摄像机的自动光圈控制方法及装置的制作方法

专利名称：摄像机的自动光圈控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像采集技术领域，特别涉及一种摄像机的自动光圈控制方法及装置。
背景技术：
目前，对于不支持用数字信号来控制自动光圈的数字监控摄像机，只能用固定光圈的镜头通过手动来调整光圈的大小，或者是用模拟视频信号来控制自动光圈的光圈大小调整，由此使得数字监控摄像机的发展受到限制。
对于一些可以用模拟视频信号控制自动光圈的数字监控摄像机而言，当把视频的亮度调高之后，保证在晚上可以增强视频的亮度，但是在白天的时候就会出现图像发白并且不断闪烁的情况，目前，对于上述情况，通常采用手动来调低图像的亮度或者换用固定光圈的镜头才能解决图像发白和闪烁的问题，由此，导致在白天(光线充足时)和晚上(光线不足时)使用上述的用模拟视频信号控制自动光圈的数字监控摄像机进行图像采集时，需要根据光线的不同不断地手动调整图像的亮度或者更换不同的固定光圈镜头，使用起来非常不方面，操作繁琐且浪费时间。发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种摄像机的自动光圈控制方法。该方法通过模拟增益信号对自动光圈的大小进行自动控制，具有避免采集图像闪烁或者发白的现象，提高了图像的质量。
本发明的另一目的在于提出一种摄像机的自动光圈控制装置。
为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种摄像机的自动光圈控制方法，包括以下步骤接收摄像机的图像传感器采集的图像信号；通过处理器对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值；处理器根据所述图像信号的增益值和亮度值对由所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整；根据调整后的所述模拟增益信号对所述摄像机的自动光圈的大小进行调整。
根据本发明实施例的摄像机的自动光圈控制方法，通过计算获取到图像传感器采集的图像信号的增益值和亮度值，并根据上述的增益值和亮度值准确地判断出是否需要改变模拟增益信号以及模拟增益信号的变化量，从而根据变化量控制自动光圈进行光圈大小的自动调整以改变射入到图像传感器的光量，从而解决了采集图像可能出现闪烁或者发白的问题，尤其解决了在把采集时图像亮度调高时可能出现的图像发白或者不断闪烁的问题。另外，该方法能够对自动光圈自动控制，由此节省人力，节省操作，方便用户使用。
另外，根据本发明上述实施例的摄像机的自动光圈控制方法还可以具有如下附加的技术特征
在本发明的一个实施例中，处理器根据所述图像信号的增益值和亮度值对由所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整，进一步包括将所述图像信号的增益值与预设的增益门限值进行比较；将所述图像信号的亮度值与预设的亮度门限值进行比较；如果判断所述增益值小于所述预设的增益门限值且所述亮度值大于所述亮度门限值，则对所述模拟增益信号进行调整。
在本发明的一个实施例中，所述预设的增益门限值和所述预设的亮度门限值均由经验值确定。
在本发明的一个实施例中，根据所述图像信号的增益值的变化比例确定所述模拟增益信号的变化比例；根据所述模拟增益信号的变化比例对所述模拟增益信号的大小进行调整。
在本发明的一个实施例中，通过处理器对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值，进一步包括获取预定次数的所述图像信号的增益值和亮度值。
在本发明的一个实施例中，判断每一次所获取的所述图像信号的增益值是否均小于所述预设的增益门限值且所述每一次获取的所述图像信号的亮度值是否均大于所述预设的亮度门限值；如果是则对输出的所述模拟增益信号进行调整。
在本发明的一个实施例中，当对所述模拟增益信号进行调整后，延迟预定时间后进行下一次的处理。
根据本发明的第二方面实施例提出了一种摄像机的自动光圈控制装置，包括图像传感器，所述图像传感器用于采集的图像信号；处理器，所述处理器与所述图像传感器相连，用于对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值，并根据所述增益值和亮度值对所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整；自动光圈，所述自动光圈与所述处理器相连，用于根据调整后的所述模拟增益信号调整所述自动光圈的大小。
根据本发明实施例的摄像机的自动光圈控制装置，通过图像信号的增益值和亮度值能够准确地判断出模拟增益信号的变化量，从而根据变化量控制自动光圈进行光圈大小的自动调整以改变射入到图像传感器的光量，由此解决了采集图像可能出现闪烁或者发白的问题。另外，该装置对自动光圈自动控制，操作简单，方便用户使用。
另外，根据本发明上述实施例的摄像机的自动光圈控制装置还可以具有如下附加的技术特征
根据本发明的一个实施例，所述处理器用于将所述图像信号的增益值与预设的增益门限值进行比较且将所述图像信号的亮度值与预设的亮度门限值进行比较，并在判断所述增益值小于所述预设的增益门限值且所述亮度值大于所述亮度门限值时，对所述模拟增益信号进行调整。
根据本发明的一个实施例，所述处理器还用于根据所述图像信号的增益值的变化比例确定所述模拟增益信号的变化比例，并根据所述模拟增益信号的变化比例调整所述模拟增益信号的大小。
根据本发明的一个实施例，所述处理器用于获取预定次数的所述图像信号的增益值和亮度值。
根据本发明的一个实施例，所述处理器用于在判断每一次所获取的所述图像信号的增益值均小于所述预设的增益门限值且所述每一次获取的所述图像信号的亮度值均大于所述预设的亮度门限值时对所述模拟增益信号进行调整。
根据本发明的一个实施例，当所述处理器对所述模拟增益信号进行调整后，延迟预定时间后进行下一次的处理。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。


本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中
图1为本发明实施例的摄像机的自动光圈控制方法的流程图2为本发明一个实施例的摄像机的自动光圈控制方法的详细流程图；以及
图3本发明实施例的摄像机的自动光圈控制装置的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 “上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图1-2首先描述根据本发明实施例的摄像机的自动光圈控制方法。
参考图1，根据本发明实施例的摄像机的自动光圈控制方法，包括如下步骤
步骤S101，接收摄像机的图像传感器采集的图像信号。例如可以采用CMOS传感器或者CCD传感器等进行图像信号的采集。作为一个具体的示例，如图2所示的步骤S201所示，对图像传感器等设备进行初始化，然后采集图像。
步骤S102，通过处理器对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值。具体而言，参见图2所示的步骤S202，处理器根据输入的图像信号进行计算，从而计算出图像信号的增益值以及亮度值。在本发明的优选实施例中，可以获取预定次数的图像信号的增益值和亮度值，例如可以设定采集10次增益值和亮度值，由此，多次采集增益值和亮度值可以使后续的处理更加准确，避免偶尔的获取的增益值和亮度值对后续处理产生影响。
步骤S103，处理器根据所述图像信号的增益值和亮度值对由所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整。结合图2所示的步骤S203，具体而言
1、将图像信号的增益值与预设的增益门限值进行比较。
2、将图像信号的亮度值与预设的亮度门限值进行比较。
3、如果判断增益值小于预设的增益门限值且亮度值大于亮度门限值，则对模拟增益信号进行调整。
进一步而言，对于输出的模拟增益信号的大小的调整范围可以根据图像信号的增益值的变化比例确定出模拟增益信号的变化比例，然后根据模拟增益信号的变化比例对模拟增益信号的大小进行调整。即按照图像增益的变化比例确定出模拟增益信号的调整比例，从而对模拟增益信号进行调整。例如，当预设的增益门限值是4000，图像信号的增益值变化到4500时，增益值的变化比例为(4500-4000)/4000，此时，模拟增益信号的大小将在当前的模拟增益信号的值的大小上按照上述比例进行调整。
需要说明的是，上述的预设的增益门限值和预设的亮度门限值均由经验值确定， 例如可以在自然环境的光照下采集图像信号，并对采集到的图像信号计算器增益值和亮度值作为预设的增益门限值和预设的亮度门限值，当然，本发明的实施例并不限于此，同样可以根据以往的经验估计出预设的增益门限值和预设的亮度门限值。
进一步地，根据步骤S102所示的一个实施例，对于多次采集增益值和亮度值而言，可以判断每一次所获取的图像信号的增益值是否均小于预设的增益门限值且每一次获取的图像信号的亮度值是否均大于预设的亮度门限值。如果是则对输出的模拟增益信号进行调整。由此，避免偶尔的对计算得到的图像信号的增益值和亮度值出现错误时产生误判， 进一步提高判断精度，保证对自动光圈的调整更为准确。
步骤S104，根据调整后的所述模拟增益信号对所述摄像机的自动光圈的大小进行调整。参见图2所示的步骤S204。作为一个具体的示例，通过步骤S103中确定的模拟增益信号的调整大小后，根据模拟增益信号的调整的多少对自动光圈进行相应的调整，从而调整射入图像传感器中的光量，由此避免采集图像可能出现闪烁或者发白的问题。
根据本发明实施例的摄像机的自动光圈控制方法，通过计算获取到图像传感器采集的图像信号的增益值和亮度值，并根据上述的增益值和亮度值准确地判断出是否需要改变模拟增益信号以及模拟增益信号的变化量，从而根据变化量控制自动光圈进行光圈大小的自动调整以改变射入到图像传感器的光量，从而解决了采集图像可能出现闪烁或者发白的问题，尤其解决了在把采集时图像亮度调高时可能出现的图像发白或者不断闪烁的问题。另外，该方法能够对自动光圈自动控制，由此节省人力，节省操作，方便用户使用。
再次结合图2，如步骤S205所示，当对模拟增益信号进行调整后，延迟预定时间后进行下一次的处理。例如在本发明的示例中，可以延迟10秒。这样，可以既保证自动光圈调整完成，又避免过于频繁的对自动光圈进行调整。当然，本发明的实施例并不限于此，具体的延迟时间，可以根据实际情况进行设定，例如对于环境的光照变化过于频繁的区域，可7以将延迟时间设置相对较短，以实时地对自动光圈的大小进行调整，保证采集图像的质量。
参考图3，在本发明的进一步实施例中，提出了一种摄像机的自动光圈控制装置 300，包括图像传感器310、处理器320和自动光圈330。其中
图像传感器310用于采集的图像信号。处理器320与所述图像传感器相连，用于对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值，并根据所述增益值和亮度值对所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整。自动光圈330与所述处理器相连， 用于根据调整后的所述模拟增益信号调整所述自动光圈的大小。
根据本发明实施例的摄像机的自动光圈控制装置300，通过图像信号的增益值和亮度值能够准确地判断出模拟增益信号的变化量，从而根据变化量控制自动光圈进行光圈大小的自动调整以改变射入到图像传感器310的光量，由此解决了采集图像可能出现闪烁或者发白的问题。另外，该装置对自动光圈自动控制，操作简单，方便用户使用。
在本发明的一个实施例中，处理器320用于将图像信号的增益值与预设的增益门限值进行比较且将所述图像信号的亮度值与预设的亮度门限值进行比较，并在判断所述增益值小于所述预设的增益门限值且所述亮度值大于所述亮度门限值时，对所述模拟增益信号进行调整。
需要说明的是，上述的预设的增益门限值和预设的亮度门限值均由经验值确定， 例如可以在自然环境的光照下采集图像信号，并对采集到的图像信号计算器增益值和亮度值作为预设的增益门限值和预设的亮度门限值，当然，本发明的实施例并不限于此，同样可以根据以往的经验估计出预设的增益门限值和预设的亮度门限值。
在本发明的一个实施例中，处理器320还用于根据图像信号的增益值的变化比例确定所述模拟增益信号的变化比例，并根据模拟增益信号的变化比例调整所述模拟增益信号的大小。即按照图像增益的变化比例确定出模拟增益信号的调整比例，从而对模拟增益信号进行调整。例如，当预设的增益门限值是4000，图像信号的增益值变化到4500时，增益值的变化比例为(4500-4000)/4000，此时，模拟增益信号的大小将在当前的模拟增益信号的值的大小上按照上述比例进行调整。
在本发明进一步示例中，处理器320还用于获取预定次数的所述图像信号的增益值和亮度值。例如可以设定采集10次增益值和亮度值，由此，多次采集增益值和亮度值可以使后续的处理更加准确，避免偶尔的获取的增益值和亮度值对后续处理产生影响。在该实施例中，处理器320在判断每一次所获取的所述图像信号的增益值均小于所述预设的增益门限值且所述每一次获取的所述图像信号的亮度值均大于所述预设的亮度门限值时对所述模拟增益信号进行调整。由此，进一步提高判断精度，保证对自动光圈的调整更为准确。
在本发明的其它示例中，当处理器320对模拟增益信号进行调整后，延迟预定时间后进行下一次的处理。这样，可以既保证自动光圈调整完成，又避免过于频繁的对自动光圈进行调整。当然，本发明的实施例并不限于此，具体的延迟时间，可以根据实际情况进行设定，例如对于环境的光照变化过于频繁的区域，可以将延迟时间设置相对较短，以实时地对自动光圈的大小进行调整，保证采集图像的质量。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、 传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPR0M或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(⑶ROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种摄像机的自动光圈控制方法，其特征在于，包括以下步骤接收摄像机的图像传感器采集的图像信号；通过处理器对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值；处理器根据所述图像信号的增益值和亮度值对由所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整；以及根据调整后的所述模拟增益信号对所述摄像机的自动光圈的大小进行调整。
2.根据权利要求1所述的摄像机的自动光圈控制方法，其特征在于，处理器根据所述图像信号的增益值和亮度值对由所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整，进一步包括将所述图像信号的增益值与预设的增益门限值进行比较；将所述图像信号的亮度值与预设的亮度门限值进行比较；如果判断所述增益值小于所述预设的增益门限值且所述亮度值大于所述亮度门限值，则对所述模拟增益信号进行调整。
3.根据权利要求2所述的摄像机的自动光圈控制方法，其特征在于，所述预设的增益门限值和所述预设的亮度门限值均由经验值确定。
4.根据权利要求2所述的摄像机的自动光圈控制方法，其特征在于，根据所述图像信号的增益值的变化比例确定所述模拟增益信号的变化比例；以及根据所述模拟增益信号的变化比例对所述模拟增益信号的大小进行调整。
5.根据权利要求2所述的摄像机的自动光圈控制方法，其特征在于，通过处理器对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值，进一步包括获取预定次数的所述图像信号的增益值和亮度值。
6.根据权利要求5所述的摄像机的自动光圈控制方法，其特征在于，判断每一次所获取的所述图像信号的增益值是否均小于所述预设的增益门限值且所述每一次获取的所述图像信号的亮度值是否均大于所述预设的亮度门限值；如果是则对输出的所述模拟增益信号进行调整。
7.根据权利要求1-6任一项所述的摄像机的自动光圈控制方法，其特征在于，当对所述模拟增益信号进行调整后，延迟预定时间后进行下一次的处理。
8.一种摄像机的自动光圈控制装置，其特征在于，包括图像传感器，所述图像传感器用于采集的图像信号；处理器，所述处理器与所述图像传感器相连，用于对所述图像信号进行处理以获取所述图像信号的增益值和亮度值，并根据所述增益值和亮度值对所述处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整；自动光圈，所述自动光圈与所述处理器相连，用于根据调整后的所述模拟增益信号调整所述自动光圈的大小。
9.根据权利要求8所述的自动光圈控制装置，其特征在于，所述处理器用于将所述图像信号的增益值与预设的增益门限值进行比较且将所述图像信号的亮度值与预设的亮度门限值进行比较，并在判断所述增益值小于所述预设的增益门限值且所述亮度值大于所述亮度门限值时，对所述模拟增益信号进行调整。
10.根据权利要去8所述的摄像机的自动光圈控制装置，其特征在于，所述处理器还用于根据所述图像信号的增益值的变化比例确定所述模拟增益信号的变化比例，并根据所述模拟增益信号的变化比例调整所述模拟增益信号的大小。
11.根据权利要求8所述的摄像机的自动光圈控制装置，其特征在于，所述处理器用于获取预定次数的所述图像信号的增益值和亮度值。
12.根据权利要求11所述的摄像机的自动光圈控制装置，其特征在于，所述处理器用于在判断每一次所获取的所述图像信号的增益值均小于所述预设的增益门限值且所述每一次获取的所述图像信号的亮度值均大于所述预设的亮度门限值时对所述模拟增益信号进行调整。
13.根据权利要求8-12任一项所述的摄像机的自动光圈控制装置，其特征在于，当所述处理器对所述模拟增益信号进行调整后，延迟预定时间后进行下一次的处理。
全文摘要
本发明提出一种摄像机的自动光圈控制方法及装置，该方法包括以下步骤接收摄像机的图像传感器采集的图像信号；通过处理器对图像信号进行处理以获取图像信号的增益值和亮度值；处理器根据图像信号的增益值和亮度值对由处理器输出的模拟增益信号的大小进行调整；根据调整后的模拟增益信号对摄像机的自动光圈的大小进行调整。本发明的实施例通过模拟增益信号对自动光圈的大小进行自动控制，具有避免采集图像闪烁或者发白的现象，提高了图像的质量。
文档编号G03B7/085GK102572287SQ20121002263
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月1日 优先权日2012年2月1日
发明者乔健, 何彦兵, 蔡建隆 申请人:迅驰(北京)视讯科技有限公司