CN113364946A - 车载摄像头及其自动调光方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种车载摄像头及其自动调光方法，所述车载摄像头包括LED光源；图像传感器，用于采集车载摄像头周围环境的视频影像并将视频影像转换为原始视频信号；图像处理模块，用于根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，根据原始视频信号实时计算图像传感器采集的当前视频影像的实际亮度值，比较实际亮度值与初始亮度值的大小关系，根据大小关系调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比并输出调整后的PWM信号；驱动电路模块，内置有反映PWM信号占空比与驱动电流对应关系的第一数据表，用于根据图像处理模块输出的PWM信号的占空比以及第一数据表确定并依次输出相应预定大小的驱动电流给LED光源。本实施例能较低成本的实现自动调光。

Description

车载摄像头及其自动调光方法

技术领域

本发明实施例涉及车载摄像头技术领域，尤其涉及一种车载摄像头及其自动调光方法。

背景技术

车载摄像头为实现自动补光和调光(例如：安装在机动车驾驶室内的监测摄像头)，通常包括图像传感器、图像处理模块(ISP)、单片机(MCU)和驱动电路模块以及LED光源(通常为红外LED光源)，具体工作原理为：单片机通过自身通信接口(例如：I2C接口)实时采集图像处理模块相关寄存器来判断图像传感器采集的视频影像的光线亮度，当图像处理模块的寄存器值达到设定阈值时，单片机输出PWM信号，进而驱动电路模块根据PWM信号输出驱动电流驱动LED光源发光；其中，单片机首先是输出固定占空比的PWM信号，然后单片机通过判断视频影像的当前亮度，自动调节PWM信号的占空比实现LED光源的亮度调整。但是，通常单片机的成本相对较高，而且在本电路结构中仅用于输出PWM信号，功能单一，而且整体调光的控制过程复杂，硬件结构也较多，不利于减小车载摄像头整体的占用体积。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题在于，提供一种车载摄像头，能较低成本的实现自动调光。

本发明实施例进一步要解决的技术问题在于，提供一种车载摄像头的自动调光方法，能较低成本的实现自动调光。

为了解决上述技术问题，本发明实施例首先提供以下技术方案：一种车载摄像头，包括：

LED光源；

图像传感器，用于采集车载摄像头周围环境的视频影像并将所述视频影像转换为原始视频信号；

图像处理模块，与所述图像传感器相连，用于在车载摄像头上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器采集的当前视频影像的实际亮度值，比较所述实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系，根据所述大小关系调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比并输出调整后的PWM信号；以及驱动电路模块，与所述图像处理模块和LED光源相连，内置有反映PWM信号占空比与驱动电流对应关系的第一数据表，用于根据所述图像处理模块输出的PWM信号的占空比以及所述第一数据表确定并依次输出相应预定大小的驱动电流给所述LED光源。

进一步的，所述图像处理模块内置有反映亮度值与PWM信号占空比的第二数据表，图像处理模块根据所述初始亮度值、实际亮度值和所述第二数据表输出相应占空比的PWM信号。

进一步的，所述图像处理模块还用于对所述图像传感器输入的原始视频信号进行图像信号处理以输出目标视频信号。

进一步的，所述车载摄像头还包括：

外部接口模块，与所述图像处理模块相连，用于将所述图像处理模块输入的目标视频信号输出至外部显示装置。

进一步的，所述LED光源为红外LED光源。

另一方面，为了解决上述进一步的技术问题，本发明实施例再提供以下技术方案：一种基于上述任一项所述的车载摄像头的自动调光方法，包括以下步骤：

通过图像传感器采集车载摄像头周围环境的视频影像并将所述视频影像转换为原始视频信号；

通过图像处理模块在车载摄像头上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器采集的当前视频影像的实际亮度值，比较所述实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系，根据所述大小关系对应调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比并输出调整后的PWM信号；以及

通过驱动电路模块根据所述图像处理模块输出的PWM信号的占空比以及反映PWM信号占空比与驱动电流对应关系的第一数据表确定并依次输出相应预定大小的驱动电流给LED光源。

进一步的，所述图像处理模块根据所述初始亮度值、实际亮度值和反映亮度值与PWM信号占空比的第二数据表输出相应占空比的PWM信号。

进一步的，通过所述图像处理模块对所述图像传感器输入的原始视频信号进行图像信号处理以输出目标视频信号。

进一步的，所述方法还包括：

将所述图像处理模块输入的目标视频信号输出至外部显示装置。

进一步的，所述LED光源为红外LED光源。

采用上述技术方案后，本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明实施例首先通过图像传感器采集车载摄像头周围环境的视频影像并将视频影像转换为原始视频信号，然后由图像处理模块在车载摄像头上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器采集的当前视频影像的实际亮度值，实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比而输出调整后的PWM信号，最后驱动电路模块根据调整后的PWM信号的占空比输出相应预定大小的驱动电流给所述LED光源，实现对LED光源亮度的调整控制，根据驱动原理，PWM信号的占空比越大，驱动电流越小，因此，当实际亮度值大于初始亮度值时，则增大PWM信号的占空比，驱动电流减小，LED光源亮度减弱，反之，当实际亮度值小于初始亮度值时，LED光源亮度增强。本发明通过由图像处理模块来完成传统车载摄像头中由单片机实现的输出及调整PWM信号的功能，无需采用单片机即可有效的根据图像亮度调节LED光源的亮度，简化了电路结构，电路成本低。

附图说明

图1为本发明车载摄像头一个可选实施例的原理结构方框图。

图2为本发明车载摄像头又一个可选实施例的原理结构方框图。

图3为本发明车载摄像头的自动调光方法一个可选实施例的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本发明，并不作为对本发明的限定，而且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

如图1所示，本发明一个可选实施例提供一种车载摄像头A，包括：LED光源1；

图像传感器3，用于采集车载摄像头A周围环境的视频影像并将所述视频影像转换为原始视频信号；

图像处理模块5，与所述图像传感器3相连，用于在车载摄像头A上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器3采集的当前视频影像的实际亮度值，比较所述实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系，根据所述大小关系调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比并输出调整后的PWM信号；以及

驱动电路模块7，与所述图像处理模块5和LED光源1相连，内置有反映PWM信号占空比与驱动电流对应关系的第一数据表，用于根据所述图像处理模块5输出的PWM信号的占空比以及所述第一数据表确定并依次输出相应预定大小的驱动电流给所述LED光源1。

本发明实施例首先通过图像传感器3采集车载摄像头A周围环境的视频影像并将视频影像转换为原始视频信号，然后由图像处理模块5在车载摄像头A上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器3采集的当前视频影像的实际亮度值，实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比而输出调整后的PWM信号，最后驱动电路模块7根据调整后的PWM信号的占空比输出相应预定大小的驱动电流给所述LED光源1，实现对LED光源1亮度的调整控制，根据驱动原理，PWM信号的占空比越大，驱动电流越小，因此，当实际亮度值大于初始亮度值时，则增大PWM信号的占空比，驱动电流减小，LED光源1亮度减弱，反之，当实际亮度值小于初始亮度值时，LED光源1亮度增强。本发明通过由图像处理模块5来完成传统车载摄像头中由单片机实现的输出及调整PWM信号的功能，无需采用单片机即可有效的根据图像亮度调节LED光源1的亮度，简化了电路结构，电路成本低。

在具体实施时，所述图像处理模块5采用ISP芯片，其可通过相应的GPIO口输出PWM信号给所述驱动电路模块7；驱动电路模块7可以采用各种类型的LED驱动电路。

在本发明又一个可选实施例中，所述图像处理模块5内置有反映亮度值与PWM信号占空比的第二数据表，图像处理模块5根据所述初始亮度值、实际亮度值和所述第二数据表输出相应占空比的PWM信号。本实施例中，通过在图像处理模块5内部内置第二数据表，图像处理模块5可直接通过查表的方式准确的获取初始亮度值和实际亮度值对应的PWM信号的占空比，可有效的提高数据处理效率。

在本发明一个可选实施例中，所述图像处理模块5还用于对所述图像传感器3输入的原始视频信号进行图像信号处理以输出目标视频信号。本实施例中，图像处理模块5还实现对原始视频信号的图像信号处理，保证车载摄像头A的图像采集质量，充分利用图像处理模块5的功能。

在本发明再一个可选实施例中，如图2所示，所述车载摄像头A还包括：

外部接口模块9，与所述图像处理模块5相连，用于将所述图像处理模块5输入的目标视频信号输出至外部显示装置B。本实施例中，还通过设置外部接口模块9，方便车载摄像头A将目标视频信号输出至外部显示装置B，实现信号的传输。在具体实施时，所述外部接口模块9可以采用各种形式的接口电路，例如：USB接口电路、HDMI接口电路等。

在本发明另一个可选实施例中，所述LED光源1为红外LED光源。本实施例LED光源1采用红外LED光源，由于红外LED光源产生的红外光人眼不可见，不影响驾驶员正常驾驶，补光效果好。

另一方面，如图3所示，本发明实施例提供一种基于上述任一项所述的车载摄像头A的自动调光方法，包括以下步骤：

S1：通过图像传感器3采集车载摄像头A周围环境的视频影像并将所述视频影像转换为原始视频信号；

S2：通过图像处理模块5在车载摄像头A上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器3采集的当前视频影像的实际亮度值，比较所述实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系，根据所述大小关系对应调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比并输出调整后的PWM信号；以及

S3：通过驱动电路模块7根据所述图像处理模块5输出的PWM信号的占空比以及反映PWM信号占空比与驱动电流对应关系的第一数据表确定并依次输出相应预定大小的驱动电流给LED光源1。

本发明实施例通过上述方法，首先由图像传感器3采集车载摄像头A周围环境的视频影像并将视频影像转换为原始视频信号，然后由图像处理模块5在车载摄像头A上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器3采集的当前视频影像的实际亮度值，实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比而输出调整后的PWM信号，最后驱动电路模块7根据调整后的PWM信号的占空比输出相应预定大小的驱动电流给所述LED光源1，实现对LED光源1亮度的调整控制，根据驱动原理，PWM信号的占空比越大，驱动电流越小，因此，当实际亮度值大于初始亮度值时，则增大PWM信号的占空比，驱动电流减小，LED光源1亮度减弱，反之，当实际亮度值小于初始亮度值时，LED光源1亮度增强。本发明通过由图像处理模块5来完成传统车载摄像头中由单片机实现的输出及调整PWM信号的功能，无需采用单片机即可有效的根据图像亮度调节LED光源1的亮度，简化了电路结构，电路成本低。

在本发明又一个可选实施例中，所述图像处理模块5根据所述初始亮度值、实际亮度值和反映亮度值与PWM信号占空比的第二数据表输出相应占空比的PWM信号。本实施例中，通过在图像处理模块5内部内置第二数据表，图像处理模块5可直接通过查表的方式准确的获取初始亮度值和实际亮度值对应的PWM信号的占空比，可有效的提高数据处理效率。

在本发明一个可选实施例中，通过所述图像处理模块5对所述图像传感器3输入的原始视频信号进行图像信号处理以输出目标视频信号。本实施例中，图像处理模块5还实现对原始视频信号的图像信号处理，保证车载摄像头A的图像采集质量，充分利用图像处理模块5的功能。

在本发明再一个可选实施例中，所述方法还包括：

将所述图像处理模块5输入的目标视频信号输出至外部显示装置B。本实施例中，还通过将车载摄像头A将目标视频信号输出至外部显示装置B，实现信号的传输，保证车载摄像头采集的视频影像向外部传输。

在本发明另一个可选实施例中，所述LED光源1为红外LED光源。本实施例中，LED光源1采用红外LED光源，由于红外LED光源产生的红外光人眼不可见，不影响驾驶员正常驾驶，补光效果好。

本发明实施例所述的功能如果以软件功能模块或单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载摄像头，包括LED光源，其特征在于，所述车载摄像头还包括：

图像传感器，用于采集车载摄像头周围环境的视频影像并将所述视频影像转换为原始视频信号；

图像处理模块，与所述图像传感器相连，用于在车载摄像头上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器采集的当前视频影像的实际亮度值，比较所述实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系，根据所述大小关系调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比并输出调整后的PWM信号；以及

驱动电路模块，与所述图像处理模块和LED光源相连，内置有反映PWM信号占空比与驱动电流对应关系的第一数据表，用于根据所述图像处理模块输出的PWM信号的占空比以及所述第一数据表确定并依次输出相应预定大小的驱动电流给所述LED光源。

2.如权利要求1所述的车载摄像头，其特征在于，所述图像处理模块内置有反映亮度值与PWM信号占空比的第二数据表，图像处理模块根据所述初始亮度值、实际亮度值和所述第二数据表输出相应占空比的PWM信号。

3.如权利要求1所述的车载摄像头，其特征在于，所述图像处理模块还用于对所述图像传感器输入的原始视频信号进行图像信号处理以输出目标视频信号。

4.如权利要求3所述的车载摄像头，其特征在于，所述车载摄像头还包括：

外部接口模块，与所述图像处理模块相连，用于将所述图像处理模块输入的目标视频信号输出至外部显示装置。

5.如权利要求1所述的车载摄像头，其特征在于，所述LED光源为红外LED光源。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的车载摄像头的自动调光方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过图像传感器采集车载摄像头周围环境的视频影像并将所述视频影像转换为原始视频信号；

通过图像处理模块在车载摄像头上电时根据预设的初始亮度值对应输出预定占空比的PWM信号，再根据所述原始视频信号实时计算所述图像传感器采集的当前视频影像的实际亮度值，比较所述实际亮度值与所述初始亮度值的大小关系，根据所述大小关系对应调整初始亮度值对应的PWM信号的占空比并输出调整后的PWM信号；以及

通过驱动电路模块根据所述图像处理模块输出的PWM信号的占空比以及反映PWM信号占空比与驱动电流对应关系的第一数据表确定并依次输出相应预定大小的驱动电流给LED光源。

7.如权利要求6所述的车载摄像头的自动调光方法，其特征在于，所述图像处理模块根据所述初始亮度值、实际亮度值和反映亮度值与PWM信号占空比的第二数据表输出相应占空比的PWM信号。

8.如权利要求6所述的车载摄像头的自动调光方法，其特征在于，通过所述图像处理模块对所述图像传感器输入的原始视频信号进行图像信号处理以输出目标视频信号。

9.如权利要求8所述的车载摄像头的自动调光方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述图像处理模块输入的目标视频信号输出至外部显示装置。

10.如权利要求6所述的车载摄像头的自动调光方法，其特征在于，所述LED光源为红外LED光源。

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