CN104394327A - 基于像素点控制的智能补光系统 - Google Patents

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章建国
赵捷
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Abstract

本发明涉及基于像素点控制的智能补光系统，其应用于摄像设备中，其包括光源、数字微镜装置、输出透镜和数字信号处理器；数字微镜装置的多个微反射镜用于将光源所辐射的光线反射至所述输出透镜，输出透镜将所述光线投射至所述摄像设备的拍摄范围的物理空间中；数字信号处理器，用于根据摄像设备获得的当前图像中的每个像素点的亮度值以及结合预设规则，向所述数字微镜装置输出控制信号，以使所述数字微镜装置的相应的微反射镜发生偏转，从而对所述摄像设备在下一个时间点获得的图像中的相应的像素点的亮度值进行调整。本发明能够使摄像设备适应各种不同的拍摄对象，避免出现过曝和全黑的图像。

Description

基于像素点控制的智能补光系统
技术领域
本发明涉及摄像技术，具体涉及应用于摄像设备的补光系统。
背景技术
监控系统是生产生活中应用最多的系统之一，视频监控现在是主流，从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。视频监控最重要的一点是要能清楚的反映出监控终端的画面，然而，由于摄像机的传感器动态范围小、被摄物体与环境光线亮度差别大、被摄物体与摄像机和补光灯的距离有远有近等原因，造成图像有些区域过曝，有些区域全黑，严重影响了图像质量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于像素点控制的智能补光系统，其能解决摄像机输出的图像质量差的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
基于像素点控制的智能补光系统，其应用于摄像设备中，其包括光源、数字微镜装置、输出透镜和数字信号处理器；
数字微镜装置的多个微反射镜用于将光源所辐射的光线反射至所述输出透镜，输出透镜将所述光线投射至所述摄像设备的拍摄范围的物理空间中；
所述数字信号处理器，用于根据摄像设备获得的当前图像中的每个像素点的亮度值以及结合预设规则，向所述数字微镜装置输出控制信号，以使所述数字微镜装置的相应的微反射镜发生偏转，从而对所述摄像设备在下一个时间点获得的图像中的相应的像素点的亮度值进行调整。
优选的，所述预设规则为：将当前图像中的亮度值低于预设阈值的像素点的亮度值提高至所述预设阈值，将当前图像中的亮度值高于预设阈值的像素点的亮度值降低至所述预设阈值。其中，每个像素点的预设阈值可以是不同的，根据不同的图像内容、使用场合进行综合评估和计算得到的。
优选的，多个微反射镜呈阵列排布。
优选的，摄像设备获得的每幅图像的像素点的数量与数字微镜装置的微反射镜的数量相等或成比例。也就是说，微反射镜的数量有可能小于摄像设备采集的像素点数量，例如采集的4个像素点对应一个微反射镜。需要说明的是，由于目前的技术限制，微反射镜的数量为40-200万，但是，随着技术发展，将来微反射镜的数量可能更多。
优选的，为了避免无作用的反射光线对输出透镜输出的光线造成干扰，该智能补光系统还包括一光吸收器件，所述光吸收器件用于吸收输出透镜的入射面以外的微反射镜反射的光线。
所述摄像设备为监控摄像机。
本发明具有如下有益效果：
能够使摄像设备适应各种不同的拍摄对象，避免出现过曝和全黑的图像，从而能够有效的提高拍摄到的图像质量。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的基于像素点控制的智能补光系统的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。
如图1所示，一种基于像素点控制的智能补光系统，其包括光源、数字微镜装置(Digital Micromirror Devices，简称DMD)、输出透镜、光吸收器件和数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)。该智能补光系统应用于摄像设备中，所述摄像设备可以是监控摄像机。本实施例采用的数字微镜装置为现有技术成熟的器件，如《液晶与显示》第18卷第6期刊载的数字微镜器件(DMD)，其作者为邹静娴和吴荣治，文章编号为1007-2780(2003)06-0445-05。现有的数字微镜装置一般包括DMD控制器和呈矩阵排布的多个微反射镜，DMD控制器根据其接收到的控制信号对微反射镜的反射角度进行调整。
在本实施例中，数字微镜装置的多个微反射镜用于将光源所辐射的光线反射至所述输出透镜，输出透镜将所述光线投射至所述摄像设备的拍摄范围的物理空间中。
所述数字信号处理器，用于根据摄像设备获得的当前图像中的每个像素点的亮度值以及结合预设规则，向所述数字微镜装置输出控制信号，以使所述数字微镜装置的相应的微反射镜发生偏转，从而对所述摄像设备在下一个时间点获得的图像中的相应的像素点的亮度值进行调整。本实施例的预设规则可以是：将当前图像中的亮度值低于预设阈值的像素点的亮度值提高至所述预设阈值，将当前图像中的亮度值高于预设阈值的像素点的亮度值降低至所述预设阈值。需要说明的是，根据不同的图像内容、使用场合，每个像素点的预设阈值可以是不同的，而且预设阈值是不固定的，可以动态调整，这是根据图像内容、使用场合进行综合评估和计算得到的。
所述光吸收器件用于吸收输出透镜的入射面以外的微反射镜反射的光线。因为根据控制结果，有些像素点需要补光，有些则不需要补光，不需要补光的像素点对应的微反射镜就把光源的光线反射至输出透镜的其他区域，为无用光，这些无用光如果在智能补光系统内又再次被反射的话，有可能会进入到输出透镜，从而对像素点的亮度造成影响，因此需要排除该影响，从而提高补光精度。
一般的，为了提高可控性，摄像设备获得的每幅图像的像素点的数量与数字微镜装置的微反射镜的数量相等。本实施例的微反射镜的数量为200万，即每幅图像的像素点的数量也为200万。此外，根据设计需要，微反射镜的数量也可以与像素点的数量成一定的比例关系。
下面以摄像设备为监控摄像机为例进行说明。
拍摄场景为晚上，需要拍摄路上行驶的车辆，而车头大灯很亮，按照传统的光源补光拍摄的方式，有可能造成车牌全黑的图像，如果需要拍摄到车牌，就需要用到本实施例的技术方案：将监控摄像机拍摄的当前图像送到DSP做亮度分析。根据不同应用场合的需求，每幅图像可采集200万个像素点，分析每个像素点的亮度。根据具体的应用场景，设定一个给定的亮度值(即预设阈值)。当采集到的亮度值低于给定的亮度值时，就提高补光强度；采集的亮度值高于给定的亮度值时，就降低补光强度。补光强度的计算采用标准PID算法，代码如下：
通过上述PID算法，DSP向数字微镜装置输出控制信号，数字微镜装置根据控制信号，控制其200万个微反射镜的反射角度，每个微反射镜用于控制对应的一个像素点的补光强度。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于像素点控制的智能补光系统，其应用于摄像设备中，其特征在于，包括光源、数字微镜装置、输出透镜和数字信号处理器；
数字微镜装置的多个微反射镜用于将光源所辐射的光线反射至所述输出透镜，输出透镜将所述光线投射至所述摄像设备的拍摄范围的物理空间中；
所述数字信号处理器，用于根据摄像设备获得的当前图像中的每个像素点的亮度值以及结合预设规则，向所述数字微镜装置输出控制信号，以使所述数字微镜装置的相应的微反射镜发生偏转，从而对所述摄像设备在下一个时间点获得的图像中的相应的像素点的亮度值进行调整。
2.如权利要求1所述的智能补光系统，其特征在于，所述预设规则为：将当前图像中的亮度值低于预设阈值的像素点的亮度值提高至所述预设阈值，将当前图像中的亮度值高于预设阈值的像素点的亮度值降低至所述预设阈值。
3.如权利要求2所述的智能补光系统，其特征在于，每个像素点的预设阈值相异。
4.如权利要求1所述的智能补光系统，其特征在于，多个微反射镜呈阵列排布。
5.如权利要求1所述的智能补光系统，其特征在于，摄像设备获得的每幅图像的像素点的数量与数字微镜装置的微反射镜的数量相等或成比例。
6.如权利要求5所述的智能补光系统，其特征在于，微反射镜的数量为40-200万。
7.如权利要求1所述的智能补光系统，其特征在于，该智能补光系统还包括一光吸收器件，所述光吸收器件用于吸收输出透镜的入射面以外的微反射镜反射的光线。
8.如权利要求1所述的智能补光系统，其特征在于，所述摄像设备为监控摄像机。
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