CN111770286B

CN111770286B - 电子警察抓拍方法、电子设备和存储介质

Info

Publication number: CN111770286B
Application number: CN202010771993.8A
Authority: CN
Inventors: 周胜; 丁晨阳; 谭浩铭
Original assignee: Shenzhen Engang Technology Development Co ltd; Yangzhou Polytechnic College Yangzhou Radio and TV University
Current assignee: Shenzhen Engang Technology Development Co ltd; Yangzhou Polytechnic College Yangzhou Radio and TV University
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2040-08-04
Also published as: CN111770286A

Abstract

本发明提供一种电子警察抓拍方法、电子设备和存储介质。所述电子警察抓拍方法包括：采集自动曝光时的电子快门值以获取当前光线状态；判断当前光线状态，当所述电子快门值为白天时，采用ERS模式抓拍；执当所述电子快门值为夜晚时，采用GRR模式抓拍。本发明提供的技术方案，通过在光线好的情况下采用ERS模式，光线不好的情况下采用GRR模式，实现在电子警察抓拍领域根据环境变化应用不同的曝光模式，达到白天和晚上抓拍良好的效果，同时，由于GRR模式和ERS模式的感光元件成本低，采用ERS模式和GRR模式搭配，并摒弃机械快门，达到电子警察抓拍的目的，非常有利于在电子警察抓拍方面扩展更多应用，并减少电子设备的硬件成本。

Description

电子警察抓拍方法、电子设备和存储介质

【技术领域】

本发明涉及电子警察摄像机抓拍技术领域，尤其涉及一种电子警察抓拍方法、电子设备和存储介质。

【背景技术】

电子警察领域，不管是卡口或者十字路口闯红灯抓拍，车辆的行驶速度都有可能比较快，最高可达到120KM/H，而环境变化比较大，白天光线比较好，晚上光线很弱，并且有逆光阴影等情况的出现。电子警察抓拍最重要的检验标准是看清车牌(能准确识别出车牌不能有歧义)，并能看清车型。目前高清电子警察抓拍均采用500W、800W、1200W像素，对于高像素的全局曝光(Global Shutter，GS)光感器件价格均比较昂贵。

【发明内容】

本发明提供一种电子警察抓拍方法、电子设备和存储介质，通过自动区分光线背景并根据光线背景分别采用不同的曝光模式，达到白天和晚上抓拍良好的效果。

本发明提供的电子警察抓拍方法包括：

步骤S10：采集自动曝光时的电子快门值以获取当前光线状态；

步骤S20：判断当前光线状态，当所述电子快门值为白天时，执行步骤S30；否则执行步骤S40；

步骤S30：采用ERS模式抓拍；

步骤S40：采用GRR模式抓拍。

进一步地，在所述步骤S40中，在曝光初期采用爆闪灯补光。

进一步地，所述电子警察抓拍方法还包括：在抓拍之前为视频模式，在抓拍之后恢复视频模式。

进一步地，所述ERS模式进行逐行曝光。

进一步地，所述GRR模式对所有行同时曝光，先记取的行先结束曝光，每读到对应的行，该行结束曝光。

进一步地，所述GRR模式为摄像机倒置曝光。

此外，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的电子警察抓拍程序，所电子警察抓拍程序被所述处理器执行时实现如上述的电子警察抓拍方法的步骤。

进一步地，所述电子设备还包括镜头及光圈、感光元件、马达和补光灯装置；所述感光元件、马达和补光灯装置与所述处理器连接，所述镜头及光圈与所述马达连接并被所述马达驱动调整。

进一步地，所述感光元件通过I2C接口或SPI接口与所述处理器连接，所述马达通过SPI接口与所述处理器连接，所述补光灯装置通过GPIO接口与所述处理器连接。

同时，本发明提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电子警察抓拍程序，所述电子警察抓拍程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上述的电子警察抓拍方法的步骤。

本发明提供的电子警察抓拍方法、电子设备和存储介质，通过在光线好的情况下采用ERS模式，光线不好的情况下采用GRR模式，实现在电子警察抓拍领域根据环境变化应用不同的曝光模式，达到白天和晚上抓拍良好的效果；同时，由于GRR模式和ERS模式的感光元件成本低，采用ERS模式和GRR模式搭配，并摒弃机械快门，达到电子警察抓拍的目的，非常有利于在电子警察抓拍方面扩展更多应用，并减少电子设备的硬件成本。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明一实施例提供电子警察抓拍方法的流程示意图；

图2为ERS模式曝光的原理示意图；

图3为GS模式曝光的原理示意图；

图4为GRR模式曝光的原理示意图；

图5A为ERS模式曝光时间示意图；

图5B为GS模式曝光时间示意图；

图5C为GRR模式曝光时间示意图；

图6A为ERS模式在电子警察抓拍时的曝光时间示意图；

图6B为GRR模式在电子警察抓拍时的曝光时间示意图；

图6C为倒置的GRR模式在电子警察抓拍时的曝光时间示意图；

图7为本发明一实施例提供的电子设备结构示意图；

图8为本发明电子设备一实施例中的电子警察抓拍程序的程序模块示意图。

【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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种电子警察抓拍方法，所述电子警察抓拍方法包括：

步骤S30：采用ERS模式抓拍；

步骤S40：采用GRR模式抓拍。

请参阅图2、图3和图4，电子警察抓拍时采用不同的曝光模式，ERS模式是电子卷帘快门(Electronic Rolling Shutter，ERS)模式，采用逐行扫描曝光，其曝光原理如图2所示，逐行曝光从第一行开始曝光，一个行周期之后第二行才开始曝光。依次类推，经过N-1行后第N行开始曝光。第一行曝光结束后开始读出数据，读出一行需要一行周期时间(含行消隐时间)。至第一行完全读出后，第二行刚好开始读出，依次类推，当第N-1行读完后，第N行开始读出，直到整幅图像完全读出。逐行曝光的感光元件技术难度较全局曝光GS模式低，价格便宜，且分辨率较大，对于一些静态图像拍摄是不错的选择。

全局曝光GS模式的原理如图3所示，感光元件的所有行同时开始曝光，并同时结束曝光，在曝光结束后，感光元件将所有电子从感光区转到存储区，之后逐行地读出像素数据。这样曝光的好处是获得图像每一行的曝光时间比较一致，并且在拍摄运动物体时图像不会出现偏移和歪斜。但GS模式的光学传感器价格昂贵，特别是高分辨率的全局曝光GS感光元件制作成本高。

GRR模式是全局复位(Global Reset Release，GRR)模式，其曝光原理如图4所示，GRR模式是介入ERS模式和GS模式之间，感光元件的所有行同时开始曝光，但结束曝光不同，前读取的行先结束曝光，每读到对应的行，该行结束曝光。

请参阅图5，由于GS模式、ERS模式和GRR模式的曝光原理不同，所以造成不同模式下的曝光时间也不一样，如图5A所示，ERS模式曝光时间形状呈平行四边形，如图5B所示，GS模式曝光时间呈长方形，如图5C所示，GRR模式曝光时间不等，形状呈梯形。根据上述曝光时间，在白天光线比较好的情况下，采用ERS模式，曝光时间短，不会拖影，在晚上，采用GRR模式配合补光灯补光，实现全帧同时曝光，同地补光灯补光，在上部区域不会出现拖影，在下半区域易出现拖影。

请参阅图6，在光线比较好的情况下(白天)，采用ERS模式进行曝光，这时电子快门的时间比较短，不会有拖影的情况，在电子警察抓拍时的曝光时间如图6A所示。在光线不好的情况下(夜晚)，我们采用GRR模式，曝光时间常规如图6B所示的梯形，上面的曝光时间比较短，下面的曝光时间比较长，因而需要将摄像机倒置，因而使用GRR模式在电子警察抓拍时的曝光时间如图6C所示，处于画面下半区域的车辆因为曝光时间短，不会出现拖影，在上半区域的景物曝光时间长，但他们是静止状态，也没有拖影。而晚上下半区域时间比较短，要想看清车牌，需要对其进行补光，我们设备里采用爆闪灯补光。可以在GRR模式开始的时候，整帧开始曝光的时候开始补光，只需要补2ms即可。

所述电子警察抓拍方法还包括：在抓拍之前为视频模式，在抓拍之后恢复视频模式。

为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的电子警察抓拍程序，所述电子警察抓拍程序被所述处理器执行时实现上述的电子警察抓拍方法的步骤。

所述电子设备还包括镜头及光圈、感光元件、马达和补光灯装置；所述感光元件、马达和补光灯装置与所述处理器连接，所述镜头及光圈与所述马达连接并被所述马达驱动调整。所述感光元件通过I2C接口(Inter-Integrated Circuit，I2C)或串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)与所述处理器连接，所述感光元件将原始图像文件RAW传送给所述处理器，所述马达通过SPI接口与所述处理器连接，所述补光灯装置通过GPIO接口与所述处理器连接，其中，GPIO接口是通用输入/输出口(General Purpose InputOutput，GPIO)。具体地，在本发明一实施例中，所述处理器采用海思芯片、安霸芯片或者TI芯片，感光元件采有既有GRR模式又有ERS模式的产品，具体在本发明一实施例中采用APTINA的MT9P006(500W像素SENSOR)。

此外，本发明提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电子警察抓拍程序，所述电子警察抓拍程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的电子警察抓拍方法的步骤。

请参阅图7，是本发明实施例提供了一种电子设备的内部结构示意图，所述电子设备至少包括存储器11、处理器12、感光元件13、镜头及光圈14、马达15、补光灯装置16及通信模块17和数据接口18。

其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器11还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如电子警察抓拍程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行电子警察抓拍程序等。

感光元件13用于实现ERS曝光和GRR曝光及图像处理以得到原始图像文件并发送给所述处理器12。

镜头及光圈14用于具体的摄像及抓拍。

马达15用于驱动所述镜头及光圈14的运动。

补光灯装置16用于在GRR模式曝光时驱动补光灯进行补光。

通信模块17可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)，通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。

数据接口18可选的可以包括USB接口、RS232接口及其他数据接口用于外连存储设备。

可选地，该电子设备还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

图7仅示出了具有组件11-18以及电子警察抓拍程序的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图7示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在图7所示的电子设备实施例中，存储器11中存储有电子警察抓拍程序；处理器12执行存储器11中存储的电子警察抓拍程序时实现如下步骤：

步骤S30：采用ERS模式抓拍；

步骤S40：采用GRR模式抓拍。

参照图8所示，为本发明电子设备一实施例中的电子警察抓拍程序的程序模块示意图，该实施例中，电子警察抓拍程序可以被分割为采集模块10、曝光模块20、处理模块30和输出模块40，示例性地：

采集模块10，用于采集自动曝光时的电子快门值以获取当前光线状态；

曝光模块20，用于采用ERS或GRR模式进行曝光抓拍；

处理模块30，用于处理抓拍到的图像数据；

输出模块40，用于输出所述得到抓拍图像。

上述采集模块10、曝光模块20、处理模块30和输出模块40等程序模块被执行时所实现的功能或操作步骤与上述实施例大体相同，在此不再赘述。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电子警察抓拍程序，所述电子警察抓拍程序可被一个或多个处理器执行，以实现如下操作：

步骤S30：采用ERS模式抓拍；

步骤S40：采用GRR模式抓拍。

本发明的存储介质具体实施方式与上述电子警察抓拍方法和装置各实施例基本相同，在此不作累述。

与现有技术相比，本发明提供的电子警察抓拍方法、电子设备和存储介质，通过在光线好的情况下采用ERS模式，光线不好的情况下采用GRR模式，实现在电子警察抓拍领域根据环境变化应用不同的曝光模式，达到白天和晚上抓拍良好的效果；同时，由于GRR模式和ERS模式的感光元件成本低，采用ERS模式和GRR模式搭配，并摒弃机械快门，达到电子警察抓拍的目的，非常有利于在电子警察抓拍方面扩展更多应用，并减少电子设备的硬件成本。

需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是无人机、手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种电子警察抓拍方法，其特征在于，包括：

步骤S30：采用ERS模式抓拍；

步骤S40：采用GRR模式抓拍；所述GRR模式对所有行同时曝光，先读取的行先结束曝光，每读到对应的行，该行结束曝光；在GRR模式开始时，整帧开始曝光时开始采用爆闪灯补光；具体地，采用GRR模式时将摄像机倒置。

2.根据权利要求1所述的电子警察抓拍方法，其特征在于，所述电子警察抓拍方法还包括：在抓拍之前为视频模式，在抓拍之后恢复视频模式。

3.根据权利要求1所述的电子警察抓拍方法，其特征在于，所述ERS模式进行逐行曝光。

4.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的电子警察抓拍程序，所述电子警察抓拍程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的电子警察抓拍方法的步骤。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括镜头及光圈、感光元件、马达和补光灯装置；所述感光元件、马达和补光灯装置与所述处理器连接，所述镜头及光圈与所述马达连接并被所述马达驱动调整。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述感光元件通过I2C接口或SPI接口与所述处理器连接，所述马达通过SPI接口与所述处理器连接，所述补光灯装置通过GPIO接口与所述处理器连接。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电子警察抓拍程序，所述电子警察抓拍程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至3中任一项所述的电子警察抓拍方法的步骤。