CN102572285A - Ccd摄像机的日夜模式转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种CCD摄像机的日夜模式转换的方法。本发明的有益效果是本发明通过在程序内部利用百万CCD视频检测技术代替光敏电阻控制日夜转换。摄像机所带的传感器本身可以向后端也就是程序内部传递增益值，利用这个增益值来判断外部的亮度信息，亮度高时增益值小，亮度低时增益值大，因此，光线暗时需要提高增益来提高亮度。反之，当增益值很大时，说明光线很暗，从而控制摄像机的日夜转换工作模式。这样弥补了用光敏电阻不能调节增益值的空白及避免了光敏电阻的一些误判和红外灯开启关闭造成亮度改变而反复切换。

Description

CCD摄像机的日夜模式转换方法

技术领域

本发明涉及摄像机工作模式转换的方法，尤其涉及CCD摄像机的日夜模式转换方法。

背景技术

目前大多数红外摄像机采用光敏电阻来控制红外灯的开启和关闭，光敏电阻对光十分敏感，不同感光的强度照射，其阻值变化非常大，红外摄像机利用光敏电阻这点特性做红外灯开关。例如，当光线较强时，光敏电阻的阻值非常小，对于一个控制电路，它是导通的，利用导通的性能控制一个开关，使之关闭，红外灯不工作；反之亦然。这正好使得红外灯在日间关闭，夜间开启。

由于光敏电阻属于电子元器件，使用寿命是有限的，当长时间工作运行，其灵敏度也将降低，且在一些恶劣天气影响下，如持续高温、风雨侵蚀等，光敏电阻必将受到不同程度的损坏，进而影响到红外摄像机的正常工作。此外，当光敏电阻处于一个暗室，而外部环境亮度是足够时，会造成误判。比如当摄像机安装于光线较暗的楼道，对光线较好的楼道外场景监控时，光敏电阻感应到的是弱光，红外灯将被打开，因此造成了误判。

此外，采用光敏电阻来控制日夜转换，在外部亮度稍低于光敏电阻的接通电路的临界值时，电路即被接通，红外灯开启，此时，红外灯的亮度又将光敏电阻能感知到的周围亮度提高，电路随即又被断开，红外灯关闭，光敏电阻周围亮度下降，电路接通，如此反复的变换，导致了红外灯的反复开启关闭。因此，采用光敏电阻来控制日夜转换，其灵敏度是不可控的。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种CCD摄像机的日夜模式转换方法。

本发明提供了一种CCD摄像机的日夜模式转换的方法，包括如下步骤：

A.      读取实时的增益值和实时的快门速度值；

B.      判断步骤A中的增益值是否大于预设阀值，如大于预设阀值那么执行C步骤，否则执行A步骤；

C.      控制CCD摄像机切换至夜模式；

D.     在红外灯打开时，再次读取实时的快门速度值和实时的增益值，将此时读取的快门速度值作为参考快门速度值，将此时读取的增益值作为参考增益值；

E.      判断参考增益值是否大于设定值，如大于设定值、那么执行增益值判断步骤，否则执行快门速度值判断步骤；

F.      执行A步骤。

作为本发明的进一步改进，所述增益值判断步骤包括如下步骤：

     Q1. 再次读取实时的增益值；

     Q2. 判断步骤Q1中的增益值是否小于参考增益值乘以灵敏度，如步骤Q1中的增益值小于参考增益值乘以灵敏度、那么执行Q3步骤，否则执行Q1步骤；

     Q3. 控制CCD摄像机切换至日模式；

 Q4. 执行A步骤。

作为本发明的进一步改进，所述快门速度值判断步骤包括如下步骤：

      W1. 再次读取实时的快门速度值；

      W2. 判断步骤W1中的快门速度值是否小于参考快门速度值乘以灵敏度，如步骤W1中的快门速度值小于参考快门速度值乘以灵敏度、那么执行W3步骤，否则执行W1步骤；

      W3. 控制CCD摄像机切换至日模式；

  W4. 执行A步骤。

作为本发明的进一步改进，所述预设阀值为3854。

作为本发明的进一步改进，所述设定值为324。

作为本发明的进一步改进，所述灵敏度为84%至100%。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中，待场景稳定后再读取实时的增益值和实时的快门速度值。

作为本发明的进一步改进，场景稳定判断方法为连续多次读取亮度值、增益值和快门速度值，若亮度差值小于3时则认定场景稳定。

作为本发明的进一步改进，在所述场景稳定判断方法中连续十次读取亮度值、增益值和快门速度值。

本发明的有益效果是：本发明通过在程序内部利用百万CCD视频检测技术代替光敏电阻控制日夜转换。摄像机所带的传感器本身可以向后端也就是程序内部传递增益值，利用这个增益值来判断外部的亮度信息，亮度高时增益值小，亮度低时增益值大，因此，光线暗时需要提高增益来提高亮度。反之，当增益值很大时，说明光线很暗，从而控制摄像机的日夜转换工作模式。这样弥补了用光敏电阻不能调节增益值的空白及避免了光敏电阻的一些误判和红外灯开启关闭造成亮度改变而反复切换。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的CCD摄像机原理框图。

图3是本发明的工作原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种CCD摄像机的日夜模式转换方法，包括如下步骤：在步骤S1中，读取实时的增益值和实时的快门速度值。在步骤S2中，判断步骤S1中的增益值是否大于预设阀值，如大于预设阀值那么执行S3步骤，否则执行S1步骤。在步骤S3中，控制CCD摄像机切换至夜模式。在步骤S4中，在红外灯打开时，再次读取实时的快门速度值和实时的增益值，将此时读取的快门速度值作为参考快门速度值，将此时读取的增益值作为参考增益值。在步骤S5中，判断参考增益值是否大于设定值，如大于设定值、那么执行增益值判断步骤，否则执行快门速度值判断步骤。

所述增益值判断步骤包括如下步骤：在步骤H1中，再次读取实时的增益值。在步骤H2中，判断步骤H1中的增益值是否小于参考增益值乘以灵敏度，如步骤H1中的增益值小于参考增益值乘以灵敏度、那么执行H3步骤，否则执行H1步骤。在步骤H3中，控制CCD摄像机切换至日模式。在步骤H4中，继续执行S1步骤。

所述快门速度值判断步骤包括如下步骤：在步骤K1中，再次读取实时的快门速度值。在步骤K2中，判断步骤K1中的快门速度值是否小于参考快门速度值乘以灵敏度，如步骤K1中的快门速度值小于参考快门速度值乘以灵敏度、那么执行K3步骤，否则执行K1步骤。在步骤K3中，控制CCD摄像机切换至日模式。在步骤K4中，继续执行S1步骤。

所述预设阀值为3854。所述设定值为324。所述灵敏度为84%至100%。以上三个值都是经过大量实验和反复测测后得出的，当采用上述预设阀值3854、设定值324、灵敏度84%至100%后，可以更加准确的对日模式或夜模式做出判断。

在所述步骤S1中，待场景稳定后再读取实时的增益值和实时的快门速度值。场景稳定判断方法为连续十次读取亮度值、增益值和快门速度值，若亮度差值小于3时则认定场景稳定。

所有CCD摄像机都有一个将来自 CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。也就是，亮度高时、增益值（AGC）小，亮度低时、增益值AGC大，因此，光线暗时需要提高增益值（AGC）来提高亮度。反之，当增益值（AGC）很大时，说明光线很暗。本发明利用CCD摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关增益值（AGC）及调节增益值（AGC），从而控制CCD摄像机的日夜转换工作模式，使CCD摄像机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄像机的灵敏度，灵敏度是调一个经验值区间的范围，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。

如图2所示，CCD摄像机包括CCD、V-Driver、CDS/AGC、DSP。

CCD：它的主要工作就是把光影像转成电子信号。CCD上有感光点，每一点就像一颗太阳能电池，被光照到后会产生电能，依照光的照度不同，会产生不同的电能。

V-Driver：它会产生不同的脉波,把CCD每点的讯号“打”出来。我们通常说是CCD的驱动。

CDS/AGC：CCD出来的讯号,在这颗晶片内做处理后，送进DSP（数字信号处理器）。

DSP：主要针对算法运算而产生的一种MCU，从CDS/AGC出来的模拟信号传送到DSP进行运算处理后，即判断增益值（AGC）值的大小，然后通过控制电平来控制电路，从而控制ICCUT的切换，又把信号转换成模拟信号输出，也就是视频输出了。

T.G：控制整个处理过程快慢用的，一般都包含在DSP里的。

如图3所示，本发明通过软件的方法来控制CCD摄像机的日夜转换。编码器开启一个线程来不停的监测DSP统计的传感器感应到外部的亮度值、快门速度（CCD通电工作的感应时间）、增益值（AGC），过滤掉一些不稳定的因素，如瞬间的光线变化，当亮度差值小于3时，则判断场景稳定，直到场景稳定后，再控制IRCUT的切换。

下面举例说明：

CCD摄像机由日模式转换为夜模式：

切换条件是读当前增益值（AGC）和传感器感应到外部的亮度值，如果增益值（AGC）大于程序设定的一个经过测试得出的预设阀值3854，就认为当前是晚上状态。编码器会打开红外灯同时切换IRCUT（IRCUT是一种机械装置，内部有两个滤光片用于在白天和晚上之间的切换。），颜色是否转为黑白要根据页面的彩转黑按钮状态而定。白天转晚上很容易，晚上由于红外灯开启会对周围环境产生很大影响。如何区分是白天还是红外灯开启的情况，是行业内的一个难点。我们的解决方法是，在红外灯打开时再会去读取当前稳定的亮度即经主处理器转换处理后的传感器所采集数据、快门速度（CCD通电工作的感应时间）、增益值（AGC）作为后续判断的参考值。

CCD摄像机由夜模式转换为日模式：

先通过参考增益值判断此时是选择增益值判断还是选择快门速度值判断。当参考增益值大于设定值324，那么选择增益值判断，否则是快门速度值判断。如果选择增益值判断，就用当前增益值和参考增益值乘以灵敏度（84%~100%）进行比较，此灵敏度是通过用户调节设定的，来比较决定是否是白天，当当前增益值小于参考增益值乘以灵敏度时，则判断为白天，反之，判断为黑夜。如果是选择快门速度值判断，就用当前的快门速度值和参考快门速度值乘以灵敏度来决定是否是白天。当当前快门速度值小于参考快门速度值乘以灵敏度时，则判断为白天，反之，判断为黑夜。如判断为白天，就关闭红外灯，切换IRCUT到日模式。颜色是否转位彩色还是看页面彩转黑按钮的状态。通过参考增益值与设定值进行比较，从而选择增益值判断还是选择快门速度值判断，可以更加准确的判断出当前是日模工还是夜模式，使得判断更加准确。

用户可以对灵敏度进行调节，用户可以根据应用的具体环境调一个比较合适的值，这一点做的比较灵活，也很人性化。

本发明通过在程序内部利用百万CCD视频检测技术代替光敏电阻控制日夜转换。摄像机所带的传感器本身可以向后端也就是程序内部传递增益值，利用这个增益值来判断外部的亮度信息，亮度高时增益值小，亮度低时增益值大，因此，光线暗时需要提高增益来提高亮度。反之，当增益值很大时，说明光线很暗，从而控制摄像机的日夜转换工作模式。这样弥补了用光敏电阻不能调节增益值的空白及避免了光敏电阻的一些误判和红外灯开启关闭造成亮度改变而反复切换。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A. 读取实时的增益值和实时的快门速度值；

B. 判断步骤A中的增益值是否大于预设阀值，如大于预设阀值那么执行C步骤，否则执行A步骤；

C. 控制CCD摄像机切换至夜模式；

D. 在红外灯打开时，再次读取实时的快门速度值和实时的增益值，将此时读取的快门速度值作为参考快门速度值，将此时读取的增益值作为参考增益值；

E. 判断参考增益值是否大于设定值，如大于设定值、那么执行增益值判断步骤，否则执行快门速度值判断步骤；

F. 执行A步骤。

2.根据权利要求1所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于，所述增益值判断步骤包括如下步骤：

     Q1. 再次读取实时的增益值；

     Q2. 判断步骤Q1中的增益值是否小于参考增益值乘以灵敏度，如步骤Q1中的增益值小于参考增益值乘以灵敏度、那么执行Q3步骤，否则执行Q1步骤；

     Q3. 控制CCD摄像机切换至日模式；

     Q4. 执行A步骤。

3.根据权利要求1所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于，所述快门速度值判断步骤包括如下步骤：

      W1. 再次读取实时的快门速度值；

      W2. 判断步骤W1中的快门速度值是否小于参考快门速度值乘以灵敏度，如步骤W1中的快门速度值小于参考快门速度值乘以灵敏度、那么执行W3步骤，否则执行W1步骤；

      W3. 控制CCD摄像机切换至日模式；

     W4. 执行A步骤。

4.根据权利要求1所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于：所述预设阀值为3854。

5.根据权利要求1所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于：所述设定值为324。

6.根据权利要求2或3所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于：所述灵敏度为84%至100%。

7.根据权利要求1至5任一项所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于：在所述步骤A中，待场景稳定后再读取实时的增益值和实时的快门速度值。

8.根据权利要求7所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于：场景稳定判断方法为连续多次读取亮度值、增益值和快门速度值，若亮度差值小于3时则认定场景稳定。

9.根据权利要求8所述CCD摄像机的日夜模式转换的方法，其特征在于：在所述场景稳定判断方法中连续十次读取亮度值、增益值和快门速度值。

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