CN107181917B - 画面显示的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种画面显示的方法及装置，包括：摄像终端获取监控场景的环境状态；根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度；根据所述增益的大小，控制快门的数值。本发明在现有的摄像终端的硬件条件的基础上，不牺牲视场角的情况下，根据环境光的亮度变化或者监控对象的变化而调整增益和快门，从而改变曝光时间来降低显示画面的拖影现象。

Description

画面显示的方法及装置
技术领域
本发明涉及到摄像的技术领域，特别是涉及到一种画面显示的方法及装置。
背景技术
网络摄像机(IP Camera)，是一种由传统摄像机与网络技术结合所产生的新一代摄像机，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，Internet或无线网络送至终端用户。
目前的IP Camera设备对于高分辨率产品，由于后端编码能力的限制，往往只能以低帧率输出，然而帧率减低后，对于运动中的物体进行摄影时，则会产生拖影现象，若增大帧率来解决拖影的问题，则需要减小分辨率，需要在图像传感器端裁剪输出的图像大小，牺牲一定的视场角，不利于监控的视野范围要求；若要保证高帧率与高分辨率，则需要提高后端的数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP),通过强大的编码能力来实时处理大的数据流，但是费用较贵，成本高。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种画面显示的方法及装置，用于解决在不牺牲视场角的情况下，由于帧率不高而导致的显示画面的拖影问题。
本发明提出了一种用于画面显示的方法，包括：
摄像终端获取监控场景的环境状态；
根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度；
根据所述增益的大小，控制快门的数值。
进一步地，所述根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度的步骤，包括：
将所述环境状态中的环境光的亮度与目标亮度进行对比；
当环境光的亮度低于目标亮度时，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度。
进一步地，所述根据所述增益的大小，控制快门的数值的步骤，包括：
当所述增益低于300时，控制快门值为1/25；
当所述增益处于300至800之间时，在预设列表中查找与其对应的快门值，其中，所述预设列表中的快门值处于1/15至1/25之间；
当所述增益处于801至1600之间时，控制快门值为1/15；
当所述增益高于1600时，控制快门值为1/5。
进一步地，所述环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象；所述摄像终端获取监控场景的环境状态的步骤，包括：
将监控对象显示于显示画面的面积比与预设的阈值进行对比；
当所述监控对象显示于显示画面的面积比低于预设的阈值，则判定所述监控对象为远距离监控对象；
当所述监控对象显示于显示画面的面积比大于或等于预设的阈值，则判定所述监控对象为近距离监控对象。
进一步地，所述预设的阈值为1/3。
本发明还提出了一种画面显示的装置，包括:
获取模块，用于获取监控场景的环境状态；
调节模块，用于根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度；
控制模块，用于根据增益的大小，控制快门的数值。
进一步地，所述调节模块包括：
第一对比子模块，用于所述环境状态中的环境光的亮度与目标亮度进行对比；
第一调节子模块，用于当环境光的亮度低于目标亮度时，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度。
进一步地，所述控制模块包括：
第一控制子模块，用于当所述增益低于300时，控制快门值为1/25；
第二控制子模块，用于当所述增益处于300至800之间时，在预设列表中查找与其对应的快门值，其中，所述预设列表中的快门值处于1/15至1/25之间；
第三控制子模块，用于当所述增益处于801至1600之间时，控制快门值为1/15；
第四控制子模块，用于当所述增益高于1600时，控制快门值为1/5。
进一步地，所述监控场景的环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象；
所述调节模块包括：
第二对比子模块，用于将所述监控对象显示于显示画面的面积比与预设的阈值进行对比；
第一判断子模块，用于当所述监控对象显示于显示画面的面积比低于预设的阈值，则判断为远距离监控对象；
第二判断子模块，用于当所述监控对象显示于显示画面的面积比大于或等于预设的阈值，则判断为近距离监控对象。所述调节模块还包括：
进一步地，所述预设的阈值为1/3。
本发明的画面显示的方法及装置的有益效果，在现有的摄像终端的硬件条件的基础上，不牺牲视场角的情况下，根据环境光的亮度变化或者监控对象的变化而调整增益和快门，从而改变曝光时间来降低显示画面的拖影现象。
附图说明
图1是本发明的一实施例中的画面显示的方法的流程示意图；
图2是本发明的一实施例中的画面显示的方法的流程示意图；
图3是本发明的一实施例中的画面显示的方法的流程示意图；
图4是本发明的一实施例中的画面显示的方法的流程示意图；
图5是本发明的一实施例中的画面显示的装置的功能模块示意图；
图6是本发明的一实施例中的画面显示的装置的调节模块示意图；
图7是本发明的一实施例中的画面显示的装置的控制模块示意图；
图8是本发明的一实施例中的画面显示的装置的调节模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
如图1所示，本发明提出了一种画面显示的方法，包括：
S1、摄像终端获取监控场景的环境状态；
S2、根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度；
S3、根据增益的大小，控制快门的数值。
帧率，用于测量显示帧数的量度，测量单位为每秒显示帧数(FPS)，每秒的帧数(FPS)或者说帧率表示图形处理器处理场时每秒钟能够更新的次数，在分辨率不变的情况下，帧率越高，则对终端编码的处理能力要求越高，由于所显示的画面都是通过终端编码来进行输出，因此，屏幕上的每个像素的填充都由终端编码来进行计算、输出。
拖影现象，指的是在显示画面时，所展示的屏幕里的画面模糊不清，亮度下降。
增益，是用于通过放大器增加的倍数程度。
快门，是摄像器材中用来控制光线照射感光元件时间的装置，是相机上控制感光片有效曝光时间的一种装置。快门速度越快越可以抓取运动的物体，使其清晰成像。
本发明用于高分辨率低帧率的网络摄像设备(IP camera)，通过摄像终端获取所监控场景的环境状态，根据获取到的环境状态去判断网络摄像设备是否可以较好地去监控该状态下的环境，并根据监控环境的状态，去调节增益的高低至指定的数据，根据调节后的增益，去控制快门至指定的数值，实现在高分辨率低帧率的状态下，降低呈现在显示画面上的图片拖影问题。
在本实施例中，增益与快门之间互相协调，首先调节增益，接着控制快门的数值，若摄像终端判断显示换面的拖影依然严重，则再次调节增益，并再次快门的数值，直至所调节后的显示画面拖影问题降低至摄像终端预设置的显示画面的拖影问题；根据网络摄像设备所需要的曝光时间，来控制增益的倍数和快门，进而改善拖影的现象。
曝光时间主要是指底片的感光时间，曝光时间越长底片上生成的相片越亮，相反越暗。在外界光线比较暗的情况下一般要求延长曝光时间(比如说夜景)。
在本实施例中，摄像终端获取监控场景的环境状态包括环境光的亮度；通过获取监控场景的环境光的亮度或者获取监控对象来判断该监控场景的状态，在摄像终端预设一个光的目标亮度，通过获取到的环境光的亮度与预设的光的目标亮度进行对比，进行判断然后调节增益和快门，实现降低显示画面拖影的问题。
如图2所示，在本实施例中，根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度的步骤，包括：
S201、将环境状态中的环境光的亮度与目标亮度进行对比；
S202、当环境光的亮度低于目标亮度时，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度。
首先在摄像终端预设有一个环境光亮度的目标亮度，该目标亮度设置为一个指定的固定值，并高于正常的室内环境的亮度，摄像终端获取到监控环境光的亮度，通过对比所获取到的环境光的亮度与目标亮度，当获取到的环境光的亮度低于预设值时，需要把增益提高，并控制快门至指定数值，对显示的画面拖影现象起到改善作用，且并未放大所监控的显示画面的噪点。
如图3所示，在本实施例中，根据增益的大小，控制快门的数值S3的步骤，包括：
S31、当增益低于300时，控制快门值为1/25；
S32、当增益处于300至800之间时，在预设列表中查找与其对应的快门值，其中，控制快门值处于1/15至1/25之间；
S33、当增益处于801至1600之间时，控制快门值为1/15；
S34、当增益高于1600时，控制快门值为1/5。
在本实施例中，以15帧机型的网络摄像机(IP Camera)为例子，在正常的室内环境下，曝光时间为正常值，通过控制增益的大小来控制摄像机的最大曝光时间，通过调节增益来达到目标亮度。
根据监控环境的环境光亮度，通过环境光的亮度与目标亮度对比，调节增益，若增益低于300时，此时需要把摄像终端的快门值限制住，限制最大快门为1/25，此时最大快门为1/25，曝光时间缩短，对于显示画面的拖影现象起到改善作用。若增益处于300至800之间时，在预设列表中查找与其对应的快门值，此时控制快门值处于1/15至1/25之间的对应数值上，得到适合的曝光时间，使摄像设备进行监控室，降低显示画面的拖影现象。若增益处于801至1600之间时，此时需要将快门的限制放开，恢复快门的最大值为1/15，若增益低于1600时，摄像终端依然达不到所需要的亮度，则将增益提高至1600以上，此时，进入慢快门，快门为1/5。
在本实施例中，摄像终端是通过调节增益的大小，进而控制快门，改变曝光时间来打到所需要的目标亮度，同时对噪点(杂点)影响低，改善显示画面的拖影现象。
如图4所示，在本实施例，摄像终端获取监控场景的环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象；上述摄像终端获取监控场景的环境状态S1的步骤，包括：
S11、将监控对象显示于显示画面的面积比与预设的阈值进行对比；
S12、当监控对象显示于显示画面的面积比低于预设的阈值，则判定监控对象为远距离监控对象；
S13、当监控对象显示于显示画面的面积比大于或等于预设的阈值，则判定监控对象为近距离监控对象。
在本实施例中，摄像终端预设获取监控场景的监控对象显示于显示画面的预设的阈值为1/3,当监控对象占显示画面大于或等于1/3时为近距离监控对象，当监控对象占显示画面低于1/3时为远距离监控对象。如监控对象占显示画面的1/3的面积，则监控对象为近距离监控对象，此时摄像终端获取到的环境光亮度低于预设值，此时，需要将曝光时间跑到最大值，则需要提高增益来达到显示画面所需要的目标亮度，控制快门的数值，可随着监控对象的变化而灵活调整。比如监控对象为挥手、过道行人等近距离运动物体，提高增益至所需要的目标亮度，摄像终端控制快门，可以控制最大曝光时间，在保证帧率与视场角的前提下，并且不改变硬件成本的基础上，降低该场景底下显示画面的拖影现象。
通过判断监控对象，在摄像终端预设一个判断监控对象的距离值，通过获取到的监控对象的距离值与预设距离值进行对比，进行判断然后调节增益和快门，实现降低显示画面拖影的问题。在另一实施例中，当摄像终端检测到监控对象占显示画面的面积不到1/3时，则判断监控对象为远距离监控对象，此时摄像终端获取到的环境光亮度处于正常状态下，若环境光比较明亮，稍微提高增益达到所需要的目标亮度，对显示画面的噪点没有明显的影响，减少最大曝光时间，改善显示画面的拖影现象。
如图5所示，本发明还提出了一种画面显示的装置，包括:
获取模块11，用于获取监控场景的环境状态；
调节模块12，用于根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度；
控制模块13，用于根据增益的大小，控制快门的数值。
在本实施例中，摄像终端通过获取模块11去获取监控场景的环境状态，并根据获取到的环境状态，通过调节模块去调节增益使监控场景的图像达到目标亮度；再根据监控场景的图像达到目标亮度下调节的增益，通过控制模块13去控制快门的数值。
在本实施例中，增益与快门之间互相协调，首先调节增益，接着控制快门的数值，若摄像终端判断显示换面的拖影依然严重，则再次调节增益，并再次快门的数值，直至所调节后的显示画面拖影问题降低至摄像终端预设置的显示换面的拖影问题；根据网络摄像设备所需要的曝光时间，来控制增益的倍数和快门，进而改善拖影的现象。
在本实施例中，监控场景的环境状态包括环境光的亮度和监控对象。通过获取监控场景的环境光的亮度或者获取监控对象来判断该监控场景的状态，在摄像终端预设环境光的目标亮度，通过获取到的环境光的亮度与预设的光的目标亮度进行对比，进行判断然后调节增益和快门；或者通过判断监控对象，在摄像终端预设一个判断监控对象的距离值，通过获取到的监控对象的距离值与预设距离值进行对比，进行判断然后调节增益和快门，实现降低显示画面拖影的问题。
如图6所示，在本实施例中，上述调节模块12包括：
第一对比子模块121，用于环境状态中的环境光的亮度与目标亮度进行对比；
第一调节子模块122，用于当环境光的亮度低于目标亮度时，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度。
首先在摄像终端预设有一个环境光亮度的目标亮度，该预设值为正常的室内环境，比较明亮，摄像终端获取到监控环境光的亮度，第一对比子模块121根据所获取到的环境光的亮度与目标亮度进行对比，当获取到的环境光的亮度低于预设值时，摄像终端通过第一调节子模块122把增益提高，并控制快门，直至对于显示画面的拖影现象起到改善作用；若调节模块12所获取到的环境光的零度高于预设值时，则不需打开增益，直接对监控画面进行监控。
如图7所示，在本实施例中，上述控制模块13包括：
第一控制子模块131，用于当增益低于300时，控制快门值为1/25；
第二控制子模块132，用于当增益处于300至800之间时，在预设列表中查找与其对应的快门值，其中，预设列表中的控制快门值处于1/15至1/25之间；
第三控制子模块133，用于当增益处于801至1600之间时，控制快门值为1/15；
第四控制子模块134，用于当增益高于1600时，控制快门值为1/5。
例如，当调节模块12调节增益低于300时，此时为低增益状态，第一控制子模块131限制最大快门为1/25，在低增益的状态下，当摄像终端获取到的环境光的亮度达到所需要的预设值时，且曝光时间缩短，对于显示画面的拖影现象起到明显的改进效果。当调节模块12调节增益处于300至800之间时，第二控制子模块132控制快门值处于1/15至1/25之间；当调节模块12调节增益处于800至1600之间时，第三控制子模块133控制快门值为1/15；当调节模块12调节增益高于1600时，第四控制子模块134控制快门值为1/5。可以跟随着调节模块12对增益的调整，控制快门的数值，在现有的硬件基础上，保证视场角和帧率的前提下，使显示画面的拖影现象降到最低。
如图8所示，在本实施例中，监控场景的环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象；
上述调节模块12包括：
第二对比子模块123，用于将监控对象显示于显示画面的面积比与预设的阈值进行对比；
第一判断子模块124，用于当监控对象显示于显示画面的面积比低于预设的阈值，则判断为远距离监控对象；
第二判断子模块125，用于当监控对象显示于显示画面的面积比大于或等于预设的阈值，则判断为近距离监控对象。
在本实施例，上述预设的阈值为1/3，当监控对象为占显示画面至少1/3以上的监控对象时，则为近距离监控对象；当监控对象为占显示画面低于1/3的监控对象时，则为远距离监控对象。
第二对比子模块123，用于对比监控对象显示于显示画面的面积比与预设的阈值，当监控对象显示于显示画面的面积比低于预设的阈值，第一判断子模块124判断此时为远距离监控对象时，提高增益倍数使监控场景的图像达到目标亮度。当监控对象显示于显示画面的面积比大于或等于预设的阈值，第二判断模块125判断此时为近距离监控对象时，根据需要调整增益，改善显示画面的拖影现象。
在本实施例中，当摄像终端检测到监控对象占显示画面的1/3的面积以上时，第二判断子模块125判断监控对象为近距离监控对象，此时环境光亮度低于预设值，需要将曝光时间跑到最大值，则需要提高增益来达到显示画面所需要的目标亮度，控制快门的数值，可随着监控对象的变化而灵活调整。比如监控对象为挥手、过道行人等近距离运动物体，提高增益至所需要的目标亮度，摄像终端控制快门，可以控制最大曝光时间，在保证帧率于视场角的前提下，并且不改变硬件成本的基础上，降低该场景底下显示画面的拖影现象。
在另一实施例中，当摄像终端检测到监控对象占显示画面的面积不到1/3时，第二判断子模块125判断此时监控对象为远距离监控对象，此时若摄像终端获取到的环境光亮度处于正常状态下，若环境光比较明亮，稍微提高增益达到所需要的目标亮度，对显示画面的噪点没有明显的影响，减少最大曝光时间，改善显示画面的拖影现象。
本发明的画面显示的方法及装置，在现有的摄像终端的硬件条件的基础上，不牺牲视场角的情况下，根据环境光的亮度变化或者监控对象的变化而调整增益和快门，从而改变曝光时间来降低显示画面的拖影现象。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (10)

1.一种画面显示的方法，其特征在于，包括：
摄像终端获取监控场景的环境状态；
根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度；
根据所述增益的大小，控制快门的数值；
所述监控场景的环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象，通过获取监控场景的监控对象来判断该监控场景的状态；
其中，所述根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度的步骤，包括：
对比监控对象的距离值与预设距离值，判断所述监控对象属于近距离监控还是远距离监控；
根据所述监控对象属于近距离监控还是远距离监控，对应调节所述增益。
2.根据权利要求1所述的画面显示的方法，其特征在于，所述根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度的步骤，包括：
将所述环境状态中的环境光的亮度与目标亮度进行对比；
当环境光的亮度低于目标亮度时，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度。
3.根据权利要求2所述的画面显示的方法，其特征在于，所述根据所述增益的大小，控制快门的数值的步骤，包括：
当所述增益低于300时，控制快门值为1/25；
当所述增益处于300至800之间时，在预设列表中查找与其对应的快门值，其中，所述预设列表中的快门值处于1/15至1/25之间；
当所述增益处于801至1600之间时，控制快门值为1/15；
当所述增益高于1600时，控制快门值为1/5。
4.根据权利要求1所述的画面显示的方法，其特征在于，所述环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象；所述摄像终端获取监控场景的环境状态的步骤，包括：
将监控对象显示于显示画面的面积比与预设的阈值进行对比；
当所述监控对象显示于显示画面的面积比低于预设的阈值，则判定所述监控对象为远距离监控对象；
当所述监控对象显示于显示画面的面积比大于或等于预设的阈值，则判定所述监控对象为近距离监控对象。
5.根据权利要求4所述的画面显示的方法，其特征在于，所述预设的阈值为1/3。
6.一种画面显示的装置，其特征在于，包括:
获取模块，用于获取监控场景的环境状态；
调节模块，用于根据获取到的环境状态，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度；
控制模块，用于根据增益的大小，控制快门的数值；
所述监控场景的环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象，通过获取监控场景的监控对象来判断该监控场景的状态；
其中，所述调节模块包括：
第二对比子模块，用于对比监控对象的距离值与预设距离值，判断所述监控对象属于近距离监控还是远距离监控；
根据所述监控对象属于近距离监控还是远距离监控，对应调节所述增益。
7.根据权利要求6所述的画面显示的装置，其特征在于，所述调节模块包括：
第一对比子模块，用于所述环境状态中的环境光的亮度与目标亮度进行对比；
第一调节子模块，用于当环境光的亮度低于目标亮度时，调节监控场景的图像的亮度增益，达到目标亮度。
8.根据权利要求7所述的画面显示的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
第一控制子模块，用于当所述增益低于300时，控制快门值为1/25；
第二控制子模块，用于当所述增益处于300至800之间时，在预设列表中查找与其对应的快门值，其中，所述预设列表中的快门值处于1/15至1/25之间；
第三控制子模块，用于当所述增益处于801至1600之间时，控制快门值为1/15；
第四控制子模块，用于当所述增益高于1600时，控制快门值为1/5。
9.根据权利要求6所述的画面显示的装置，其特征在于，所述监控场景的环境状态包括近距离监控对象和远距离监控对象；
所述调节模块包括：
第二对比子模块，用于将所述监控对象显示于显示画面的面积比与预设的阈值进行对比；
第一判断子模块，用于当所述监控对象显示于显示画面的面积比低于预设的阈值，则判断为远距离监控对象；
第二判断子模块，用于当所述监控对象显示于显示画面的面积比大于或等于预设的阈值，则判断为近距离监控对象。
10.根据权利要求9所述的画面显示的装置，其特征在于，所述预设的阈值为1/3。
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