CN112351184A - 一种摄像机补光方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种摄像机补光方法及装置，方法包括：在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，开启时刻t₂晚于该次曝光的开始时刻t₁，且不晚于摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄，关闭时刻t₃晚于开启时刻t₂，且早于该次曝光的结束时刻t₅；在补光灯的开启时刻t₂，控制补光灯开启；在补光灯的关闭时刻t₃，控制补光灯关闭。通过本发明实施例提供的技术方案，在每一次曝光过程中，缩短了补光灯的开启时长，从而节省了电能，并能够延长补光灯的使用寿命。

Description

一种摄像机补光方法及装置

技术领域

本发明涉及摄像机技术领域，特别是涉及一种摄像机补光方法及装置。

背景技术

在实际应用中，摄像机可能在缺乏光线的场景下拍摄图像，为了使得在这种场景下仍能拍摄到较为清晰的图像，通常在摄像机上加装补光灯。补光灯可以在摄像机的镜头视场范围提供补光，提高摄像机的镜头画面的亮度，从而拍摄到清晰的图像。

其中，当摄像机中的图像传感器为COMS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器时，则在该摄像机的每次曝光过程中，曝光开始时刻为：COMS图像传感器对所采集图像中的第一行曝光的开始时刻，曝光结束时刻为：COMS图像传感器对所采集图像中的最后一行曝光的结束时刻。进而，在每次曝光过程中，在对所采集图像中每一行曝光后，COMS图像传感器即可读取该行的图像信息并向图像处理器传送该所读取到的图像信息，因此，在该摄像机的每一次曝光过程中，曝光结束时刻也可以理解为：COMS传感器向摄像机的图像处理器传送图像信息的结束时刻。

在相关技术中，在该摄像机的每次曝光过程中，由于从该次曝光的开始时刻到结束时刻，补光灯一直处于开启状态，因此，补光灯开启的时间较长，从而造成电能的浪费。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种摄像机补光方法及装置，以在每一次曝光的过程中，减低因补光灯的开启时长较长而消耗的电能，并延长补光灯的使用寿命。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种摄像机补光方法，所述方法包括：

在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述开启时刻t₂晚于该次曝光的开始时刻t₁，且不晚于所述摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄，所述关闭时刻t₃晚于所述开启时刻t₂，且早于该次曝光的结束时刻t₅；

在所述补光灯的开启时刻t₂，控制所述补光灯开启；

在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述补光灯关闭。

可选的，一种具体实现方式中，所述基于该次曝光的开始时刻t₁和所述摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的步骤，包括：

根据该次曝光的开始时刻t₁、所述摄像机的CMOS图像传感器的曝光时长、所述CMOS图像传感器的帧率、所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号、所述CMOS图像传感器所采集画面中有效区域的目标行，计算所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述目标行包括：所述有效区域的开始行和/或结束行。

可选的，一种具体实现方式中，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

可选的，一种具体实现方式中，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号。

可选的，一种具体实现方式中，所述在所述补光灯的开启时刻t₂，控制补光灯开启的步骤，包括：

在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送第一触控信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述第一触控信号后，控制所述补光灯开启；

相应的，所述在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述补光灯关闭的步骤，包括：

在所述补光灯的关闭时刻t₃，向所述驱动芯片发送第二触控信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述第二触控信号后，控制所述补光灯关闭。

可选的，一种具体实现方式中，所述在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送第一触控信号的步骤，包括：

在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送具有目标占空比的脉冲宽度调制信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述具有目标占空比的脉冲宽度调制信号后，根据所述目标占空比和补光灯的峰值电流计算电流值，并控制所述补光灯按照所述电流值大小的电流运行；

相应的，所述在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述摄像机的补光灯关闭的步骤，包括：

在所述补光灯的关闭时刻t₃，向所述补光灯的驱动芯片发送占空比为0的脉冲宽度调制信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述占空比为0的脉冲宽度调制信号后，控制所述摄像机的补光灯关闭。

第二方面，本发明实施例提供了一种补光装置，所述补光装置包括：

时刻确定模块，用于在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述开启时刻t₂晚于该次曝光的开始时刻t₁，且不晚于所述摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄，所述关闭时刻t₃晚于所述开启时刻t₂，且早于该次曝光的结束时刻t₅；

补光灯开启模块，用于在所述补光灯的开启时刻t₂，控制所述补光灯开启；

补光灯关闭模块，用于在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述补光灯关闭。

可选的，一种具体实现方式中，所述时刻确定模块，具体用于：

时刻确定单元，用于根据该次曝光的开始时刻t₁、所述摄像机的CMOS图像传感器的曝光时长、所述CMOS图像传感器的帧率、所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号、所述CMOS图像传感器所采集画面中有效区域的目标行，计算所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述目标行包括：所述有效区域的开始行和/或结束行。

可选的，一种具体实现方式中，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

可选的，一种具体实现方式中，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

可选的，一种具体实现方式中，所述补光灯开启模块，包括：

补光灯开启单元，用于在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送第一触控信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述第一触控信号后，控制所述补光灯开启；

相应的，所述补光灯关闭模块，包括：

补光灯关闭单元，用于在所述补光灯的关闭时刻t₃，向所述驱动芯片发送第二触控信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述第二触控信号后，控制所述补光灯关闭。

可选的，一种具体实现方式中，所述补光灯开启单元，具体用于：

在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送具有目标占空比的脉冲宽度调制信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述具有目标占空比的脉冲宽度调制信号后，根据所述目标占空比和补光灯的峰值电流计算电流值，并控制所述补光灯按照所述电流值大小的电流运行；

相应的，所述补光灯关闭单元，具体用于：

在所述补光灯的关闭时刻t₃，向所述补光灯的驱动芯片发送占空比为0的脉冲宽度调制信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述占空比为0的脉冲宽度调制信号后，控制所述摄像机的补光灯关闭。

本发明实施例提供的摄像机补光方法，在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻和关闭时刻，其中，补光灯的开启时刻晚于该次曝光的开始时刻，但不晚于摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻，补光灯的关闭时刻晚于光灯的开启时刻，但早于该次曝光的结束时刻；并且，在补光灯的开启时刻，控制补光灯开启，在补光灯的关闭时刻，控制补光灯关闭。可见，通过本发明实施例记载的技术方案，并不像现有技术那样，在每一次曝光过程中，补光灯一直处于开启状态，而是缩短了补光灯的开启时长，从而节省了电能，并能够延长补光灯的使用寿命。

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他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种摄像机的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的另一种摄像机的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种摄像机补光方法的流程示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种结合图像传感器曝光和补光灯控制时刻的示意图；

图5为本发明实施例所提供的另一种结合图像传感器曝光和补光灯控制时刻的示意图；

图6为本发明实施例所提供的另一种结合图像传感器曝光和补光灯控制时刻对应示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种摄像机补光装置的结构示意图；

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。

在实际应用中，摄像机可能在缺乏光线的场景下拍摄图像，为了使得在这种场景下仍能拍摄到较为清晰的图像，通常在摄像机上加装补光灯。相关技术中，在摄像机每一次曝光过程中，由于从该次曝光的开始时刻到结束时刻，补光灯一直处于开启状态，因此，补光灯开启的时间较长，从而造成电能的浪费，并降低了补光灯的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种摄像机补光方法。其中，本发明实施例提供的摄像机补光方法可以应用于摄像机。

可选的，一种具体实现方式中，如图1所示，为本发明实施例提供的一种摄像机的结构示意图。

在本具体实现方式中，该摄像机可以包括：处理器110、图像传感器120、补光灯的驱动芯片130及补光灯140。其中，摄像机中的处理器110用于执行本发明实施例所提供的摄像机补光方法，图像传感器120的类型为CMOS传感器。

具体的：

在一次曝光过程中，图像传感器120可以用于采集图像数据，在需要开启补光灯时，处理器110可以向补光灯的驱动芯片130发送第一触发信号，该第一触发信号可以为脉冲宽度调制信号，补光灯的驱动芯片130接收到该第一触发信号后，可以开启补光灯140。

相应的，在需要关闭补光灯时，处理器110可以向补光灯的驱动芯片130发送第二触发信号，该第二触发信号也可以为脉冲宽度调制信号，补光灯的驱动芯片130接收到该第二触发信号后，可以关闭补光灯140。

此外，处理器110还可以向图像处理传感器120发送帧率同步触发信号，图像处理传感器120在接收到该帧率同步触发信号时，在预设时长后，将其采集到的图像按照目标帧率发送至处理器，该目标帧率为图像传感器采集图像的帧率，也就是说，图像传感器120在接收到帧率同步触发信号时，在预设时长后，开始读出图像数据，该预设时长可以是0，也可以是其他数值，这都是合理的。

在实际应用中，摄像机内可能存在多路补光机，因此，在补光时，需要需要同时控制多路补光灯，基于此，可选的，另一种具体实现方式中，如图2所示，为本发明实施例提供的另一种摄像机的结果示意图。

在本具体实现方式中，该摄像机可以包括补光灯141和补光灯142，以及用于驱动补光灯141的开启和关闭的补光灯的驱动芯片131，和用于驱动补光灯142的开启和关闭的补光灯的驱动芯片132。

进一步的，为了降低处理器110的工作量，在该摄像机中，还可以增加单片机150。其中，单片机150可以分别与补光灯的驱动芯片131和补光灯的驱动芯片132直接通信芯，因此，单片机150可以向补光灯的驱动芯片131和补光灯的驱动芯片132发送信号。

下面对本发明实施例所提供的一种摄像机补光方法进行介绍。

图3为本发明实施例提供的一种摄像机补光方法的流程示意图。如图3所示，该摄像机补光方法，可以包括如下步骤：

S310，在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，

其中，开启时刻t₂晚于该次曝光的开始时刻t₁，且不晚于摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄，关闭时刻t₃晚于开启时刻t₂，且早于该次曝光的结束时刻t₅。

摄像机在进行每一次曝光的过程中，不会像现有技术那样，补光灯一直处于开启状态，而是基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，来确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃。

其中，上述CMOS图像传感器的预定拍摄参数可以包括：图像传感器的曝光时长，图像传感器的帧率，图像传感器所采集画面的总行号，图像传感器所采集画面中有效区域的开始行的行号，图像传感器所采集画面中有效区域的结束行的行号等多个与图像拍摄相关的参数。

需要说明的是，摄像机所采集画面中有效区域可以是摄像机所采集画面的感兴趣区域，摄像机所采集画面除有效区域之外的区域为非感兴趣区域。其中，该有效区域可以为摄像机所采集画面中的部分区域，也可以为摄像机所采集画面中的全部区域。

可以理解的，在摄像机的每次曝光过程中，该次曝光的开始时刻t₁为：COMS图像传感器对所采集图像中的第一行曝光的开始时刻，该次曝光的结束时刻t₅为：COMS图像传感器对所采集图像中的最后一行曝光的结束时刻。

显然，无论该有效区域为摄像机所采集画面中的全部区域，还是部分区域，即无论摄像机所采集画面中有效区域的开始行的行号是否大于1，且结束行的行号是否小于摄像机所采集画面的总行号，在每次曝光过程中，补光灯的开启时间均晚于COMS图像传感器对所采集图像中的第一行曝光的开始时刻，并且早于COMS图像传感器对所采集图像中的最后一行曝光的结束时刻，同时，补光灯的关闭时间均晚于补光灯的开启时刻，并且早于COMS图像传感器对所采集图像中的最后一行曝光的结束时刻。

基于此，可见补光灯的开启时刻t₂与关闭时刻t₃之间的时长，始终小于该次曝光的开始时刻t₁和结束时刻t₅之间的时长，即补光时长始终小于曝光时长。

可选的，一种具体实现方式中，摄像机执行上述步骤S310，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，可以包括如下步骤：

步骤1：判断当前拍摄环境的亮度是否小于预设亮度；若为是，执行步骤2。

步骤2：基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃。

在本具体实现方式中，摄像机可以利用光敏三极管判断当前拍摄环境的亮度是否小于预设亮度，进而，当判断结果为是，即当前拍摄环境的亮度小于预设亮度时，则说明当前拍摄环境的光线不足，因此，摄像机便可以基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃。

可选的，一种具体实现方式中，摄像机执行上述步骤S310，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，可以包括如下步骤：

根据该次曝光的开始时刻t₁、摄像机的CMOS图像传感器的曝光时长、图像传感器的帧率、图像传感器所采集画面的总行号、图像传感器所采集画面中有效区域的目标行，计算摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃。

其中，目标行包括：有效区域的开始行和/或结束行。

在本具体实现方式中，摄像机可以利用多种公式，根据该次曝光的开始时刻t₁、摄像机的CMOS图像传感器的曝光时长、图像传感器的帧率、图像传感器所采集画面的总行号、图像传感器所采集画面中有效区域的目标行，计算补光灯的开启时刻和关闭时刻，为了方案完整和方案描述清楚，将在后续内容中，对计算补光灯的开启时刻和关闭时刻的公式进行详细阐述。

S320，在补光灯的开启时刻t₂，控制补光灯开启。

在补光灯的开启时刻t₂，摄像机可以控制补光灯开启，以使得补光灯进行补光。

可选的，一种具体实现方式中，摄像机执行上述步骤S320，在补光灯的开启时刻t₂，控制补光灯开启，可以包括如下步骤：

在补光灯的开启时刻t₂，向补光灯的驱动芯片发送第一触控信号，以使得驱动芯片在接收到第一触控信号后，控制补光灯开启。

优选的，摄像机在补光灯的开启时刻t₂，向补光灯的驱动芯片发送第一触控信号的方式，可以包括如下步骤：

在补光灯的开启时刻t₂，向补光灯的驱动芯片发送具有目标占空比的脉冲宽度调制信号，以使得驱动芯片在接收到具有目标占空比的脉冲宽度调制信号后，根据目标占空比和补光灯的峰值电流计算电流值，并控制补光灯按照电流值大小的电流运行。

举例而言，目标占空比为100％，补光灯的峰值电流为2安培，那么，计算得到的电流值为2安培；目标占空比为50％，补光灯的峰值电流为2安培，那么，计算得到的电流值为1安培。可以理解的是，目标占空比为100％时计算所得到的电流值大于目标占空比为50％时计算所得到的电流值，目标占空比为100％时，补光灯的补光效果较好。

S330，在补光灯的关闭时刻t₃，控制摄像机的补光灯关闭。

在补光灯的关闭时刻t₃，摄像机可以控制补光灯关闭，以使得补光灯停止补光。

可选的，一种具体实现方式中，摄像机执行上述步骤S330，在补光灯的关闭时刻t₃，控制补光灯关闭，可以包括如下步骤：

在补光灯的关闭时刻t₃，向驱动芯片发送第二触控信号，以使得驱动芯片在接收到第二触控信号后，控制补光灯关闭。

优选的，摄像机在补光灯的关闭时刻t₃，向补光灯的驱动芯片发送第二触控信号的方式，，可以包括如下步骤：

在补光灯的关闭时刻t₃，向驱动芯片发送占空比为0的脉冲宽度调制信号，以使得补光灯驱动芯片在接收到占空比为0的脉冲宽度调制信号后，控制摄像机的补光灯关闭。

为了方案完整和方案描述清楚，下面将对计算补光灯的开启时刻和关闭时刻的各种公式进行详细阐述。

可选的，一种具体实现方式中，为了降低补光灯开启过程所产生的功耗，补光灯开启过程中产生的功耗需要小于预设功耗，此时，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为有效区域的开始行的行号，L2为有效区域的结束行，A为CMOS图像传感器的帧率，Vmax为CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

如图4所示，横坐标为时间，纵坐标为摄像机所采集图像中各个行的行号。在摄像机的每次曝光过程中，该次曝光的开始时刻t₁为曝光开始时间所对应直线与横轴交点的横坐标；摄像机的补光灯的开启时刻t₂为补光灯开始时间所对应虚线与横轴交点的横坐标；摄像机的补光灯的关闭时刻t₃为补光灯关闭时间所对应虚线与横坐交点的横坐标；摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄为读出开始时间所对应直线与行号L2所对应水平线交点的横坐标。

此外，由于针对摄像机所采集图像中的每一行，在该行的曝光结束时，摄像机开始读取该行的数据，因此，读出开始时间所对应直线与曝光结束时间所对应直线为同一直线。

显然，曝光结束时间所对应直线与横轴交点的横坐标即为所采集画面中第一行的曝光结束时间t₆，进而，可以确定每一帧的曝光时长T＝t₆-t₁。

进一步的，当摄像机开始读取所采集图像中最后一行的数据时，说明摄像机所采集图像曝光完成，即该次曝光的结束时刻t₅为读出开始时间所对应直线与总行数Vmax所对应直线交点的横坐标。

而由于读出结束时间所在直线和读出开始时间所在直线与总行数Vmax所对应直线相交于同一点，因此，该次曝光的结束时刻t₅也可以用读出结束时间所对应虚线与横轴交点的横坐标表示。

基于此，一次曝光过程的总时长为t₅-t₁。

假设，在图4所示的具体实现方式中，摄像机的COMS图像传感器的分辨率是H*Vmax；有效区域的开始行为L1；有效区域的结束行为L2；帧率是A；

则所采集到的每一帧画面的读出时间

所采集到的每一帧画面中每一行的读出时间为

其中，针对所采集到的每一帧画面，该画面中相邻的两行的开始曝光时刻的时间间隔也为

基于此，如图4所示，

可以确定

其中，t₄为所采集画面中第一行的曝光结束时间。

进而，由于t₆-t₁＝T，即t₆-t₁为曝光时长；可以确定：

补光灯开启时长：

即

显然，在图4所示的具体实现方式中，Vmax越大，补光灯开启时长越大

其中L2-L1对应的是一帧数据的有效行数，是固定的。T是预先设定的曝时长。Vmax是变量，在实际应用中可以通过软件配置Vmax的具体数值。

在补光灯开启期间，图像传感器的曝光开始时间所对应直线的斜率和读出开始时间所对应直线的斜率保持一致，因此，针对所采集画面的有效区域，该有效区域内每一行的曝光花费时间和每一行的读出时间是一致的。即在该有效区域内补光灯点亮能够做到每行补光时间一致，这样可以消除每一行由于补光灯点亮时间不一致导致的图像暗条纹问题。

可选的，另一种具体实现方式中，为了达到更好的补光效果，需要补光灯开启的时长较长，此时，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为有效区域的开始行的行号，L2为有效区域的结束行的行号，A为CMOS图像传感器的帧率，Vmax为CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

如图5所示，横坐标为时间，纵坐标为摄像机所采集图像中各个行的行号。在摄像机的每次曝光过程中，该次曝光的开始时刻t₁为曝光的开始时刻所对应直线与横轴交点的横坐标；摄像机的补光灯的开启时刻t₂为补光灯开始时刻所对应虚线与横轴交点的横坐标；摄像机的补光灯的关闭时刻t₃为补光灯关闭时刻所对应虚线与横坐交点的横坐标；摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄为读出数据开始时刻所对应直线与行号L2所对应水平线交点的横坐标。

此外，由于针对摄像机所采集图像中的每一行，在该行的曝光结束时，摄像机开始读取该行的数据，因此，读出数据开始时刻所对应直线与曝光的结束时刻所对应直线为同一直线。

显然，曝光的结束时刻所对应直线与横轴交点的横坐标即为所采集画面中第一行的曝光结束时间t₆，进而，可以确定每一帧的曝光时长T＝t₆-t₁。

进一步的，当摄像机开始读取所采集图像中最后一行的数据时，说明摄像机所采集图像曝光完成，即该次曝光的结束时刻t₅为读出数据开始时刻所对应直线与总行数所对应直线交点的横坐标。

而由于读出数据结束时刻所在直线和读出数据开始时刻所在直线与总行数所对应直线相交于同一点，因此，该次曝光的结束时刻t₅也可以用读出数据结束时刻所对应虚线与横轴交点的横坐标表示。

基于此，一次曝光过程的总时长为t₅-t₁。

假设，在图5所示的具体实现方式中，摄像机的COMS图像传感器的分辨率是H*Vmax；有效区域的开始行为L1；有效区域的结束行为L2；帧率是A；

则所采集到的每一帧画面的读出时间

所采集到的每一帧画面中每一行的读出时间为

其中，针对所采集到的每一帧画面，该画面中相邻的两行的开始曝光时刻的时间间隔也为

基于此，如图5所示，

显然，在图5所示的具体实现方式中，曝光时间T越长，补光灯的开启时间越长。

可选的，再一种具体实现方式中，在对快速移动的物体进行抓拍时，曝光时长很短的场景下，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为有效区域的开始行的行号，L2为有效区域的结束行的行号，A为CMOS图像传感器的帧率，Vmax为CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

显然，在本具体实现方式中，补光灯的开启时刻t2和关闭时刻t3的计算公式与图5所示具体实现方式中补光灯的开启时刻t2和关闭时刻t3的计算公式相同。然而，根据图6所示的本具体实现方式中结合图像传感器曝光和补光灯控制时刻对应示意图，可见，图5和图6分别所示的具体实现方式中，虽然补光灯的开启时刻t2和关闭时刻t3的计算公式相同，但二者的应用场景不同。

其中，在图6所示的具体实现方式中，补光灯的开启时间随着曝光时间增大而增大；适用于曝光时间很短的情况下的补光。

第二方面，本发明实施例提供了一种摄像机补光装置，应用于摄像机，如图7所示，装置包括：

时刻确定模块710，用于在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，开启时刻t₂晚于该次曝光的开始时刻t₁，且不晚于摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄，关闭时刻t₃晚于开启时刻t₂，且早于该次曝光的结束时刻t₅；

补光灯开启模块720，用于用于在补光灯的开启时刻t₂，控制补光灯开启；

补光灯关闭模块730，用于在补光灯的关闭时刻t₃，控制补光灯关闭。

本发明实施例提供的摄像机补光方法，在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定摄像机的补光灯的开启时刻和关闭时刻，其中，补光灯的开启时刻晚于该次曝光的开始时刻，但不晚于摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻，补光灯的关闭时刻晚于补光灯的开启时刻，但早于该次曝光的结束时刻；并且，在补光灯的开启时刻，控制补光灯开启，在补光灯的关闭时刻，控制补光灯关闭。可见，通过本发明实施例记载的技术方案，并不像现有技术那样，在每一次曝光过程中，补光灯一直处于开启状态，而是缩短了补光灯的开启时长，从而节省了电能，并能够延长补光灯的使用寿命。

可选的，时刻确定模块，具体用于：

时刻确定单元，用于根据该次曝光的开始时刻t₁、摄像机的CMOS图像传感器的曝光时长、CMOS图像传感器的帧率、CMOS图像传感器所采集画面的总行号、CMOS图像传感器所采集画面中有效区域的目标行，计算摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，目标行包括：有效区域的开始行和/或结束行。

可选的，计算补光灯的开启时刻和关闭时刻的公式为：

其中，L1为有效区域的开始行的行号，L2为有效区域的结束行的行号，A为CMOS图像传感器的帧率，Vmax为CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

可选的，计算补光灯的开启时刻和关闭时刻的公式为：

其中，L1为有效区域的开始行的行号，L2为有效区域的结束行的行号，A为CMOS图像传感器的帧率，Vmax为CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

可选的，补光灯开启模块，包括：

补光灯开启单元，用于在补光灯的开启时刻t₂，向补光灯的驱动芯片发送第一触控信号，以使得驱动芯片在接收到第一触控信号后，控制补光灯开启；

相应的，补光灯关闭模块，包括：

补光灯关闭单元，在用于在补光灯的关闭时刻t₃，向驱动芯片发送第二触控信号，以使得驱动芯片在接收到第二触控信号后，控制补光灯关闭。

可选的，补光灯开启单元，具体用于：

在补光灯的开启时刻t₂，向补光灯的驱动芯片发送具有目标占空比的脉冲宽度调制信号，以使得驱动芯片在接收到具有目标占空比的脉冲宽度调制信号后，根据目标占空比和补光灯的峰值电流计算电流值，并控制补光灯按照电流值大小的电流运行；

相应的，补光灯关闭单元，具体用于：

在补光灯的关闭时刻t₃，向补光灯的驱动芯片发送占空比为0的脉冲宽度调制信号，以使得驱动芯片在接收到占空比为0的脉冲宽度调制信号后，控制摄像机的补光灯关闭。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、摄像机、存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非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作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种摄像机补光方法，其特征在于，所述方法包括：

在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述开启时刻t₂晚于该次曝光的开始时刻t₁，且不晚于所述摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄，所述关闭时刻t₃晚于所述开启时刻t₂，且早于该次曝光的结束时刻t₅；

在所述补光灯的开启时刻t₂，控制所述补光灯开启；

在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述补光灯关闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于该次曝光的开始时刻t₁和所述摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的步骤，包括：

根据该次曝光的开始时刻t₁、所述摄像机的CMOS图像传感器的曝光时长、所述CMOS图像传感器的帧率、所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号、所述CMOS图像传感器所采集画面中有效区域的目标行，计算所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述目标行包括：所述有效区域的开始行和/或结束行。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述补光灯的开启时刻t₂，控制补光灯开启的步骤，包括：

在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送第一触控信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述第一触控信号后，控制所述补光灯开启；

相应的，所述在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述补光灯关闭的步骤，包括：

在所述补光灯的关闭时刻t₃，向所述驱动芯片发送第二触控信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述第二触控信号后，控制所述补光灯关闭。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送第一触控信号的步骤，包括：

在所述补光灯的开启时刻t₂，向所述补光灯的驱动芯片发送具有目标占空比的脉冲宽度调制信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述具有目标占空比的脉冲宽度调制信号后，根据所述目标占空比和补光灯的峰值电流计算电流值，并控制所述补光灯按照所述电流值大小的电流运行；

相应的，所述在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述摄像机的补光灯关闭的步骤，包括：

在所述补光灯的关闭时刻t₃，向所述补光灯的驱动芯片发送占空比为0的脉冲宽度调制信号，以使得所述驱动芯片在接收到所述占空比为0的脉冲宽度调制信号后，控制所述摄像机的补光灯关闭。

7.一种补光装置，其特征在于，所述补光装置包括：

时刻确定模块，用于在每一次曝光过程开始时，基于该次曝光的开始时刻t₁和摄像机的CMOS图像传感器的预定拍摄参数，确定所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述开启时刻t₂晚于该次曝光的开始时刻t₁，且不晚于所述摄像机所采集画面中有效区域结束曝光的时刻t₄，所述关闭时刻t₃晚于所述开启时刻t₂，且早于该次曝光的结束时刻t₅；

补光灯开启模块，用于在所述补光灯的开启时刻t₂，控制所述补光灯开启；

补光灯关闭模块，用于在所述补光灯的关闭时刻t₃，控制所述补光灯关闭。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述时刻确定模块，具体用于：

时刻确定单元，用于根据该次曝光的开始时刻t₁、所述摄像机的CMOS图像传感器的曝光时长、所述CMOS图像传感器的帧率、所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号、所述CMOS图像传感器所采集画面中有效区域的目标行，计算所述摄像机的补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃，其中，所述目标行包括：所述有效区域的开始行和/或结束行。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，计算补光灯的开启时刻t₂和关闭时刻t₃的公式为：

其中，L1为所述有效区域的开始行的行号，L2为所述有效区域的结束行的行号，A为所述CMOS图像传感器的帧率，Vmax为所述CMOS图像传感器所采集画面的总行号，T为曝光时长。

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