CN1151658A - 基于输入信号辉度变化的红外干涉光谱仪调节方法及装置 - Google Patents
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Abstract
提供了基于辉度变化的IRIS调节方法及其装置，反馈形式的IRIS调节装置的构成元件不仅包括数据检测单元、控制单元、IRIS控制单元，还进一步包括在需要IRIS调节时存储使输入图象信号有适当辉度的图象信号放大系数、在不需要IRIS调节时存储1的存储单元和按存储在存储单元中的放大系数大小进行放大的积分器，即使在利用反馈形式调节IRIS期间，也能输出具有适当辉度的图象信号。
Description
本发明涉及视频摄像机中的红外干涉光谱仪(IRIS)调节方法及装置，特别涉及即使在根据输入图象信号辉度变化来调节IRIS时也能输出适当辉度的图象信号的IRIS调节方法及装置。
在视频摄像机中，为处理具有适当辉度的图象信号，需要有随输入图象信号的辉度变化来调节IRIS开关的IRIS调节装置。
一般的IRIS调节装置由反馈形式来构成，如果输入图象信号的辉度变化，就调节IRIS的开关使图象信号具有适当的辉度。根据这样的现有技术的IRIS调节装置示于图1。
图1是根据现有技术的IRIS调节装置的框图，图2是为说明图1的装置动作的流程图。
通过IRIS输入的图象信号的辉度由数据检测单元12检测(步骤21)。在控制单元13中输入由数据检测单元12检测的辉度，判断是否要进行IRIS调节(步骤22)。根据上述判断需要IRIS调节时计算IRIS控制量然后输出到IRIS控制单元14(步骤23)。在IRIS控制单元14根据从控制单元13输入的IRIS控制量调节IRIS的开关(步骤24)。
上述IRIS调节在总体上由反馈形式构成，上述那样的动作重复进行，直到输出的图象信号具有适当的辉度为止。如果输入图象信号的辉度发生变化，就根据变化了的辉度重新开始IRIS调节。从而，因为到图象信号具有适当的辉度为止要花费一定时间，所以直到完全地调节IRIS为止存在着输出辉度不合适的图象信号的缺点。
从而，本发明的目的在于提供即使在根据反馈形式调节IRIS的过程中也能输出具有适当辉度值的图象信号的、基于输入图象辉度变化的IRIS调节方法及装置。
为达到上述本发明的目的，在根据本发明的IRIS调节方法中，引入了如下方法：在需要IRIS调节时，计算使其具有适当辉度的放大系数，并在调节IRIS的过程中，根据上述放大系数放大输入图象信号后输出；在不需要IRIS调节时上述放大系数成为1，把输入的图象信号原样输出。
另外，在上述根据本发明的IRIS调节方法中，引入了在输入光量迅速增加发生图象信号失真时用控制快门速度来缩短光量存储时间、以此来防止输入图象信号失真的步骤。
另外，根据本发明的IRIS调节装置包括反馈形式的IRIS调节装置的各构成要素的数据检测单元、控制单元、IRIS控制单元，进一步包括在需要IRIS调节时存储使输入图象信号有适当辉度的图象信号的放大系数、在不需要IRIS调节时存储1的存储单元和以按存储单元内存储的放大系数进行放大的积分器。
另外，在上述根据本发明的IRIS调节装置中，控制单元具有在光量过于迅速增加状态时控制快门速度来防止图象信号失真的机能。
以下，根据附图详细说明符合本发明的实施例。
图3是表示根据本发明的IRIS调节装置的一个实施例的框图。在图3所示的装置中，IRIS31、数据检测单元32、控制单元33、IRIS控制单元34的构成与图1所示的根据现有技术的IRIS调节装置相同。除此之外，图3所示的根据本发明的IRIS调节装置还包括根据控制单元33判断为需要IRIS调节时存储使输入图象信号有适当辉度的放大系数、不需要IRIS调节时存储上述放大系数“1”的存储单元35和按存储单元35中存储的放大系数放大图象信号的积分器来构成。另外，在图3所示装置的控制单元33判断需要IRIS调节时不仅计算并输出IRIS控制量、还具有计算使其具有适当辉度的放大系数并输出到存储单元35的机能。
这样构成的根据本发明的IRIS调节装置的工作过程通过图4所示的流程图来具体说明。
图4是为说明图3所示装置的IRIS调节方法的流程图。
首先数据检测单元32检测通过IRIS31输入的图象信号的辉度并输出到控制单元33(步骤41)。
在控制单元33中，输入通过数据检测单元32检测的辉度，并先判断是否需要IRIS调节(步骤42)，需要IRIS调节时计算使其具有适当辉度的放大系数(步骤43)。由控制单元33计算的放大系数储存在存储单元35中(步骤44)。在需要IRIS调节时，控制单元33计算IRIS控制量(步骤45)。IRIS控制单元34根据计算的IRIS控制量来调节IRIS的开关(步骤46)。返回到IRIS调节后步骤41，并重复上述步骤。
另一方面，输入图象信号具有适当的辉度、根据控制单元33判断不需要IRIS调节(步骤42)时，在存储单元35中存储的放大系数为1(步骤47)。在放大系数存储在存储器后返回到步骤41重复上述步骤。
积分器36按存储在存储器35中的放大系数放大并输出由检测单元32输出的信号。从而，在IRIS被调节时根据存储在存储器中的放大系数输出放大的图象信号，在不进行IRIS调节时因为在存储器中存储的放大系数为1，所以输入的图象信号被原样输出。
根据上述方法，在因输入图象信号的辉度不合适而需要IRIS调节时在根据反馈来进行调节IRIS的同时，又把被调节时的图象信号放大使其具有适当辉度的图象信号后输出；在输入图象信号具有适当的辉度时(包括输入的原图象信号具有适当辉度或者用IRIS调节结果得到适当辉度的所有情况)，输入的图象信号原样被输出。
另一方面，在上述的IRIS调节装置中，当摄像机用户从光量少的暗处向光量多的明处移动的情况下，IRIS被调节时，IRIS变为开大状态。从而，在向明处移动的瞬间，突然有大量的光通过扩张的IRIS输入到摄像器件(CCD)单元从而产生光量溢出。参照图5及图6对此进行进一步具体说明。
图5是表示对输入光量变化的IRIS的CCD单元状态的图，图6是表示在图5所示各种状态中被输入的图象信号的图。
图5A是从光量多处向光量少处移动时IRIS没被调节前的状态。在光量多处IRIS处于微开状态，移动到光量少处后在调节IRIS前IRIS仍保持微开状态。从而，如图6A所示，输入图象信号的辉度变小。此时，因为在IRIS微开状态下调节IRIS，所以调节IRIS期间在CCD单元中不会发生光量溢出。
图5B是从光量多处向光量少处移动时调节IRIS后的状态。通过IRIS调节如图5B所示IRIS处于大开状态从而得到更多光量、如图6B那样调节输入图象信号的辉度大小。
图5C是从光量少处向光量多处移动时调节IRIS前的状态。在光量少处IRIS处于大开状态，移动到光量多处后在调节IRIS前IRIS仍保持大开状态。因此，在CCD单元中累积的光电荷变多发生光量溢出，因而如图6C那样输入图象信号变形。
因此，在本发明的其他实施例中，检测输入光量，当检测的光量大于CCD单元溢出临界值时，增加快门速度以缩短在CCD单元中光电荷的累积时间，即使在调节IRIS期间也能防止CCD单元溢出。
图7是表示根据本发明的其他实施例的IRIS装置的框图。如图所示，与图3的IRIS调节装置有同样的构成，只是控制单元74还含有控制快门72速度的机能。
对这样构成的本发明的基于辉度变化的IRIS调节装置的工作过程通过图8的流程图来进一步具体说明。
首先，数据检测单元73检测通过IRIS71输入的图象信号的辉度并输出到控制单元74(步骤81)。
在控制单元74中输入通过数据检测单元73检测的辉度，并与已设定的临界值进行比较，判断检测的辉度值是否是比临界值更大(步骤82)。这里，临界值是CCD不发生溢出的辉度信号的最大值。如果检测的辉度值比临界值大，控制单元72就计算快门速度来控制快门72(步骤83)。即，增加快门速度来缩短光量在CCD中的累积时间，以此来防止CCD中的光量溢出。
如果控制单元74检测的辉度值超过临界值，则判断是否需要IRIS调节(步骤84)，在需要IRIS调节时计算使其具有适当辉度的放大系数(步骤85)。存储单元76存储计算的放大系数(步骤86)。控制单元74计算IRIS控制量(步骤87)。在IRIS控制单元75根据IRIS控制量调节IRIS的开关(步骤88)。如果IRIS开关结束，就由控制单元74恢复快门速度(步骤89)。IRIS调节后又一次返回到步骤81重复上述步骤。
如果输入图象信号有适当辉度，由控制单元74判断不需IRIS调节，那么存储单元74存储放大系数为1(步骤90)。在存储单元中存储后返回到步骤81重复上述步骤。
积分器77根据存储在存储器76中的放大系数放大并输出图象信号。因此，调节IRIS期间根据在存储单元中存储的放大系数对输入信号放大输出，在判断不需要IRIS调节时放大系数为1，所以输入图象信号被原样输出。另外，在光量急剧变化的环境中控制快门速度来防止输入信号失真。
如上所述，根据本发明的基于辉度变化的IRIS方法及装置，即使在利用反馈形式调节IRIS期间也能通过存储单元和积分器输出具有适当辉度的图象信号。而且，在光量急剧变化的环境中通过控制快门速率来防止输入信号失真。
Claims (9)
1.一种基于辉度变化的IRIS调节方法，其特征在于，包括：
第1步，检测通过IRIS输入的图象信号的辉度；
第2步，根据从上述第1步检测的辉度判断是否需要IRIS调节；
第3步，根据第2步的判断结果，在需要IRIS调节时计算并存储使输入图象信号具有预定辉度时的放大系数，在不需要IRIS调节时存储放大系数为1；
第4步，根据上述第2步的判断结果，如果需要IRIS调节就计算IRIS控制量；
第5步，根据在上述第4步计算的IRIS控制量调节IRIS的开关；
第6步，根据在上述第3步存储的放大系数放大并输出输入信号。
2.在权利要求1中记载的基于辉度变化的IRIS调节方法，其特征在于：
在上述第4步计算输入图象信号的放大系数。
3.根据权利要求1中记载的基于辉度变化的IRIS调节方法，其特征在于，包括下述步骤：
上述第2步把由上述第1步检测的辉度同预定临界值进行比较，判断光量是否处于急剧增加的状态；
上述步骤如果判断光量处于急剧增加状态，则进一步增加快门速度。
4.根据权利要求3中记载的基于辉度变化的IRIS调节方法，其特征在于：
在上述判断光量增加状态的步骤中，如果上述第1步检测的辉度比预定临界值大，就判断光量处于急剧增加状态。
5.权利要求4中记载的基于辉度变化的IRIS调节方法，其特征在于：
上述方法还包括通过上述第5步调节IRIS后就把快门速度恢复到原来值的步骤。
6.一种基于辉度变化的IRIS调节装置，其特征在于，包括：
检测通过IRIS输入的图象信号辉度的检测单元；和
输入用上述数据检测单元检测的图象信号的辉度，判断是否需要IRIS调节，如果需要就计算使其具有预定辉度的图象信号放大系数和IRIS控制量的控制单元；和
存储由上述控制单元计算的放大系数的存储单元；和
根据在上述控制单元计算的IRIS控制量调节IRIS的IRIS控制单元；和
对存储在上述存储单元中的放大系数和输入图象信号的辉度进行累积的积分器。
7.权利要求6中记载的基于辉度变化的IRIS调节装置，其特征在于：
上述控制单元不需要IRIS调节时把1作为放大系数存到上述存储单元。
8.权利要求7中记载的基于辉度变化的IRIS调节装置，其特征在于：
上述控制单元在由上述数据检测单元检测的输入图象信号的辉度大于已定的临界值时判断为处于光量急剧增加状态，如果判断处于光量急剧增加状态，则控制快门速度。
9.权利要求8中记载的基于辉度变化的IRIS调节装置，其特征在于：
上述控制单元如果结束调节上述IRIS则把快门速度恢复到原来的值。
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