CN210867928U - 图像色彩切换电路及图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本申请适用于图像采集技术领域，提供了一种图像色彩切换电路及图像采集装置，图像色彩切换电路包括用于提供第一基准电压的第一电压调节单元、用于提供第二基准电压的第二电压调节单元、用于采集环境光线并输出电压信号的采光单元、第一比较单元和第二比较单元，采光单元分别与第一比较单元的第一输入端和第二比较单元的第一输入端连接，第一电压调节单元与第一比较单元的第二输入端连接，第二电压调节单元与第二比较单元的第二输入端连接，第一比较单元的输出端和第二比较单元的输出端均用于连接图像采集装置的控制器。解决了现有技术中不能精确、简易设定彩色模式和黑白模式的切换阈值的问题。

Description

图像色彩切换电路及图像采集装置

技术领域

本实用新型属于图像采集技术领域，尤其涉及一种图像色彩切换电路及图像采集装置。

背景技术

随着安防市场的扩大，图像采集装置已经广泛应用于工业及生活当中。图像采集装置使用时会涉及白昼场景图像色彩切换问题，即白天图像质量好时，图像采集装置输出彩色图像；晚上图像质量不佳时，图像采集装置输出黑白图像。

传统的白昼场景图像色彩切换控制电路采用光敏电阻作为传感器，光敏电阻的阻值随着外部环境照度的变化而变化，从而在电路中引起对应电压值的变化。图像采集装置中的控制器检测该电压值的变化，进而控制彩色模式和黑白模式的切换。

在彩色模式或黑白模式临界的照度下，光敏电阻阻值的变化引起的电压值变化很小，同时，由于光敏电阻的个体差异，采集到的电压值也会有波动。从而导致不能精确、简易的设定彩色模式和黑白模式的切换阈值。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种图像色彩切换电路及图像采集装置，以解决现有技术中不能精确、简易设定彩色模式和黑白模式的切换阈值的问题。

本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种图像色彩切换电路，包括用于提供第一基准电压的第一电压调节单元、用于提供第二基准电压的第二电压调节单元、用于采集环境光线并输出电压信号的采光单元、第一比较单元和第二比较单元；

所述采光单元分别与所述第一比较单元的第一输入端和所述第二比较单元的第一输入端连接，所述第一电压调节单元与所述第一比较单元的第二输入端连接，所述第二电压调节单元与所述第二比较单元的第二输入端连接，所述第一比较单元的输出端和所述第二比较单元的输出端均用于连接图像采集装置的控制器；

所述第一比较单元用于根据所述采光单元输出的电压信号和所述第一基准电压输出第一比较信号，所述第二比较单元用于根据所述采光单元输出的电压信号和所述第二基准电压输出第二比较信号。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述采光单元包括光敏电阻RL和电阻R1；

所述电阻R1的一端与电源VCC连接，另一端分别与所述光敏电阻RL的一端、所述第一比较单元的第一输入端和所述第二比较单元的第一输入端连接，所述光敏电阻RL的另一端接地。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一电压调节单元包括电阻R4和电阻R5；

所述电阻R4的一端与电源VCC连接，另一端分别与所述电阻R5的一端和所述第一比较单元的第二输入端连接，所述电阻R5的另一端接地。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述电阻R4和/或电阻R5为可变电阻。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二电压调节单元包括电阻R8和电阻R9；

所述电阻R8的一端与电源VCC连接，另一端分别与所述电阻R9的一端和所述第二比较单元的第二输入端连接，所述电阻R9的另一端接地。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述电阻R8和/或所述电阻R9为可变电阻。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一比较单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R6和比较器U1；

所述电阻R2的一端与所述采光单元连接，另一端与所述电阻R3的一端和所述比较器U1的正向输入端连接，所述电阻R3的另一端与所述比较器U1的输出端连接，所述比较器U1的反向输入端通过所述电阻R6与所述第一电压调节单元连接，所述比较器U1的输出端用于连接所述控制器。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二比较单元包括电阻R11、电阻R7、电阻R10和比较器U2；

所述电阻R11的一端与所述采光单元连接，另一端与所述电阻R7的一端和所述比较器U2的正向输入端连接，所述电阻R7的另一端与所述比较器U2的输出端连接，所述比较器U2的反向输入端通过所述电阻R10与所述第二电压调节单元连接，所述比较器U2的输出端用于连接所述控制器。

第二方面，本申请实施例提供了一种图像采集装置，包括第一方面所述的图像色彩切换电路。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本申请实施例，采光单元采集环境光线并输出相应的电压信号，当采光单元输出的电压信号和第一基准电压满足第一预设关系时，第一比较器输出第一控制信号，图像采集装置的控制器可以根据第一控制信号切换到黑白模式或切换到彩色模式；当采光单元输出的电压信号和第二基准电压满足第二预设关系时，第二比较器输出第二控制信号，图像采集装置的控制器可以根据第二控制信号切换到彩色模式或切换到黑白模式。通过调节第一基准电压和第二基准电压，能够准确、简易设定彩色模式和黑白模式的切换阈值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的图像色彩切换电路的原理框图；

图2是本实用新型一实施例提供的图像色彩切换电路的电路连接示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本申请例提供的图像色彩切换电路的原理框图，图像色彩切换电路可以包括用于提供第一基准电压的第一电压调节单元20、用于提供第二基准电压的第二电压调节单元40、用于采集环境光线并输出电压信号的采光单元10、第一比较单元30和第二比较单元50。

其中，采光单元10分别与第一比较单元30的第一输入端和第二比较单元50的第一输入端连接，第一电压调节单元20与第一比较单元30的第二输入端连接，第二电压调节单元40与第二比较单元50的第二输入端连接，第一比较单元30的输出端和第二比较单元50的输出端均用于连接图像采集装置的控制器60。

具体地，采光单元10采集环境光线，并根据采集光线的强度输出相应的电压信号，当采光单元10输出的电压信号和第一基准电压满足第一预设关系时，第一比较器输出第一控制信号，图像采集装置的控制器60可以根据第一控制信号切换到黑白模式或切换到彩色模式；当采光单元10输出的电压信号和第二基准电压满足第二预设关系时，第二比较器输出第二控制信号，图像采集装置的控制器60可以根据第二控制信号切换到彩色模式或切换到黑白模式。通过调节第一基准电压和第二基准电压，能够准确、简易设定彩色模式和黑白模式的切换阈值。

示例性的，当采光单元10输出的电压小于第一基准电压时(此时的光线较暗)，第一比较器输出第一控制信号，图像采集装置的控制器60根据第一控制信号切换到黑白模式，此时图像采集装置输出黑白图像；当采光单元10输出的电压大于第二基准电压时(此时的光线充足)，图像采集装置的控制器60根据第二控制信号切换到彩色模式，此时图像采集装置输出彩色图像。通过调节第一基准电压可以精确设置图像采集装置切换到黑白模式的切换阈值，通过调节第二基准电压可以精确设置图像采集装置切换彩色模式的切换阈值。

图2示出了本申请施例提供的图像色彩切换电路的电路连接示意图，图像色彩切换电路中的采光单元10可以包括光敏电阻RL和电阻R1，电阻R1的一端与电源VCC连接，另一端分别与光敏电阻RL的一端、第一比较单元30的第一输入端和第二比较单元50的第一输入端连接，光敏电阻RL的另一端接地。

具体地，光敏电阻RL的阻值随着环境光照强度的变化而相应变化，光敏电阻RL和电阻R1串联在电源VCC和地之间，光敏电阻RL和电阻R1的公共端作为采光单元10的输出端，分别连接第一比较单元30的第一输入端和第二比较单元50的第一输入端。当环境光照强度发生变化时，敏电阻RL的阻值发生变化，敏电阻RL和电阻R1公共端的电压也随之发生变化，采光单元10输出的电压发生变化，以此实现采光单元10采集到不同的光照强度，并输出相应的电压值。

需要说明的是，采光单元10中的电阻R1作用为分压，电阻R1并不局限一个具体的电阻，也可以是多个串并联的电阻组成的电阻单元，然后将电阻单元和电阻R1构成采集单元。

本申请的一个实施例中，第一电压调节单元20可以包括电阻R4和电阻R5，电阻R4的一端与电源VCC连接，另一端分别与电阻R5的一端和第一比较单元30的第二输入端连接，电阻R5的另一端接地。

具体地，电阻R4和电阻R5串联形成分压电路，电阻R4和电阻R5的公共端作为输出端，提供第一基准电压，通过调节电阻R4和电阻R5的阻值可以调节第一基准电压的具体电压值，实现第一基准电压的调节。

在一些实施例中，电阻R4和/或电阻R5为可变电阻，选用可变电阻可以实现对电阻R4和电阻R5的实时调节。当图像采集装置设计完成后，用户买到图像采集装置的成品，可以根据实际需求自行调节电阻R2、电阻R3、电阻R4或电阻R5的阻值，以实现对第一基准电压的调节，从而实现彩色模式或黑白模式切换阈值的调节，提高了图像采集装置在实际应用的适用性。

本申请的一个实施例中，第二电压调节单元40可以包括电阻R8和电阻R9，电阻R8的一端与电源VCC连接，另一端分别与电阻R9的一端和第二比较单元50的第二输入端连接，电阻R9的另一端接地。

具体地，电阻R8和电阻R9串联形成分压电路，电阻R8和电阻R9的公共端作为输出端，提供第二基准电压，通过调节电阻R8和电阻R9的阻值可以调节第二基准电压的具体电压值，实现第二基准电压的调节。

在一些实施例中，电阻R8和/或电阻R9为可变电阻，选用可变电阻可以实现对电阻R8和电阻R9的实时调节。当图像采集装置设计完成后，用户买到图像采集装置的成品，可以根据实际需求自行调节电阻R7、电阻R11、电阻R8或电阻R9的阻值，以实现对第二基准电压的调节，从而实现黑白模式或彩色模式切换阈值的调节，提高了图像采集装置在实际应用的适用性。

本申请的一个实施例中，第一比较单元30可以包括电阻R2、电阻R3、电阻R6和比较器U1；电阻R2的一端与采光单元10连接，另一端与电阻R3的一端和比较器U1的正向输入端连接，电阻R3的另一端与比较器U1的输出端连接，比较器U1的反向输入端与电阻R6的一端连接，比较器U1的输出端用于连接控制器60，电阻R6的另一端与第一电压调节单元20连接。

具体地，通过调节电阻R4、电阻R5、电阻R2、电阻R3和电阻R6的阻值，实现对比较器U1高阈值电压和低阈值电压的调节。比较器U1的正向输入端通过电阻R2接收采光单元10输出的电压信号，反向输入端通过电阻R6接收第一电压调节单元20输出的第一基准电压。比较器U1根据采光单元10输出的电压信号和阈值电压输出控制信号，当采光单元10输出的电压信号的电压值大于比较器U1的高阈值电压时，比较器U1输出的控制信号为高电平；当采光单元10输出的电压信号的电压值小于比较器U1的低阈值电压时，比较器U1输出的控制信号为低电平。图像采集装置的控制器60根据比较器U1输出的控制信号控制彩色模式或黑白模式的切换。

需要说明的时，电阻R2、电阻R3、电阻R6和比较器U1构成了一个迟滞比较器，能够提高抗干扰能力，从而提高图像色彩切换电路整体的稳定性；同时通过对迟滞比较器阈值的调节，可以选择一种电平状态(高电平或低电平)作为黑白模式和黑白模式切换的判断标准。

本申请的一个实施例中，第二比较单元50可以包括电阻R11、电阻R7、电阻R10和比较器U2；电阻R11的一端与采光单元10连接，另一端与电阻R7的一端和比较器U2的正向输入端连接，电阻R7的另一端与比较器U2的输出端连接，比较器U2的反向输入端与电阻R10的一端连接，比较器U2的输出端用于连接控制器60，电阻R10的另一端与第二电压调节单元40连接。

具体地，通过调节电阻R8、电阻R9、电阻R11、电阻R7和电阻R10的阻值，实现对比较器U2高阈值电压和低阈值电压的调节。比较器U2的正向输入端通过电阻R11接收采光单元10输出的电压信号，反向输入端通过电阻R10接收第二电压调节单元40输出的第二基准电压。比较器U2根据采光单元10输出的电压信号和阈值输出控制信号，当采光单元10输出的电压信号的电压值大于比较器U2的高阈值电压时，比较器U2输出的控制信号为高电平；当采光单元10输出的电压信号的电压值小于比较器U2的低阈值电压时，比较器U2输出的控制信号为低电平。图像采集装置的控制器60根据比较器U2输出的控制信号控制彩色模式或黑白模式的切换。

需要说明的时，电阻R11、电阻R7、电阻R10和比较器U2构成了一个迟滞比较器，能够提高抗干扰能力，从而提高图像色彩切换电路整体的稳定性；同时通过对迟滞比较器阈值的调节，可以选择一种电平状态(高电平或低电平)作为黑白模式和黑白模式切换的判断标准。

下面以一个具体的实施例对图像色彩切换电路的工作原理进行说明，其具体电路参见图2。

第一电压调节单元20提供的第一基准电压为下限电压(即图像采集装置由彩色模式切换到黑白模式时的阈值电压)，下限电压设置为光照强度为3LX时采光单元10输出的电压值；第二电压调节单元40提供的第二基准电压为上限电压(即图像采集装置由黑白模式切换到彩色模式时的阈值电压)，上限电压设置为光照强度为10LX时采光单元10输出的电压值。

图像采集装置处于彩色模式，当环境光照强度逐渐降低，采光单元10输出的电压值逐渐降低，当采光单元10输出的电压值小于下限电压值(说明此时的环境光照强度小于3LX)，第一比较U1器输出端由高电平变为低电平，控制器60控制切换到黑白模式；图像采集装置处于黑白模式，当环境光照强度逐渐变强，采光单元10输出的电压值逐渐增大，当采光单元10输出的电压值大于上限电压值(说明此时的环境光照强度大于10LX)，第二比较U2器输出端由低电平变为高电平，控制器60控制切换到彩色模式。

需要说明的是，第一比较器U1和第二比较器U2连接控制器60不同的端口，可以通过对控制器60的端口进行设置，以满足每个端口控制不同模式的切换，防止出现一个端口同时控制两种模式切换造成逻辑混乱和高低阈值不易同时调节的情况。例如，与第一比较器U1连接的端口用于控制切换到黑白模式，与第二比较器U2连接的端口用于控制切换到彩色模式。

本申请实施例还公开了一种图像采集装置，包括上述任一种图像色彩切换电路。通过对图像色彩切换电路中第一基准电压和第二基准电压的调节，实现对切换到黑白模式的阈值和切换到彩色模式的阈值的精准设置，可以提高图像采集装置在不同光照强度的环境中采集图像的清晰度。

需要说明的是，图像采集装置可以为录像机、智能照相机、摄像头等具有图像采集功能的任何装置。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种图像色彩切换电路，其特征在于，包括用于提供第一基准电压的第一电压调节单元、用于提供第二基准电压的第二电压调节单元、用于采集环境光线并输出电压信号的采光单元、第一比较单元和第二比较单元；

所述采光单元分别与所述第一比较单元的第一输入端和所述第二比较单元的第一输入端连接，所述第一电压调节单元与所述第一比较单元的第二输入端连接，所述第二电压调节单元与所述第二比较单元的第二输入端连接，所述第一比较单元的输出端和所述第二比较单元的输出端均用于连接图像采集装置的控制器；

所述第一比较单元用于根据所述采光单元输出的电压信号和所述第一基准电压输出第一比较信号，所述第二比较单元用于根据所述采光单元输出的电压信号和所述第二基准电压输出第二比较信号。

2.根据权利要求1所述的图像色彩切换电路，其特征在于，所述采光单元包括光敏电阻RL和电阻R1；

所述电阻R1的一端与电源VCC连接，另一端分别与所述光敏电阻RL的一端、所述第一比较单元的第一输入端和所述第二比较单元的第一输入端连接，所述光敏电阻RL的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的图像色彩切换电路，其特征在于，所述第一电压调节单元包括电阻R4和电阻R5；

所述电阻R4的一端与电源VCC连接，另一端分别与所述电阻R5的一端和所述第一比较单元的第二输入端连接，所述电阻R5的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的图像色彩切换电路，其特征在于，所述电阻R4和/或电阻R5为可变电阻。

5.根据权利要求1所述的图像色彩切换电路，其特征在于，所述第二电压调节单元包括电阻R8和电阻R9；

所述电阻R8的一端与电源VCC连接，另一端分别与所述电阻R9的一端和所述第二比较单元的第二输入端连接，所述电阻R9的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的图像色彩切换电路，其特征在于，所述电阻R8和/或所述电阻R9为可变电阻。

7.根据权利要求1所述的图像色彩切换电路，其特征在于，所述第一比较单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R6和比较器U1；

所述电阻R2的一端与所述采光单元连接，另一端与所述电阻R3的一端和所述比较器U1的正向输入端连接，所述电阻R3的另一端与所述比较器U1的输出端连接，所述比较器U1的反向输入端通过所述电阻R6与所述第一电压调节单元连接，所述比较器U1的输出端用于连接所述控制器。

8.根据权利要求1所述的图像色彩切换电路，其特征在于，所述第二比较单元包括电阻R11、电阻R7、电阻R10和比较器U2；

所述电阻R11的一端与所述采光单元连接，另一端与所述电阻R7的一端和所述比较器U2的正向输入端连接，所述电阻R7的另一端与所述比较器U2的输出端连接，所述比较器U2的反向输入端通过所述电阻R10与所述第二电压调节单元连接，所述比较器U2的输出端用于连接所述控制器。

9.一种图像采集装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的图像色彩切换电路。

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