CN107819991A - 设置动态曝光补偿数字照相机方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了设置动态曝光补偿数字照相机方法，能根据环境光线的强弱自动调整照相机的快门速度和iso感光值，在环境光线低于一定的值时，装置会自动打开补光灯，实现全天候的野外现场环境的图像采集工作；通过自动增益控制单元AGC对采集的低光照的图像信息进行自动增益；通过自动曝光控制单元AEC可实现低光照时自动控制曝光时间，实现低光照时图像自动拍摄；通过小功率补光灯可实现全天候环境的图像采集工作，现有的水雨情数据采集基本都采用太阳能方式供电，对产品的功耗要求很高，采用此技术的数字照相机只需要很小功率的补光灯(3‑8w)，传统摄像头需要30W以上的补光灯，优势非常明。

Description

设置动态曝光补偿数字照相机方法

技术领域

本发明涉及户外自然灾害预警系统的监控数字相机，具体涉及设置动态曝光补偿数字照相机方法。

背景技术

在我国有许多自然灾害频发地区，需要加强灾害的监控以最大化减少人员、财产损失。近年来，随着移动互联网的高速发展以及各种智能终端的产生使得灾害监控技术不断提高，基本上克服了早期人工勘测报警所带来的大量弊端。目前，相关技术中采用雨量计，水位计等实现现场水雨情的监测，可以得到比较准确的数据，但是对现场环境的了解很不直观，后来随着电子技术的发展也部分采用了摄像机技术，但由于技术原因，无法实现低照度环境下的图像采集，这样就无法及时对灾害信息结合实际环境进行监控以便在灾害来临第一时间发布预警信息通知受灾区域居民疏散。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前自然灾害预警系统中低光照下环境的没有采集全彩图像的监控设施，目的在于提供设置动态曝光补偿数字照相机方法，解决目前自然灾害预警系统中低光照下环境的没有采集全彩图像的监控设施的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

设置动态曝光补偿数字照相机方法，包括基于动态曝光补偿的数字相机，包括CMOS图像传感器模块、FIFO存储器模块、CPU模块、通信接口模块、镜头、电源模块、补光灯模块，其中：CMOS图像传感器模块，用于接收CPU模块传来的指令，然后采集图像信息以及光照度信息并将采集的信息传给CPU模块以及FIFO存储模块；CMOS传感器包括自动增益控制单元AGC、自动曝光控制单元AEC；FIFO存储模块，用于接收CMOS图像传感器模块传来的信息并将信息进行存储，也用于将信息传给CPU模块；CPU模块，用于接收CMOS图像传感器模块以及FIFO存储模块传来的信息，并将信息处理后将信息传给通信接口模块或发出指令给补光灯模块以及发送指令给CMOS图像传感器模块；通信接口模块，用于与外部上位机进行信息交互；电源模块，用于为整个系统供电，包括太阳电池板、锂电池、以及外部电源输入口；补光灯模块，用于接收CPU模块传来的指令进行补光；所述镜头连接CMOS传感器，设置动态曝光补偿数字照相机方法，设置时设备由上位机供电，上电后接收上位机下发的指令，设备根据这些参数进行初始化并初步设定图像采集参数，主要包括以下步骤：

第一步：根据时间，2个时段早上7：30-下午5：30和下午5：30-早上7：30，这个时间参数由遥测终端设置并可远程修改，设置采集模式为白天模式或夜间模式下午5：30-早上7：30为夜间模式，默认为白天模式；

第二步：根据不同的采集模式初步设定曝光时间和增益参数，曝光时间范围为0-255，白天模式下为0-191，夜间模式为192-255；曝光增益范围0-255，白天模式为0-63，夜间模式为64-255；

第三步：由CMOS采集环境光线进行评价测光，根据所得到的光照值自动获取曝光时间参数，实现方法:将AEC等参数设为自动，进行预览preview,在预览preview到照相capture之间读取预览preview的曝光时间参数；如果当前采集模式为夜间模式，此时获取的曝光时间参数大于235，说明此时环境光照很低，照相装置将开启补光灯；

第四步：将AEC等参数设为手动，在写完capture setting后设置曝光时间参数：

第五步：重新采集环境光照设置曝光增益；将AGC等寄存器设为自动，进行预览preview，在预览preview到照相capture之间读取预览preview的曝光增益参数；

第六步：将AGC等寄存器设为手动，在写完capture setting后设置曝光增益参数；

第七步：重复以上过程，当2次的AEC和AGC参数相近，小于10的时候，设备认为已经调整到最佳参数，根据此参数进行照相操作。

目前自然灾害预警系统中没有在低光照环境下可以实现全彩图像信息采集的监控设备，因此，通过以上技术手段，能根据环境光线的强弱自动调整照相机的快门速度和iso感光值，在环境光线低于一定的值时，装置会自动打开补光灯，实现全天候的野外现场环境的图像采集工作，解决目前自然灾害预警系统中低光照下环境的没有采集全彩图像的监控设施的问题。

进一步的，补光灯功率为3-8w。通过小功率补光灯可实现全天候环境的图像采集工作，现有的水雨情数据采集基本都采用太阳能方式供电，对产品的功耗要求很高，采用此技术的数字照相机只需要很小功率的补光灯(3-8w)，传统摄像头需要30W以上的补光灯，优势非常明显。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明设置动态曝光补偿数字照相机方法，能根据环境光线的强弱自动调整照相机的快门速度和iso感光值，在环境光线低于一定的值时，装置会自动打开补光灯，实现全天候的野外现场环境的图像采集工作，解决目前自然灾害预警系统中低光照下环境的没有采集全彩图像的监控设施的问题；

2、本发明设置动态曝光补偿数字照相机方法，通过自动增益控制单元AGC对采集的低光照的图像信息进行自动增益；通过自动曝光控制单元AEC可实现低光照时自动控制曝光时间，实现低光照时图像自动拍摄；

3、本发明设置动态曝光补偿数字照相机方法，通过小功率补光灯可实现全天候环境的图像采集工作，现有的水雨情数据采集基本都采用太阳能方式供电，对产品的功耗要求很高，采用此技术的数字照相机只需要很小功率的补光灯(3-8w)，传统摄像头需要30W以上的补光灯，优势非常明显。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明模块结构示意图；

图2为被发明控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明设置动态曝光补偿数字照相机方法，设置动态曝光补偿数字照相机方法，其特征在于，包括CMOS图像传感器模块、FIFO存储器模块、CPU模块、通信接口模块、镜头、电源模块、补光灯模块，其中，CMOS图像传感器模块，用于接收CPU模块传来的指令，然后采集图像信息以及光照度信息并将采集的信息传给CPU模块以及FIFO存储模块；FIFO存储模块，用于接收CMOS图像传感器模块传来的信息并将信息进行存储，也用于将信息传给CPU模块；CPU模块，用于接收CMOS图像传感器模块以及FIFO存储模块传来的信息，并将信息处理后将信息传给通信接口模块或发出指令给补光灯模块以及发送指令给CMOS图像传感器模块；通信接口模块，用于与外部上位机进行信息交互；电源模块为整个系统供电；补光灯模块，用于接收CPU模块传来的指令进行补光；所述镜头连接CMOS传感器；实施时，电源模块输入端与上位机的电力输出端相连；CMOS传感器包括自动增益控制单元AGC、自动曝光控制单元AEC；补光灯功率为3-8w。

如图2所示，在实施时，设备由上位机供电，上电后接收上位机(遥测终端)下发的指令(包括图像分辨率，图像质量，采集延时，采集模式等参数)，设备根据这些参数进行初始化并初步设定图像采集参数：

1、根据时间(2个时段早上7：30-下午5：30和下午5：30-早上7：30，这个时间参数由遥测终端设置并可远程修改)设置采集模式为白天模式或夜间模式(下午5：30-早上7：30为夜间模式，默认为白天模式)；

2、根据不同的采集模式初步设定曝光时间和增益参数，曝光时间范围为0-255，白天模式下为0-191，夜间模式为192-255)；曝光增益范围0-255，白天模式为0-63，夜间模式为64-255；

3、由CMOS采集环境光线进行评价测光，根据所得到的光照值自动获取曝光时间参数，实现方法:将AEC等参数设为自动，进行预览preview,在预览preview到照相capture之间读取预览preview的曝光时间参数；如果当前采集模式为夜间模式，此时获取的曝光时间参数大于235(说明此时环境光照很低)，照相装置将开启补光灯；

4、将AEC等参数设为手动，在写完capture setting后设置曝光时间参数：

5、重新采集环境光照设置曝光增益；实现方法:将AGC等寄存器设为自动，进行预览preview,在预览preview到照相capture之间读取预览preview的曝光增益参数；

6、将AGC等寄存器设为手动，在写完capture setting后设置曝光增益参数；

7、重复以上过程，当2次的AEC和AGC参数相近(小于10的时候，设备认为已经调整到最佳参数，根据此参数进行照相操作(capture)；

8、输出高度压缩后的现场全彩色图像；

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.设置动态曝光补偿数字照相机方法，包括基于动态曝光补偿的数字相机，包括CMOS图像传感器模块、FIFO存储器模块、CPU模块、通信接口模块、镜头、电源模块、补光灯模块，其中：CMOS图像传感器模块，用于接收CPU模块传来的指令，然后采集图像信息以及光照度信息并将采集的信息传给CPU模块以及FIFO存储模块；CMOS传感器包括自动增益控制单元AGC、自动曝光控制单元AEC；FIFO存储模块，用于接收CMOS图像传感器模块传来的信息并将信息进行存储，也用于将信息传给CPU模块；CPU模块，用于接收CMOS图像传感器模块以及FIFO存储模块传来的信息，并将信息处理后将信息传给通信接口模块或发出指令给补光灯模块以及发送指令给CMOS图像传感器模块；通信接口模块，用于与外部上位机进行信息交互；电源模块，用于为整个系统供电，包括太阳电池板、锂电池、以及外部电源输入口；补光灯模块，用于接收CPU模块传来的指令进行补光；所述镜头连接CMOS传感器，其特征在于，设置时设备由上位机供电，上电后接收上位机下发的指令，设备根据这些参数进行初始化并初步设定图像采集参数，主要包括以下步骤：

第一步：根据时间，2个时段早上7：30-下午5：30和下午5：30-早上7：30，这个时间参数由遥测终端设置并可远程修改，设置采集模式为白天模式或夜间模式下午5：30-早上7：30为夜间模式，默认为白天模式；

第二步：根据不同的采集模式初步设定曝光时间和增益参数，曝光时间范围为0-255，白天模式下为0-191，夜间模式为192-255；曝光增益范围0-255，白天模式为0-63，夜间模式为64-255；

第三步：由CMOS采集环境光线进行评价测光，根据所得到的光照值自动获取曝光时间参数，实现方法：将AEC等参数设为自动，进行预览preview,在预览preview到照相capture之间读取预览preview的曝光时间参数；如果当前采集模式为夜间模式，此时获取的曝光时间参数大于235，说明此时环境光照很低，照相装置将开启补光灯；

第四步：将AEC等参数设为手动，在写完capture setting后设置曝光时间参数：

第五步：重新采集环境光照设置曝光增益；将AGC等寄存器设为自动，进行预览preview，在预览preview到照相capture之间读取预览preview的曝光增益参数；

第六步：将AGC等寄存器设为手动，在写完capture setting后设置曝光增益参数；

第七步：重复以上过程，当2次的AEC和AGC参数相近，小于10的时候，设备认为已经调整到最佳参数，根据此参数进行照相操作。

2.根据权利要求1所述的设置动态曝光补偿数字照相机方法，其特征在于，所述补光灯功率为3-8w。