CN102843518A - 一种智能调节红外灯光强的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能调节红外灯光强的方法及其装置，涉及摄像机监控领域。本发明依据物距精确控制主动式红外摄像机的红外灯电流：在黑夜或者光线不够明亮的环境下，依据主动式红外摄像机一体化镜头当前的变倍电机和变焦电机的状态，再通过查找一体化镜头的对焦曲线，即可以得出物距，然后依据此物距控制红外灯电流，再判断图像是否清晰，如果图像不清晰，调节一体化镜头的变倍和变焦以及对应的红外灯电流直到图像清晰为止。本发明不仅解决了红外灯长期工作在大功耗状态下导致红外灯寿命缩短进而导致主动式红外摄像机寿命缩短的问题，还解决了红外摄像机在监控近距离时因为红外灯光强过大而导致的图像过曝问题。

Description

一种智能调节红外灯光强的方法及其装置

技术领域

本发明涉及摄像机监控领域，尤其涉及一种智能调节红外灯光强的方法及其装置。

背景技术

随着视频监控技术的不断发展，在实际工程中越来越多的使用红外摄像机。红外摄像机在夜晚能清晰地成像克服了普通摄像机夜晚成像模糊的问题，在交通、银行和公共安全等领域红外摄像机应用越来越广泛。红外摄像技术一般分为主动式红外摄像技术和被动式红外摄像技术。被动式红外摄像技术是利用任何物质在绝对零度以上都有红外线辐射，物质的温度越高，辐射的红外线越多的原理制成的摄像机，这种被动式红外摄像机造价昂贵，仅限于军事或极特殊场所使用；而主动式红外摄像技术采用红外灯在可见光不够明亮的场景下进行红外补光照明，使普通低照度摄像机即可清晰监控。

目前市面上的主动式红外摄像机的红外灯光强一般不能控制，红外灯光强按照最远监控距离设计，红外灯的光强会比较大。这样的设计会有两个问题：

1、只要红外灯开启其工作电流就会比较大，当然功耗也比较大，长时间大功耗的工作会导致红外灯的寿命下降。而红外灯是主动式红外摄像机所有器件中平均寿命最短的器件之一，红外灯的寿命直接决定主动式红外摄像机的寿命。

2、在监控近距离物体的时候会因为红外光过强而产生过曝，图像效果不理想。

公开号为“CN 101872106A”、发明名称为“智能红外摄像机及其智能调节红外光强度的方法”和公开号为“CN101917794A”、发明名称为“红外摄像机的红外灯功率自适应量化调整电路及方法”的专利都公开了调节红外灯电流的方法，这两个专利的思想实质都是通过摄像机成像的亮度信号来调节红外灯光强，这两个专利公开的方法与本发明的方法在原理上完全不同，且存在以下不足：依据复合视频的亮度信号控制红外灯光强不能依据被监控物体距离精确地控制红外灯光强度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种智能调节红外灯光强的方法及其装置。

本发明的目的是这样实现的：

依据物距精确控制主动式红外摄像机的红外灯电流：在黑夜或者光线不够明亮的环境下，依据主动式红外摄像机一体化镜头当前的变倍电机和变焦电机的状态，再通过查找一体化镜头的对焦曲线，即可以得出物距，然后依据此物距控制红外灯电流，再判断图像是否清晰，如果图像不清晰，调节一体化镜头的变倍和变焦以及对应的红外灯电流直到图像清晰为止。这样即可依物距控制红外灯的光强。被监控物体离主动式红外摄像机相对较近的时候可减小红外灯的电流，以减小红外灯发热提高红外灯寿命并可防止红外光亮度过亮而产生图像过曝的情况；在被监控物体离主动式红外摄像机相对较远的时候可增加红外灯的电流，以提高被监控物体环境的红外光强。

具体地说，本发明提供的一种智能调节红外灯光强的方法包括下列步骤：

①主动式红外摄像机初始化各模块，使各功能模块正常工作；

②主动式红外摄像机实时判断当前环境是否白天，是则进入白天模式，关闭红外灯；否则进入黑夜模式；

③进入黑夜模式时，主动式红外摄像机依据其一体化镜头的当前状态以及一体化镜头的对焦曲线查找得出物距；

④依据物距控制红外灯的光强；

⑤判断在当前红外光强下图像是否清晰，是则执行步骤⑨，否则执行下一步骤；

⑥调节一体化机芯的变焦和变倍电机；

⑦获取一体化镜头当前的变倍电机和变焦电机的状态，并且依据一体化镜头的对焦曲线查找得出物距；

⑧依据物距调节红外灯的光强；

⑨判断当前环境是否白天，是则执行下一步骤，否则转跳到步骤⑤；

⑩关闭红外灯，进入白天模式，执行步骤②。

与现有技术相比，本发明具有下列优点和积极效果：

依据主动式红外摄像机与被监控物体的距离精确地控制红外灯光强，可以使图像在不同物距下均能得到清晰细腻的效果；并能解决红外灯长期工作在大功耗状态下导致红外灯寿命缩短进而导致主动式红外摄像机寿命缩短的问题，还能解决主动式红外摄像机在监控近距离时因为红外灯光强过大而导致的图像过曝问题。

附图说明

图1为本装置的结构示意图；

图中：

10—光传感器；

20—一体化镜头；

30—光学成像传感器；

40—镜头变倍变焦驱动器；

50—红外灯；

60—红外灯驱动器；

70—主处理单元，

71—昼夜检测模块，

72—图像处理模块，

73—一体化镜头状态采集模块，

74—一体化镜头控制模块，

75—红外灯驱动控制模块。

图2为本装置主处理单元的信号处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、一种智能调节红外灯光强的装置（简称装置）

1、总体

本装置包括光传感器10、一体化镜头20、光学成像传感器30、镜头变倍变焦驱动器40、红外灯50、红外灯驱动器60和主处理单元70；

主处理单元70包括昼夜检测模块71、图像处理模块72、一体化镜头状态采集模块73、镜头控制模块74和红外灯驱动控制模块75；

其连接关系是：

光传感器10和主处理单元70连接，光传感器10感应环境光，并将环境的光信号转换为电信号，主处理单元70调用昼夜检测模块71依据此电信号判断环境是白天还是黑夜；

一体化镜头20和主处理单元70连接，主处理单元70调用一体化镜头状态采集模块73实时采集一体化镜头20的状态信息（这个信息包括但不限于一体化镜头20内部的变倍电机与变焦电机的位置信息）；

一体化镜头20通过光学成像传感器30和主处理单元70连接，通过调节一体化镜头20的变焦变倍使被监控物体在光学成像传感器30上清晰成像，并将此光信号转换为电信号，再提供主处理单元70的图像处理模块72处理；

主处理单元70通过镜头变倍变焦驱动器40和一体化镜头20连接，主处理单元70调用镜头控制模块74控制镜头变倍变焦驱动器40，进而控制一体化镜头20变倍变焦；

主处理单元70通过红外灯驱动器60和红外灯50连接，主处理单元70调用红外灯驱动控制模块75控制红外灯驱动器60的电流，进而控制红外灯60的光强。

2、功能部件

1）光传感器10

光传感器10必须能滤除红外光以排除红外灯50开启后对环境光检测带来的影响；

光传感器10采用光敏电阻、光敏IC或其它能感应光强的部件。

当然判断昼夜也可以不使光传感器10而是通过软件在图像处理部分72进行判断。

2）一体化镜头20

一体化镜头20采用腾龙公司的DF03N0000或其它类似功能的镜头。

3）光学成像传感器30

光学成像传感器20采用CMOS传感器如OV2715或者CCD传感器如ICX445或其它能完成此功能的部件。

4）镜头变倍变焦驱动器40

镜头变倍变焦驱动器的型号很多，如R2A3040。

5）红外灯50

红外灯50的型号很多，如OSRAM公司的SFH4232、SFH4235等。

6）红外灯驱动器60

红外灯驱动器60采用通用的LED驱动器，市面上很多，如MAX16832等。

7）主处理单元70

主处理单元70是整个装置的逻辑控制部分，

（1）主处理单元70的硬件配置

主处理单元的核心硬件可采用TI公司的TMS320DM368、TMS320DM8148或能实现此功能的其它装置。

（2）主处理单元70包括5个模块

此5个模块为主处理单元70的5个逻辑模块。

①昼夜检测模块71

依据光传感器10检测到的环境光感应输出的电信号判断环境是白天还是黑夜；

②图像处理模块72

将接收到的光学成像传感器30传输过来的图像的电信号进行分析处理，包括但不限于白平衡、曝光、编码、判断图像是否清晰等的分析处理；

③一体化镜头状态采集模块73

实时采集一体化镜头20的状态信息，包括但不限于一体化镜头20变倍电机与变焦电机的位置信息；

④一体化镜头控制模块74

依据图像处理模块72判断的图像是否清晰来进行处理，如果图像清晰，则让一体化镜头20维持当前状态不变，如果图像不清晰，一体化镜头控制模块74向镜头变倍变焦驱动器40发出控制信号，镜头变倍变焦驱动器40再依此控制信号控制一体化镜头20的变焦电机动作直到图像清晰为止；

⑤红外灯驱动控制模块75

依据一体化镜头状态采集模块73采集到的一体化镜头20的当前状态尤其是其变倍电机与变焦电机的当前位置，再通过一体化镜头20的对焦曲线可以得到物距，依据此距离向红外灯驱动器60发送控制信号，红外灯驱动器60依据此控制信号控制红外灯50的电流。

（3）主处理单元70的信号处理流程

如图2，主主处理单元70的信号处理流程包括下列步骤：开始-200，主动式红外摄像机初始化各模块，使各模块正常工作；

①201，主处理单元70的昼夜检测模块71通过光传感器10传递过来的环境光的电信号判断环境是否白天，是则进入白天模式，继续执行步骤①，否则执行下一步骤；

②202，进入黑夜模式，主处理单元70的一体化镜头状态采集模块73实时采集一体化镜头20的状态信息，依据此状态信息查找一体化镜头20的对焦曲线，得到物距；

③203，主处理单元70的红外灯驱动控制模块75依据物距对红外灯驱动60发送控制信号，红外灯驱动器60再依此控制信号控制红外灯50的电流；

④204，主处理单元70的图像处理模块72依据光学成像传感器30传输过来的被监控图像的电信号判断图像是否清晰，是则转跳到步骤⑧208，否则执行下一步骤；

⑤205，主处理单元70的一体化镜头控制模块74向镜头变焦变倍驱动40发送控制信号，镜头变焦变倍驱动40依据此信号来调节一体化镜头20的变焦电机，调节这个电机可以使图像聚焦清晰；

⑥206，主处理单元70的一体化镜头状态采集模块73采集一体化镜头20的当前状态，依据状态信息查找一体化镜头20的对焦曲线得到物距；

⑦207，主处理单元70的红外灯驱动控制模块75依据当前物距向红外灯驱动60发送控制信号，红外灯驱动60依据此控制信号来控制红外灯50的电流：当物距近时，红外灯电流小；当物距远时，红外灯电流大；

⑧208，主处理单元70的昼夜检测模块71通过光传感器10感应的环境光的电信号来判断当前环境是否黑夜，是则转跳到步骤④，否则执行下一步骤；

⑨209，主处理单元7的红外灯驱动控制模块75关闭红外灯，进入白天模式，转跳到步骤①。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种改变或变形，比如将本发明用于白光补光或激光补光的光强的调节，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种智能调节红外灯光强的方法，其特征在于包括下列步骤：

①主动式红外摄像机初始化各模块，使各功能模块正常工作；

②主动式红外摄像机实时判断当前环境是否白天，是则进入白天模式，关闭红外灯；否则进入黑夜模式；

③进入黑夜模式时，主动式红外摄像机依据其一体化镜头的当前状态以及一体化镜头的对焦曲线查找得出物距；

④依据物距控制红外灯的光强；

⑤判断在当前红外光强下图像是否清晰，是则执行步骤⑨，否则执行下一步骤；

⑥调节一体化机芯的变焦和变倍电机；

⑦获取一体化镜头当前的变倍电机和变焦电机的状态，并且依据一体化镜头的对焦曲线查找得出物距；

⑧依据物距调节红外灯的光强；

⑨判断当前环境是否白天，是则执行下一步骤，否则转跳到步骤⑤；

⑩关闭红外灯，进入白天模式，执行步骤②。

2.基于权利要求1所述方法的智能调节红外灯光强的装置，其特征在于：

本装置包括光传感器（10）、一体化镜头（20）、光学成像传感器（30）、镜头变倍变焦驱动器（40）、红外灯（50）、红外灯驱动器（60）和主处理单元（70）；

主处理单元（70）包括昼夜检测模块（71）、图像处理模块（72）、一体化镜头状态采集模块（73）、镜头控制模块（74）和红外灯驱动控制模块（75）；

    光传感器（10）和主处理单元（70）连接，光传感器（10）感应环境光，并将环境的光信号转换为电信号，主处理单元（70）调用昼夜检测模块（71）依据此电信号判断环境是白天还是黑夜；

一体化镜头（20）和主处理单元（70）连接，主处理单元（70）调用一体化镜头状态采集模块（73）实时采集一体化镜头（20）的状态信息；

一体化镜头（20）通过光学成像传感器（30）和主处理单元（70）连接，通过调节一体化镜头（20）的变倍变焦使被监控物体在光学成像传感器（30）上清晰成像，并使光信号转换为电信号，再提供主处理单元（70）的图像处理模块（72）处理；

主处理单元（70）通过镜头变倍变焦驱动器（40）和一体化镜头（20）连接，主处理单元（70）调用镜头控制模块（74）控制镜头变倍变焦驱动器（40），进而控制一体化镜头（20）变倍变焦；

主处理单元（70）通过红外灯驱动器（60）和红外灯（50）连接，主处理单元（70）调用红外灯驱动控制模块（75）控制红外灯驱动器（60）的电流，进而控制红外灯（60）的光强。

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