CN103024279A

CN103024279A - 摄像头亮度调节装置及其实现方法

Info

Publication number: CN103024279A
Application number: CN2012105802090A
Authority: CN
Inventors: 徐敏
Original assignee: Huaqin Telecom Technology Co Ltd
Current assignee: Huaqin Telecom Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种摄像头亮度调节装置及其实现方法，所述方法包括：S1获取当前的环境光强度值；S2根据当前的环境光强度值选取相应的摄像头亮度参数目标值；S3根据摄像头亮度参数目标值对摄像头进行控制，从而使摄像头亮度参数当前值与所述摄像头亮度参数目标值相一致。本发明所提供的摄像头亮度调节装置及其实现方法，可实现摄像头根据环境光线条件自动调节摄像头亮度及拍摄模式，用户无需手动设置，更便于用户在极短时间进行抓拍，有利于拍摄出更高品质的画面。

Description

摄像头亮度调节装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域和光传感领域，尤其涉及摄像头亮度调节装置。

背景技术

随着电子技术的快速发展和用户需求的日益增长，人们在日常生活中对摄像头的应用需求越来越广泛，如可视电话、拍照、摄像等，可拍摄出高品质画面的摄像头成为该领域的发展方向之一。现有技术中，摄像头的亮度调节需要人工进行，尤其是白昼拍摄模式和夜晚拍摄模式需要人工操作进行转换，否则拍摄出的画面则无法满足正常的应用需求。如在亮度极低的夜晚，如用户未手动将摄像头设置为夜晚拍摄模式，拍摄出的照片将无法满足使用需求。特别是在一些外部环境光亮度变化较快的场合，手动进行白昼拍摄模式和夜晚拍摄模式的切换，会花费一定的时间，导致错过想要抓拍的镜头，给拍摄造成遗憾和不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种摄像头亮度调节装置及其实现方法，可实现摄像头亮度的自动调节。

本发明所提供的摄像头亮度调节装置包括：环境光检测模块，用于检测当前环境光的强度并输出当前环境光的强度值；

信号处理模块，用于根据所述环境光检测模块输出的环境光强度值选取相应的摄像头亮度参数目标值，并将所述摄像头亮度参数目标值发送给所述摄像头控制模块；

摄像头控制模块，用于根据所述摄像头亮度参数目标值控制摄像头。

本发明所提供的实现方法包括：

S1获取当前的环境光强度值；

S2根据当前的环境光强度值选取相应的摄像头亮度参数目标值；

S3根据摄像头亮度参数目标值对摄像头进行控制，从而使摄像头亮度参数当前值与所述摄像头亮度参数目标值相一致。

本发明所提供的摄像头亮度调节装置及其实现方法，可实现摄像头根据环境光线条件自动调节摄像头亮度及拍摄模式，用户无需手动设置，更便于用户在极短时间进行抓拍，有利于拍摄出更高品质的画面。

附图说明

图1为实施例一所述的一种摄像头亮度调节装置的结构示意图；

图2为实施例一所述的另一种摄像头亮度调节装置的结构示意图；

图3为实施例二所述的实现方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施利一

本实施例提供一种摄像头亮度调节装置，包括：

环境光检测模块，用于检测当前环境光的强度并输出当前环境光的强度值（Als_level）；本领域技术人员可以理解，所述环境光是指摄像头当前所处环境的外部光的总和，如室外时的日光、在室内是的灯光或灯光与日光的总和。所述环境光检测模块将光信号转换为表征环境光的强度值的电信号。

所述环境光检测模块，包括摄像头和第一强度运算单元112，所述摄像头将光信号转换为电信号并输出图像数据，所述第一强度运算单元112根据所述图像数据中的每个像素的RGB值来评估出当前环境光的强度值（Als_level）并将其发送给所述信号处理模块20。本领域技术人员可以理解，这样可利用电子设备本身配置的摄像头来完成环境光检测的工作，机械结构和电路结构均较为简单，可降低本发明的制造成本，有利于市场普及和广泛推广。

所述环境光检测模块，还可以包括一光传感器121和第二强度运算单元122，所述光传感器121将光信号转换为电信号，所述第二强度运算单元122根据所述电信号来评估出当前环境光的强度值（Als_level）并发送给所述信号处理模块20。本领域技术人员可以理解，这样额外设置一个专用于检测环境光强度的光传感器121，其检测结果更加精确，有利于更加精确的完成摄像头的亮度调节工作，从而拍摄出更加高品质的画面。

信号处理模块20，用于根据所述环境光检测模块输出的环境光强度值（Als_level）选取相应的摄像头亮度参数目标值（Als_value），并将所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）发送给所述摄像头控制模块30；本领域技术人员可以理解，当在不同的环境光条件下，需要将摄像头的亮度参数调整到适合于当前环境条件的值，方可拍摄出高品质的画面。本实施例将适合于当前环境条件的摄像头亮度参数值称为摄像头亮度参数目标值，当摄像头的亮度参数当前值等于所述摄像头亮度参数目标值时，可拍摄出具有最佳品质的画面。所述所述摄像头亮度参数目标值的设置与所述摄像头、光传感器121、电子设备的显示屏等部件的参数均有关系。这里，在进行了大量实验的基础上，得出下列一组环境光强度值（Als_level）与摄像头亮度参数目标值（Als_value）的对应关系：

（Als_level）	0	1	200	300	4096	4200	4300
								（Als_value）	15	15	225	225	225	1600	1600
（Als_l evel）	4400	6000	10000	14000	18000	20000
								（Als_alue）	4000	4000	6000	6000	8000	8000	10240

举例说明，当信号处理模块20接收到的环境光强度值（Als_level）为300时，将其对应的摄像头亮度参数目标值（Als_value）225发送给所述摄像头控制模块30。

摄像头控制模块30，用于根据所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）控制摄像头，从而将摄像头亮度自动调节到在当前环境下可拍摄出高品质画面的状态。

所述摄像头控制模块30包括自动曝光补偿控制器（AEC）。所述自动曝光补偿控制器（AEC）用于根据所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）控制摄像头的曝光时间。本领域技术人员可以理解，摄像头的亮度随着摄像头的曝光时间的增加而增加，当摄像头的亮度参数当前值小于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，所述自动曝光补偿控制器（AEC）会控制摄像头增加其曝光时间；当摄像头的亮度参数当前值大于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，所述自动曝光补偿控制器（AEC）会控制摄像头减小其曝光时间；这样就将摄像头的亮度参数当前值自动调节到所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）相一致，从而拍摄出高品质画面。

所述摄像头控制模块30还可以包括自动增益补偿控制器（AGC）。所述自动增益补偿控制器（AGC）用于根据所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）控制所述摄像头的输出电平值。本领域技术人员可以理解，摄像头的亮度随着摄像头的输出电平值的增加而增加，当摄像头的亮度参数当前值小于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，所述自动增益补偿控制器（AGC）会控制摄像头增加其输出的电平值；当摄像头的亮度参数当前值大于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，所述自动增益补偿控制器（AGC）会控制摄像头减小其输出电平值；这样就将摄像头的亮度参数当前值自动调节到所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）相一致，从而拍摄出高品质画面。可同时利用自动曝光补偿控制器（AEC）和自动增益补偿控制器（AGC）一同调整所述摄像头的亮度，既可以弥补只通过自动曝光补偿控制器（AEC）的亮度调节不足，由可以弥补自动增益补偿控制器（AGC）进行亮度调节造成的杂波信号增大。

所述摄像头控制模块30还可以包括帧率调节器。所述帧率调节其用于根据所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）控制所述摄像头的拍摄帧率值。本领域技术人员可以理解，摄像头的亮度随着摄像头的拍摄帧率的降低而增加，当拍摄帧率降低时，摄像头拍摄的刷新时间增加，从而增加其亮度。当摄像头的亮度参数当前值小于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，帧率调节器会控制所述摄像头降低其拍摄帧率；当摄像头的亮度参数当前值大于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，帧率调节器会控制所述摄像头增大其拍摄帧率；这样就将摄像头的亮度参数当前值自动调节到所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）相一致，从而拍摄出高品质画面。本领域技术人员可以理解，摄像头亮度参数值和所述摄像头拍摄的刷新时间与所述曝光时间的乘积相关。当仅调节所述曝光时间无法满足亮度参数值要求时，可先利用帧率调节器降低拍摄帧率，即提高拍摄的刷新时间，再利用自动曝光补偿控制器（AEC）增加曝光时间的方式，更大程度的调整摄像头亮度参数当前值，从而满足拍摄高品质画面的亮度要求。

进一步，还包括拍摄模式切换模块，用于根据所述环境光检测模块输出的环境光的强度值（Als_level）切换摄像头的拍摄模式。所述拍摄模式切换模块，包括：

门限值存储单元，用于存储夜拍门限值；

比较单元，用于比较当前环境光强度值与所述夜拍门限值；即当前环境光强度值大于或等于所述夜拍门限值时，判定当前为白昼环境；当前环境光强度值小于所述夜拍门限值时，判定当前为夜晚环境；

模式切换单元，用于根据比较结果，控制切换摄像头的拍摄模式。即当前为白昼拍摄模式且当前环境光强度值小于所述夜拍门限值时，控制摄像头切换为夜晚拍摄模式；或当前为夜晚拍摄模式且当前环境光强度值大于或等于所述夜拍门限值时，控制摄像头切换为白昼拍摄模式；这样就实现了夜晚拍摄模式与白昼拍摄模式的自动切换，用户无需再手动设置，更便于拍摄尤其是抓拍。

实施例二

本实施例对实施例一所述的摄像头亮度调节装置的实现方法进行详细描述。

所述方法包括：

S1用于获取当前的环境光强度值（Als_level）的步骤；

S2用于根据当前的环境光强度值（Als_level）选取相应的摄像头亮度参数目标值（Als_value）的步骤。

S3用于根据摄像头亮度参数目标值（Als_value）对摄像头进行控制，从而使摄像头亮度参数当前值与所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）相一致。从而将摄像头亮度自动调节到在当前环境下可拍摄出高品质画面的状态。

所述S1用于获取当前的环境光强度值（Als_level）的步骤包括：

S111摄像头拍摄并输出图像数据；

S112第一强度运算单元112评估所述图像数据中每个像素的RGB值并计算出该图像数据的平均RGB值，将所述RGB值转换为对应的环境光强度值（Als_level）并所述将环境光强度值（Als_level）发送给所述信号处理模块20。本领域技术人员可以理解，这样可利用电子设备本身配置的摄像头来完成环境光检测的工作，机械结构和电路结构均较为简单，可降低本发明的制造成本，有利于市场普及和广泛推广。

S121光传感器121将环境光信号转换为电信号；

S122第二强度运算单元122将所述电信号的电平值转换为环境光强度值（Als_level）并将所述环境光强度值（Als_level）发送给所述信号处理模块20。本领域技术人员可以理解，这样额外设置一个专用于检测环境光强度的光传感器121，其检测结果更加精确，有利于更加精确的完成摄像头的亮度调节工作，从而拍摄出更加高品质的画面。

所述S3用于根据摄像头亮度参数目标值（Als_value）对摄像头进行控制的步骤包括：

S31根据摄像头亮度参数目标值（Als_value）控制摄像头的曝光时间。本领域技术人员可以理解，摄像头的亮度随着摄像头的曝光时间的增加而增加，当摄像头的亮度参数当前值小于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，控制摄像头增加其曝光时间；当摄像头的亮度参数当前值大于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，控制摄像头减小其曝光时间；这样就将摄像头的亮度参数当前值自动调节到所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）相一致，从而拍摄出高品质画面。

所述S3用于根据摄像头亮度参数目标值（Als_value）对摄像头进行控制的步骤还可以包括：

S32根据摄像头亮度参数目标值（Als_value）控制摄像头的输出电平值。本领域技术人员可以理解，摄像头的亮度随着摄像头的输出电平值的增加而增加，当摄像头的亮度参数当前值小于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，控制摄像头增加其输出的电平值；当摄像头的亮度参数当前值大于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，控制摄像头减小其输出电平值；这样就将摄像头的亮度参数当前值自动调节到所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）相一致，从而拍摄出高品质画面。

S33在控制摄像头的曝光时间之前，先根据摄像头亮度参数目标值（Als_value）控制摄像头的拍摄帧率。本领域技术人员可以理解，摄像头的亮度随着摄像头的拍摄帧率的降低而增加，当拍摄帧率降低时，摄像头拍摄的刷新时间增加，从而增加其亮度。当摄像头的亮度参数当前值小于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，控制所述摄像头降低其拍摄帧率；当摄像头的亮度参数当前值大于所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）时，控制所述摄像头增大其拍摄帧率；这样就将摄像头的亮度参数当前值自动调节到所述摄像头亮度参数目标值（Als_value）相一致，从而拍摄出高品质画面。本领域技术人员可以理解，摄像头亮度参数值和所述摄像头拍摄的刷新时间与所述曝光时间的乘积相关。当仅调节所述曝光时间无法满足亮度参数值要求时，可先降低拍摄帧率，即提高拍摄的刷新时间，再增加曝光时间的方式，更大程度的调整摄像头亮度参数当前值，从而满足拍摄高品质画面的亮度要求。

进一步，还包括S4用于根据所述环境光检测模块输出的环境光的强度值（Als_level）切换摄像头的拍摄模式，具体包括：

S41预设夜拍门限值

S42比较当前环境光强度值与所述夜拍门限值，从而判断当前所处的拍摄环境。即当前环境光强度值大于或等于所述夜拍门限值时，判定当前为白昼环境；当前环境光强度值小于所述夜拍门限值时，判定当前为夜晚环境；

S43读取当前拍摄模式，如当前拍摄模式与当前拍摄环境相不匹配时，控制摄像头切换拍摄模式。如当前为白昼拍摄模式且当前环境光强度值小于所述夜拍门限值时，控制摄像头切换为夜晚拍摄模式；或当前为夜晚拍摄模式且当前环境光强度值大于或等于所述夜拍门限值时，控制摄像头切换为白昼拍摄模式；这样就实现了夜晚拍摄模式与白昼拍摄模式的自动切换，用户无需再手动设置，更便于拍摄尤其是抓拍。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种摄像头亮度调节装置，其特征在于，包括：

环境光检测模块，用于检测当前环境光的强度并输出当前环境光的强度值；

信号处理模块（20），用于根据所述环境光检测模块输出的环境光强度值选取相应的摄像头亮度参数目标值，并将所述摄像头亮度参数目标值发送给所述摄像头控制模块（30）；

摄像头控制模块（30），用于根据所述摄像头亮度参数目标值控制摄像头。

2.如权利要求1所述的摄像头亮度调节装置，其特征在于：所述环境光检测模块包括摄像头和第一强度运算单元（112），所述摄像头将光信号转换为电信号并输出图像数据，所述第一强度运算单元（112）根据所述图像数据中的每个像素的RGB值来评估出当前环境光的强度值并将其发送给所述信号处理模块（20）。

3.如权利要求1所述的摄像头亮度调节装置，其特征在于：所述环境光检测模块包括光传感器（121）和第二强度运算单元（122），所述光传感器（121）将光信号转换为电信号，所述第二强度运算单元（122）根据所述电信号来评估出当前环境光的强度值并发送给所述信号处理模块（20）。

4.如权利要求2或3所述的摄像头亮度调节装置，其特征在于：所述摄像头控制模块（30）包括自动曝光补偿控制器。

5.如权利要求4所述的摄像头亮度调节装置，其特征在于：所述摄像头控制模块（30）还包括自动增益补偿控制器。

6.如权利要求5所述的摄像头亮度调节装置，其特征在于：所述摄像头控制模块（30）还包括帧率调节器。

7.如权利要求2或3所述的摄像头亮度调节装置，其特征在于：还包括拍摄模式切换模块，用于根据所述环境光检测模块输出的环境光的强度值切换摄像头的拍摄模式。

8.如权利要求7所述的摄像头亮度调节装置，其特征在于，所述拍摄模式切换模块包括：

门限值存储单元，用于存储环境光强度门限值；

比较单元，用于比较当前环境光强度值与所述环境光强度门限值；

模式切换单元，用于根据比较结果，控制切换摄像头的拍摄模式。

9.一种摄像头亮度调节装置的实现方法，其特征在于，包括：

S1获取当前的环境光强度值；

10.如权利要求9所述的实现方法，其特征在于，所述S1用于获取当前的环境光强度值的步骤包括：

S111摄像头拍摄并输出图像数据；

S112第一强度运算单元（112）评估所述图像数据中每个像素的RGB值并计算出该图像数据的平均RGB值，将所述RGB值转换为对应的环境光强度值并所述将环境光强度值发送给所述信号处理模块（20）。

11.如权利要求9所述的实现方法，其特征在于，所述S1用于获取当前的环境光强度值的步骤包括：

S121光传感器（121）将环境光信号转换为电信号；

S122第二强度运算单元（122）将所述电信号的电平值转换为环境光强度值并将所述环境光强度值发送给所述信号处理模块（20）。

12.如权利要求10或11所述的实现方法，其特征在于，所述S3用于根据摄像头亮度参数目标值对摄像头进行控制的步骤包括：

S31根据摄像头亮度参数目标值控制摄像头的曝光时间。

13.如权利要求12所述的实现方法，其特征在于，所述S3用于根据摄像头亮度参数目标值对摄像头进行控制的步骤还包括：

S32根据摄像头亮度参数目标值控制摄像头的输出电平值。

14.如权利要求13所述的实现方法，其特征在于，所述S3用于根据摄像头亮度参数目标值对摄像头进行控制的步骤还包括：

S33在控制摄像头的曝光时间之前，先根据摄像头亮度参数目标值控制摄像头的拍摄帧率。

15.如权利要求10或11所述的实现方法，其特征在于，还包括：S4用于根据所述环境光检测模块输出的环境光的强度值切换摄像头的拍摄模式。

16.如权利要求15所述的实现方法，其特征在于，所述S4用于根据所述环境光检测模块输出的环境光的强度值切换摄像头的拍摄模式的步骤，包括：

S41预设环境光强度门限值

S42比较当前环境光强度值与所述环境光强度门限值，从而判断当前所处的拍摄环境；

S43读取当前拍摄模式，如当前拍摄模式与当前拍摄环境相不匹配时，控制摄像头切换拍摄模式。