具有定期红外照明和全局快门cmos传感器的夜视设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及数码相机，尤其涉及具有定期红外照明和全局快门CMOS传感器的夜视设备。
【背景技术】
[0002]用于识别运动车辆周边目标的数码相机需要捕捉高速运动目标的精确形状和细节情况。现有的互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器有一个作为电子快门功能的滚动快门，因此，在拍摄运动目标时不可避免地会出现焦面失真的问题。在弱光条件下，焦面失真会被加剧，需要增加曝光时间。通过连续照明提供更高的环境光线亮度会造成电量浪费，从而缩短电池使用寿命。
[0003]需要有一个具有定期红外照明和全局快门CMOS传感器的夜视设备。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种具有定期红外照明和全局快门CMOS传感器的夜视设备，能够通过脉冲红外发光二极管来提供红外照明，将红外照明窗口与全局快门CMOS传感器的曝光窗口同步，确保为特定应用场合提供合适的照明，根据环境光线亮度改变红外照明窗口的脉冲宽度，提高红外发光二极管的效率，耗能更低，降低过热的风险，解决每帧的动态模糊问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供一种夜视设备，该夜视设备包含一个互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、一个红外光产生电路和一个处理器电路。CMOS图像传感器包含若干图像元件，所有图像元件响应第一个控制信号同时开始光线集成。第二个控制信号控制红外光产生电路所产生的红外光线的持续时间或强度，或者同时控制持续时间和强度。处理器电路能够产生第一个控制信号和第二个控制信号。红外照明的周期要短于CMOS图像传感器的集成周期。
[0006]在上述夜视设备的某些实施方式中，CMOS图像传感器的若干图像元件是按照二维矩阵的方式进行布置的。
[0007]在上述夜视设备的某些实施方式中，CMOS图像传感器的若干图像元件响应第一个控制信号被同时复位。
[0008]在上述夜视设备的某些实施方式中，CMOS图像传感器包含一个全局快门CMOS图像传感器。
[0009]在上述夜视设备的某些实施方式中，第二个控制信号决定红外光产生电路的红外光发射窗口。
[0010]在上述夜视设备的某些实施方式中，红外光产生电路包含若干发光二极管。在若干发光二极管的某些实施方式中，第二个控制信号可能会决定在红外光发射窗口期间，有多少数量的发光二极管是亮的。
[0011]在上述夜视设备的某些实施方式中，配置的处理器电路决定了环境光线亮度。在某些实施方式中，配置的处理器电路决定了环境光线亮度，处理器电路被进一步配置为根据所确定的环境光线亮度产生第二个控制信号。
[0012]在上述夜视设备的某些实施方式中，处理器电路被进一步配置为，通过评估第一个控制信号启动CMOS图像传感器的集成周期，利用第二个控制信号产生一个脉冲红外照明，当CMOS图像传感器的集成周期结束后，读取CMOS图像传感器的图像数据，对图像数据使用一种或者多种图像处理技术，检测图像数据中所包含的一个或者多个目标。
[0013]在上述夜视设备的某些实施方式中，处理器电路被进一步配置为，根据环境光线亮度，调整脉冲红外照明的持续时间，减少图像数据因为运动而造成的变形问题。
[0014]在上述夜视设备的某些实施方式中，CMOS图像传感器、红外光产生电路和处理器电路组成了一个摄像机。在组成摄像机的某些实施方式中，摄像机可能具有夜视功能，可以将其安装在车辆中。
[0015]本发明还提供一种在低环境光线亮度的条件下采集视频图像的方法，该方法包含下列步骤:通过评估第一个控制信号启动CMOS图像传感器的集成周期，利用第二个控制信号产生一个脉冲红外照明，在CMOS图像传感器集成期间脉冲一个或者多个发光二极管，当所述CMOS图像传感器的所述集成周期结束后，读取所述CMOS图像传感器的图像数据，CMOS图像传感器包含许多图像元件，所有的图像元件响应第一个控制信号开始光线集成。第二个控制信号控制脉冲红外照明的持续时间、强度，或者同时控制持续时间和强度。
[0016]在上述方法的某些实施方式中，方法进一步包含，利用至少一个视频数字信号处理电路和一个图像数字处理电路，对图像数据使用一种或者多种图像处理技术，检测图像数据中所包含的一个或者多个目标。
[0017]在上述方法的某些实施方式中，CMOS图像传感器的若干图像元件是按照二维矩阵的方式进行布置的。
[0018]在上述方法的某些实施方式中，CMOS图像传感器的若干图像元件响应第一个控制信号被同时复位。
[0019]在上述方法的某些实施方式中，CMOS图像传感器包含一个全局快门CMOS图像传感器。
[0020]在上述方法的某些实施方式中，第二个控制信号决定由若干发光二极管组成的红外光产生电路的红外光发射窗口。在第二个控制信号决定红外光产生电路的红外光发射窗口的某些实施方式中，第二个控制信号可能会决定在红外光发射窗口期间，有多少数量的发光二极管是亮的。
[0021]在上述方法的某些实施方式中，方法进一步决定了环境光线亮度。在确定了环境光线亮度的某些实施方式中，根据所确定的环境光线亮度产生第二个控制信号。
[0022]在上述方法的某些实施方式中，根据环境光线亮度，调整脉冲红外照明的持续时间，减少图像数据因为运动而造成的变形问题。
[0023]本发明的目的、特征和优点包含:提供一个带定期红外照明和全局快门CMOS传感器的夜视设备，该夜视设备能够通过脉冲红外发光二极管来提供红外照明，将红外照明窗口与全局快门CMOS传感器的曝光窗口同步，确保为特定应用场合提供合适的照明，根据环境光线亮度改变红外照明窗口的脉冲宽度，提高红外发光二极管的效率，耗能更低，降低过热的实例，降低每帧的动态模糊问题，以及/或者使用一个或者多个集成电路。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例中相机电路的示意图；
图2是图1所述相机的不意图；
图3是图1中处理器电路的示意图；
图4是本发明实施例中相机的示例操作图；
图5是本发明实施例中中的工艺流程图；
图6是本发明实施例中中的工艺流程图；
图7是图像传感器界面的示意图；
图8是红外发光二极管的界面示意图；
图9是通过车载夜视相机被视频图像检测到的目标图；
图10是图9相机视角范围内的目标图；
图11是检测目标的相机系统图；
图12是本发明另一个实施例中的装置图；
图13是将检测到的目标分类并产生元数据的流程图。
【具体实施方式】
[0025]在各种实施方式中阐述了相机的夜视功能，该相机包含一个全局快门CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器，能够提供定期的红外照明。此处所用到的术语红外(IR)通常包含近红外波长的光(例如~700nm - ~1000nm)和更长波长的光(例如中红外和远红外)。当检测到触发事件时，全局快门CMOS传感器将会被启动(例如，开始一次曝光/集成循环)，在全局快门CMOS传感器的曝光/集成窗口内通过脉冲红外光源的方式提供预订时间周期的照明。
[0026]利用全局快门CMOS传感器和脉冲红外照明可以改善低光线/夜视图像。红外照明窗口通常与全局快门CMOS传感器的曝光/集成窗口同步，为特定使用场合提供正确的光线照明。在各个实施方式中，可以根据环境光线水平来改变红外照明窗口的宽度。脉冲红外(IR)发光二极管(LEDs)提供红外照明，而不是连续进行红外照明，可以提高红外发光二极管的效率，耗费更少的电量，并避免过热问题。短脉冲宽度可以用来冻结运动，从而减少每一帧的运动模糊。在各个实施方式中，可以利用与发明实施方式相符的相机来捕获交通视频，可以用于自动驾驶员辅助系统(ADAS)和/或者图像检测/识别应用程序。
[0027]参考图1，所示装置100的框图为本发明示例实施方式中摄像机/记录器系统。在该示例中，装置(或者设备)100可能包含一个模块(或者电路)102，一个模块(或者电路)104，一个模块(或者电路)106，一个模块(或者电路)108，一个模块(或者电路)110，一个模块(或者电路)112，一个模块(或者电路)114，一个模块(或者电路)116。模块106，108, 112，114和116可以在硬件、软件、固件或者上述组合中使用，可以用在一个或者多个设备(或者装置)中。
[0028]在各个实施方式中，装置100可以作为一个高分辨率(或者高清)摄像机/记录器使用。可以操作装置100来捕捉一个或者多个视频流，以及/或者音频流(或剪辑)，收集各种类型的传感器信息(数据)。在某些实施方式中，可以操作装置100捕捉一个或者多个高码率(例如高分辨率等)的视频流(或者剪辑)，相应低码率(例如较低分辨率，较低帧率，高于参考帧率的预测帧数，改变量化参数，等等)的视频流(或者剪辑)，音频流(或者剪辑)，以及/或者手机运动和位置信息。可以利用模块102 (例如镜头和相关执行机构)、模块104(例如一个全局快门互补金属氧化物半导体(CMOS)电光传感器)和模块110 (例如，红外光产生电路)来捕捉低光线亮度/夜视视频流。在各个实施方式中，可以利用许多红外(IR)发光二极管(LEDs)来操作模块110。模块106 (例如一个编码器)可以产生(例如，处理、编码、压缩等)一个高码率视频流(例如RES_1)和/或者一个或者多个低码率视频流(例如RES_2)0可以利用一个或者多个属性和/或者标准静止和/或者视频编解码器(例如JPEG，MJPEG, MPEG-2, MPEG-4, H.264，HEVC等等)操作模块106产生、处理和编码视频流RES_1和 RES_2o
[0029]低码率视频剪辑可能含有与同一时间从相应的高码率视频剪辑所捕捉的内容相同的内容。在某些实施方式中，低码率视频剪辑可能是高码率视频剪辑的缩印版本。在其它实施方式中，可能会平行捕捉低码率视频剪辑和高码率视频剪辑。例如，模块106所捕捉到的每一帧可以作为高码率视频进行处理，也可以作为缩减规模的低码率视频进行处理。在某些实施方式中，可能通过代码转换的方式从高码率视频流中产生低码率视频流。在某些实施方式中，可以将高码率视频流解码，并重新编码到低码率视频流中。
[0030]模块108(例如一个控制电路)可能被配置为管理模块104、模块106、模块110和模块112 (例如一个存储器接口)，来储存模块(例如一个存储器)内的视频流RES_1和RES_2。可以利用许多易失性(例如SRAM，DRAM等)和/或者非易失性(例如闪盘，SD卡，xD图片卡、用户身份模块(SH0卡等)储存技术。可以进一步将模块108配置为，通过模块106 (例如一个无线通信接口)至少将储存在模块114中的高解析度视频数据、低码率视频数据，以及/或者视频数据的一部分(例如视频流、一个或者多个段视频剪辑、一个或者多个静止图像、一个音频流、一个或者多个音频剪辑等)与外部装置(例如用户装置)来进行通信(传输)。例如，在各个实施方式中，可以将模块116配置为支持一个或者多个IEEE 802.11、IEEE802.15、IEEE 802.15.1、IEEE 802.15.2、IEEE 802.15.3、IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.5、IEEE 802.20、Bluetooth和/或者ZigB