CN108989773B - 用于改善图像质量的方法以及近红外敏感摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于改善图像质量的方法以及近红外敏感摄像机。近红外敏感摄像机被公开。摄像机包括控制单元，被配置为动态地检测摄像机的设置，该设置是摄像机的变焦镜头的变焦级别、摄像机的聚焦单元的聚焦设置、和摄像机的IR照明器的设置中的一个或多个。控制单元进一步被配置为：动态地获取摄像机的图像传感器的增益设置映射，所获取的增益设置映射与动态检测到的摄像机的设置相关联并且包括图像传感器的像素或像素组的单独增益设置，其中动态获取增益设置映射基于对包括与摄像机的特定设置相关联的增益设置映射的数据库进行访问并且基于动态检测到的摄像机的设置；并且基于所获取的增益设置映射来动态地调整图像传感器的像素或像素组的增益设置。

Description

用于改善图像质量的方法以及近红外敏感摄像机

技术领域

本发明涉及一种用于改善由近红外敏感摄像机获取的图像中的图像质量的方法。本发明还涉及一种近红外敏感摄像机用于改善由该近红外敏感摄像机获取的图像中的图像质量。此外，本发明涉及一种用于确定针对近红外敏感摄像机的图像传感器的增益设置映射的方法。

背景技术

摄像机在各种场景下使用，无论室内还是室外。某些摄像机提供昼夜转换功能，诸如那些被设计为用于室外安装或照明较差的室内环境的摄像机。当处于日间模式时，摄像机的IR截止滤光片过滤掉IR光，使其不会如人眼所看到的那样使图像的颜色失真，但是当摄像机处于夜间模式时，IR截止滤光片被移除，从而使摄像机的光敏度降至0.001勒克斯(lux)或更低。从700纳米跨越至约1000纳米的近红外光超出了人眼所能看到的范围，但是大多数摄像机的传感器可以检测到它并加以利用。

因此，当处于日间模式时，即当场景中的光线高于一定水平时，摄像机传送彩色图像。当光线减弱到一定程度以下时，摄像机切换到夜间模式，以利用近红外(IR)光来传送高质量的黑白图像。

为了增强来自设置在夜间模式下的摄像机所观察到的场景中的IR光的量，摄像机可配备有IR照明器，该IR照明器被配置为用IR光来照亮场景。但是，取决于IR照明器的质量和/或摄像机的机械平台，有可能无法实现场景的均匀照明。场景的不均匀照明将会影响由在夜间模式下的摄像机捕获到的图像的质量。可能影响图像质量的其他因素是随着不同变焦级别而改变的变焦镜头的渐晕中的变化。因此，需要对使用在夜间模式下的摄像机捕获到的图像的图像质量加以改善，尤其在使用了IR照明器时。

针对这个问题的一个解决方案是专门对IR照明器进行设计，使得由IR照明器提供的照明变得更为均匀。然而，这种方法需要对IR照明器进行大量的模拟及测试。

发明内容

本发明的目的在于单独地或以任何组合来减轻、缓解或消除本领域中的一个或多个上述缺陷以及缺点，并至少解决上述问题。

根据第一方面，提供了一种用于改善由观察场景的近红外敏感摄像机而获取到的图像中的图像质量的方法。该方法包括：动态地检测近红外敏感摄像机的设置，该设置是以下中的一个或多个：近红外敏感摄像机的变焦级别、近红外敏感摄像机的聚焦设置、以及近红外敏感摄像机的红外照明器(IR照明器)的设置，该IR照明器将场景照亮；动态地获取针对近红外敏感摄像机的增益设置映射，所获取的增益设置映射与动态地检测到的近红外敏感摄像机的设置相关联并且包括针对近红外敏感摄像机的像素或像素组的单独增益设置，其中动态获取增益设置映射基于对包括与近红外敏感摄像机的特定设置相关联的增益设置映射的数据库进行访问并且基于动态地检测到的近红外敏感摄像机的设置；并且基于所获取的增益设置映射来动态地调整近红外敏感摄像机的增益设置。

通过该方法，特别是在夜间模式下使用近红外敏感摄像机时，可以对场景的非均匀IR照明进行补偿，并且可以获取经历过该补偿以具有更均匀的光分布的图像。此外，本方法是动态的并且取决于近红外敏感摄像机的设置。场景的非均匀的IR照明可以例如取决于近红外敏感摄像机的变焦级别。例如，在最大的广角变焦级别中，IR照明的不均匀性通常与在最大的长焦变焦级别中的不均匀性大不相同。因此，通过动态地考虑近红外敏感摄像机的一个或多个设置，可以以有效的方式来对不均匀性中的不同性质加以补偿。

此外，本方法将减轻对IR照明器的昂贵设计考量的需要。本发明的方法将进一步减轻在开发新的摄像机时针对IR照明器进行大量测试的需要。例如，实现IR照明器的IR光源的正确放置，并且IR光源的质量可以是不太关键的。

动态地检测近红外敏感摄像机的设置的动作可以包括：检测近红外敏感摄像机的IR照明器的设置。

动态地检测近红外敏感摄像机的设置的动作可以包括：检测近红外敏感摄像机的IR照明器、以及检测近红外敏感摄像机的变焦级别与近红外敏感摄像机的聚焦设置这两者中的一个或两个。

IR照明器的设置可以包括以下中的一个或多个：IR照明器的发光度、IR照明器的变焦级别、以及IR照明器的光分布的形状。IR照明器的发光度指的是由IR照明器发射出的能量的总量。这是传递至IR照明器的一个或多个光源的效果的结果。IR照明器的变焦级别是指从IR照明器发射出的光的扩散。在每个特定的变焦级别中，从IR照明器发射出的光被控制，使得其具有特定的扩散。IR照明器的光分布的形状是指由IR照明器发射出的光束的形状。由IR照明器发射出的光束的形状可以以许多不同的方式来控制，例如，可以阻挡光的一些部分、可以使用镜头来使光成形、和/或可以单独地控制多个独立光源以用于影响由IR照明器发射出的光束的形状。

IR照明器可以包括多个IR光源，其中将场景照亮的IR照明器的设置可以包括以下中的一个或多个：IR照明器的配置、多个IR光源中的每一个的发光度、多个IR光源中的每一个的变焦级别、以及多个IR光源中的每一个的光分布的形状。IR照明器的配置是指多个IR光源中的哪个/哪些为了实现IR照明器的当前设置而被使用。

动态地获取增益设置映射可以包括：基于动态地检测到的近红外敏感摄像机的设置，从数据库中的一个或多个增益设置映射中获取增益设置映射的数据。因此，可以使用静态增益设置映射或者从数据库的不同增益设置映射中获取了值的增益设置映射。

动态地获取增益设置映射可以包括：基于动态地检测到的近红外敏感摄像机的设置，根据数据库中的一个或多个增益设置映射计算出增益设置映射的数据。这将允许使用已存在的静态增益设置映射来即时地计算新的增益设置映射。

根据第二方面，提供了一种非暂时性计算机可读记录介质。在非暂时性计算机可读记录介质上记录有程序，当该程序在具有处理能力的设备上执行时用于实现根据第一方面的方法。

该设备可以是包括图像传感器，以及变焦镜头、聚焦单元和IR照明器中的至少一个的近红外敏感摄像机。

根据第三方面，提供了一种近红外敏感摄像机。近红外敏感摄像机包括控制单元，该控制单元被配置为：动态地检测近红外敏感摄像机的设置，该设置是以下中的一个或多个：近红外敏感摄像机的变焦镜头的变焦级别、近红外敏感摄像机的聚焦单元的聚焦设置、以及近红外敏感摄像机的IR照明器的设置；动态地获取针对近红外敏感摄像机的增益设置映射，所获取的增益设置映射与动态地检测到的近红外敏感摄像机的设置相关联并且包括针对近红外敏感摄像机的像素或像素组的单独增益设置，其中动态地获取增益设置映射基于对包括与近红外敏感摄像机的特定设置相关联的增益设置映射的数据库进行访问并且基于动态地检测到的近红外敏感摄像机的设置；并且基于所获取的增益设置映射来动态地调整近红外敏感摄像机的像素或像素组的增益设置。

近红外敏感摄像机可以进一步包括：存储器，该存储器被配置为存储数据库，该数据库包括与近红外敏感摄像机的特定设置相关联的增益设置映射。

IR照明器的设置可以包括以下中的一个或多个：IR照明器的发光度、IR照明器的变焦级别、以及IR照明器的光分布的形状。

IR照明器可以包括多个IR光源，其中IR照明器的设置包括以下中的一个或多个：IR照明器的配置、多个IR光源中的每一个的发光度、多个IR光源中的每一个的变焦级别、以及多个IR光源中的每一个的光分布的形状。

第一方面的方法的上述特征在被适用时，也适用于该第三方面。为了避免不必要的重复，将对上述加以参考。

根据第四方面，提供了一种用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的方法。用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的方法包括：将近红外敏感摄像机设置为第一设置，该第一设置关于以下中的一个或多个而被特定：近红外敏感摄像机的变焦级别、近红外敏感摄像机的聚焦设置、以及近红外敏感摄像机的IR照明器的设置，该IR照明器照亮校准场景；获取由近红外敏感摄像机观察到的校准场景的一个或多个第一图像，其中近红外敏感摄像机被设置为第一设置；基于对一个或多个所获取的第一图像的分析来确定第一增益设置映射；以及将第一增益设置映射与近红外敏感摄像机的第一设置相关联。

通过这种用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的方法，提供了一种用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的简单且直接的方法。该方法可被用于每个单个的近红外敏感摄像机。可替代地，该方法可以在大量相同类型或型号的近红外敏感摄像机中的一个或几个上实行。这是为了针对该类型或型号的近红外敏感摄像机创建公共的增益设置映射组。

用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的方法可以进一步包括：将第一增益设置映射存储在增益设置映射的数据库中，作为与近红外敏感摄像机的第一设置相关联的增益设置映射。

用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的方法可以进一步包括：将近红外敏感摄像机设置为第二设置，该第二设置在以下中的一个或者多个上与第一设置不同：近红外敏感摄像机的变焦级别、近红外敏感摄像机的聚焦设置、以及近红外敏感摄像机的IR照明器的设置；获取校准场景的一个或多个第二图像，其中近红外敏感摄像机被设置为第二设置；基于对一个或多个所获取的第二图像的分析来确定第二增益设置映射；以及将第二增益设置映射与近红外敏感摄像机的第二设置相关联。

用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的方法可以进一步包括：将第二增益设置映射存储在增益设置映射的数据库中，作为与近红外敏感摄像机的第二设置相关联的增益设置映射。

本发明的适用性的进一步范围将根据下面给出的详细描述而变得显而易见。然而，应当理解，尽管指出了本发明的优选实施例，但是详细描述和具体示例仅仅是以示例的方式给出的，因为根据该详细描述，本发明范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

因此，应当理解，本发明并不限于所描述的设备的特定组件部分或所描述的方法的步骤，因为这种设备和方法可以改变。还应当理解，本文所使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并不旨在进行限制。必须指出，如在说明书和所附权利要求中使用的词语“一”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件，除非上下文中另有明确说明。因此，例如提及“一单元”或“该单元”可以包括多个设备和类似物。此外，词语“包括”、“包含”以及类似的词语并不排除其他元件或步骤。

附图说明

现在将参考示出本发明的实施例的附图来更详细地描述本发明的上述以及其他方面。附图不应被认为是使本发明受限于特定的实施例；相反，它们被用于解释和理解本发明。

如附图所示，为了说明的目的，层和区域的尺寸被放大，并且因此被提供以说明本发明的实施例的一般性结构。相同的附图标记自始至终指代相同的元件。

图1示意性地示出近红外敏感摄像机。

图2是用于确定近红外敏感摄像机的增益设置映射的方法的框图方案。

图3是用于改善由近红外敏感摄像机获取的图像中的图像质量的方法的框图方案。

具体实施方式

在下文中将参考附图来更充分地对本发明进行本发明描述，其中示出了本发明的当前优选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为仅限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性以及完整性并且为了将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。

图1示意性地示出近红外敏感摄像机100，在下文中被称为摄像机100。摄像机100主要被开发用于监控应用，然而，摄像机100也可被用于其他应用。摄像机100可以是网络摄像机。摄像机100可以是IP摄像机。摄像机100可以是监控摄像机。摄像机100可以是数码摄像机。摄像机100被配置为对场景进行观察并且捕获该场景中的图像。特别地，摄像机100被配置为在低光照条件期间(例如在夜间期间)使用。低光照条件可以被确定为其中场景中的光量等于或低于阈值的光照条件。然而，近红外敏感摄像机100也可以在场景中的光量高于阈值时被使用。因此，近红外敏感摄像机100可以具有昼夜转换功能，即它可以在日间模式下(场景中的光量高于阈值)以及在夜间模式下(场景中的光量等于或低于阈值)进行操作。提供昼夜转换功能的摄像机被认为是被设计用于室外安装或照明较差的室内环境。

当摄像机100在日间模式下操作时，可以使用下面被称为滤光片104的近红外截止滤光片104来阻挡近红外光到达摄像机100的图像传感器106。滤光片104还可以阻挡红外光的较宽光谱到达摄像机100的图像传感器106。因此，滤光片104是光学滤光片，其滤除掉近红外光并且还可选地滤除掉近红外光的较宽光谱。滤光片104可以在阻挡近红外光到达图像传感器106的第一位置与允许近红外光到达图像传感器106的第二位置之间移动。作为滤光片物理地在阻挡位置与非阻挡位置之间移动的替代，滤光片104可以被实现为可调谐光学滤光片，该可调谐光学滤光片可被以电子方式控制以允许所选波长通过或不通过。因此，在日间模式期间由摄像机100捕获到的图像可以使任何近红外输入不被可视化。通过阻挡近红外光到达图像传感器106，近红外光不会使由摄像机100捕获到的图像的颜色失真。在日间模式下，摄像机100可以被配置为捕获彩色图像。

在夜间模式下，滤光片104将被设置为允许近红外光到达图像传感器106，由此使得摄像机100能够捕获包含近红外输入的图像。因此，在夜间模式下，摄像机100对光更为敏感。通过允许近红外光到达图像传感器106，摄像机100的光敏度可以被降至0.001勒克斯或更低。从700纳米跨越到约1000纳米的近红外光超出了人眼所能看到的范围，但是大多数图像传感器可以检测到它并且加以利用。在夜间模式下，摄像机100可以利用捕获到的近红外光来传送高质量的黑白图像。

基于场景中的光量，摄像机100能够在日间模式与夜间模式之间自动切换。为此，摄像机100可以包括光传感器108，该光传感器108被配置为测量由摄像机100观察到的场景中的光量。光传感器108可以是摄像机100的一部分(例如在图1中示意性地示出)或者可以在摄像机100的外部(例如放置在由摄像机100所观察的场景的相关部分中)。可替代地，可以基于摄像机100捕获到的图像的亮度来确定摄像机100观察到的场景中的光量。摄像机100捕获到的图像的亮度可以例如由摄像机100的图像处理单元110来确定。还可以提供在日间模式与夜间模式之间进行切换的其他手段，诸如基于预定义的时间表、用户输入、或其他事件等的切换模式。

在低光照条件期间，摄像机100的IR照明器110被配置为照亮由摄像机100观察到的场景。IR照明器110被配置为利用近红外光来照亮由摄像机100观察到的场景。可选地，IR照明器110被配置为利用较宽光谱的红外光来照亮由摄像机100观察到的场景。IR照明器110可以包括一个或多个IR光源112。一个或多个IR光源112例如可以是被配置为发射IR光的LED，因此，IR照明器110可以是基于LED的IR照明器。IR照明器110还可以包括IR光控制器114。IR光控制器114被配置为对IR照明器110的发光度、IR照明器110的变焦级别、IR照明器110的配置、以及IR照明器110的光分布的形状中的一个或多个进行控制。因此，通过对IR照明器110的发光度、变焦级别、配置以及光分布的形状中的一个或多个进行控制，可以将IR照明器110设置为不同的设置。因此，IR光控制器114被配置为对一个或多个IR光源112进行控制。IR光控制器114被配置为对一个或多个IR光源112中的每一个IR光源的发光度、一个或多个IR光源112中的每一个IR光源的变焦级别、以及一个或多个IR光源112中的每一个IR光源的光分布的形状中的一个或多个进行控制。

IR照明器110的发光度可以通过单独或一起调整一个或多个IR光源112的发光度来加以控制。通过调整传递到单个IR光源112的效果来控制单个IR光源112的发光度。调整传递到单个IR光源112的效果的一个原因可以是特定的单个IR光源112过热。调整传递到单个IR光源112的效果的另一个原因可以是摄像机100的效果预算需要改变，使得IR照明器110可获得的效果减少。这可能例如是在如果需要通过加热器(未示出)对摄像机进行加热的情况下，在这种情况下，由于摄像机100的电源的效应限制，可能需要减少IR照明器可获得的效果。

IR照明器110可以被配置为具有不同的变焦级别。在每个特定的变焦级别下，从IR照明器发射出的光被控制，使其具有特定的扩散(spread)。例如，IR照明器110可以具有作为用于照亮相对靠近摄像机100的物体的广角变焦级别的一个变焦级别、以及作为用于照亮相对远离摄像机100的物体的窄角变焦级别的一个变焦级别。当然，IR照明器110可以具有多于这两个不同变焦级别的变焦级别。通过对一个或多个在IR光源112前方的镜头进行控制，可以实现将IR照明器110设置为不同的变焦级别。可替代地，可以通过对IR照明器110的不同的专用IR光源112进行控制来实现将IR照明器110设置为不同的变焦级别。因此，IR照明器110可以包括专用于照亮相对靠近摄像机100的物体的一个或多个IR光源112(即一个或多个广角变焦级别IR光源112)以及专用于照亮相对远离摄像机100的物体的其他一个或多个IR光源112(即一个或多个窄角变焦级别IR光源112)。

IR照明器110的配置是指多个IR光源112中的哪个/哪些为了实现IR照明器110的当前设置而被使用。如上所述，IR照明器110可以包括一个或多个广角变焦级别IR光源112以及一个或多个窄角变焦级别IR光源112，因此IR照明器110的配置可以是多个IR光源112中的哪个/哪些被使用。

IR照明器110的光分布的形状是指由IR照明器110发射出的光束的形状。IR照明器110的光分布的形状可以通过单独地控制多个IR光源112来进行控制。IR照明器110的光分布的形状也可以通过部分地阻挡由一个或多个IR光源112发射出的光来进行控制。该阻挡可以通过摄像机100自身的结构部分来被动地实行，例如壳体或壳体的一部分可以阻挡由一个或多个IR光源112中的一个或多个中发射出的光的一部分。此外，该阻挡可以是主动型的。在主动型阻挡中，摄像机包括有源元件(未示出)，其被有意地插入到从一个或多个IR光源112中的一个或多个中发射出的光束中，以用于主动地成形IR照明器110的光分布的形状。

在IR照明器110包括多个IR光源112的情况下，则IR照明器110的特定设置可以包括以下中的一个或多个：IR照明器100的配置、多个IR光源中的每一个的发光度、多个IR光源中的每一个的变焦级别、以及多个IR光源中的每一个的光分布的形状。

摄像机100还包括变焦镜头116和聚焦单元118。

变焦镜头是可以用于改变摄像机100的视角的镜头元件的组件。因此，通过控制变焦镜头116，可以设定摄像机的不同变焦级别。

聚焦单元118被配置为通常通过移动一个或多个聚焦镜头来对摄像机100进行聚焦以设置聚焦距离，该聚焦距离允许摄像机捕获由摄像机100所观察的场景或至少其选定部分的清晰图像。因此，聚焦单元118被配置为在聚焦设置下进行设置。可以以不同的方式来设置适当的聚焦距离。例如，可以使用基于对比度的聚焦方法。这些方法对于本领域技术人员而言是公知的，并且在本文中将不再进行更详细的讨论。可替代地或组合地，摄像机100可以包括对到达场景中的物体的参考距离进行测量的测距仪(未示出)。使用测距仪来设置聚焦距离是本领域技术人员所熟知的，并且在本文中将不再进行更详细的讨论。

因此，变焦镜头116的变焦级别、聚焦单元118的聚焦设置以及IR照明器110的设置中的一个或多个可以随时间变化。因此，可以动态地改变变焦级别、聚焦设置以及IR照明器110的设置中的一个或多个。

摄像机进一步包括控制单元120。控制单元120被配置为检测摄像机100的设置，该设置是变焦镜头116的变焦级别、聚焦单元118的聚焦设置以及IR-照明器110的设置中的一个或多个。控制单元120被配置为动态地检测摄像机100的设置。因此，针对不同的时间点，控制单元120被配置为检测摄像机100的当前设置。因此，控制单元120被配置为以时间分辨率来检测摄像机100的设置。

此外，控制单元120被配置为动态地获取针对摄像机100的增益设置映射。因此，对于不同的时间点，控制单元120被配置为获取针对摄像机100的增益设置映射。因此，控制单元120被配置为以时间分辨率来获取针对摄像机100的增益设置映射。所获取的增益设置映射包括针对将由摄像机100捕获的图像的像素或像素组的单独增益设置。例如，增益设置映射的单独增益设置可以是针对将由摄像机100捕获的图像的像素或像素组的单独数字增益设置。可替代地或组合地，增益设置映射的单独增益设置可以是图像传感器106的单独增益设置。动态获取增益设置映射基于对数据库124进行访问，数据库124包括与摄像机100的特定设置相关联的增益设置映射。动态获取增益设置映射进一步基于动态检测到的摄像机100的设置。因此，所获取的增益设置映射与动态检测到的摄像机100的设置相关联。控制单元120因此可以被配置为获取如下的增益设置映射，该增益设置映射与由控制单元120确定的、作为与摄像机的当前设置最接近的匹配的设置相关联。数据库124可以如在图1所公开的实施例中那样被存储在摄像机100的存储器122中。可替代地或组合地，摄像机100可以被配置为对被存储在摄像机100所连接的计算机网络(未示出)中的其他地方的数据库124进行访问。因此，摄像机100可以是具有网络接口130的网络使能摄像机100，网络接口130被配置为将摄像机连接到计算机网络。计算机网络涉及一种网络，该网络允许设备(例如与其连接的摄像机100)交换数字数据。使用电缆或无线方式建立被连接到计算机网络的设备之间的连接。数字网络的非限制性示例是因特网、内联网、局域网和蜂窝网。可替代地或组合地，摄像机100可以被配置为对分布在计算机网络内的多个设备上的数据库124进行访问。如上所述，数据库124包括与摄像机100的特定设置相关联的增益设置映射，这种与摄像机100的特定设置相关联的增益设置映射优选地在摄像机100或者在与摄像机100相同型号或类型的摄像机的校准期间来获取。用于执行这种校准的方法(例如用于针对摄像机100的不同设置来确定增益设置映射的方法)的示例将在本公开中进一步讨论。同样如上所述，数据库124可以存储在摄像机100的存储器122上。存储器122优选为非易失性存储器。

此外，控制单元120被配置为基于所获取的增益设置映射来动态地调整对将由摄像机100捕获的图像的像素或像素组产生影响的增益设置。因此，对于不同的时间点，控制单元120被配置为调整将由摄像机100捕获的图像的像素或像素组的增益设置。因此，控制单元120被配置为以时间分辨率来调整摄像机100的像素或像素组的增益设置。

控制单元120可以被配置为基于所获取的增益设置映射来直接地调整摄像机100的像素或像素组的增益设置。因此，从数据库124中获取到的增益设置映射的值被直接用于对摄像机100的增益进行设置。可替代地，控制单元120可以被配置为从存储在数据库124中的两个或更多个增益设置映射中推导出新的增益设置映射。因此，控制单元120可以被配置为使用在数据库124中存储的已存在的增益设置映射来即时地推导出增益设置映射。这种推导可以例如使用插值法来实行。

控制单元120可以被进一步配置为被设置在激活状态和非激活状态。控制单元120的激活状态对应于摄像机处于夜间模式时，并且非激活状态对应于摄像机处于日间模式时。当光照条件良好时，这可以在摄像机处于日间模式时防止图像质量下降。

摄像机100可以进一步包括图像处理器125、处理单元126和编码器128中的一个或多个。IR光控制器114、控制单元120、图像处理器125和/或编码单元128中的任何一个都可被实现为专用硬件电路和/或软件模块。在被软件实现的情况下，该软件可以在处理单元126上运行。处理单元126可以是用于执行数字数据处理的任何适当的处理单元。处理单元126可以是中央处理单元CPU。处理单元126可以是微控制器单元MPU。处理单元126可以是图形处理单元GPU。还应当注意，任何专用硬件电路可以部分地包括在专用处理器上或在处理单元126上运行的软件部分。

此外，摄像机100的存储器122可以包括除了数据库124之外的其他形式的数字数据。该其他形式的数字数据可以永久地或暂时地存储在存储器122上。存储器122可以是单个单元。可替代地，存储器122可以被划分成多个存储单元。多个存储单元中的至少一个可以被用作在执行处理时对数据进行缓冲的缓冲存储器。多个存储单元中的至少一个可以是易失性存储器。

参考图2，将对摄像机100的校准进行讨论，也就是将讨论针对摄像机100的不同设置来确定针对摄像机100的增益设置映射。应当注意，每个近红外敏感摄像机可以被单独校准，从而可以确定每个特定的近红外敏感摄像机的一组增益设置映射并将其存储在数据库中。这样的数据库可以本地地存储在每个特定的近红外敏感摄像机中。然而，对于一些实施例而言，可以确定针对一种类型或型号的近红外敏感摄像机的公共的增益设置映射组。然后校准可以在该型号或类型的一个或几个近红外敏感摄像机上被执行，并且可以被用于该型号或类型的所有的近红外敏感摄像机。如上所述，可以将公共的增益设置映射组本地地存储在该型号或类型的每个近红外敏感摄像机上。可替代地，近红外敏感摄像机可以被配置为对包括公共的增益设置映射组的外部数据库进行访问。

增益设置映射的确定包括以下动作中的一个或多个。设置近红外敏感摄像机100以观察校准场景(S200)。校准场景可以例如是布置在黑暗房间中的白色屏幕。在夜间模式下设置近红外敏感摄像机100(S202)，因此IR照明器110照亮校准场景。将近红外敏感摄像机100设置为特定设置(S204)，该特定设置针对以下中的一个或多个而被特定：摄像机100的变焦级别、摄像机100的聚焦设置、以及摄像机100的IR照明器110的设置。获取校准场景的一个或多个图像(S206)。该一个或多个图像在摄像机100被设置为特定设置时被获取。基于对一个或多个所获取的图像的分析来确定增益设置映射(S208)。确定增益设置映射的动作(S208)可以包括确定增益设置映射，使得被设置为特定设置的摄像机100捕获到的图像具有均匀的光分布。这可以例如通过计算针对图像传感器106的每个像素的校正因子来进行。为此目的，该方法可以进一步包括针对摄像机100的图像传感器106的各个像素来实行与暗电流相对应的偏置校准(off-set calibration)的动作。偏置校准可以例如通过保持摄像机100的光圈关闭并且测量来自图像传感器106的各个像素的信号来实行。

将增益设置映射与摄像机100的特定设置相关联(S210)。将增益设置映射与和摄像机100的特定设置有关的数据一起存储在数据库124中(S212)。此后可以针对摄像机100的不同特定设置来重复动作S204至S212。

可替代地或者组合地，可以根据与摄像机100的另一特定设置有关的校准数据来估计针对摄像机100的特定设置的增益设置映射。例如，可以将摄像机100的IR照明器110设置为广角变焦级别。通常，由摄像机100观察到的场景的不均匀照明的效果对于摄像机100的这种特定设置而言是最差的。根据在摄像机100的IR照明器110被设置为广角变焦级别时所获得的校准数据，可以确定针对摄像机100的IR照明器110的另一设置的增益设置映射(其中IR照明器110被设置为比广角变焦级别更窄的变焦级别)。这可以例如通过使用摄像机100的光学器件的预知模型来实行。

参考图3，将讨论用于改善通过观察场景的近红外敏感摄像机100获取到的图像中的图像质量的方法。该方法包括以下动作中的一个或多个。确定摄像机100是否被设置为夜间模式(S300)。动态地检测摄像机100的设置(S302)，该设置是以下中的一个或多个：摄像机100的变焦级别、摄像机100的聚焦设置、以及摄像机100的IR照明器110的设置。IR照明器110的设置可以包括以下中的一个或多个：IR照明器的发光度、IR照明器的变焦级别、IR红外照明器的配置、以及IR照明器的光分布的形状。以上已更详细地讨论了IR照明器的发光度、变焦级别、配置以及光分布的形状。动态地获取针对摄像机100的增益设置映射(S304)。所获取的增益设置映射与动态检测到的摄像机100的设置相关联。所获取的增益设置映射包括针对摄像机100的像素或像素组的单独增益设置。增益设置映射的动态获取基于对包括与摄像机100的特定设置相关联的增益设置映射的数据库进行访问。增益设置映射的动态获取进一步基于动态检测到的近红外敏感摄像机100的设置。基于所获取的增益设置映射来动态地调整摄像机100的像素或像素组的增益设置(S306)。动态地调整摄像机100的像素或像素组的增益设置可以例如通过调整摄像机100的数字增益或通过调整图像传感器106的像素或像素组的增益来进行。通过动态地调整摄像机100的像素或像素组的增益设置，由摄像机100捕获到的图像的整体图像质量将得到改善。

本领域技术人员将意识到，本发明不受以上所描述的优选实施例的限制。相反，在附加的权利要求的范围内，许多修改和变更是可能的。

例如，动态获取增益设置映射可以包括：基于动态检测到的近红外敏感摄像机100的设置，从数据库的一个或多个增益设置映射中获取增益设置映射的数据。可替代地或组合地，动态获取增益设置映射可以包括：基于动态检测到的近红外敏感摄像机100的设置，根据数据库的一个或多个增益设置映射计算增益设置映射的数据。

此外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的变型。

Claims (8)

1.一种用于改善由观察场景的近红外敏感摄像机获取的图像中的图像质量的方法，所述方法包括：

动态地检测所述近红外敏感摄像机的红外IR照明器的设置，所述IR照明器照亮所述场景，其中所述IR照明器的所述设置包括以下中的一个或多个：

所述IR照明器的变焦级别；以及所述IR照明器的光分布的形状；

动态地获取针对所述近红外敏感摄像机的增益设置映射，所获取的增益设置映射与所动态地检测到的所述IR照明器的设置相关联、并且包括针对所述近红外敏感摄像机的像素或像素组的单独增益设置，其中动态地获取所述增益设置映射是基于对包括与所述IR照明器的特定设置相关联的增益设置映射的数据库进行访问，并且基于所动态地检测到的所述IR照明器的设置；并且

基于所获取的增益设置映射来动态地调整所述近红外敏感摄像机的增益设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述IR照明器包括多个IR光源，其中照亮所述场景的所述IR照明器的所述设置包括以下中的一个或多个：

IR照明器的配置；

所述多个IR光源中的每一个的发光度；

所述多个IR光源中的每一个的变焦级别；以及

所述多个IR光源中的每一个的光分布的形状。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，动态地获取所述增益设置映射包括：基于所动态地检测到的所述IR照明器的设置，从所述数据库的一个或多个所述增益设置映射中获取所述增益设置映射的数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，动态地获取所述增益设置映射包括：基于所动态地检测到的所述IR照明器的设置，根据所述数据库的一个或多个所述增益设置映射计算所述增益设置映射的数据。

5.一种非暂时性计算机可读记录介质，所述介质上记录有程序，当所述程序在具有处理能力的设备上执行时用于实现根据权利要求1所述的方法。

6.一种包括IR照明器和控制单元的近红外敏感摄像机，所述近红外敏感摄像机被配置为：

动态地检测所述IR照明器的设置，其中所述IR照明器的所述设置包括以下中的一个或多个：所述IR照明器的变焦级别、以及所述IR照明器的光分布的形状；

动态地获取针对所述近红外敏感摄像机的增益设置映射，所获取的增益设置映射与所动态地检测到的所述IR照明器的设置相关联、并且包括针对所述近红外敏感摄像机的像素或像素组的单独增益设置，其中动态地获取所述增益设置映射是基于对包括与所述IR照明器的特定设置相关联的增益设置映射的数据库进行访问，并且基于所动态地检测到的所述IR照明器的设置；并且

基于所获取的增益设置映射来动态地调整所述近红外敏感摄像机的像素或像素组的增益设置。

7.根据权利要求6所述的近红外敏感摄像机，进一步包括存储器，所述存储器被配置为存储所述数据库，所述数据库包括与所述IR照明器的特定设置相关联的增益设置映射。

8.根据权利要求6所述的近红外敏感摄像机，其中所述IR照明器包括多个IR光源，其中所述IR照明器的所述设置包括以下中的一个或多个：

IR照明器的配置；

所述多个IR光源中的每一个的发光度；

所述多个IR光源中的每一个的变焦级别；以及

所述多个IR光源中的每一个的光分布的形状。

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