时间段所对应的持续时长大于其它时间段所对应的持续时长；

所述强制单元在禁止所述切换单元再次执行切换时，先利用所述存储单元中的信息查询当前时间所对应的时间段，并从该存储单元获得该时间段所对应的持续时长，在该持续时长内禁止所述切换单元再次执行切换。 

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