WO2022226858A1 - 一种暗光彩色相机 - Google Patents
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- the aperture F number of the panoramic lens is greater than 3.
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- the RJ45 interface is a type of information socket (ie, communication terminal) connector in the wiring system. It consists of a plug (connector, crystal head) and a socket (module). It is a standard 8-bit modular interface. It meets the Super Category 5 transmission standard, and has functions such as preventing loosening, plugging and unplugging, and self-locking.
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Abstract
本实用新型公开了一种暗光彩色相机，包括：枪机和主机；所述枪机和主机之间通过高速数据线连接；所述枪机包括枪机外壳和外壳内设置的暗光彩色相机机芯，所述暗光彩色相机机芯包括全景镜头、大靶面高敏度传感器及传感器前端的颜色滤波器。本实用新型无需向场景中打入主动光来提高相机对场景物体轮廓获取能力，只需微弱的环境光(如星光)，即可实现清晰彩色成像。
Description
本实用新型属于成像领域，特别涉及一种暗光彩色相机。
背景技术
暗光环境下的清晰成像与场景观测，一直是成像领域研究的热点和难点问题。
传统的彩色相机为了采集颜色信息，会在传感器前端布置颜色滤光片阵列，会有2/3的光都被这些滤光片阵列阻挡。在暗光环境下，这些损失会对相机灵敏度和信噪比造成明显影响，带来拍摄细节模糊、形状细节难以分辨、目标颜色难以重现等问题；增加积分时间，拍摄运动物体时则会带来图像拖影的问题。
为了在暗光环境下进行拍摄，一般会采用补光方案来实现，借助补光灯来实现暗光拍摄，但是补光灯会带来光污染，同时拍摄隐蔽性差，拍摄距离较短。
另一种常见的暗光成像拍摄方案是使用夜视红外相机来实现。夜视红外相机虽然可在暗光条件进行成像和拍摄，但夜视红外相机拍摄图像存在彩色信息缺失的问题，一般夜视红外相机在夜晚颜色信息会丢失60％以上，图片质量很难保证。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种暗光彩色相机，即使在极暗光情况下，依然具备清晰成像及色彩还原的能力，可实现暗光环境下清晰成像和场景观测。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种暗光彩色相机，包括：枪机和主机；所述枪机和主机之间通过高速数据线连接；
所述枪机包括枪机外壳和外壳内设置的暗光彩色相机机芯，所述暗光彩色相机机芯包括全景镜头、大靶面高敏度传感器及传感器前端的颜色滤波器。
进一步的，全景镜头的光圈F数大于3。
进一步的，高敏度传感器靶面尺寸大于3/4寸，靶面内像元尺寸大于1μm。
进一步的，颜色滤波器为宽带高通光量滤光片阵列，其中每个2×2矩阵中配置一个青色光、一个品红光、一个黄光、一个白光，其中青色光和白色光对角分布，品红光和黄光对角分布。
进一步的，主机包括主机外壳和外壳内设置的图像采集处理单元、存储单元、传输单元和供电单元。
进一步的，主机外壳为一方形箱体，内部固定有安装板、安装支架和走线槽，安装板和安装支架用于为内部设备提供支撑，走线槽用于梳理、约束线缆。
进一步的，包括立杆支架，所述立杆支架包括：避雷针、立杆横杆和立杆；所述避雷针 用于为设备提供防雷保护；立杆横杆用于提供枪机安装位置；立杆用于底部与混凝土基础连接，为整个设备提供支撑，主机设置在立杆中部。
进一步的，所述枪机外壳和主机外壳内置密封条，用于保护内部设备稳定运行。
本实用新型提供的暗光彩色相机，与现有技术相比具备以下优点：
(1)被动式成像：有别于主动光源结合彩色相机成像的夜视方案，和夜视红外相机方案，本方案无需向场景中打入主动光来提高相机对场景物体轮廓获取能力，只需微弱的环境光(如星光)，即可实现清晰彩色成像。因此摆脱主动光源照射方案的有效距离短、功耗高、结构复杂、隐蔽性低、应用场景敏感等诸多问题，也摆脱了夜视红外相机色彩信息丢失的问题。
(2)极高信噪比：本方案暗光彩色机芯设计有全景镜头、大靶面高敏度传感器及传感器前端的宽带高通光量滤光片阵列，以此增大通光量提高信噪比，机芯整体灵敏度高、噪声低，能够在弱光的限制下，具有较强的感光能力，拍摄细节清晰，无运动拖影的缺陷，具备暗光环境下被动清晰成像与场景动态观测功能，比市场上普通暗光相机更具优势。
(3)全天全彩：普通夜视相机，由于受到硬件结构尺寸和算法的影响，去噪效果有限，在夜晚拍出的照片或者视频噪点多，有用信号被噪声淹没、视频模糊、运动拖影。本方案主机独立设计，并配有独立显卡，后端支持强大的图像处理算法，具备高效的颜色信息采集能力、强大的图像处理能力，可确保场景颜色信息的有效采集、图像视频清晰还原。同时本方案借助后端深度神经网络图像增强算法还原弱光场景的色彩信息，摆脱黑白风格的桎梏，达到全天全彩的效果。
图1是实施例暗光相机的组成示意图。
图2是实施例宽带高通光量滤光片阵列示意图。
图3是实施例暗光相机整体示意图。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一种暗光彩色相机，包括：枪机、主机和外部结构。如图1所示，枪机与主机独立设计，通过高速数据线进行连接，影像、数据通过网络进行数据传输。
枪机包括枪机外壳和外壳内设置的暗光彩色相机机芯，机芯配有焦距25mm、F1.4的全景镜头，后端是4/3大靶面高敏度传感器，传感器前端是宽带高通光量滤光片阵列CMYW(CMY为RGB的补色，W为全光)颜色滤波器(CFA)(CMY为RGB的补色，W为全光，分别为青色，品红色，黄色和白色)，其中每个2*2矩阵中配置一个C(青色)光、一个M(品红)光，一个Y(黄)光，一个W(白)光，其中C(青色)光和W(白色)光对角分布，其中M(品红)光和Y(黄光)对角分布(如图2所示)。
枪机外壳主要包括有：相机固定支架，为相机提供支撑和安装位置；相机外壳：保护相机，为相机提供安装位置；鸭嘴支架：使相机能安装在立杆上，具备多角度、多方向的调节功能，适应复杂地形环境。
本机芯传感器灵敏度高，读出噪声低，夜晚感光能力较强。在夜晚暗光条件下，可实现被动式成像，同时保持图像细节清晰，无运动拖影的缺陷，达到图像视频清晰还原、全天全彩的效果，该相机比市场上普通相机更具优势。
主机包括主机外壳和外壳内设置的内部设备，内部设备包括主板、处理器、显卡、硬盘、空气开关、电源等部件。主机有电源供电，支撑各模块正常工作；各模块通过插槽与接口、主板一起协同工作，并且通过内置系统和算法，对相机传输过来的图像及视频进行计算和降噪等处理，并且可以通过网络连接平台、上报相关信息，此外本主机后期可植入多种算法，配合不同应用场景。主板用来连接处理器，并与显卡部件连接在一起，相互传达信息；处理器主要进行计算、控制、寄存；显卡部件用来运行算法，对彩色图像进行算法去噪和色彩增强；硬盘用来安装软件系统和保存图像和视频；空气交流开关用来接入电源和防浪涌；电源是给主机内各部件供电。
主机与枪机之间设计有USB接口，利用USB3.0数据线进行连接，USB接口是一种串口总线标准的接口，具备热插拔功能，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、摄像机、游戏机等其它相关领域。
电源采用220V市电，通过接入空气交流开关，防止设备漏电，确保安全。电源输出单元主要用于主板、CPU、显卡、相机和风扇等器件供电使用，通过继电器控制单元输出开关，接口采用按压式接插件，方便接线和更换。
网络总线接口为RJ45接口，RJ45接口是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种，由插头(接头、水晶头)和插座(模块)组成，是标准8位模块化接口，满足超5类传输标准，具有防止松动、插拔、自锁等功能。
主机外壳为一方形箱体，内部固定有窄网眼板、安装支架和走线槽等固定支架，窄网眼板分别根据宽网眼板上预留的孔位用螺丝固定，散热器、显卡插在主板的特定位置，将两根走线槽、窄网眼板、电源固定支架固定在主机箱内，电源固定在电源固定支架上，空气交流开关可直接安装在导轨上，将外设电源接入空气交流开关后，再经过走线槽接近电源，再由电源处转换成主板工作所需的电源供入，所有外露的线都埋入走线槽，保证设备美观。
在使用暗光彩色相机时，需接入一根220V的两芯电源线，从箱体底部预留的箱孔穿入后接入空气交流开关，使用一根USB3.0A公头转B公头的数据线连接主板及相机。
立杆支架主要包括有：避雷针1，为设备提供防雷保护；立杆横杆2，提供枪机3安装位置；立杆4，底部与混凝土基础连接，为整个设备提供支撑，主机5设置在立杆中部(如图3所示)。
各部件采用抱箍与螺钉固定在立杆上，立杆通过桩基安装在地面上。
上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
- 一种暗光彩色相机，其特征在于包括：枪机和主机；所述枪机和主机之间通过高速数据线连接；所述枪机包括枪机外壳和外壳内设置的暗光彩色相机机芯，所述暗光彩色相机机芯包括全景镜头、大靶面高敏度传感器及传感器前端的颜色滤波器。
- 根据权利要求1所述的暗光彩色相机，其特征在于：所述全景镜头的光圈F数大于3。
- 根据权利要求1所述的暗光彩色相机，其特征在于：所述高敏度传感器靶面尺寸大于3/4寸，靶面内像元尺寸大于1μm。
- 根据权利要求1所述的暗光彩色相机，其特征在于：所述颜色滤波器为宽带高通光量滤光片阵列，其中每个2×2矩阵中配置一个青色光、一个品红光、一个黄光、一个白光，其中青色光和白色光对角分布，品红光和黄光对角分布。
- 根据权利要求1所述的暗光彩色相机，其特征在于：所述主机包括主机外壳和外壳内设置的图像采集处理单元、存储单元、传输单元和供电单元。
- 根据权利要求5所述的暗光彩色相机，其特征在于：所述主机外壳为一方形箱体，内部固定有安装板、安装支架和走线槽，安装板和安装支架用于为内部设备提供支撑，走线槽用于梳理、约束线缆。
- 根据权利要求1所述的暗光彩色相机，其特征在于：还包括立杆支架，所述立杆支架包括：避雷针、立杆横杆和立杆；所述避雷针用于为设备提供防雷保护；立杆横杆用于提供枪机安装位置；立杆用于底部与混凝土基础连接，为整个设备提供支撑，主机设置在立杆中部。
- 根据权利要求1所述的暗光彩色相机，所述枪机外壳和主机外壳内置密封条，用于保护内部设备稳定运行。
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