一种监控摄像机智能调光方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于电学领域，公开了一种监控摄像机智能调光方法和系统，综合监控摄像机安装地点的经纬度、摄像机拍摄所述图像的时间和监控摄像机的镜头朝向，计算出图像中的顺逆光状态，由所述顺逆光状态获取当前监控摄像机的调光基准值和图像的亮度值，并根据调光基准值和图像亮度值的差值，结合监控摄像机的快门、光圈和增益参数对监控摄像机调光。本申请实施例提供的技术方案充分考虑外界环境变化来调节进入监控摄像机的光线，从而防止拍摄到的图像过亮或者过暗，提高图像获取的清晰度和精度，同时提高从图像中提取车牌信息或特点监控特征的精度。
【专利说明】一种监控摄像机智能调光方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于电学领域，尤其涉及一种监控摄像机智能调光方法和系统。
【背景技术】
[0002] 道路交通监控是交通系统中极为重要的组成部分，在庞大的道路交通网上，有各 种各样的交通参与者，道路上的情况瞬息万变，常常会发生交通事故或者意外事件，能够及 时准确地获得道路监控信息，是加强道路监控力度，提高交通事故处理效率，保障人民交通 安全的重要措施。
[0003] 道路监控摄像机是道路交通监控的核心部分，是获取道路和车辆情况最重要的环 节。由于监控摄像机为全天候工作，随着外界环境的变化，需要进行调光来获取清晰的图 像。现阶段，监控摄像机的调光主要采取摄像机外部补光和摄像机内部调光的方式，通过补 光灯进行外部补光，通过调节摄像机参数或后期处理拍摄的图像进行内部调光，以达到补 光的效果，其中，调节摄像机参数主要根据图像处理结果来逐步进行。但现阶段的这种方 式是一种粗放的调光方式，无法获得清晰精确的图像以利于车牌号码或特点监控特征的提 取。
【发明内容】
[0004] 为克服相关技术中的调光方式无法获得清晰精确的图像的问题，本申请提供一种 监控摄像机智能调光方法和系统。
[0005] 根据本申请的第一方面，提供一种监控摄像机智能调光方法，包括：
[0006] 获取监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向以及监控摄像机拍摄 所述图像的时间，所述时间包括拍摄所述图像的日期；
[0007] 根据所述监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向以及监控摄像机 拍摄图像的时间计算图像中的顺逆光状态，顺逆光状态包括：顺光状态、逆光状态、侧顺光 状态和侧逆光状态；
[0008] 根据图像的顺逆光状态获取监控摄像机对应于顺逆光状态的调光基准值；
[0009] 获取图像的亮度值；
[0010] 根据图像的亮度值和对应于顺逆光状态调光基准值对监控摄像机进行调光。
[0011] 其中，计算图像中的顺逆光状态，包括：
[0012] 根据监控摄像机安装地点的经纬度，计算监控摄像机安装地点的日出日落太阳方 位角，太阳方位角为太阳光线在地面的投影与正南方向的夹角；
[0013] 根据监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机拍摄图像的日期，计算监控摄像 机安装地点的正午时间；
[0014] 根据日出日落太阳方位角和正午时间计算日出时间和日落时间；
[0015] 根据日出时间、日落时间、监控摄像机的镜头朝向，以及逆光角度、顺光角度、侧逆 光角度和侧顺光角度，计算顺逆光状态时间段，顺逆光状态时间段包括：顺光时间段、逆光 时间段、侧顺光时间段和侧逆光时间段；
[0016] 根据监控摄像机拍摄图像的时间以及顺逆光状态时间段得到图像的顺逆光状态。
[0017] 其中，根据图像的亮度值和对应于顺逆光状态的调光基准值对监控摄像机进行调 光，包括：
[0018] 计算图像的亮度值与调光基准值的差值；
[0019] 当差值大于或小于预设值时，逐渐调整监控摄像机的调光参数，在每组调光参数 下抓拍图像，并计算抓拍的图像的亮度值与所述调光基准值的调整差值，判断调光参数是 否达到极限值，以及调整差值是否等于预设值；
[0020] 当任一调光参数在其极限值确定的范围内，且调整差值等于预设值时，以调整差 值等于预设值时对应的调光参数的值进行调光；
[0021] 当全部调光参数达到极限值，且调整差值大于或小于预设值时，以调光参数达到 的极限值进行调光，
[0022] 其中，调光参数包括监控摄像机的快门值、光圈值和增益值。
[0023] 根据本申请的第二方面，提供一种监控摄像机智能调光系统，包括：
[0024] 安装参数获取单元，用于获取监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机的镜头 朝向；
[0025] 拍摄时间记录单元，用于记录监控摄像机拍摄图像的时间，时间包括拍摄所述图 像的日期；
[0026] 第一计算单元，用于根据监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向 以及监控摄像机拍摄图像的时间计算所述图像中的顺逆光状态，顺逆光状态包括：顺光状 态、逆光状态、侧顺光状态和侧逆光状态；
[0027] 调光基准值获取单元，用于根据图像的顺逆光状态获取监控摄像机对应于顺逆光 状态的调光基准值；
[0028] 图像亮度值获取单元，用于获取图像的亮度值；
[0029] 调光单元，用于根据图像的亮度值和对应于顺逆光状态的调光基准值对监控摄像 机进行调光。
[0030] 其中，第一计算单元，包括：
[0031] 第一计算子单元，用于根据监控摄像机安装地点的经纬度，计算监控摄像机安装 地点的日出日落太阳方位角，太阳方位角为太阳光线在地面的投影与正南方向的夹角；
[0032] 第二计算子单元，用于根据监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机拍摄图像 的日期，计算监控摄像机安装地点的正午时间；
[0033] 第三计算子单元，用于根据日出日落太阳方位角和所述正午时间计算日出时间和 日落时间；
[0034] 第四计算子单元，用于根据日出时间、日落时间、监控摄像机的镜头朝向，以及逆 光角度、顺光角度、侧逆光角度和侧顺光角度，计算顺逆光状态时间段，顺逆光状态时间段 包括：顺光时间段、逆光时间段、侧顺光时间段和侧逆光时间段；
[0035] 第五计算子单元，根据监控摄像机拍摄图像的时间以及顺逆光状态时间段得到图 像的顺逆光状态。
[0036] 其中，调光单元，包括：
[0037] 第六计算子单元，计算图像的亮度值与调光基准值的差值；
[0038] 第一判断子单元，用于判断所述差值是否等于预设值；
[0039] 调光参数调整子单元，用于当所述差值大于或小于预设值时，逐渐调整监控摄像 机的调光参数，在每组调光参数下抓拍图像，并计算抓拍的图像的亮度值与调光基准值的 调整差值；
[0040] 第二判断子单元，用于判断调光参数是否达到极限值；
[0041] 第三判断子单元，用于判断调整差值是否等于预设值；
[0042] 第一执行子单元，用于当任一调光参数在其极限值确定的范围内，且调整差值等 于预设值时，以调整差值等于预设值时对应的调光参数的值进行调光；
[0043] 第二执行子单元，用于当全部调光参数达到极限值，且调整差值大于或小于预设 值时，以调光参数达到的极限值进行调光。
[0044] 调光参数调整子单元，包括：
[0045] 调光参数渐调单元，用于逐渐调整监控摄像机的调光参数；
[0046] 图像抓拍单元，用于在每组调光参数下抓拍图像；
[0047] 调整差值计算单元，用于计算抓拍的图像的亮度值与调光基准值的调整差值。
[0048] 本申请提供的技术方案，综合监控摄像机安装地点的经纬度、摄像机拍摄图像的 时间和监控摄像机的镜头朝向，计算出图像中的顺逆光状态，由顺逆光状态获取当前监控 摄像机的调光基准值和图像的亮度值，并根据调光基准值和图像亮度值的差查，结合监控 摄像机的快门、光圈和增益参数对监控摄像机调光。因此本申请提供的技术方案可以包括 以下有益效果：充分考虑外界环境变化来调节进入监控摄像机的光线，从而防止拍摄到的 图像过亮或者过暗，提高图像获取的清晰度和精度，同时提高从图像中提取车牌信息或特 点监控特征的精度。
[0049] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本申请。
【专利附图】
【附图说明】
[0050] 为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
[0051] 图1为本申请实施例示出的一种监控摄像机智能调光方法的流程示意图。
[0052] 图2为本申请实施例示出的一种监控摄像机智能调光系统的结构示意图。
[0053] 图3为图2所示系统中第一计算单元的结构示意图。
[0054] 图4为图2所示系统中调光单元的结构示意图。
[0055] 图5为图4所示调光单元中调光参数渐调单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0056] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0057] 图1为本申请实施例示出的一种监控摄像机智能调光方法的流程示意图，如图1 所示，所述方法包括：
[0058] 在步骤S101中，获取监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向以及 监控摄像机拍摄图像的时间；
[0059] 其中，监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机的镜头朝向可以在安装监控摄 像机时确定，并记录和存储于监控摄像机的存储器中，在监控摄像机拍摄图像时，记录当前 拍摄的时间，所述时间包括拍摄的日期和具体的时、分、秒，拍摄时间可以记录和存储于监 控摄像机的存储器中，当需要使用监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向 以及监控摄像机拍摄图像的时间时，可以从相应的存储器中读取。
[0060] 在步骤S102中，根据监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向以及 监控摄像机拍摄图像的时间计算图像中的顺逆光状态，顺逆光状态包括：顺光、逆光、侧顺 光和侧逆光；
[0061] 在一种可能的实施方式中，计算图像中的顺逆光状态，包括：
[0062] 根据监控摄像机安装地点的经纬度，计算监控摄像机安装地点的日出日落太阳方 位角，太阳方位角为太阳光线在地面的投影与正南方向的夹角；
[0063] 根据监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机拍摄图像的日期，计算监控摄像 机安装地点的正午时间；
[0064] 根据日出日落太阳方位角和正午时间计算日出时间和日落时间；
[0065] 根据日出时间、日落时间、监控摄像机的镜头朝向，以及逆光角度、顺光角度、侧逆 光角度和侧顺光角度，计算顺逆光状态时间段，顺逆光状态时间段包括：顺光时间段、逆光 时间段、侧顺光时间段和侧逆光时间段；
[0066] 根据监控摄像机拍摄图像的时间以及顺逆光状态时间段得到图像的顺逆光状态。
[0067] 其中，由于本申请提供的技术方案为调光方案，主要考虑光线的影响，因此在计算 日出日落太阳方位角时，可以采用监控摄像机安装地点所在地区的经纬度为监控摄像机安 装地点的经纬度进行计算，例如，监控摄像机安装于天津市，则采取天津市的经纬度来计算 日出日落方位角和正午时间，因为一个地区内各个地点的日出日落方位角和正午时间是一 致的，采用地区经纬度进行计算并不会影响计算精度，且由于地区经纬度容易获得，且根据 地区经纬度容易获得相关参数，因而可以降低计算难度，节约计算资源。
[0068] 其中，太阳方位角的计算公式为
【权利要求】
1. 一种监控摄像机智能调光方法，其特征在于，包括： 获取监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向以及监控摄像机拍摄图像 的时间，时间包括拍摄图像的日期； 根据监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向以及监控摄像机拍摄图像 的时间计算图像中的顺逆光状态，顺逆光状态包括：顺光状态、逆光状态、侧顺光状态和侧 逆光状态； 根据图像的顺逆光状态获取监控摄像机对应于顺逆光状态的调光基准值； 获取图像的亮度值； 根据图像的亮度值和对应于顺逆光状态的调光基准值对监控摄像机进行调光。
2. 根据权利要求1所述的监控摄像机智能调光方法，其特征在于，计算图像中的顺逆 光状态，包括： 根据监控摄像机安装地点的经纬度，计算监控摄像机安装地点的日出日落太阳方位 角，太阳方位角为太阳光线在地面的投影与正南方向的夹角； 根据监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机拍摄图像的日期，计算监控摄像机安 装地点的正午时间； 根据日出日落太阳方位角和正午时间计算日出时间和日落时间； 根据日出时间、日落时间、监控摄像机的镜头朝向，以及逆光角度、顺光角度、侧逆光角 度和侧顺光角度，计算顺逆光状态时间段，顺逆光状态时间段包括：顺光时间段、逆光时间 段、侧顺光时间段和侧逆光时间段； 根据监控摄像机拍摄图像的时间以及顺逆光状态时间段得到图像的顺逆光状态。
3. 根据权利要求1所述的一种监控摄像机智能调光方法，其特征在于，根据图像的亮 度值和对应于顺逆光状态的调光基准值对监控摄像机进行调光，包括： 计算图像的亮度值与所述调光基准值的差值； 当差值大于或小于预设值时，逐渐调整监控摄像机的调光参数，在每组调光参数下抓 拍图像，并计算抓拍的图像的亮度值与所述调光基准值的调整差值，判断调光参数是否达 到极限值，以及调整差值是否等于预设值； 当任一调光参数在其极限值确定的范围内，且调整差值等于预设值时，以调整差值等 于预设值时对应的调光参数的值进行调光； 当全部调光参数达到极限值，且调整差值大于或小于预设值时，以调光参数达到的极 限值进行调光， 其中，调光参数包括监控摄像机的快门值、光圈值和增益值。
4. 一种监控摄像机智能调光系统，其特征在于，包括： 安装参数获取单元，用于获取监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机的镜头朝 向； 拍摄时间记录单元，用于记录监控摄像机拍摄图像的时间，时间包括拍摄图像的日 期； 第一计算单元，用于根据监控摄像机安装地点的经纬度、监控摄像机的镜头朝向以及 监控摄像机拍摄图像的时间计算图像中的顺逆光状态，顺逆光状态包括：顺光、逆光、侧顺 光和侧逆光； 调光基准值获取单元，用于根据图像的顺逆光状态获取监控摄像机对应于顺逆光状态 的调光基准值； 图像亮度值获取单元，用于获取图像的亮度值； 调光单元，用于根据图像的亮度值和对应于顺逆光状态的调光基准值对监控摄像机进 行调光。
5. 根据权利要求4所述的监控摄像机智能调光系统，其特征在于，所述第一计算单元， 包括： 第一计算子单元，用于根据监控摄像机安装地点的经纬度，计算监控摄像机安装地点 的日出日落太阳方位角，太阳方位角为太阳光线在地面的投影与正南方向的夹角； 第二计算子单元，用于根据监控摄像机安装地点的经纬度和监控摄像机拍摄图像的日 期，计算监控摄像机安装地点的正午时间； 第三计算子单元，用于根据日出日落太阳方位角和所述正午时间计算日出时间和日落 时间； 第四计算子单元，用于根据日出时间、日落时间、监控摄像机的镜头朝向，以及逆光角 度、顺光角度、侧逆光角度和侧顺光角度，计算顺逆光状态时间段，顺逆光状态时间段包括： 顺光时间段、逆光时间段、侧顺光时间段和侧逆光时间段； 第五计算子单元，根据监控摄像机拍摄图像的时间以及顺逆光状态时间段得到图像的 顺逆光状态。
6. 根据权利要求4所述的一种监控摄像机智能调光系统，其特征在于，调光单元，包 括： 第六计算子单元，计算图像的亮度值与调光基准值的差值； 第一判断子单元，用于判断所述差值是否等于预设值； 调光参数调整子单元，用于当所述差值大于或小于预设值时，逐渐调整监控摄像机的 调光参数，在每组调光参数下抓拍图像，并计算抓拍的图像的亮度值与调光基准值的调整 差值； 第二判断子单元，用于判断调光参数是否达到极限值； 第三判断子单元，用于判断调整差值是否等于预设值； 第一执行子单元，用于当任一调光参数在其极限值确定的范围内，且调整差值等于预 设值时，以调整差值等于预设值时对应的调光参数的值进行调光； 第二执行子单元，用于当全部调光参数达到极限值，且调整差值大于或小于预设值时， 以调光参数达到的极限值进行调光。
7. 根据权利要求6所述的一种监控摄像机智能调光系统，其特征在于，调光参数调整 子单元，包括： 调光参数渐调单元，用于逐渐调整监控摄像机的调光参数； 图像抓拍单元，用于在每组调光参数下抓拍图像； 调整差值计算单元，用于计算抓拍的图像的亮度值与调光基准值的调整差值。
【文档编号】H04N7/18GK104253950SQ201410446086
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】晏峰, 戴琪, 连攀 申请人:北京汉王智通科技有限公司