CN103747188B - 安防设备P‑iris镜头光圈控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安防设备P‑iris镜头光圈控制方法及装置，相比于常见的DC‑iris镜头光圈控制技术，本发明的有益效果在于将最佳光圈引入到控制中来。从开始就将镜头设定在最佳光圈位置工作，过程中循环的对个亮度值进行检测，若出现过亮、过暗均对光圈进行正常调整，但一旦条件允许，控制会重新使得光圈回归最佳光圈位置，从而达到控制P‑iris镜头大部分时间处于最佳光圈位置的目的，这样镜头的中心及效果最佳的部分可得到使用，从而来提高图像质量。

Description

安防设备P-iris镜头光圈控制方法及装置

技术领域

本发明涉及安防监控镜头控制方法，尤其是指一种安防设备P-iris镜头光圈控制方法及装置。

背景技术

在安防领域，近些年出现的P-iris是一种新型的自动、精确光圈控制装置。与目前市面上主要应用的DC-iris光圈镜头不同，可以控制P-iris镜头中的电机，支持对光圈孔的自动、精确控制。

然而，目前主要安防应用P-iris镜头的产品的控制方式还是延用了DC-iris光圈镜头的控制方法，即单纯的通过镜头进入的光强情况连续的控制光圈动作，直至光强符合要求位置。习知的，对于镜头而言，不同焦段都会有一个对应的最佳光圈位置——在P-iris镜头中，最佳光圈位置是指可使得镜头得到最好的效果、光学误差大大减少的光圈位置，在该光圈位置下最终可以得到最佳的成像(主要体现在图像的对比度、分辨率和景深上)。可见，传统的镜头控制方法过于简单，无法完全发挥P-iris镜头的可精准控制光圈的技术优势。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种可使得镜头处于最佳光圈工作的安防设备P-iris镜头光圈控制方法。

本发明的目的是这样实现的：一种安防设备P-iris镜头光圈控制方法，它包括步骤：

A)、将光圈调整至最佳光圈位置；

B)、获取当前镜头的快门，增益及亮度值；

C)、判断快门、增益在设定范围内可调节时，转到步骤F；若增益为0，快门在设定范围内最大值时，则转到步骤D；

D)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，是则执行步骤E，否则转回步骤B；

E)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值大于阈值则根据预设调节量调整缩小光圈后转回步骤B，小于阈值则根据预设调节量调整扩大光圈后转回步骤B；

F)、将光圈调整至最佳光圈位置后转回步骤B；

上述方法中，所述步骤F具体包括，

F1)、判断增益及快门是否低于设定的阈值，是则转到步骤F2，否则转到步骤F3；

F2)、将光圈调整至最佳光圈位置，转回步骤B；

F3)、根据预设调节量调整扩大光圈，转回步骤B；

上述方法中，所述步骤C中，判断快门、增益在设定范围内可调节时，设置光圈动作标志为0；若增益为0，快门在设定范围内最大值时设置光圈动作标志为1；

上述方法中，所述步骤D具体包括，

D1)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，否则转回步骤B；是则转到步骤D2；

D2)、在预设时间内连续判断根据亮度值与设定亮度的差值是否均超过设定阈值，否则转回步骤B，是则转到步骤E；

上述方法中，所述步骤D2通过步骤D3转到步骤E；所述步骤D3为判断是否出现反复，是则减小预设调节量而后转回步骤B，否则直接转回步骤B。

本发明还涉及一种安防设备P-iris镜头光圈控制装置，它包括，

调整模块，用于将光圈调整至最佳光圈位置然后转到获取模块；

获取模块，用于获取当前镜头的快门，增益及亮度值而后转到范围调节判断模块；

范围调节判断模块，用于判断快门、增益在设定范围内可调节时，转到最佳光圈设置模块；若增益为0，快门在设定范围内最大值时，则转到亮度判断模块；

亮度判断模块，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，是则执行光圈调整模块，否则转回获取模块；

光圈调整模块，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值大于阈值则根据预设调节量调整缩小光圈后转回获取模块，小于阈值则根据预设调节量调整扩大光圈后转回获取模块；

最佳光圈设置模块，用于将光圈调整至最佳光圈位置后转回获取模块；

上述中，所述光圈调整模块具体包括，

快门判断单元，用于判断增益及快门是否低于设定的阈值，是则转到最佳光圈调整单元，否则转到光圈扩大单元；

最佳光圈调整单元，用于将光圈调整至最佳光圈位置，转回获取模块；

光圈扩大单元，用于根据预设调节量调整扩大光圈，转回获取模块；

上述中，所述范围调节判断模块中，判断快门、增益在设定范围内可调节时，设置光圈动作标志为0；若增益为0，快门在设定范围内最大值时设置光圈动作标志为1；

上述中，所述亮度判断模块具体包括，

亮度判断单元，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，否则转回获取模块；是则转到连续判断单元；

连续判断单元，用于在预设时间内连续判断根据亮度值与设定亮度的差值是否均超过设定阈值，否则转回获取模块，是则转到光圈调整模块；

上述中，所述连续判断单元通过反复判断单元转到光圈调整模块；所述反复判断单元用于判断是否出现反复，是则减小预设调节量而后转回获取模块，否则直接转回获取模块。

相比于常见的DC-iris镜头光圈控制技术，本发明的有益效果在于将最佳光圈引入到控制中来。从开始就将镜头设定在最佳光圈位置工作，过程中循环的对个亮度值进行检测，若出现过亮、过暗均对光圈进行正常调整，但一旦条件允许，控制会重新使得光圈回归最佳光圈位置，从而达到控制P-iris镜头大部分时间处于最佳光圈位置的目的，这样镜头的中心及效果最佳的部分可得到使用，从而来提高图像质量。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明具体实施例的方法的流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明涉及一种安防设备P-iris镜头光圈控制方法，它包括步骤：

A)、将光圈调整至最佳光圈位置；

B)、获取当前镜头的快门(Shutter)，增益(Gain)及亮度值(Lum)；

C)、判断快门、增益在设定范围内可调节时，转到步骤F；若增益为0，快门在设定范围内最大值时，则转到步骤D；

D)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，是则执行步骤E，否则转回步骤B；

E)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值大于阈值则根据预设调节量调整缩小光圈后转回步骤B，小于阈值则根据预设调节量调整扩大光圈后转回步骤B；

F)、将光圈调整至最佳光圈位置后转回步骤B。

可见，上述控制方法有别于寻常DC-iris镜头光圈控制的单纯只根据亮度值进行光圈调整的方式，将最佳光圈引入到控制中来。从方法开始就将镜头设定在最佳光圈位置工作，过程中循环的对个亮度值进行检测，若出现过亮、过暗均对光圈进行正常调整，但一旦条件允许，控制会重新使得光圈回归最佳光圈位置，从而达到控制P-iris镜头大部分时间处于最佳光圈位置的目的，这样镜头的中心及效果最佳的部分可得到使用，从而来提高图像质量。

作为一实施例，上述方法中，步骤F具体包括，

F1)、判断增益及快门是否低于设定的阈值，是则转到步骤F2，否则转到步骤F3；

F2)、将光圈调整至最佳光圈位置，转回步骤B；

F3)、根据预设调节量调整扩大光圈，转回步骤B。

本实施例中，在对快门、增益是否在设定范围内可调节判断后还进一步增加了一个阈值判断，通过该阈值判断进一步可以使得即使快门、增益低于某个设定的阈值(该阈值的设置往往代表着镜头获取的光亮较暗，即工作在低照度环境下)时，依然执行扩大光圈的操作，从而保证快门速度或增益所带来的噪点问题。即对于本实施例而言，并非任何时候只要快门、增益尚在设定范围内可调节均采用最佳光圈位置，而是对于低照度情况会根据设定放弃最佳光圈的采用，而优先确保快门速度或增益。

作为一实施例，上述方法中，所述步骤C中，判断快门、增益在设定范围内可调节时，设置光圈动作标志为0；若增益为0，快门在设定范围内最大值时设置光圈动作标志为1。该步骤对应不同判定情况设置一个光圈动作标志(Act)，可便于后续(如供曝光(Exposure)处理模块)部件获取光圈是否动作的信息。

作为一实施例，上述方法中，所述步骤D具体包括，

D1)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，否则转回步骤B；是则转到步骤D2；

D2)、在预设时间内连续判断根据亮度值与设定亮度的差值是否均超过设定阈值，否则转回步骤B，是则转到步骤E。

本实施例中，步骤D的判断分两次对获取的亮度值与设定亮度的差值进行判断，与第二次中采用连续判断，从而可避免仅因为一些抖动(通常是瞬时的意外光强变化)而反复对设备镜头进行光圈调整。通过调整预设时间可以非常方便的调节防意外抖动效果。

作为一实施例，上述方法中，所述步骤D2通过步骤D3转到步骤E；所述步骤D3为判断是否出现反复，是则减小预设调节量而后转回步骤B，否则直接转回步骤B。

此处反复的判别方式是判断相邻两次循环的亮度差，出现存在正负数，并且两次亮度差的相减的绝对值大于设定的阈值，就认为是视频在忽明忽暗，光圈的调节由于调节量过大在平衡点出现反复调整。

具体实施例：

如图1所示为一种安防设备P-iris镜头光圈控制方法实施例，该方法应用上述方案进行亮度环境判别，同时设置了三个工作状态，分别是光圈停止(IDLE)，光圈调节(WORKING)，光圈扩大(ENLARGE)。具体的，包括步骤：

A)、初始化，设定调节量、计数器，并初始化光圈动作标志为0；

B)、将光圈调整至最佳光圈位置；

C)、判断当前所处环境，获取当前镜头的快门，增益及亮度值，判断快门、增益在设定范围内可调节时，认为属于正常光照环境，转到光圈停止(IDLE)流程；若增益为0，快门在设定范围内最大值时，认为是高亮光照环境，转到光圈调节(WORKING)流程；

光圈调节(WORKING)流程：

C11)、进入光圈调节(WORKING)工作模式；

C12)、亮度差是否超阈值，判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，否则转回步骤C；是则转至步骤C13；

C13)、根据计数器的预设时间连续判断根据亮度值与设定亮度的差值是否均超过设定阈值，否则转回步骤C，是则转至步骤C14；

C14)、设置调节方向，判断获取的亮度值与设定亮度的差值大于阈值则根据预设调节量调整缩小光圈后转至步骤C15，小于阈值则根据预设调节量调整扩大光圈后转至步骤C15；

C15)、判断是否出现反复，是则减小预设调节量而后转回步骤D，否则直接转回步骤D。

光圈停止(IDLE)流程：

C21)、进入光圈停止(IDLE)工作模式；

C22)、判断是否是低照度环境，判断增益及快门是否低于设定的阈值，否则转到步骤C23，是则转到光圈扩大(ENLARGE)流程；

C23)、将光圈调整至最佳光圈位置，转回步骤E；

光圈扩大(ENLARGE)流程：

C24)、设置调节方向为扩大光圈，转到步骤D；

D)、根据调节方向与调节量调整光圈位置，转到步骤E；

E)、曝光(Exposure)处理模块处理并输出判定值后返回步骤C。

曝光(Exposure)处理模块是摄像机控制快门，增益的模块，其还会输出当前视频的亮度值，目前摄像机的快门值和增益值，三者一起提供给控制程序来做步骤C的判断依据。

由此，上述具体实施例通过在P_iris光圈控制时循环启动初始化为IDLE状态，在循环中根据增益Gain以及快门Shutter以及光圈动作的标志位(Act)，来判断下一个循环将要进入的状态。

当获取的当前增益Gain以及快门Shutter还在可以设定的范围内调节，Act也设置为0，并且认为正常场景，进入IDLE状态，保持最佳光圈位置不动。

而在此时的IDLE状态下，当出现环境亮度逐渐变暗，增益Gain变大，快门Shutter变慢，超过了设定阈值时，并且认为低照场景，进入ENLARGE状态，逐步改变光圈位置往open方向调节，继续扩大光圈。而一旦亮度恢复后，将通过WORKING状态逐步恢复到最佳光圈位置。

当前增益Gain为0，快门Shutter也调整为允许的最快值，Act也设置为1，则认为摄像机所处的环境为高亮环境，进入WORKING状态。在WORKING状态下，当亮度Lum和目标的差值连续不间断得大于设定的阈值，则将改变光圈位置，往close方向调节指定步长，调节步长需要预先设定或者通过镜头注册信息获取。出现亮度Lum连续多次循环小于目标亮度阈值，则将改变光圈位置，往open方向调节指定步长。根据检测到亮度来回变化时，则断定光圈在两个位置来回切换，这样则逐步减小调节步长，直到能够使亮度差达到阈值范围，这样光圈保持稳定。

当环境变化时，则根据亮度差的变化相应地调整光圈位置。当场景亮度变化较大时，通常是指高亮环境突然变暗，则根据过暗累计计数的结果，将强制返回IDLE状态。

本发明还涉及一种安防设备P-iris镜头光圈控制装置，它包括，

调整模块，用于将光圈调整至最佳光圈位置然后转到获取模块；

获取模块，用于获取当前镜头的快门，增益及亮度值而后转到范围调节判断模块；

范围调节判断模块，用于判断快门、增益在设定范围内可调节时，转到最佳光圈设置模块；若增益为0，快门在设定范围内最大值时，则转到亮度判断模块；

亮度判断模块，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，是则执行光圈调整模块，否则转回获取模块；

光圈调整模块，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值大于阈值则根据预设调节量调整缩小光圈后转回获取模块，小于阈值则根据预设调节量调整扩大光圈后转回获取模块；

最佳光圈设置模块，用于将光圈调整至最佳光圈位置后转回获取模块；

作为一实施例，上述中，所述光圈调整模块具体包括，

快门判断单元，用于判断增益及快门是否低于设定的阈值，是则转到最佳光圈调整单元，否则转到光圈扩大单元；

最佳光圈调整单元，用于将光圈调整至最佳光圈位置，转回获取模块；

光圈扩大单元，用于根据预设调节量调整扩大光圈，转回获取模块；

作为一实施例，上述中，所述范围调节判断模块中，判断快门、增益在设定范围内可调节时，设置光圈动作标志为0；若增益为0，快门在设定范围内最大值时设置光圈动作标志为1；

作为一实施例，上述中，所述亮度判断模块具体包括，

亮度判断单元，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，否则转回获取模块；是则转到连续判断单元；

连续判断单元，用于在预设时间内连续判断根据亮度值与设定亮度的差值是否均超过设定阈值，否则转回获取模块，是则转到光圈调整模块；

作为一实施例，上述中，所述连续判断单元通过反复判断单元转到光圈调整模块；所述反复判断单元用于判断是否出现反复，是则减小预设调节量而后转回获取模块，否则直接转回获取模块。

该装置的有益效果与上述方法相同，在此不做冗述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种安防设备P-iris镜头光圈控制方法，其特征在于：它包括步骤，

A)、将光圈调整至最佳光圈位置；

B)、获取当前镜头的快门，增益及亮度值；

C)、判断快门、增益在设定范围内可调节时，转到步骤F；若增益为0，快门在设定范围内最大值时，则转到步骤D；

D)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，是则执行步骤E，否则转回步骤B；

E)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值大于阈值则根据预设调节量调整缩小光圈后转回步骤B，小于阈值则根据预设调节量调整扩大光圈后转回步骤B；

F)、将光圈调整至最佳光圈位置后转回步骤B；

所述步骤F具体包括，

F1)、判断增益及快门是否低于设定的阈值，是则转到步骤F2，否则转到步骤F3；

F2)、将光圈调整至最佳光圈位置，转回步骤B；

F3)、根据预设调节量调整扩大光圈，转回步骤B。

2.如权利要求1所述的安防设备P-iris镜头光圈控制方法，其特征在于：所述步骤C中，判断快门、增益在设定范围内可调节时，设置光圈动作标志为0；若增益为0，快门在设定范围内最大值时设置光圈动作标志为1。

3.如权利要求1-2任一项所述的安防设备P-iris镜头光圈控制方法，其特征在于：所述步骤D具体包括，

D1)、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，否则转回步骤B；是则转到步骤D2；

D2)、在预设时间内连续判断根据亮度值与设定亮度的差值是否均超过设定阈值，否则转回步骤B，是则转到步骤E。

4.如权利要求3所述的安防设备P-iris镜头光圈控制方法，其特征在于：所述步骤D2通过步骤D3转到步骤E；所述步骤D3为判断是否出现反复，是则减小预设调节量而后转回步骤B，否则直接转回步骤B。

5.一种安防设备P-iris镜头光圈控制装置，其特征在于：它包括，

调整模块，用于将光圈调整至最佳光圈位置然后转到获取模块；

获取模块，用于获取当前镜头的快门，增益及亮度值而后转到范围调节判断模块；

范围调节判断模块，用于判断快门、增益在设定范围内可调节时，转到最佳光圈设置模块；若增益为0，快门在设定范围内最大值时，则转到亮度判断模块；

亮度判断模块，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，是则执行光圈调整模块，否则转回获取模块；

光圈调整模块，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值大于阈值则根据预设调节量调整缩小光圈后转回获取模块，小于阈值则根据预设调节量调整扩大光圈后转回获取模块；

最佳光圈设置模块，用于将光圈调整至最佳光圈位置后转回获取模块；

所述光圈调整模块具体包括，

快门判断单元，用于判断增益及快门是否低于设定的阈值，是则转到最佳光圈调整单元，否则转到光圈扩大单元；

最佳光圈调整单元，用于将光圈调整至最佳光圈位置，转回获取模块；

光圈扩大单元，用于根据预设调节量调整扩大光圈，转回获取模块。

6.如权利要求5所述的安防设备P-iris镜头光圈控制装置，其特征在于：所述范围调节判断模块中，判断快门、增益在设定范围内可调节时，设置光圈动作标志为0；若增益为0，快门在设定范围内最大值时设置光圈动作标志为1。

7.如权利要求5-6任一项所述的安防设备P-iris镜头光圈控制装置，其特征在于：所述亮度判断模块具体包括，

亮度判断单元，用于判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的阈值，否则转回获取模块；是则转到连续判断单元；

连续判断单元，用于在预设时间内连续判断根据亮度值与设定亮度的差值是否均超过设定阈值，否则转回获取模块，是则转到光圈调整模块。

8.如权利要求7所述的安防设备P-iris镜头光圈控制装置，其特征在于：所述连续判断单元通过反复判断单元转到光圈调整模块；所述反复判断单元用于判断是否出现反复，是则减小预设调节量而后转回获取模块，否则直接转回获取模块。