光量调整方法
【专利摘要】本发明涉及光量调整方法，本发明以提供一种能够不受摄像机镜头的视角影响地拍摄到能够准确地确认监视对象的图像的摄像装置为目的。本发明的光量调整方法是一种具备光源的摄像装置的光量调整方法，包括获取由所述摄像装置拍摄到的图像的步骤，将所述图像划分为多个块的步骤，测定从所述图像的一端到另一端的多个所述块的亮度的步骤，以及基于测定的多个所述块中最大亮度与最小亮度之间的差来调整所述光源的光量的步骤。
【专利说明】光量调整方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于监控摄像机系统等的光量调整方法。
【背景技术】
[0002] 在现有的摄像装置(摄像机)中，存在在镜头周围安装光源(红外LED)，并将摄像机 镜头与红外LED-体化，从而能够不分昼夜地进行监控的摄像机(例如：参考专利文献1)
【发明内容】
[0003] 技术问题
[0004] 在上述现有技术中，根据摄像机的不同，需要根据拍摄地点调整摄像机镜头的视 角，因为调整视角后拍摄到的图像可能会过亮或过暗等，产生不能够准确地拍摄监控对象 的问题。
[0005] 本发明鉴于上述现有问题，以提供一种能够不受摄像机镜头视角的影响，准确地 拍摄监控对象图像的摄像装置为目的。
[0006] 解决方案
[0007] 本发明的光量调整方法是一种具备光源的摄像装置的光量调整方法，包括：获取 由所述摄像装置拍摄到的图像的步骤，将所述图像划分为多个块的步骤，测定从所述图像 的一端到另一端的多个所述块的亮度的步骤，以及基于测定的多个所述块中的最大亮度与 最小亮度之间的差来调整所述光源的光量的步骤。
[0008] 发明有益效果
[0009] 根据本发明的光量调整方法，能够不受摄像机镜头视角的影响，准确地拍摄监控 对象图像。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的实施例中的监控摄像机系统的外观图。
[0011] 图2是本发明的实施例中的监控摄像机的框图。
[0012] 图3是本实施例中的视角推定部的处理流程图。
[0013] 图4是本实施例中的扫描的概念图。
[0014] 图5是本实施例中的噪点处理的流程图。
[0015] 图6是本实施例中的图像的概念图。
[0016] 图7是本发明的实施例中的LED控制部的流程图。
【具体实施方式】
[0017] 本发明的光量调整方法是一种具备光源的摄像装置的光量调整方法，包括获取由 所述摄像装置拍摄到的图像的步骤，将所述图像划分为多个块的步骤，测定从所述图像的 一端到另一端的多个所述块的亮度的步骤，以及基于测定的多个所述块中的最大亮度与最 小亮度之间的差来调整所述光源的光量的步骤。由此，能够不受摄像机镜头视角的影响，准 确地拍摄监控对象图像。
[0018] 此外，被测定亮度的多个所述块是在所述图像的对角线上的块，由此能够准确地 测定图像中的亮度变化，从而能够有效地进行光源的光量调整。
[0019] 此外，基于所述最大亮度与最小亮度之间的差，对所述测定的多个块的亮度进行 推定，并基于推定的亮度调整所述光源的光量，由此能够在抑制亮度测定时的噪点影响的 同时有效地进行光源的光量调整。
[0020] 实施例
[0021] 下面利用附图对本发明的摄像装置进行说明。在本实施例中，以安装红外LED的 模拟监控摄像机为例进行说明，但也同样适用于其他摄像机。
[0022] 首先，利用图1对监控摄像机的外观进行说明。
[0023] 在图1中，监控摄像机1是与外壳一体化的一体型的监控摄像机，其在镜头2的周 围设置有红外LED3。此外，通过使可动部4旋转，来调整监控摄像机1的变焦倍率。
[0024] 调整变焦倍率时，拍摄范围会发生变化，因此镜头2的视角与变焦倍率对应地变 化。
[0025] 接着，利用图2对监控摄像机1的详细情况进行说明。
[0026] 在图2中，监控摄像机1通过镜头2由摄像部5获取图像，并用发送部6将由该监 控摄像机1拍摄的图像(视频）发送给例如PC等。
[0027] 根据摄像部5获取的图像，利用视角推定部7推断镜头2的视角，LED控制部8基 于该结果控制红外LED3的光量。
[0028] 照度传感器9检测监控摄像机1的周边的亮度，并通知LED控制部8。
[0029] 接着，对于各个单元部分进行详细说明。
[0030] 镜头2是摄像部5拍摄用的光学系统，由多个镜头部件构成，通过操作可动部4改 变变焦倍率。
[0031] 红外LED3是照射波长为800nm左右的红外光的光源，红外LED3的开启、关闭以及 光量由LED控制部8控制。
[0032] 摄像部5由CCD，CMOS等构成，例如，如果是CCD，则能够检测波长为约300nm?约 900nm的光，包括红外光。
[0033] 发送部6将由摄像部5获取的图像转换为适合发送的形式并通过同轴电缆发送给 位于监控室等中的接收装置，从而在监控室中能够确认监控摄像机1拍摄的图像。
[0034] 在本实施例中，将监控摄像机1作为模拟监控摄像机进行说明，因此像上述那样 由同轴电缆连接，但如果是数码监控摄像机时，可以利用发送部6进行数字转换，并进行编 码后，通过LAN电缆等发送。
[0035] 使由摄像部5拍摄到的图像的亮度最佳化，有多种方法，但在本实施例中通过改 变红外LED3的光量来使拍摄的图像的亮度达到最佳。
[0036] 但是，监控摄像机1通过使用者操作可动部4来改变变焦倍率，调整视角，而监控 摄像机1无法获知镜头2此时的视角。
[0037] 因此，为了获知镜头2此时的视角而设置了视角推定部7。视角推定部7基于由摄 像部5拍摄到的图像，输出红外LED3的光量调整所需要的数据（与视角相应的数据)，其详 细内容会在后面描述。
[0038]LED控制部8利用上述视角推定部7输出的数据，对红外LED3进行PWM(脉冲宽 度调制）控制，调整红外LED3的光量，以使图像的亮度达到最佳。
[0039] 照度传感器9能够检测可见光（380nm?780nm)，不能检测红外LED3的光。
[0040] 以下详细说明本实施例的监控摄像机的动作。
[0041] 首先，说明红外LED3的发光条件。监控摄像机1白天时关闭红外LED3进行拍摄， 夜间等光线变暗时，开启红外LED3进行拍摄。
[0042] 该切换的原理是根据摄像部5和照度传感器9的感光特性判定(摄像部5能够检 测波长为约300nm?约900nm的光，照度传感器9能够检测波长为380nm?780nm的光(可 见光)）。当摄像部5及照度传感器9检测到的光量都小于规定值时，利用LED控制部8开 启红外LED3。
[0043] 另一方面，关闭红外LED3的条件只需要由照度传感器9决定，当照度传感器9检 测到的光量大于规定值时，红外LED3关闭。
[0044] 照度传感器9不能检测红外LED3的光。因此，利用照度传感器9检测监控摄像机 1周围的亮度，并使红外LED3关闭。
[0045] 接着，使用图3?图6详细说明视角推定部7的处理。
[0046] 首先，从摄像部5获取用于推定视角的图像(步骤101)。
[0047] 接着，以等间隔将该图像划分为规定的块数(步骤102)。在本实施例中，如图4所 示，划分为纵向6块，横向8块的共48块。
[0048] 扫描该划分的图像(步骤103)。在本实施例中，具体来说如图4所示，按照图4的 A方向及B方向（对角线）扫描划分的块，并分别得到A方向的扫描亮度数据及B方向的扫 描亮度数据。
[0049] 此处，扫描是指分别测定划分的块的亮度，按照图4的A方向及B方向逐块地测定 块的亮度，按照如下方式整理该扫描的块的亮度数据(扫描亮度数据)，例如，按照A方向扫 描的亮度数据为A[1]、A[2]、…八⑴、(i为1以上的整数，本实施例中n=8)，按照 B方向扫描的亮度数据为B[1]、B[2]、…B[i']、…則!!'] (i'为1以上的整数，本实施例 中n' =8)。
[0050] 另外，按照图4的A方向和B方向对角线进行两次扫描是为了更准确地获取用于 视角推定的图像的亮度变化，也可按照各种环境适当改变扫描方法，如仅进行一次扫描或 按照图像的纵向或横向进行扫描。
[0051] 另外，可以扫描图像中的红外LED3的中心照射的部分(本实施例中为图像的中心） 和远离该中心的部分(本实施例中为四角），但不一定要采用直线扫描方式，也可以采用曲 线扫描方式。还可以米用全扫描方式，扫描所有的划分块，选取相应的部分。
[0052] 接着，对于扫描的亮度数据，进行如图5所示的噪点处理(步骤104)。之后的处理 按照A方向的扫描亮度数据及B方向的扫描亮度数据分别进行，之后的说明以A方向的扫 描亮度数据为例进行说明，但是B方向的扫描亮度数据按照同样的方法进行处理。
[0053] 使用图5详细说明噪点处理。
[0054] 首先，从i=l的扫描亮度数据（A[l])开始按照顺序进行处理(步骤201)。
[0055] 接着，检查是否i<n/2(步骤202)，i小于或等于n/2时进入步骤203，i大于n/2 时进入步骤207。
[0056] 如上分支的理由是，在本实施例的构成中，红外LED3配置在镜头2的周围，因此拍 摄到的图像的中心的亮度高（明亮)，端部的亮度低(较暗)，扫描亮度数据的亮度分布为山 形(在中心具有峰值)。
[0057] 因此，根据该扫描亮度数据的亮度分布，分为2个部分进行处理：步骤203?步骤 206的单调增加时的扫描亮度数据的噪点判定和步骤207?步骤210的单调减少时的噪点 判定。
[0058] 详细说明单调增加时的噪点判定处理。
[0059] 比较当前扫描亮度数据A[i]和下一个扫描亮度数据A[i+1]的大小，A[i]大时， 进入步骤204，A[i+l]彡A[i]时，判断A[i]不是噪点数据并进入步骤211 (步骤203)。
[0060] 在步骤204中，进一步，比较当前扫描亮度数据A[i]和再下一个扫描亮度数据 A[i+2]，A[i+2]大时，判断A[i+1]是噪点数据(步骤205)，A[i]彡A[i+2]时，判断A[i]是 噪点数据(步骤206)并进入步骤211。
[0061] 详细说明单调减少时的噪点判定处理。
[0062] 比较当前扫描亮度数据A[i]和下一个扫描亮度数据A[i+1]的大小，A[i]小时， 进入步骤208，A[i+l] <A[i]时，判断A[i]不是噪点数据并进入步骤211 (步骤207)。
[0063] 在步骤208中，进一步，比较当前扫描亮度数据A[i]和再下一个扫描亮度数据 A[i+2]，A[i+2]小时，判断A[i+1]是噪点数据(步骤209)，A[i]彡A[i+2]时，判断A[i]是 噪点数据(步骤210)并进入步骤211。
[0064] 在步骤211中，使i+1，反复进行上述噪点判定处理直至i=n_l(步骤212)。
[0065] 全部的噪点判定处理完成后,判定是否需要进行噪点修正(步骤213)。噪点修正是 指，所有的扫描亮度数据中的一个扫描亮度数据被判定为噪点数据时，用紧邻噪点数据之 前的扫描亮度数据和紧邻其后的扫描亮度数据这两个扫描亮度数据的平均置换该扫描亮 度数据而进行修正(步骤214)。
[0066] 但是，不是山形的亮度分布，而是波形的亮度分布等不能进行单纯补正时，不进行 上述噪点数据修正而输出原来的扫描亮度数据。
[0067] 另外，在本实施例中将流程分为在中心单调增加的情况和单调减少的情况进行判 断，但是红外LED3另外布局等情况下，在图像的中心不存在亮度最大的部分，可以以测定 的亮度最大的部分为中心，自动的将流程分开进行噪点处理，或者可以预先设定好在某处 亮度从单调增加变成单调减少，并以该处为中心将流程分开进行噪点处理。总之，可以根据 镜头2及红外LED3的配置等适当调整。
[0068] 回到图3,根据经过噪点处理后的扫描亮度数据，算出视角推定值（max_min_ offset)(步骤105)。具体来说，即求出扫描亮度数据的最大值与最小值之间的差。
[0069] 此处使用图6说明扫描亮度数据的最小值与最大值之间的差为视角推定值的理 由。图6是扫描理想图像的对角线时的亮度分布，实际的亮度分布受拍摄的物体及噪点等 的影响而与图6所示的亮度分布有所不同。
[0070]图6 (a)是镜头2设定为广角（WIDE)时，图6 (b)是镜头2设定为窄角（TELE) 时。广角时，监控摄像机1拍摄较广的范围，因此如图6 (a)那样仅图像的中心明亮，端部 的亮度变小。而窄角时，监控摄像机1拍摄较窄的范围，因此如图6 (b)那样，图像整体较 明亮，端部的亮度并没有明显变小。
[0071] 也就是说，因为视角（广角、窄角）不同，特别是图像端部的亮度不同，广角时端部 较暗，窄角时端部较明亮，而中心的亮度没有因视角不同而有太大的变化，因此扫描亮度数 据的最大值与最小值之间的差因视角不同而不同。
[0072] 因此，通过取得扫描亮度数据的最大值与最小值之间的差，可以推断镜头2的视 角。
[0073] 接着，利用下述式1从视角推定值算出推定亮度系数K(k)(步骤106)。
【权利要求】
1. 一种光量调整方法，其为具备光源的摄像装置的光量调整方法，其特征在于，包括： 获取由所述摄像装置拍摄到的图像的步骤； 将所述图像划分为多个块的步骤； 测定从所述图像的一端到另一端的多个所述块的亮度的步骤；W及 基于测定的多个所述块中的最大亮度与最小亮度之间的差来调整所述光源的光量的 步骤。
2. 如权利要求1所述的光量调整方法，其特征在于， 被测定亮度的多个所述块是所述图像的对角线上的块。
3. 如权利要求1所述的光量调整方法，其特征在于， 基于所述最大亮度与最小亮度之间的差，来推定所述测定的多个块的亮度，基于推定 的亮度调整所述光源的光量。
【文档编号】H04N5/232GK104349041SQ201310334764
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】刘岩昭, 万慧, 杨宏春, 大薮觉 申请人:松下电器产业株式会社