专利名称：昼夜高清双模式摄像机及其图像处理方法
技术领域：
本发明公开一种摄像机及图像处理方法，特别是一种昼夜高清双模式摄像机及该 摄像机的图像处理方法。
背景技术：
摄像机作为安防领域的不可或缺的器件，在安防监控领域中起着至关重要的作 用，摄像机的好坏直接影响整个监控系统的好坏。传统的摄像机仅具有白天摄像或夜间摄 像的单一功能，早已不能满足人们的需求，于是双模式摄像机便应运而生，目前，双模式摄 像机的实现方法多种多样，请参看公告号为CN201118758Y、专利号为200720100216的专 利，其在摄像机上加装了红外线发生器，在夜间通过红外线发生器发出人眼不可见的红外 线，对监控区域进行光线补强后，再利用摄像机对监控区域进行监控，但是，其仍然存在着 夜间监控图像不够明亮的缺点；再请参看公告号为CNM72429Y、专利号为0123M87和公 告号为CN201274M2Y、专利号为200820137493的专利，两个专利中均记载的是在摄像机 镜头后设有滤光片，白天利用滤光片将红外光滤除，晚上直接对红外光进行采集摄像的技 术，虽然理论上，此技术方案可行，但是，在摄像机有限的空间内加设一个或两个滤光片，势 必会增加摄像机自身的体积，而且，还大大使摄像机的结构变得复杂，加之滤光片的切换时 通过机械驱动，其切换过程难以保证，存在着质量隐患。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的摄像机夜间拍摄时，图像不够清晰、明亮，且只具 有双模式工作的缺点，本发明提供一种新的昼夜高清双模式摄像机以及图像处理方法，其 利用图像传感器既能感应可见光，又能感应红外线的原理，将中央处理单元的不同光强下 的不同图像效果调整程序分别存储在不同的存储单元中，通过可见光采集单元采集外界可 见光，并根据可见光的强度使中央处理单元接通不同的存储单元，即调用不同的图像效果 调整程序，对图像传感器采集到的图像信号进行不同的处理，白天进行彩色摄像，夜晚进行 红外线摄像，并将采集的视频信号调整到黑白状态，使得不管在白天还是黑夜都会获得更 加清晰明亮的影像。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种昼夜高清双模式摄像机，包括中 央处理单元、摄像传感器单元、垂直时钟驱动单元、图像处理单元和输出单元，摄像传感器 单元采集信号经图像处理单元取样放大后，输入给中央处理单元，经过中央处理单元处理 后，通过输出单元输出，中央处理单元通过垂直时钟驱动单元给摄像传感器单元提供基准 电压，电路中还包括有两个以上存储有不同图像效果调整程序的存储单元，电路中还包括 有可见光采集单元和控制单元，可见光采集单元的信号输出端输出可见光信号给控制单 元，控制单元控制与中央处理单元连接的存储单元的供电电源。一种如上述的摄像机的图像处理方法，该方法包括通过图像处理单元对图像传 感器产生的输出波形进行取样保持并放大后，输入给中央处理单元，中央处理单元调用存储单元内存储的图像效果调整程序对图像处理单元输出的图像信号进行调整后，经输出单 元输入；两个以上存储单元分别存储有不同的图像效果调整程序，各个存储单元分别通过 控制单元与中央处理单元的程序输入端连接，可见光采集单元采集外界可见光，并输入控 制单元，控制单元根据可见光强度选择与中央处理单元连接的存储单元，中央处理单元调 用与之连接的存储单元内的图像效果调整程序对图像处理单元输出的图像信号进行调整。本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括所述的可见光采集单元采用光敏电阻。所述的控制单元采用三极管，可见光采集单元的输出端连接在三极管的基极上， 电源正极通过三极管给存储单元供电。所述的电源正极通过控制单元和与之串联的限流电阻给存储单元的数据线和时 钟线供电。所述的存储单元采用EEPR0M。本发明的有益效果是本发明的双模式摄像机图像处理技术，采用两套图像处理 程序相互切换，白天信号处理器调用白天的图像处理程序，对摄像头采集到的视频信号进 行彩色处理，使视频色彩逼真，明亮；夜间时，信号处理器调用夜晚的图像处理程序，将摄像 头采集到的信号处理成黑白的，使其更加清晰，使得本发明无论在白天还是黑夜都可以呈 现清晰明亮的视频图像。下面将结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。
图1为本发明电路方框图。图2为本发明主控制部分电路原理图。图3为本发明电源部分电路原理图。
具体实施例方式本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近 似的，均在本发明保护范围之内。请参看附图1，本实施例中电路主要包括一个中央处理单元、一个摄像传感器单 元、一个图像处理单元和一个视频输出单元，中央处理单元可以采用DSP(即数字信号处理 器)，本实施例中采用的是专门用于摄像处理电路的专业DSP，利用DSP进行视频处理。本实 施例中，摄像传感器单元采用CCD(即电荷耦合器件)，通过摄像传感器单元将图像信号转 换成电信号。由于CCD传感器的每个像素的输出波形只在一部分时间内是图像信号，其余 时间内是复位电平和干扰，为了取出图像信号并消除干扰，要采用取样保持电路，每个像素 信号被取样后，先把信号保持下来，直到取样下一个像素信号，本实施例中，对CCD传感器 的输出波形进行取样保持，采用图像处理单元，通过图像处理单元进行信号取样、放大后输 入中央处理单元。本实施例中，由中央处理单元提供通过垂直时钟驱动单元给图像传感器 提供水平、垂直驱动信号。图像信号在中央处理单元中进行处理后，由视频输出单元输出。 本实施例中，中央处理单元还可实现A/D转换输入功能和D/A转换输出功能，可直接将图像 处理单元产生的模拟信号转换成数字信号使用，同时，还可以将处理后的视频信号转换成模拟信号，由输出单元输出。本发明中还连接有一个可见光采集单元，本实施例中，可见光 采集单元采用光敏电阻，通过光敏电阻阻值可判断外界光强，通过光强识别为白天还是黑 夜，本发明中将编写好的DSP软件程序预先存放于外部存储器中，在每次中央处理单元通 电复位后再调入程式工作。本实施例中，中央处理单元的程序输入端上连接有两个的存储 单元，存储单元采用EEPR0M，方便程序读写及修改，具体实施时，也可以采用其他具有存储 功能的存储器。两个存储单元分别与中央处理单元的程序输入端连接，由可见光采集单元 控制存储单元的电源，从而控制与中央处理单元连接的存储单元。下述提供一种具体实现电路对本发明做进一步说明，请参看附图2，本实施例中， 采用型号为Ai215J80UQFP的CXD彩色摄像机专用大规模信号处理器U3作为中央处理单 元，采用型号为Ai325CA (或型号为Ai3^CA)的CXD图像传感器Ul作为摄像传感单元采集 视频图像，信号处理器U3输出垂直驱动信号给垂直时钟驱动单元U2，本实施例中，垂直时 钟驱动单元U2采用型号为Ai 1003的CXD垂直时钟驱动器，垂直时钟驱动单元U2输入信号 给CXD图像传感器Ul，CXD图像传感器Ul输出图像信号给图像处理单元U4，经图像处理单 元U4放大后传输给信号处理器U3，本实施例中，图像处理单元U4采用型号为Ai4100的图 像处理器。信号处理器U3输出视频信号给视频放大器TO，本实施例中，视频放大器U5采用 型号为NUM2575(或S0T46A)的视频放大器，由视频放大器TO做视频输出。本实施例中采 用型号为MLC08的串口直连型EEPROM作为存储单元，本实施例中采用两个存储单元，分别 为存储芯片U6和存储芯片U7，本实施例中，存储芯片U6中存储有白天图像效果调整程序， 存储芯片U7中存储有夜晚图像效果调整程序，存储芯片U6和存储芯片U7的输入输出端直 接与信号处理器U3的程序输入端连接。本发明采用外接的光敏电阻来检测可见光，请参看 附图2，光敏电阻可直接连接在附图2中的两个GVR接点处，光敏电阻另一端接地，存储芯片 TO的电源端通过三极管Q4与正电源连接，三极管Q4的基极与光敏电阻(即GVR端)连接， 存储芯片U7的电源端通过三极管Q3与正电源连接，三极管Q3的基极通过电阻R19连接， 同时，三极管Q3的基极还与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极与正电源连接，三 极管Q2的基极与光敏电阻(即GVR端)连接。当外面可见光强度高时，光敏电阻阻值小， 此时，三极管Q2的基极处于低电平，三极管Q2截止，三极管Q3的基极被电阻R19拉低为 低电平，三极管Q3也截止，此时，存储芯片U7电源端没有供电，存储芯片U7不工作，但是， 三极管Q4的基极处于高电平，三极管Q4导通，给存储芯片U6供电，存储芯片U6内的程序 被读入信号处理器U3中，信号处理器U3执行存储芯片U6内存储的图像调整程序；反之当 外面可见光强度低时，光敏电阻阻值大，此时，三极管Q2的基极的分压增大，使之处于高电 平，三极管Q2导通，三极管Q3的基极为高电平，三极管Q3也导通，此时，存储芯片U7电源 端得到供电，存储芯片U7工作，但是，三极管Q4的基极处于低电平，三极管Q4截止，存储芯 片TO停止供电，存储芯片U7内的程序被读入信号处理器U3中，信号处理器U3执行存储芯 片U7内存储的图像调整程序。请参看附图3，本发明采用+12V稳压芯片和+5V稳压芯片将外接电源稳压至+12V 和+5V给系统中相应器件供电。本发明的图像处理方法为，在存储芯片U6中存储白天图像效果调整程序，针对白 天图像效果调整的白天模式，在存储芯片U7中存储夜晚图像效果调整程序，夜视图像效果 调整的黑夜模式(即将图像处理为黑白状态)。当光敏电阻识别判断为白天时，存储芯片U6与信号处理器U3的程序输入端连接，信号处理器U3调入存储芯片TO内的图像效果调整 程序，对图像传感器Ul感应的视频图像进行相应的参数调整，并输入；当光敏电阻识别判 断为夜晚时，存储芯片U7与信号处理器U3的程序输入端连接，信号处理器U3调入存储芯 片U7内的图像效果调整程序，对图像传感器Ul感应的视频图像进行相应的参数调整，并输 入，从而实现双模式控制。 本发明的双模式摄像机图像处理技术，采用两套图像处理程序相互切换，白天信 号处理器调用白天的图像处理程序，对摄像头采集到的视频信号进行彩色处理，使视频色 彩逼真，明亮；夜间时，信号处理器调用夜晚的图像处理程序，将摄像头采集到的信号处理 成黑白的，使其更加清晰，使得本发明无论在白天还是黑夜都可以呈现清晰明亮的视频图像。
权利要求
1.一种昼夜高清双模式摄像机，包括中央处理单元、摄像传感器单元、垂直时钟驱动单 元、图像处理单元和输出单元，摄像传感器单元采集信号经图像处理单元取样放大后，输入 给中央处理单元，经过中央处理单元处理后，通过输出单元输出，中央处理单元通过垂直时 钟驱动单元给摄像传感器单元提供基准电压，其特征是所述的电路中还包括有两个以上 存储有不同图像效果调整程序的存储单元，电路中还包括有可见光采集单元利控制单元， 可见光采集单元的信号输出端输出可见光信号给控制单元，控制单元控制与中央处理单元 连接的存储单元的供电电源。
2.根据权利要求1所述的昼夜高清双模式摄像机，其特征是所述的可见光采集单元 采用光敏电阻。
3.根据权利要求1或2所述的昼夜高清双模式摄像机，其特征是所述的控制单元采 用三极管，可见光采集单元的输出端连接在三极管的基极上，电源正极通过三极管给存储 单元供电。
4.根据权利要求1或2所述的昼夜高清双模式摄像机，其特征是所述的电源正极通 过控制单元和与之串联的限流电阻给存储单元的数据线和时钟线供电。
5.根据权利要求1或2所述的昼夜高清双模式摄像机，其特征是所述的存储单元采 用 EEPROM。
6.一种如权利要求1所述的摄像机的图像处理方法，其特征是所述的方法包括通 过图像处理单元对图像传感器产生的输出波形进行取样保持并放大后，输入给中央处理单 元，中央处理单元调用存储单元内存储的图像效果调整程序对图像处理单元输出的图像信 号进行调整后，经输出单元输入；两个以上存储单元分别存储有不同的图像效果调整程序， 各个存储单元分别通过控制单元与中央处理单元的程序输入端连接，可见光采集单元采集 外界可见光，并输入控制单元，控制单元根据可见光强度选择与中央处理单元连接的存储 单元，中央处理单元调用与之连接的存储单元内的图像效果调整程序对图像处理单元输出 的图像信号进行调整。
7.根据权利要求6所述的图像处理方法，其特征是所述的可见光采集单元采用光敏 电阻。
8.根据权利要求6或7所述的图像处理方法，其特征是所述的控制单元采用三极管， 可见光采集单元的输出端连接在三极管的基极上，电源正极通过三极管给存储单元供电。
9.根据权利要求6或7所述的图像处理方法，其特征是所述的电源正极通过控制单 元和与之串联的限流电阻给存储单元的数据线和时钟线供电。
10.根据权利要求6或7所述的图像处理方法，其特征是所述的存储单元采用 EEPROM。
全文摘要
本发明提供一种新的昼夜高清双模式摄像机以及图像处理方法，其利用图像传感器既能感应可见光，又能感应红外线的原理，将中央处理单元的不同光强下的不同图像效果调整程序分别存储在不同的存储单元中，通过可见光采集单元采集外界可见光，并根据可见光的强度使中央处理单元接通不同的存储单元，即调用不同的图像效果调整程序，对图像传感器采集到的图像信号进行不同的处理，白天进行彩色摄像，夜晚进行红外线摄像，并将采集的视频信号调整到黑白状态，使得不管在白天还是黑夜都会获得更加清晰明亮的影像。
文档编号H04N5/33GK102137224SQ20101010177
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者陈丽和, 陈楚彬, 陈楚生 申请人:深圳市华视联发电子科技有限公司