CN107493415B - 防背光摄像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防背光摄像系统，包括顺序耦合的镜头、CCD模块、图像处理模块；所述镜头的周围还设有朝向镜头前方的红外灯头；所述系统在一次摄像过程中，连续获取至少两帧画面，其中至少一帧画面在所述红外灯头关闭的状态下获得，记为常规图，至少一帧画面在所述红外灯头开启的状态下获得，记为补光图；所述图像处理模块将所述补光图与常规图进行对比，将补光图中，亮度大于常规图的部分标记为近物区；然后对所述常规图进行处理：使常规图中的近物区的亮度增强，并使常规图中近物区之外的区域的亮度调低。该摄像系统可以在较强背景光的环境下，拍摄出较为清晰明亮的静物。

Description

防背光摄像系统
技术领域
本发明涉及数码设备领域，特别地，涉及一种摄像系统。
背景技术
目前的数码摄像产品，如数码相机、手机照相系统等，通常难以应对背光较强的环境；典型地，对于处在窗边的人物或物件，由于从外界过来的强烈背景光，将导致物像极其阴暗，基本上无法正面拍摄，即便可以通过图像处理模块进行图像处理，但由于难以分辨近物与背景的界限，也只能对图像进行整体增亮或粗略地局部增亮，而难以准确地削弱背景亮度、增强静物亮度，以达到理想的摄像效果。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种防背光摄像系统，该摄像系统可以在较强背景光的环境下，拍摄出较为清晰明亮的静物。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该防背光摄像系统包括顺序耦合的镜头、CCD模块、图像处理模块；所述镜头的周围还设有朝向镜头前方的红外灯头；所述系统在一次摄像过程中，连续获取至少两帧画面，其中至少一帧画面在所述红外灯头关闭的状态下获得，记为常规图，至少一帧画面在所述红外灯头开启的状态下获得，记为补光图；所述图像处理模块将所述补光图与常规图进行对比，将补光图中，亮度大于常规图的部分标记为近物区；然后对所述常规图进行处理：使常规图中的近物区的亮度增强，并使常规图中近物区之外的区域的亮度调低。
作为优选，所述镜头呈圆柱形，所述红外灯头由周向均布于该镜头外周的红外二极管构成，以对镜头视野范围内的物体均匀补光。
作为优选，所述镜头外周设有一个包围镜头的灯座，所述灯座在电动机构驱动下可绕镜头轴线旋转；所述灯座具有与所述镜头的端面倾斜的灯座端面，所述红外灯头为周向均布于该灯座端面上的红外二极管；所述摄像系统在获取所述补光图的过程中，使所述灯座旋转一周，且每隔5°-10°获取一帧补光图；所述图像处理模块将各帧补光图作对比，选出与其余各帧补光图差异最大的一帧补光图，作为与所述常规图进行对比的最终补光图。进一步地，所述图像处理模块按如下方式选出与其余各帧补光图差异最大的一帧补光图：将所有补光图叠加后，对各像素点进行均值处理，得到一帧均值补光图，将各帧补光图与所述均值补光图作对比，得到与该均值补光图差异最大的补光图，作为最终的补光图。
作为优选，所述图像处理模块按如下方式将所述补光图与常规图进行对比：将补光图与常规图中的相同位置的像素点的像素值直接作差，得到差值图，将差值图中的连续面积大于设定阈值的有色区域作为所述近物区；该方式计算量小，反应较快，对硬件性能要求较低。
本发明的有益效果在于：该防背光摄像系统在对于背光近物的拍摄过程中，所述红外灯头开启后，其发出的红外光照射到近物表面后将返回给镜头，使得近物区域的光照得到增强，而对于照射到远处背景区域的红外光，将不再返回，使背景区域无法获得增强；由此，对比所述常规图和补光图，将准确识别出任意不规则的近物区，从而通过图像处理模块即可对该近物区的亮度进行增强，而降低背景光照亮度，以获得满意的拍摄效果。
附图说明
图1是本防背光摄像系统中，镜头与红外灯头的实施例一正视图。
图2是本防背光摄像系统中，镜头与红外灯头的实施例一侧视图。
图3是本防背光摄像系统中，镜头与红外灯头的实施例二侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
本发明涉及的防背光摄像系统包括顺序耦合的镜头、CCD模块（未图示）、图像处理模块（未图示）；所述镜头的周围还设有朝向镜头前方的红外灯头；其中，镜头与红外灯头的实施例一如图1、图2所示，所述镜头1呈圆柱形，镜头1外周包围有灯座2；灯座2的端面与镜头1的端面平行，所述红外灯头3由发光二极管构成，设于灯座2的端面上，且绕镜头1的轴线周向均布，以对镜头1视野范围内的物体均匀补光。
实施例一中的系统在一次摄像过程中，连续获取两帧画面，其中一帧画面在所述红外灯头3关闭的状态下获得，记为常规图，另一帧画面在所述红外灯头3开启的状态下获得，记为补光图；所述图像处理模块将所述补光图与常规图进行对比，将补光图中，亮度大于常规图的部分标记为近物区；然后对所述常规图进行处理：使常规图中的近物区的亮度增强，并使常规图中近物区之外的区域的亮度调低。
上述的摄像系统，所述图像处理模块可按如下方式将所述补光图与常规图进行对比：将补光图与常规图中的相同位置的像素点的像素值直接作差，得到差值图，将差值图中的连续面积大于设定阈值的有色区域作为所述近物区。其中，需要计算连续面积大于设定阈值的有色区域，主要考虑到在连续拍摄常规图和补光图的过程中，画面存在微小的抖动；而该种变化导致的结果是，在所述差值图中形成一些不规则的狭小色块（由画面中的各种轮廓线形成），该种狭小色块由于连续面积明显较小，故很容易被挑选出来。该对比方式计算量小，反应较快，对硬件性能要求较低。
上述防背光摄像系统在对于背光近物的拍摄过程中，所述红外灯头3开启后，其发出的红外光照射到近物表面后将返回给镜头1，使得近物区域的光照得到增强，而对于照射到远处背景区域的红外光，将不再返回，使背景区域无法获得增强；由此，对比所述常规图和补光图，将准确识别出任意不规则的近物区，从而通过图像处理模块即可对该近物区的亮度进行增强，而降低背景光照亮度，以获得满意的拍摄效果。
对于所述镜头和红外灯头的实施例二，如图3所示，所述镜头1外周设有一个包围镜头的灯座2，所述灯座2在电动机（未图示）构驱动下可绕镜头1轴线旋转；所述灯座2具有与所述镜头1的端面倾斜的灯座端面，所述红外灯头3为周向均布于该灯座端面上的红外二极管；实施例二中的摄像系统在获取所述补光图的过程中，使所述灯座2快速旋转一周，且每隔5°-10°获取一帧补光图；所述图像处理模块将各帧补光图作对比，选出与其余各帧补光图差异最大的一帧补光图，作为与所述常规图进行对比的最终补光图。进一步地，所述图像处理模块按如下方式选出与其余各帧补光图差异最大的一帧补光图：将所有补光图叠加后，对各像素点进行均值处理，即，对被叠加的各帧补光图中，位置相同的像素点的像素值求平均值，由此得到一帧均值补光图，将各帧补光图与所述均值补光图作对比，得到与该均值补光图差异最大的补光图，作为所述最终补光图。
对于实施例二，主要考虑到在镜头斜对窗户时，红外灯头所发出的红外光照将在一定程度上被窗户玻璃所反射，由此，对于背景区域的识别能力就会受到限制，而实施例二中，端面与镜头端面倾斜的所述灯座2旋转一周的过程中，其上的红外灯头3不断地调整与窗户玻璃的倾斜角度，总能获取一个红外光照与窗户玻璃最接近垂直的角度，此时，窗户玻璃对红外光的反射作用大幅减小，此时获得的一帧补光图，将明显区别于其它补光图，即所述最终补光图；由此，可以在镜头斜对窗户玻璃时，也能较准确地识别背景区域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防背光摄像系统，包括顺序耦合的镜头、CCD模块、图像处理模块；所述镜头（1）的周围还设有朝向镜头前方的红外灯头（3）；其特征在于：所述系统在一次摄像过程中，连续获取至少两帧画面，其中至少一帧画面在所述红外灯头（3）关闭的状态下获得，记为常规图，至少一帧画面在所述红外灯头（3）开启的状态下获得，记为补光图；所述图像处理模块将所述补光图与常规图进行对比，将补光图中，亮度大于常规图的部分标记为近物区；然后对所述常规图进行处理：使常规图中的近物区的亮度增强，并使常规图中近物区之外的区域的亮度调低；所述图像处理模块按如下方式将所述补光图与常规图进行对比：将补光图与常规图中的相同位置的像素点的像素值直接作差，得到差值图，将差值图中的连续面积大于设定阈值的有色区域作为所述近物区。
2.根据权利要求1所述的防背光摄像系统，其特征在于：所述镜头（1）呈圆柱形，所述红外灯头（3）由周向均布于该镜头（1）外周的红外二极管构成。
3.根据权利要求1所述的防背光摄像系统，其特征在于：所述镜头（1）外周设有一个包围镜头的灯座（2），所述灯座（2）在电动机构驱动下可绕镜头（1）轴线旋转；所述灯座（2）具有与所述镜头（1）的端面倾斜的灯座端面，所述红外灯头（3）为周向均布于该灯座端面上的红外二极管；所述摄像系统在获取所述补光图的过程中，使所述灯座（2）旋转一周，且每隔5°-10°获取一帧补光图；所述图像处理模块将各帧补光图作对比，选出与其余各帧补光图差异最大的一帧补光图，作为与所述常规图进行对比的最终补光图。
4.根据权利要求3所述的防背光摄像系统，其特征在于：所述图像处理模块按如下方式选出与其余各帧补光图差异最大的一帧补光图：将所有补光图叠加后，对各像素点进行均值处理，得到一帧均值补光图，将各帧补光图与所述均值补光图作对比，得到与该均值补光图差异最大的补光图，作为最终补光图。
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