CN107018378A - 一种出入口监控摄像机及监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种出入口监控摄像机及监控系统，出入口监控摄像机包括第一亮度输出模块和亮度调整模块，第一亮度输出模块计算出第一亮度信息，在感知到出入口有车辆进出时，输出第一亮度信息；亮度调整模块根据监控图像画面中车辆车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息；根据监控图像画面中车辆驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息。出入口监控摄像机输出亮度信息，通过常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯发光。本发明能够同时兼顾车牌信息和驾驶员人脸信息；使用卷帘快门图像传感器，以及采用可调亮度常亮灯作为补光设备，成本比较低。

Description

一种出入口监控摄像机及监控系统

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，尤其涉及一种出入口监控摄像机及监控系统。

背景技术

视频监控是安全防范系统的重要组成部分，视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。在工业园区、商业园区以及居民的生活小区等区域，出入口的监控设备越来越普及，然而由于监控环境的多样性，为了保证正确对出入车辆进行识别，需要在拍摄时进行补光。

目前常采用的补光技术方案包括两种，一是利用卷帘快门(Rolling Shutter)图像传感器CMOS配合常亮灯对进出车辆进行监控，另一种是利用全局快门(Global Shutter)图像传感器CMOS配合频爆一体灯(频闪爆闪结合)对进入车辆进行监控。

利用Rolling Shutter图像传感器CMOS配合常亮灯对进出车辆进行监控时，一般的常亮灯亮度无法控制，保持一种亮度，在一种亮度下往往只能看清楚车牌信息或驾驶员人脸信息，无法同时兼顾车牌信息和驾驶员人脸信息。而利用Global Shutter图像传感器CMOS配合频爆一体灯对进入车辆进行监控时，可以利用爆闪分别抓拍到清晰的车内人脸信息和车牌信息，但是设备成本比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种出入口监控摄像机及监控系统，该出入口监控摄像机采用卷帘快门图像传感器，结合可调亮度常亮灯来对进出的车辆进行监控，能够同时兼顾车牌信息和驾驶员人脸信息，成本比较低。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种出入口监控系统，包括出入口监控摄像机，所述出入口监控系统还包括常亮灯控制器和可调亮度常亮灯，其中：

所述出入口监控摄像机获取监控场景的亮度，计算出第一亮度信息，在感知到出入口有车辆进出时，输出第一亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第一亮度信息发光；

所述出入口监控摄像机还根据监控图像画面中车辆车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息，输出第二亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第二亮度信息发光，所述出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像；

所述出入口监控摄像机还根据监控图像画面中车辆驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息，输出第三亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第三亮度信息发光，所述出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像。

进一步地，所述出入口监控摄像机还在输出第二亮度信息和第三亮度信息并抓拍进出车辆的监控图像后，输出第四亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯关闭。

进一步地，所述出入口监控系统还包括车辆位置触发器，所述出入口监控摄像机根据该车辆位置触发器发出的触发信号，感知到出入口有车辆进出，输出第一亮度信息。

或，所述出入口监控摄像机根据监控图像，检测有无进出车辆，在检测到有进出车辆时，感知到出入口有车辆进出，输出第一亮度信息。

进一步地，所述出入口监控摄像机还记录第二亮度信息和第三亮度信息，并根据监控场景的亮度，预测抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息，在再次感知到出入口有车辆进出时，输出预测得到的亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以预测得到的亮度信息发光。

本发明同时还提出了一种出入口监控摄像机，所述出入口监控摄像机包括：

第一亮度输出模块，用于获取监控场景的亮度，计算出第一亮度信息，在感知到出入口有车辆进出时，输出第一亮度信息；

亮度调整模块，用于根据监控图像画面中车辆车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息；根据监控图像画面中车辆驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息。

进一步地，所述出入口监控摄像机还包括常亮灯关闭信号输出模块，用于在亮度调整模块输出第二亮度信息和第三亮度信息并在本出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像后，输出第四亮度信息。

进一步地，所述第一亮度输出模块连接有外部车辆位置触发器，通过接收该车辆位置触发器发出的触发信号，感知到出入口有车辆进出，输出第一亮度信息。

或者，所述第一亮度输出模块设有过车检测模块，用来检测监控图像，识别出车辆时，从而感知到有无车辆进出。

进一步地，所述出入口监控摄像机还包括亮度预测模块，用于记录第二亮度信息和第三亮度信息，并根据监控场景的亮度，预测抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息。

本发明提出的一种出入口监控摄像机及监控系统，通过采用卷帘快门图像传感器的监控摄像机，输出亮度信息调控可调亮度常亮灯来完成对进出车辆车牌信息和人脸信息的正确识别，能够同时兼顾车牌信息和驾驶员人脸信息。使用卷帘快门图像传感器，以及采用可调亮度常亮灯作为补光设备，成本比较低。

附图说明

图1为本发明出入口监控系统的结构示意图；

图2为本发明出入口监控摄像机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

如图1所示，本实施例一种出入口监控系统，包括出入口监控摄像机、常亮灯控制器和可调亮度常亮灯。

本实施例出入口监控摄像机获取监控场景的亮度，计算出第一亮度信息，在感知到出入口有车辆进出时，输出第一亮度信息给常亮灯控制器，该常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第一亮度信息发光。

出入口监控系统都会在出入口设置出入口监控摄像机，该摄像机上电后，会根据视频监控画面计算监控场景的亮度，计算监控场景的亮度可以根据现有技术的方法来计算，这里不再赘述。同时，该摄像机还可以感知到出入口是否有车辆进出，感知的方法可以通过外部的车辆位置触发器发出的触发信号来感知，或者通过摄像机内部的过车检测模块来感知。

在通过外部的车辆位置触发器发出的触发信号来感知时，摄像机连接外部的车辆位置触发器，可以通过无线连接或有线连接。车辆位置触发器可以是地感或其他传感器，在有车辆进出时，车辆位置触发器感知到车辆进出，发出触发信号。摄像机接收触发信号，从而感知到有车辆进出。

在通过摄像机内部的过车检测模块来感知时，摄像机内部设置有过车检测模块，该模块可以检测视频监控图像，识别出车辆时，发出触发信号。摄像机接收到触发信号后，感知到有车辆进出。

从而在感知到出入口有车辆进出时，摄像机输出第一亮度信息给常亮灯控制器，该常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第一亮度信息发光。

该第一亮度信息是初始的亮度信息，可调亮度常亮灯以第一亮度信息发光。该第一亮度信息根据摄像机获取的监控场景的亮度计算得到。摄像机补光灯(本实施例中为可调亮度常亮灯)的亮度的计算，可以参照现有技术中补光灯亮度的计算方法。例如在系统初始化的时候对可调亮度常亮灯进行标定，即在某一情况下(曝光、增益、场景)统计整幅监控图像或者抓拍部分的亮度，并且统计此时进行某一亮度补光后的图像亮度，重复多次，建立图像亮度模型，在后续的实际使用中，可根据当前图像亮度，期望图像亮度直接从图像亮度模型中找出合适的补光灯亮度、曝光时间等参数。或者还可以根据当前监控场景的亮度结合期望图像亮度来通过经验公式计算出补光灯亮度，这里不再赘述。

本实施例常亮灯控制器根据第一亮度信息输出对应占空比的脉冲宽度调制(PWM)波形，可调亮度常亮灯根据该PWM波的占空比，调节灯两端的工作电压，控制常亮灯发出相应亮度的光。后续，常亮灯控制器根据摄像机输出的亮度信息来控制可调亮度常亮灯发光，也是基于同样的原理。

此后，出入口监控摄像机开始动态调整输出的亮度信息，即开始计算可正常识别出车牌信息、或人脸信息时的可调亮度常亮灯的亮度。此过程如下：

出入口监控摄像机还根据监控图像画面中车辆车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息，输出第二亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第二亮度信息发光，所述出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像，用于识别出车牌信息；

出入口监控摄像机还根据监控图像画面中车辆驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息，输出第三亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第三亮度信息发光，所述出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像，用于识别出人脸信息。

需要说明的是，上述过程中首先根据第二亮度信息，抓拍监控图像，识别出车牌信息；然后，根据第三亮度信息，抓拍监控图像，识别出人脸信息。本实施例先根据第二亮度抓拍，识别车牌，然后根据第三亮度抓拍，识别人脸；也可以先根据第三亮度抓拍，识别人脸，然后根据第二亮度抓拍，识别车牌。即本技术方案的抓拍顺序不限。同时，还可以根据需要，根据其他部位的亮度，来计算常亮灯的亮度信息，从而抓拍该其他部位，来识别其他信息，例如对于驾驶室的右上角，抓拍监控图像来识别年检信息等。

即可调亮度常亮灯按照第一亮度信息发光，摄像机获取视频监控图像，根据图像中车牌部位或驾驶员人脸部位的亮度，来动态调整需要输出的第二亮度信息和第三亮度信息。该动态调整，也是根据现有技术中补光灯亮度的计算方法，这里不再赘述。

容易理解的是，能够识别车牌信息和人脸信息的视频监控图像，对应部位的亮度需要达到一定的标准亮度，在动态调整过程中，可以根据该标准亮度来计算可调亮度常亮灯的亮度；也可以逐步调整，不断增加亮度，直到达到可识别车牌信息或人脸信息时的亮度。

例如，出入口监控摄像机在感知到出入口有车辆进出时，摄像机根据监控场景的亮度(S1)输出第一亮度信息(假设为L0)给常亮灯控制器，常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯工作。

然后摄像机根据监控图像画面中车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息(假设为L1)，输出第二亮度信息L1给常亮灯控制器，常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第二亮度信息L1发光，出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像，从而可以根据抓拍的图像识别出车牌信息。车牌信息的识别可以是后端的服务器来识别，也可以由摄像机来识别，这里不再赘述。

出入口监控摄像机还根据监控图像画面中车辆驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息(假设为L2)，输出第三亮度信息L2给常亮灯控制器，常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第三亮度信息L2发光，出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像，从而可以根据抓拍的图像识别出人脸信息。同样，人脸信息的识别可以是后端的服务器来识别，也可以由摄像机来识别，这里不再赘述。

为了节约用电，以及降低光污染，本实施例可调亮度常亮灯在没有车辆进出时，最好处于关闭状态(也可以不关，就是比较耗电)，为此本实施例出入口监控摄像机还在输出第二亮度信息和第三亮度信息并抓拍进出车辆的监控画面后，输出第四亮度信息给常亮灯控制器，该常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯关闭。例如第四亮度信息为0，直接控制可调亮度常亮灯关闭。因此本实施例中，可调亮度常亮灯在没有车辆进出时，处于关闭状态，节约了能源，降低了光污染。

进一步地，为了节约摄像机动态调整输出亮度信息的时间，本技术方案中的出入口监控摄像机还记录第二亮度信息和第三亮度信息，并根据监控场景的亮度，预测下一次抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息，在再次感知到出入口有车辆进出时，输出预测得到的亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以预测得到的亮度信息发光。

即本实施例摄像机持续计算无补光情况下视频监控图像的亮度，跟踪外部监控场景的亮度变化。并且，根据补光灯亮度的计算方法，外部监控场景亮度变化，将导致抓拍时补光灯的亮度也需要相应发生变化。本实施例通过预测的方法来预测下一次抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息。

例如当外部监控场景亮度由S1变为S2时，可以获得外部监控场景的亮度S2，并据此来预测抓拍下一次车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息，假设预测的结果分别为L1′、L2′。其中L1′、L2′根据外部监控场景的亮度S2计算得到，其计算方法参考现有技术补光灯亮度的计算方法，这里不再赘述。也可以直接根据经验公式来计算，预测亮度＝α*S2，其中α为参数。

则在后续感知到有进出的车辆时，输出预测的结果L1′，可调亮度常亮灯点亮，然后开始动态调整需要输出的第二亮度信息，直至达到可识别车牌信息时的亮度L1″，在该亮度下出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像，用于识别车牌信息；

在抓拍驾驶员人脸部位时，输出预测的结果L2′，可调亮度常亮灯点亮，然后开始动态调整需要输出的第三亮度信息，直至达到可识别人脸信息时的亮度L2″，在该亮度下出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像，用于识别驾驶员人脸信息。

需要说明的是，在一次抓拍(抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位)后，记录亮度L1″和亮度L2″，以便预测下一次的亮度信息，在再次感知到车辆进出后进行抓拍，如此循环。本技术方案采用上述方法，因为预测得到的抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息L1′、L2′，更加接近需要所需要的第二亮度信息L1″和第三亮度信息L2″，可以进一步缩短出入口监控摄像机计算出第二亮度信息和第三亮度信息的时间，即缩短了动态调整亮度信息的时间，加快了抓拍过程，有利于出入口快速识别，满足出入口车辆快速进出的要求。

容易理解的是，本实施例中提出了两种技术方案。方案一是输出初始亮度信息(第一亮度信息)L0，然后通过动态调整输出第二亮度信息和第三亮度信息来实现；并持续获取监控场景的亮度，重新计算第一亮度信息，在再次感知到车辆进出时，输出第一亮度信息。方案二是，记录上一次输出的第二亮度信息和第三亮度信息，并结合监控场景的亮度，来预测下一次抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息，然后通过动态调整输出第二亮度信息和第三亮度信息来实现。在方案二中，预测得到的亮度信息，其实相当于第一亮度信息，只不过该预测得到的亮度信息是根据监控场景的亮度和记录的上一次输出的第二亮度信息和第三亮度信息来预测的，预测得到的亮度信息更接近通过动态调整输出的第二亮度信息和第三亮度信息。方案二是在方案一的基础上，通过预测的方法输出第一亮度信息，节约了动态调整的时间。

本技术方案可调亮度常亮灯实现了两种不同的亮度，一种用来检测车牌，一种用来检测驾驶员人脸信息，能够同时兼顾车牌信息和驾驶员人脸信息的识别。

实际上本实施例的出入口监控系统，还可以扩展常亮灯的亮度等级来实现不同的功能。例如：

增加常亮灯柔光快速闪烁功能，用于告知严重异常信息(车辆无进入权限、区域内无可用停车位置等)，即摄像机在检测到车辆无进入权限、或在区域内无可用停车位置时，输出亮度信息，控制可调亮度常亮灯柔光快速闪烁；

增加常亮灯柔光慢速闪烁功能，用于告知一般异常信息(车辆无车牌等)，即在摄像机检测到车辆无车牌时，输出亮度信息，控制可调亮度常亮灯柔光慢速闪烁。

如图2所示，本实施例一种出入口监控摄像机，包括第一亮度输出模块和亮度调整模块，其中：

第一亮度输出模块，用于获取监控场景的亮度，计算出第一亮度信息，在感知到出入口有车辆进出时，输出第一亮度信息；

亮度调整模块，用于根据监控图像画面中车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息；根据监控图像画面中驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车辆人脸信息时的第三亮度信息。

本实施例第一亮度输出模块在获取监控图像场景的亮度，计算出第一亮度信息时，采用的方法在实施例一种出入口监控系统中已经说明，这里不再赘述。

在本实施例中，第一亮度输出模块感知到出入口有无车辆进出，可以外接车辆位置触发器，或内置过车检测模块，用来检测监控图像，识别出车辆时，从而感知到有无车辆进出。

优选地，本实施例出入口监控摄像机还包括常亮灯关闭信号输出模块，用于在输出第二亮度信息和第三亮度信息并抓拍进出车辆的监控图像后，输出第四亮度信息。输出的第四亮度信息，用于关闭可调亮度常亮灯。

优选地，本实施例出入口监控摄像机还包括亮度预测模块，用于记录第二亮度信息和第三亮度信息，并根据监控场景的亮度，预测抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息。预测的亮度信息，用于在再次感知到出入口有车辆进出时，输出预测得到的亮度信息。输出的亮度信息，用于控制可调亮度常亮灯以预测得到的亮度信息发光。随后，亮度调整模块工作，根据监控图像画面中车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息；根据监控图像画面中驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息。如此循环，控制可调亮度常亮灯工作。

容易理解的是，本实施例一种出入口监控摄像机可以外接常亮灯控制器，输出亮度信息来控制可调亮度常亮灯。或直接内置常亮灯控制器，来控制可调亮度常亮灯，这里不再赘述。

本实施例出入口监控摄像机采用卷帘快门图像传感器，结合外部的可调亮度常亮灯，大大节约了系统的成本。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的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 (10)

1.一种出入口监控系统，包括出入口监控摄像机，其特征在于，所述出入口监控系统还包括常亮灯控制器和可调亮度常亮灯，其中：

所述出入口监控摄像机获取监控场景的亮度，计算出第一亮度信息，在感知到出入口有车辆进出时，输出第一亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第一亮度信息发光；

所述出入口监控摄像机还根据监控图像画面中车辆车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息，输出第二亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第二亮度信息发光，所述出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像；

所述出入口监控摄像机还根据监控图像画面中车辆驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息，输出第三亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以第三亮度信息发光，所述出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像。

2.根据权利要求1所述的出入口监控系统，其特征在于，所述出入口监控摄像机还在输出第二亮度信息和第三亮度信息并抓拍进出车辆的监控图像后，输出第四亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯关闭。

3.根据权利要求1所述的出入口监控系统，其特征在于，所述出入口监控系统还包括车辆位置触发器，所述出入口监控摄像机根据该车辆位置触发器发出的触发信号，感知到出入口有车辆进出，输出第一亮度信息。

4.根据权利要求1所述的出入口监控系统，其特征在于，所述出入口监控摄像机根据监控图像，检测有无进出车辆，在检测到有进出车辆时，感知到出入口有车辆进出，输出第一亮度信息。

5.根据权利要求1所述的出入口监控系统，其特征在于，所述出入口监控摄像机还记录第二亮度信息和第三亮度信息，并根据监控场景的亮度，预测抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息，在再次感知到出入口有车辆进出时，输出预测得到的亮度信息给常亮灯控制器，所述常亮灯控制器控制可调亮度常亮灯以预测得到的亮度信息发光。

6.一种出入口监控摄像机，其特征在于，所述出入口监控摄像机包括：

第一亮度输出模块，用于获取监控场景的亮度，计算出第一亮度信息，在感知到出入口有车辆进出时，输出第一亮度信息；

亮度调整模块，用于根据监控图像画面中车辆车牌部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别车牌信息时的第二亮度信息；根据监控图像画面中车辆驾驶员人脸部位的亮度，调整输出的亮度信息至能够识别人脸信息时的第三亮度信息。

7.根据权利要求6所述的出入口监控摄像机，其特征在于，所述出入口监控摄像机还包括常亮灯关闭信号输出模块，用于在亮度调整模块输出第二亮度信息和第三亮度信息并在本出入口监控摄像机抓拍进出车辆的监控图像后，输出第四亮度信息。

8.根据权利要求6所述的出入口监控摄像机，其特征在于，所述第一亮度输出模块连接有外部车辆位置触发器，通过接收该车辆位置触发器发出的触发信号，感知到出入口有车辆进出，输出第一亮度信息。

9.根据权利要求6所述的出入口监控摄像机，其特征在于，所述第一亮度输出模块设有过车检测模块，用来检测监控图像，识别出车辆时，从而感知到有无车辆进出。

10.根据权利要求6所述的出入口监控摄像机，其特征在于，所述出入口监控摄像机还包括亮度预测模块，用于记录第二亮度信息和第三亮度信息，并根据监控场景的亮度，预测抓拍车牌部位和驾驶员人脸部位时的亮度信息。