一种基于动态曝光控制的数字照相装置及控制方法
【专利摘要】本发明公开一种基于动态曝光控制的数字照相装置及控制方法，包括CMOS传感器，FIFO存储器，CPU，通信接口，镜头，电源，补光灯，CMOS传感器与FIFO存储器、CPU、镜头、电源连接，CPU与FIFO存储器、电源、通信接口、补光灯连接，通信接口与电源连接，动态曝光控制的数字照相装置与上位机连接。本发明采用基于动态曝光控制的数字照相方法的数字照相机，能实现很低光照下环境的全彩色图像采集，结合小功率补光灯可实现全天候环境的图像采集工作，现有的水雨情数据采集基本都采用太阳能方式供电，对产品的功耗要求很高，采用此技术的数字照相机只需要很小功率的补光灯，优势非常明显。
【专利说明】
一种基于动态曝光控制的数字照相装置及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及监控和预警领域，特别涉及一种基于动态曝光控制的数字照相装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]在我国有许多自然灾害频发地区，需要加强灾害的监控以最大化减少人员、财产损失。近年来，随着移动互联网的高速发展以及各种智能终端的产生使得灾害监控技术不断提高，基本上克服了早期人工勘测报警所带来的大量弊端。目前，相关技术中采用雨量计，水位计等实现现场水雨情的监测，可以得到比较准确的数据，但是对现场环境的了解很不直观，后来随着电子技术的发展也部分采用了摄像机技术，但由于技术原因，无法实现低照度环境下的图像采集，这样就无法及时对灾害信息结合实际环境进行监控以便在灾害来临第一时间发布预警信息通知受灾区域居民疏散。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种基于动态曝光控制的数字照相装置及控制方法，解决了低光照下环境的全彩色图像采集，结合小功率补光灯实现了全天候环境的图像采集，降低了产品功耗要求。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了如下方案:
[0005]—种基于动态曝光控制的数字照相装置，包括CMOS传感器，先进先出存储器，CPU，通信接口，镜头，电源，补光灯，镜头连接CMOS传感器，CMOS传感器连先进先出存储器、CPU、电源，先进先出存储器连接CPU，CPU连接电源、通信接口、补光灯连接，通信接口连接电源，电源连接补光灯，动态曝光控制的数字照相装置连接上位机。
[0006]可选的，基于动态曝光控制的数字照相装置的电源输入端与上位机的电力输出端相连。
[0007]可选的，CMOS传感器包括自动增益控制单元AGC、自动曝光控制单元AEC。
[0008]可选的，补光灯功率为3_8w。
[0009]—种基于动态曝光控制的数字照相装置控制方法，其特征在于，包括CMOS传感器，先进先出存储器，CPU，通信接口，镜头，电源，补光灯，CMOS传感器与先进先出存储器、CPU、镜头、电源连接，CPU与先进先出存储器、电源、通信接口、补光灯连接，通信接口与电源连接，电源与补光灯连接，动态曝光控制的数字照相装置与上位机连接，CMOS传感器包括自动增益控制单元AGC、自动曝光控制单元AEC单元，方法包括:
[0010]步骤I，获取上位机下发的指令；
[0011]步骤2，根据上位机下发的指令，初始化基于动态曝光控制的数字照相装置；
[0012]步骤3，根据当前时间选择采集模式；
[0013]步骤4，根据选择的采集模式，初步设定曝光时间和增益参数；
[0014]步骤5，获得CMOS传感器采集环境光线进行评价测光的光照值，自动获取曝光时间参数；
[0015]步骤6，将自动曝光控制单元AEC设为手动，设置曝光时间参数；
[0016]步骤7，获取CMOS传感器重新采集的环境光照设置曝光增益；
[0017]步骤8，将自动增益控制单元AGC设为手动，设置曝光增益参数；
[0018]步骤9，比较自动曝光控制单元AEC曝光时间参数和自动增益控制单元AGC曝光增益参数，自动曝光控制单元AEC曝光时间参数和自动增益控制单元AGC曝光增益参数差的绝对值小于10，执行下一步骤，差的绝对值值大于等于10执行获得CMOS传感器采集环境光线进行评价测光的光照值，自动获取曝光时间参数；
[0019]步骤10、输出高度压缩后的现场全彩色图像。
[0020]可选的，步骤I具体包括:获取上位机下发的包含图像分辨率，图像质量，采集延时，采集模式信息的指令。
[0021]可选的，步骤3，根据当前时间选择的采集模式包括白天模式和夜间模式，白天模式时间段为早上7: 30-下午5:30，夜间模式时间段为下午5: 30-早上7: 30。
[0022]可选的，上位机远程设置白天模式时间段和夜间模式时间段。
[0023]可选的，步骤4，根据选择的采集模式，初步设定曝光时间和增益参数，曝光时间范围为0-255，白天模式曝光时间范围0-191，夜间模式曝光时间范围为192-255，曝光增益范围为0-255，白天模式曝光增益范围为0-63，夜间模式曝光增益范围为64-255。
[0024]可选的，步骤5，获得CMOS传感器采集环境光线进行评价测光的光照值，自动获取曝光时间参数，如果当前模式为夜间模式，获取的曝光时间参数大于235，开启补光灯。
[0025]根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果:
[0026]采用基于动态曝光控制的数字照相方法的数字照相机，能实现很低光照下环境的全彩色图像采集，结合小功率补光灯可实现全天候环境的图像采集工作，现有的水雨情数据采集基本都采用太阳能方式供电，对产品的功耗要求很高，采用此技术的数字照相机只需要很小功率的补光灯(3_8w)，传统摄像头需要30W以上的补光灯，优势非常明显。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
[0028]图1为本发明一种基于动态曝光控制的数字照相装置的结构示意图；
[0029]图中1.上位机，2.COMS传感器，3.先进先出存储器，4.CPU，5.通信接口，6.镜头，7.电源，8.补光灯；
[0030]图2本发明的一种基于动态曝光控制的数字照相装置及控制方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0032]本发明的目的是提供一种基于动态曝光控制的数字照相装置及控制方法，解决了低光照下环境的全彩色图像采集，结合小功率补光灯实现了全天候环境的图像采集，降低了产品功耗要求。
[0033]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0034]本发明提供了一种基于动态曝光控制的数字照相装置，包括CMOS传感器(2)，先进先出存储器(3)，CPU(4)，通信接口(5)，镜头(6)，电源(7)，补光灯(8)，CM0S传感器(2)与先进先出存储器(3)、CPU(4)、镜头(6)、电源(7)连接，CPU(4)与先进先出存储器(3)、电源(7)、通信接口(5)、补光灯(8)连接，通信接口(5)与电源(7)连接，电源(7)与补光灯(8)连接，动态曝光控制的数字照相装置与上位机(I)连接。
[0035]采用基于动态曝光控制的数字照相方法的数字照相机，能实现很低光照下环境的全彩色图像采集，结合小功率补光灯可实现全天候环境的图像采集工作，现有的水雨情数据采集基本都采用太阳能方式供电，对产品的功耗要求很高，采用此技术的数字照相机只需要很小功率的补光灯(3-8w)，传统摄像头需要30W以上的补光灯，优势非常明显。
[0036]本发明还提供了一种基于动态曝光控制的数字照相方法，该方法包括:
[0037]步骤201:设备由上位机供电，上电后接收上位机(遥测终端)下发的指令(包括图像分辨率，图像质量，采集延时，采集模式等参数)，设备根据这些参数进行初始化并设定图像米集参数；
[0038]步骤202:根据时间(2个时段早上7: 30-下午5: 30和下午5: 30-早上7: 30，这个时间参数由遥测终端设置并可远程修改)设置是否采用夜间模式(下午5:30-早上7:30为夜间模式，默认为白天模式)，并根据不同的模式初步设定曝光时间和增益参数，曝光时间范围为0-255，白天模式下为0-191，夜间模式为192-255);曝光增益范围0-255，白天模式为0-63，夜间模式为64-255;
[0039]步骤203:对环境光照进行采集以获取曝光时间，实现方法:将AEC等寄存器设为自动，进行preview,在preview到capture之间读取preview的曝光时间参数:parameter_record；
[0040]步骤204:将AEC等寄存器设为手动，在写完capture setting后设置曝光时间参数:sensor_captureExposurel
[0041 ]步骤205:重新采集环境光照设置曝光增益;实现方法:将AGC等寄存器设为自动，进行 preview,在 preview 到capture 之间读取 preview 的曝光增益参数:parameter_record;
[0042]步骤206:将AGC等寄存器设为手动，在写完capture setting后设置曝光增益参数:sensor_captureGainl
[0043]步骤207:重复以上过程，当2次的AEC和AGC参数相近(小于10的时候，设备认为已经调整到最佳参数，根据此参数进行照相操作(capture);输出高度压缩后的现场全彩色图像.
[0044]本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种基于动态曝光控制的数字照相装置，其特征在于，包括CMOS传感器，先进先出存储器，CPU，通信接口，镜头，电源，补光灯，所述镜头连接所述所述CMOS传感器，所述CMOS传感器连所述先进先出存储器、所述CPU、所述电源，所述先进先出存储器连接所述CPU，所述CPU连接所述电源、所述通信接口、所述补光灯连接，所述通信接口连接所述电源，所述电源连接所述补光灯，所述动态曝光控制的数字照相装置连接上位机。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基于动态曝光控制的数字照相装置的电源输入端与上位机的电力输出端相连。3.如权利要求1所述一种基于动态曝光控制的数字照相装置，其特征在于，所述CMOS传感器包括自动增益控制单元AGC、自动曝光控制单元AEC。4.如权利要求1所述一种基于动态曝光控制的数字照相装置，其特征在于，所述补光灯功率为3_8w。5.一种基于动态曝光控制的数字照相装置控制方法，其特征在于，包括CMOS传感器，先进先出存储器，CPU，通信接口，镜头，电源，补光灯，所述镜头连接所述所述CMOS传感器，所述CMOS传感器连所述先进先出存储器、所述CPU、所述电源，所述先进先出存储器连接所述CPU，所述CPU连接所述电源、所述通信接口、所述补光灯连接，所述通信接口连接所述电源，所述电源连接所述补光灯，所述动态曝光控制的数字照相装置连接上位机，所述CMOS传感器包括自动增益控制单元AGC、自动曝光控制单元AEC单元，所述方法包括: 步骤I，获取所述上位机下发的指令； 步骤2，根据所述上位机下发的指令，初始化所述基于动态曝光控制的数字照相装置； 步骤3，根据当前时间选择采集模式； 步骤4，根据所述选择的采集模式，初步设定曝光时间和增益参数； 步骤5，获得所述CMOS传感器采集环境光线进行评价测光的光照值，自动获取曝光时间参数； 步骤6，将所述自动曝光控制单元AEC设为手动，设置曝光时间参数； 步骤7，获取所述CMOS传感器重新采集的环境光照设置曝光增益； 步骤8，将所述自动增益控制单元AGC设为手动，设置曝光增益参数； 步骤9，比较所述自动曝光控制单元AEC曝光时间参数和自动增益控制单元AGC曝光增益参数，所述自动曝光控制单元AEC曝光时间参数和自动增益控制单元AGC曝光增益参数差的绝对值小于10，执行下一步骤，差的绝对值值大于等于10执行所述获得所述CMOS传感器采集环境光线进行评价测光的光照值，自动获取曝光时间参数的步骤； 步骤10、输出高度压缩后的现场全彩色图像。6.如权利要求5所述一种基于动态曝光控制的数字照相装置控制方法，其特征在于，所述步骤I具体包括:获取所述上位机下发的包含图像分辨率，图像质量，采集延时，采集模式信息的指令。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括:根据当前时间选择的采集模式包括白天模式和夜间模式，所述白天模式时间段为早上7:30-下午5:30，所述夜间模式时间段为下午5: 30-早上7: 30。8.如权利要求7所述一种基于动态曝光控制的数字照相装置控制方法，其特征在于，所述上位机远程设置所述白天模式时间段和所述夜间模式时间段。9.如权利要求5-8所述一种基于动态曝光控制的数字照相装置控制方法，其特征在于，所述步骤4具体包括:根据所述选择的采集模式，初步设定曝光时间和增益参数，所述曝光时间范围为0-255，白天模式曝光时间范围0-191，夜间模式曝光时间范围为192-255，所述曝光增益范围为0-255，白天模式曝光增益范围为0-63，夜间模式曝光增益范围为64-255。10.如权利要求5所述一种基于动态曝光控制的数字照相装置控制方法，其特征在于，所述步骤5具体包括:获得所述CMOS传感器采集环境光线进行评价测光的光照值，自动获取曝光时间参数，如果当前模式为夜间模式，获取的曝光时间参数大于235，开启所述补光灯。
【文档编号】H04N5/235GK105872404SQ201610438384
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】秦景, 张建清, 路威, 赵凌云, 宋君
【申请人】中国水利水电科学研究院, 成都众山科技有限公司