CN111669510B - 一种红外补光灯控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外补光灯控制方法及系统，该方法包括：测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得照度差与红外补光灯强度的差值；基于所述差值和预设对应关系，确定影响系数；根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，实现对所述红外补光灯的控制。在本发明影响系数指导红外补光灯的强度变化的调节值，提高红外补光灯调节速度与准确性，使用估计出的真实照度指导红外补光灯的切换时机，提升用户的体验效果。

Description

一种红外补光灯控制方法及系统

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，特别是涉及一种红外补光灯控制方法及系统。

背景技术

在视频监控和摄像领域，为了满足不同亮度环境中拍摄，尤其是夜间或低照度条件下的拍摄需求，于是通过使用红外补光灯进行补光，并且出现了使用感光器件测量当前可见光的强度，以辅助判定红外补光灯的强度的调节和日夜模式转换。

然而，红外补光灯发出的光线除了红外段的光谱外，还有可见光段的光谱。而感光器件对红外波段的也存在一定程度的影响，这就使得感光器件的测量值受到红外补光灯的反射光的影响而不准确，并且当距离越近，反射越强时，受影响的程度也越大。这种影响会带来红外补光灯日夜模式转换时的切换时机的准确性降低甚至错误判定，造成日夜模式来回不断的切换，影响用户体验。

发明内容

针对于上述问题，本发明提供一种红外补光灯控制方法及系统，实现了能够准确控制红外补光灯的切换时机，提升用户的体验效果。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种红外补光灯控制方法，该方法包括：

测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得照度差与红外补光灯强度的差值；

基于所述差值和预设对应关系，确定影响系数；

根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，实现对所述红外补光灯的控制。

可选地，所述测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得照度差与红外补光强度的差值，包括：

测量获得在不同的红外补光灯强度下的照度；

基于在不同的红外补光灯强度下的照度，计算获得照度差；

计算获得所述照度差与所述红外补光灯强度之间的差值。

可选地，所述基于所述差值和预设对应关系，确定影响系数，包括：

基于预设环境参数和所述不同的红外补光灯强度下的照度，确定预设对应关系，其中，所述环境参数包括环境亮度、反射物体距离和入射角度；

根据所述差值、照度差和所述预设对应关系，计算获得影响系数。

可选地，该方法还包括：

通过实时获得的照度和对应的红外补光灯的强度，计算获得影响系数；

计算获得所述照度在预设对应关系上的离散度，并计算获得所述离散度对应的置信度；

若置信度小于预设阈值，则剔除掉预设照度，对所述影响系数进行校正，获得目标影响系数。

可选地，所述根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，包括：

根据所述影响系数和照度值，估算获得影响系数和照度减少量的对应关系；

依据所述对应关系，确定所述红外补光灯的强度调节值。

一种红外补光灯控制系统，该系统包括：

计算单元，用于测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得照度差与红外补光灯强度的差值；

系数确定单元，用于基于所述差值和预设对应关系，确定影响系数；

控制单元，用于根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，实现对所述红外补光灯的控制。

可选地，所述计算单元包括：

测量子单元，用于测量获得在不同的红外补光灯强度下的照度；

第一计算子单元，用于基于在不同的红外补光灯强度下的照度，计算获得照度差；

第二计算子单元，用于计算获得所述照度差与所述红外补光灯强度之间的差值。

可选地，所述系数确定单元包括：

第一确定子单元，用于基于预设环境参数和所述不同的红外补光灯强度下的照度，确定预设对应关系，其中，所述环境参数包括环境亮度、反射物体距离和入射角度；

第三计算子单元，用于根据所述差值、照度差和所述预设对应关系，计算获得影响系数。

可选地，该系统还包括：

第四计算子单元，用于通过实时获得的照度和对应的红外补光灯的强度，计算获得影响系数；

第五计算子单元，用于计算获得所述照度在预设对应关系上的离散度，并计算获得所述离散度对应的置信度；

校正子单元，用于若置信度小于预设阈值，则剔除掉预设照度，对所述影响系数进行校正，获得目标影响系数。

可选地，所述控制单元包括：

估算子单元，用于根据所述影响系数和照度值，估算获得影响系数和照度减少量的对应关系；

调节值确定单元，用于依据所述对应关系，确定所述红外补光灯的强度调节值。

相较于现有技术，本发明提供了一种红外补光灯控制方法及系统，通过测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得影响系数，利用该影响系数可以实时估计出实际可见光的真实照度，使用该影响系数指导红外补光灯的强度变化的调节值，提高红外补光灯调节速度与准确性，使用估计出的真实照度指导红外补光灯的切换时机，提升用户的体验效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种红外补光灯控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种红外补光灯控制系统的结构示意图。

具体实施方式

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做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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

为了便于对本发明提供的实施例进行解释说明，下面对相关术语进行解释。

照度：也称为为光照强度，是指单位面积上所接受可见光的能量，单位勒克斯(Lux或Lx)，为物理术语，用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。

波长：是波的性质的度量，光也是一种波，人眼的可见光从深红色的760nm波长，到紫色的390nm波长。

红外：红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。

在本发明实施例中提供了一种红外补光灯控制方法，参见图1，该方法包括：

S101、测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得照度差与红外补光灯强度的差值。

影响感光器件测量值的因素有环境亮度、补光灯反射光的强度。其中，补光灯反射光强度的影响因素有反光物体与器件的距离、反射光的入射角度)(包括了环境光和补光灯)。

红外补光灯强度越高，红外补光灯发出光越强，当反光物体与器件距离越近时，反射进入感光器件的可见光增长较多，反之当反光物体与器件距离越远时，反射进入感光器件的可见光增长较少。利用这一点，假设短时间内环境是不变的，也就是环境亮度不变。反光物体与器件的距离也是不变的。

该步骤可以包括如下内容：

测量获得在不同的红外补光灯强度下的照度；

基于在不同的红外补光灯强度下的照度，计算获得照度差；

计算获得所述照度差与所述红外补光灯强度之间的差值。

具体的，可以设置不同的红外补光灯强度来检测到对应的照度LSLux，得到一组不同红外补光灯强度下的照度差G(LSLux)与红外补光灯强度的差G(x)。

需要说明的是，测量在不同的红外补光灯强度下的照度的过程是一个实时测量的过程，可以通过设置一定的采样频率进行采样测量，也可以根据实际需求设置对应的采样时刻来进行测量获得该时刻下的照度，然后再测量获得下一时刻的照度。例如，以30ms作为一个采样间隔，则会每隔30ms进行测量获得一个照度值。这样能够根据实时测量的结果，进行对红外补光灯的实时控制，使得红外补光灯的工作过程更能满足每个时刻下的需求。

S102、基于所述差值和预设对应关系，确定影响系数；

基于步骤S101中计算获得的差值来计算此环境下的影响系数

R＝f(G(LSLux)，G(x))。那么R反应了红外补光灯反射光对感光器件的影响的大小。

具体的该步骤可以包括：

基于预设环境参数和所述不同的红外补光灯强度下的照度，确定预设对应关系，其中，所述环境参数包括环境亮度、反射物体距离和入射角度；

根据所述差值、照度差和所述预设对应关系，计算获得影响系数。

利用R可以指导红外补光灯强度增长或减少的步长，其中，该步长指的是一次调节红外补光灯强度值的多少。这样做可以在提高收敛速度的同时，使得调节收敛的过程更加顺滑。

具体的该过程包括：

通过实时获得的照度和对应的红外补光灯的强度，计算获得影响系数；

计算获得所述照度在预设对应关系上的离散度，并计算获得所述离散度对应的置信度；

若置信度小于预设阈值，则剔除掉预设照度，对所述影响系数进行校正，获得目标影响系数。

即如何得到R能够服从对应关系f:通常会设计一组环境参数：环境亮度、反光物体的距离、入射角度分别设定和组合出一组实验值。利用大量实验值得到每组中LSLux和红外补光灯强度在不同环境下的样本。利用统计和深度学习的方法得到f。

在实际使用时，利用实时获得的LSLux和对应的红外补光灯强度带入上述对应关系f中求得R。同时求出这组LSLux在f上的离散度获得它的置信度。当置信度低时，剔除时间上最先获得的LSLux，从而得到正确的R值。

S103、根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，实现对所述红外补光灯的控制。

具体的：

根据所述影响系数和照度值，估算获得影响系数和照度减少量的对应关系；

依据所述对应关系，确定所述红外补光灯的强度调节值。

例如，在利用R来指导红外补光灯强度增长或减少的步长。假设开启红外补光灯的触发值为LSLux不大于第一阈值Ld2n，关闭红外补光灯的触发值为LSLux不小于第二阈值Ld2n(其中，Ln2d>Ld2n)。当红外补光灯达到最小值IRmin(IRmin>0)时，需要评估的是如果此时关掉红外补光灯，是否仍能满足Ln2d，最起码应能保证关闭红外补光灯后，LSLux>Ld2n。

当R值越大，也就是IR对感光器件影响越大时，IR由IRmin变为0时，LSLux减少量越多。而LSLux的减少量也只受到IR对感光器件影响量的影响。于是，可以在实验时，记录IR关闭的LSLux值，评估R与LSLux减少量的关系g。

本发明提供了一种红外补光灯控制方法，通过测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得影响系数，利用该影响系数可以实时估计出实际可见光的真实照度，使用该影响系数指导红外补光灯的强度变化的调节值，提高红外补光灯调节速度与准确性，使用估计出的真实照度指导红外补光灯的切换时机，提升用户的体验效果。

举例说明，在执行上述方法是设备上需要的硬件有：一个测量可见光的感光器件、一个红外补光灯、一个用于切换白天和夜晚模式的切换开关。

其中，红外补光灯的驱动可以设置不同的强度，本方法分为两部分：

(1)设定一组实验环境：分别设定不同的出环境亮度(0Lx，2Lx，3Lx，5Lx，10Lx，50Lx，100Lx，室内白炽灯，室内自然光，室外自然光等)、反光物体的距离(0cm，1cm，3cm，10cm，20cm，50cm，75cm，1m，3m)、入射角度(0，30，45，60，90)然后组合出一组实验参数表(如下表1)。完成这组实验的测量。统计归纳出IR(红外补光灯)强度值的变化量、对应的光感器件检测值的变化量之间的关系f，评估出IR对光感器件检测值的影响程度R。并得到影响程度值R、IR最小值时光感器件检测值IR和未开启时检测值之差之间的关系g。这一步在实验室使用服务器或计算机，通过深度学习或统计分析方法完成。

表1

(2)在目标机实际运行时，记录每隔一段时间(一般是每得到一帧图像时)的IR设定值IRPower和光感器检测值LSLux，并存储到环形队列(长度可根据实际)中。应用到上一步中得出的关系f中，得出实时影响系数R。计算队列中的值在f上的离散程度得到R的置信度C，如果C足够大，认为C有效，如果C较小，认为C不可信，此时按一定规则剔除掉时间较早的队列对尾的数据。然后进入下一次的数据收集，指导R可信为止，其中R可以用来参考设定红外补光灯强度变化时步长的大小。

接下来，在IR降到最小强度时，需要判定是否需要切换到白天模式，也就是说当前检测亮度比较高，是由于IR反射对检测值影响比较大，还是环境亮度比较高了。利用影响程度值R、IR最小值时光感器件检测值以及上一步中得到的关系g，评估出IR由最小值变为0时检测值的减少量。进一步算出环境可见光检测估计值CLSLux。我们设开启IR的trigger为LSLux<＝Ld2n，关闭IR的trigger为LSLux>＝Ln2d.(Ln2d>Ld2n.)。那么此时，如果CLSLux>Ln2d就切换到白天模式。实际运行过程中，发现Ln2d一般设置的比Ld2n要大一些。这个差足以保证CLSLux的误差，从而确保不会出现关灯后发现亮度小于Ld2n又需要切回夜晚模式的情况。当然，这里可以计算评估CLSLux的可信度，来进一步确保这一点。

本发明采用的是利用短时内环境不变的条件，不同红外补光灯强度下检测值的变化情况量化影响，利用影响估计环境可见光照度的方法。环境变化时，不必关闭红外补光灯，也不必实时测量可见光照度和红外补光灯照度；由于知道影响程度，使得红外补光灯强度调节过程做到快速准确。充分利用红外补光灯强度调节过程中收集到的数据，只使用一个可见光感光器件完成，无需测量红外补光灯照度。

对应的，参见图2，在本发明实施例中还提供了一种红外补光灯控制系统，该系统包括：

计算单元201，用于测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并计算获得照度差与红外补光灯强度的差值；

系数确定单元202，用于基于所述差值和预设对应关系，确定影响系数；

控制单元203，用于根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，实现对所述红外补光灯的控制。

本发明提供了一种红外补光灯控制系统，在计算单元中通过测量在不同的红外补光灯强度下的照度，并在系数确定单元中计算获得影响系数，控制单元利用该影响系数可以实时估计出实际可见光的真实照度，使用该影响系数指导红外补光灯的强度变化的调节值，提高红外补光灯调节速度与准确性，使用估计出的真实照度指导红外补光灯的切换时机，提升用户的体验效果。

在上述实施例的基础上，所述计算单元包括：

测量子单元，用于测量获得在不同的红外补光灯强度下的照度；

第一计算子单元，用于基于在不同的红外补光灯强度下的照度，计算获得照度差；

第二计算子单元，用于计算获得所述照度差与所述红外补光灯强度之间的差值。

在上述实施例的基础上，所述系数确定单元包括：

第一确定子单元，用于基于预设环境参数和所述不同的红外补光灯强度下的照度，确定预设对应关系，其中，所述环境参数包括环境亮度、反射物体距离和入射角度；

第三计算子单元，用于根据所述差值、照度差和所述预设对应关系，计算获得影响系数。

在上述实施例的基础上，该系统还包括：

第四计算子单元，用于通过实时获得的照度和对应的红外补光灯的强度，计算获得影响系数；

第五计算子单元，用于计算获得所述照度在预设对应关系上的离散度，并计算获得所述离散度对应的置信度；

校正子单元，用于若置信度小于预设阈值，则剔除掉预设照度，对所述影响系数进行校正，获得目标影响系数。

在上述实施例的基础上，所述控制单元包括：

估算子单元，用于根据所述影响系数和照度值，估算获得影响系数和照度减少量的对应关系；

调节值确定单元，用于依据所述对应关系，确定所述红外补光灯的强度调节值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种红外补光灯控制方法，其特征在于，该方法包括：

测量获得在不同的红外补光灯强度下的照度；

基于在不同的红外补光灯强度下的照度，计算获得照度差；

计算获得所述红外补光灯强度之间的差值；

基于所述红外补光灯强度之间的差值、所述照度差和预设对应关系，确定影响系数；

根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，实现对所述红外补光灯的控制；

其中，基于所述红外补光灯强度之间的差值、所述照度差和预设对应关系，确定影响系数，包括：

基于预设环境参数和所述不同的红外补光灯强度下的照度，确定预设对应关系，其中，所述环境参数包括环境亮度、反射物体距离和入射角度；

根据所述红外补光灯强度之间的差值、所述照度差和所述预设对应关系，计算获得影响系数，具体为：

R＝f(G(LSLux)，G(x))；

其中，R为所述影响系数，G(LSLux)为所述照度差，G(x)为所述红外补光灯强度之间的差值，f为所述预设对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过实时获得的照度和对应的红外补光灯的强度，计算获得影响系数；

计算获得所述照度在预设对应关系上的离散度，并计算获得所述离散度对应的置信度；

若置信度小于预设阈值，则剔除掉预设照度，对所述影响系数进行校正，获得目标影响系数，所述预设照度为时间上最先获得的照度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，包括：

根据所述目标影响系数和照度值，估算获得影响系数和照度减少量的对应关系；

依据所述对应关系，确定所述红外补光灯的强度调节值。

4.一种红外补光灯控制系统，其特征在于，该系统包括：

测量子单元，用于测量获得在不同的红外补光灯强度下的照度；

第一计算子单元，用于基于在不同的红外补光灯强度下的照度，计算获得照度差；

第二计算子单元，用于计算获得所述红外补光灯强度之间的差值；

系数确定单元，用于基于所述红外补光灯强度之间的差值、所述照度差和预设对应关系，确定影响系数；

控制单元，用于根据所述影响系数，确定所述红外补光灯的强度调节值，实现对所述红外补光灯的控制；

其中，所述系数确定单元包括：

第一确定子单元，用于基于预设环境参数和所述不同的红外补光灯强度下的照度，确定预设对应关系，其中，所述环境参数包括环境亮度、反射物体距离和入射角度；

第三计算子单元，用于根据所述红外补光灯强度之间的差值、所述照度差和所述预设对应关系，计算获得影响系数，具体为：

R＝f(G(LSLux)，G(x))；

其中，R为所述影响系数，G(LSLux)为所述照度差，G(x)为所述红外补光灯强度之间的差值，f为所述预设对应关系。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

第四计算子单元，用于通过实时获得的照度和对应的红外补光灯的强度，计算获得影响系数；

第五计算子单元，用于计算获得所述照度在预设对应关系上的离散度，并计算获得所述离散度对应的置信度；

校正子单元，用于若置信度小于预设阈值，则剔除掉预设照度，对所述影响系数进行校正，获得目标影响系数，所述预设照度为时间上最先获得的照度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制单元包括：

估算子单元，用于根据所述目标影响系数和照度值，估算获得影响系数和照度减少量的对应关系；

调节值确定单元，用于依据所述对应关系，确定所述红外补光灯的强度调节值。

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