控制方法、图像处理单元、补光单元和摄像装置与流程

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种可以在没有光照或光照低的情况下提高图像亮度的摄像装置及用于摄像装置的控制方法、图像处理单元和补光单元。

背景技术：

随着经济的发展，城镇建设速度加快，以及互联网的突飞猛进，导致城市中人口密集，流动人口增加，引发了城市建设中的交通、社会治安、重点区域防范、网络犯罪日益突出等城市管理问题，因此视频监控系统得到越来越广泛的应用，而如何提高监控图像/视频质量、实现更好的图像识别，例如人脸识别等成为一个研究重点。

在目前的视频监控系统中，普通摄像装置在没有光照或光照低的情况下成像很暗，为了提高图像亮度，通常只能采用加大曝光时间和提高增益的方法，而增大曝光时间会带来图像拖尾效果，造成人脸模糊、无法识别的问题，提高增益则带来噪声，使得识别时间变长、识别效果降低。此外，为了提高图像亮度，在没有光照或光照低的情况下还可以使用补光灯，例如，可以采用红外补光灯或可见光补光灯，但是使用红外补光灯时需要同时将视频变为黑白色，不利于人脸识别。而使用可见光补光时，一方面在环境光低到一个阈值时打开补光灯，临界值不好确定，另一方面补光灯寿命有限，浪费能源。

因此，需要提供一种用于摄像装置的控制方法、图像处理单元和补光单元，及摄像装置，以至少部分地解决上面提到的问题。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种用于摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括图像采集单元、图像处理单元和补光单元，所述补光单元包括多个补光灯，所述控制方法包括：获取所述图像采集单元所采集的图像；判断所述图像的亮度是否低于设定阈值；如果所述图像的亮度低于所述设定阈值，则增加所述图像采集单元的曝光时间，并继续判断所述图像采集单元当前采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值；以及如果所述曝光时间达到最大值，且所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则指示所述补光单元打开预定数量的补光灯，并根据所述图像采集单元当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。

示例性地，所述控制方法还包括：判断所述图像采集单元的曝光时间是否达到所述最大值，如果所述图像采集单元的曝光时间没有达到所述最大值，且所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则继续增加所述图像采集单元的曝光时间。

示例性地，所述控制方法还包括：控制所述补光单元交替打开补光灯，并使得打开的补光灯的数目保持为所述期望数目。

示例性地，所述指示所述补光单元打开预定数量的补光灯，并根据所述图像采集单元当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值，包括：在所述补光单元打开所述预定数量的补光灯后，继续判断所述图像采集单元当前采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，如果所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则指示所述补光单元打开更多的补光灯，直到所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。

示例性地，所述控制方法还包括：设定所述设定阈值和所述图像采集单元的曝光时间的所述最大值。

示例性地，前述步骤全部由所述图像处理单元实施。

示例性地，在所述补光单元打开所述补光灯后，所述控制所述补光单元交替打开补光灯，包括：控制所述补光单元中的补光灯交替打开，并使每个补光灯的开启时长相同。

示例性地，所述补光灯的交替打开通过所述补光单元执行下述步骤实现：记录所述补光单元中当前开启的补光灯，以及每个当前开启的补光灯的开启时长；以及判断每个当前开启的补光灯的开启时长是否大于预设时长，如果任意一个当前开启的补光灯的开启时长大于所述预设时长，则关闭该补光灯，并开启另一个之前处于关闭状态的补光灯。

根据本发明的用于摄像装置的控制方法，在光线较暗，所采集的图像亮度较低时，首先通过增加曝光时间来增加图像亮度，并且控制曝光时间不能超过最大设定曝光时长(曝光时间的最大值)，以避免由于曝光时间过长而导致出现图像拖尾、人脸模糊、无法识别等问题，当通过增加曝光时间仍不能使图像亮度达到或高于设定的理想亮度值时，则指示补光单元打开期望数目的补光灯，以为图像采集提高亮度、优化所采的图像的质量。并且，当开启补光灯时，通过补光单元控制补光灯交替打开使用，可以延长补光灯的使用寿命。根据本发明的用于摄像装置的控制方法可以通过获取曝光时间参数，来确定补光灯打开的期望数目和控制补光灯的打开时间，进而既可以实现理想的图像亮度，也可以延长补光灯使用寿命，避免浪费能源。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于摄像装置的图像处理单元，所述摄像装置还包括图像采集单元和补光单元，所述补光单元包括多个补光灯，所述图像处理单元包括：图像获取模块，所述图像获取模块用于获取所述图像采集单元采集的图像；判断模块，所述判断模块用于判断所述图像采集单元采集的图像的亮度是否低于设定阈值；处理模块，所述处理模块在所述判断模块确定所述图像采集单元当前采集的图像的亮度低于所述设定阈值时，增加所述图像采集单元的曝光时间，如果所述曝光时间达到最大值，且所述处理模块在所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则指示所述补光单元打开预定数量的补光灯，并根据所述图像采集单元当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。

示例性地，所述判断模块还用于判断所述图像采集单元的曝光时间是否达到所述最大值，所述处理模块在所述图像采集单元的曝光时间没有达到所述最大值，且所述图像采集单元当前采集的图像亮度仍然低于所述设定阈值时，继续增加所述图像采集单元的曝光时间。

示例性地，所述处理模块还控制所述补光单元交替打开补光灯，并使得打开的补光灯的数目保持为所述期望数目。

示例性地，在所述补光单元打开所述相应数目的补光灯后，所述判断模块继续判断所述图像采集单元当前采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，所述处理模块在所述图像采集单元当前采集的图像亮度仍然低于所述设定阈值时，指示所述补光单元打开更多的补光灯，直到所述判断模块判断所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。

根据本发明的用于摄像装置的图像处理单元，在光线较暗，所采集的图像亮度较低时，首先通过增加曝光时间来增加图像亮度，并且控制曝光时间不能超过最大设定曝光时长(曝光时间的最大值)，以避免由于曝光时间过长而导致出现图像拖尾、人脸模糊、无法识别等问题，当通过增加曝光时间仍不能使图像亮度达到或高于设定的理想亮度值时，则指示补光单元打开期望数目的补光灯，以为图像采集提高亮度、优化所采的图像的质量。这样可以通过获取曝光时间参数，来确定打开的补光灯的期望数目和控制补光灯的打开时间。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于摄像装置的补光单元，所述补光单元包括多个补光灯和控制处理单元，所述控制处理单元在上述图像处理单元的控制下，交替打开所述补光灯，并且，所述控制处理单元包括：计时模块，所述计时模块用于记录当前开启的每个补光灯的开启时长；以及控制处理模块，所述控制处理模块记录当前开启的补光灯，并判断每个当前开启的补光灯的开启时长是否大于预设时长，并在任意一个当前开启的补光灯的开启时长大于所述预设时长时，关闭该补光灯，并开启另一个之前处于关闭状态的补光灯。

根据本发明的用于摄像装置的补光单元通过控制补光灯交替使用，使每个补光灯开启时长大致相当，从而延长补光灯的使用寿命。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种摄像装置，包括：图像采集单元，所述图像采集单元用于采集图像；补光单元，所述补光单元用于为图像采集增加亮度，所述补光单元包括多个补光灯；图像处理单元，所述图像处理单元用于获取所述图像采集单元所采集的图像，并判断所采集的图像的亮度是否低于设定阈值，并在所采集的图像的亮度低于所述设定阈值时，增加所述图像采集单元的曝光时间，并继续判断所述图像采集单元当前采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，如果所述曝光时间达到最大值且所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则指示所述补光单元打开预定数量的补光灯，并根据当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值；以及通信单元，所述通信单元配置为将所述图像处理单元生成的指示信号发送至所述补光单元。

示例性地，所述图像处理单元控制所述图像采集单元的曝光时间不超过设定的曝光时间所述最大值。

示例性地，所述图像处理单元控制所述补光单元交替打开补光灯，并使得打开的补光灯的数目保持为所述期望数目。

示例性地，所述补光单元包括还包括控制处理单元，所述控制处理单元在所述图像处理单元的控制下，交替打开所述补光灯，并且，所述控制处理单元包括：计时模块，所述计时模块用于记录当前开启的每个补光灯的开启时长；控制处理模块，所述控制处理模块记录当前开启的补光灯，并判断每个当前开启的补光灯的开启时长是否大于预设时长，并在任意一个当前开启的补光灯的开启时长大于所述预设时长时，关闭该补光灯，并开启另一个之前处于关闭状态的补光灯。

示例性地，所述控制处理单元实现为单片机。

示例性地，所述通信单元实现为RS485接口。

根据本发明的摄像装置，在光线较暗，所采集的图像亮度较低时，首先通过增加曝光时间来增加图像亮度，并且控制曝光时间不能超过最大设定曝光时长(曝光时间的最大值)，以避免由于曝光时间过长而导致出现图像拖尾、人脸模糊、无法识别等问题，当通过增加曝光时间仍不能使图像亮度达到或高于设定的理想亮度值时，则指示补光单元打开期望数目的补光灯，以为图像采集提高亮度、优化所采的图像的质量。并且，当开启补光灯时，通过补光单元控制补光灯交替使用，以延长补光灯的使用寿命。根据本发明的摄像装置可以通过获取曝光时间参数，来确定打开补光灯的期望数目以及控制补光灯的打开时间，进而既可以实现理想的图像亮度，也可以延长补光灯使用寿命，避免浪费能源。

附图说明

本发明实施例的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1是用于实现根据本发明实施例的控制方法及摄像装置的示例电子设备的示意性框图；

图2为根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法的示意性流程图；

图3为根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法部分更详细的示意性流程图；

图4为根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法部分更详细的示意性流程图；

图5为根据本发明实施例的用于摄像装置的图像处理单元的示意性结构框图；

图6为根据本发明实施例的用于摄像装置的补光单元的示意性结构框图；

图7为根据本发明实施例的摄像装置的示意性结构框图。

具体实施例

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施例可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施例发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，部件、元件等的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

首先，参照图1来描述用于实现根据本发明实施例的控制方法及摄像装置的示例电子设备100。

如图1所示，电子设备100包括一个或多个处理器102、一个或多个存储装置104、输入/输出装置106、通信接口108、一个或多个图像传感器110，以及补光单元112，这些组件通过总线系统114和/或其它形式的连接机构(未示出)互连。应当注意，图1所示的电子设备100的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，所述电子设备也可以具有其他组件和结构，也可以不包括前述的部分组件，例如可以包括输入/输出装置106，也可以不包括输入/输出装置106。

所述处理器102一般表示任何类型或形式的能够处理数据或解释和执行指令的处理单元。一般而言，处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制所述电子设备100中的其它组件以执行期望的功能，例如处理器可以为专用集成电路、各种微控制器、单片机或图像处理单元。在特定实施例中，处理器102可以接收来自软件应用或模块的指令。这些指令可以导致处理器102完成本文描述和/或示出的一个或多个示例实施例的功能。

所述存储装置104可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器102可以运行所述程序指令，以实现下文所述的本发明实施例中(由处理器实现)的客户端功能以及/或者其它期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。

所述输入/输出装置106可以是用户用来输入指令和向外部输出各种信息的装置，例如输入装置可以包括键盘、鼠标、麦克风、按键、按钮和触摸屏等中的一个或多个。输出装置可以包括显示器、扬声器等中的一个或多个。

通信接口108广泛地表示任何类型或形式的能够促进示例电子设备100和一个或多个附加设备之间的通信设备或适配器。例如，通信接口108可以促进电子设备100和前端或附加电子设备以及后端服务器或云端的通信。通信接口108的示例包括但不限于有线网络接口(诸如网络接口卡)、无线网络接口(诸如无线网络接口卡)、调制解调器和任何其他合适的接口。在一实施例中，通信接口108通过与诸如因特网的网络的直连提供到远程服务器/远程前端设备的直连。在特定实施例中，通信接口108通过与专用网络，例如视频监控网络、天网系统网络等网络的直连提供到远程服务器/远程前端设备的直连。通信接口108还可以间接提供这种通过任何其它合适连接的连接。

所述图像传感器110可以拍摄用户期望的图像(例如照片、视频等)，并且将所拍摄的图像存储在所述存储装置104中以供其它组件使用。

补光单元112可以为各种包括补光灯的部件，示例性地，补光单元112可以包括补光灯控制板以及集成在补光灯控制板上的多个补光灯，补光灯控制板上集成有控制处理单元，例如单片机，其实现对补光灯开关以及其他方面的控制，例如通过单片机上的控制处理模块可以记录当前开启的补光灯，通过单片机上的计时模块(计时器)可以记录每个当前开启的补光灯的开启时长。

示例性地，用于实现根据本发明实施例的控制方法及摄像装置的示例电子设备可以被实现为诸如相机、摄像机、智能手机、平板电脑、门禁系统的图像采集端、道路监控系统的图像采集端、安防系统的图像采集端等等。

图2为根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法的示意性流程图。图3为根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法部分更详细的示意性流程图；图4为根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法部分更详细的示意性流程图。下面将结合图2至图4对根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法进行描述。

如图2所示，本发明实施例公开的用于摄像装置的控制方法包括：

首先，在步骤S201中，获取图像采集单元采集的图像。

图像采集单元例如为图1所示电子设备100中的图像图传感器110，通过图像传感器110可以将光信号转化为数字图像信号，从而实现图像的采集。进一步地，所述图像传感器采集的图像可以为图片也可以为视频。当图像传感器采集的图像为视频时，则获取视频中的每帧图像。

在步骤S202中，判断所采集的图像的亮度是否低于设定阈值。

具体地，首先确定步骤S201获取的图像的亮度，然后将该亮度与设定阈值进行比较，以确定所采集的图像的亮度是否低于设定阈值。其中，所谓设定阈值指的是适合于进行诸如人脸识别等操作的理想亮度值，当图像的亮度低于该理想亮度值时，则会对人脸识别等产生不利影响，例如识别不出或识别变慢等等。该理想亮度值可以为根据经验确定，也可以根据多次试验或合适的算法确定。

如果在步骤S202中确定所采集的图像的亮度低于设定阈值，则进入步骤S203。在步骤S203中，增加图像采集单元的曝光时间。即，在光线变暗，所采集的图像的亮度低时，首先增加曝光时间，以使图像或视频中每帧图像的图像亮度高于或等于设定阈值，即设定的理想亮度值。

进一步地，如前所述，曝光时间过长会造成图像拖尾、人脸模糊而无法识别等问题。因此，在本实施例中，设定一个最大曝光时间作为曝光时间的最大值，以确保图像不会因曝光时间过长而导致无法识别。该最大曝光时间可以经验确定，也可以根据实验或算法确定。示例性地，在本实施例中，最大曝光时间为10ms，即曝光时间不能超过10ms。示例性地，在本实施例中，曝光时间的变化范围在0.1ms～10ms之间。

在增加曝光时间的情况下，进入步骤S204，继续判断图像采集单元当前所采集的图像的亮度是否仍然低于设定阈值，如果所述曝光时间达到最大值，且当前所采集的图像的亮度仍然低于设定阈值，则进入步骤205，指示补光单元打开预定数量的补光灯，以为图像采集提高亮度，从而优化所采集的图像的质量。

如果在步骤202或204中，如果确定图像采集单元当前所采集的图像的亮度等于或高于设定阈值，则进入步骤S206中，进行后续操作，例如存储所采集的图像或进入人脸识别等等。

进一步地，在本发明的一个示例中，曝光时间的增加，可以逐步进行或分多次进行。即，在本发明一个实施例中，步骤S203和S204可以重复进行多次，直到曝光时间达到所述最大值或图像亮度等于或高于设定阈值。如图3所示，步骤S203和S204具体可以按如下步骤操作：

首先，在步骤S301(也即步骤203)中，增加图像采集单元的曝光时间，然后进入步骤S302(也即步骤S204)，继续判断图像采集单元当前所采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，如果所采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则进入步骤S303中，判断曝光时间是否达到所述最大值。如果曝光时间没有达到最大值，则回到步骤301中，并重复步骤S301和S302，直到曝光时间达到最大值，或图像采集单元当前所采集的图像的亮度等于或高于所述设定阈值。如果曝光时间达到最大值并且图像采集单元当前所采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则进入步骤S205中，指示补光单元打开补光灯；如果图像采集单元当前所采集的图像的亮度等于或高于所述设定阈值，则进入步骤S206中，进行后续操作，例如存储所采集的图像或进入人脸识别等等。

当然，上述示例仅是本发明一个具体示例，本发明不限于此。例如，在本发明的另一个示例中，也可采用其他合适的操作方式，例如当在步骤202中确定所采集的图像的亮度低于设定阈值时，则在步骤S203中，直接将曝光时间增加至最大值。在本发明的另一个示例中，如果在步骤202中确定所采集的图像的亮度低于设定阈值时，则在步骤S203中，首先判断曝光时间是否达到最大值，如果没有，则直接将曝光时间增加至最大值，或者按照图3所示，逐渐增加曝光时间；如果曝光时间已经达到最大值，则直接进入步骤S205中，指示补光单元打开补光灯。

进一步地，在本发明中，为了延长补光的使用寿命，控制补光灯功率，降低能源浪费，在步骤S205，如果所述曝光时间达到最大值，且所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则指示所述补光单元打开预定数量的补光灯，并根据所述图像采集单元当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。现结合图4对步骤205进行进一步说明。在一个实施例中，步骤205可以按下述方式进行操作。

如图4所示，在步骤S401中，指示补光单元打开预定数量的补光灯。在一个实施例中，可以预先确定所述预定数量，例如，可以利用二分法，打开全部补光灯中的一半的补光灯。即，通过相应的控制信号或指示信号，指示补光单元打开预定数量的补光灯，例如打开一半的补光灯。

接着，进入步骤S402中，继续判断所述图像采集单元当前所采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，如果所采集的图像的亮度等于或高于设定阈值，则进入步骤S206中，进行后续操作。如果所采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则进入步骤S403中，打开更多的补光灯，例如在本发明一个示例中，打开另一半补光灯。当然，在其它示例中，也可以仅打开部分未开启的补光灯，例如，可以打开未开启的补光灯中的一半数目的补光灯。此时，则接着进入步骤S404中，继续判断所述图像采集单元当前所采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，如果当前所采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则转入步骤S403中，打开更多的补光灯，例如，打开未开启的其它补光灯。当然，在其它示例中，也可以打开部分未开启的补光灯，例如，可以打开未开启的补光灯中的一半数目的补光灯，并进行步骤404，如此往复直到补光灯全部打开或者所述图像采集单元当前所采集的图像的亮度等于或高于设定阈值为止。将已经打开的补光灯的数目确定为打开的补光灯的期望数目。在期望数目的补光灯开启的情况下，图像采集单元采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。

进一步地，在本发明的一个示例中，为了延长补光灯的使用寿命，可以控制补光单元中的补光灯交替打开使用，并使得打开的补光灯的数目保持为所述期望数目。

具体地，如前所述补光灯可以集成在补光灯控制板上，补光灯控制板上包括有控制处理单元，例如，单片机，该单片机可以记录当前开启的补光灯，并记录各个补光灯开启的时长，判断每个当前开启的补光灯的开启时长是否大于预设时长，并且，当任一个补光灯的开启时长大于所述预设时长时，控制该补光灯关闭，并开启另一个之前处于关闭状态的补光灯。例如，假设当前补光灯有A、B、C、D、E和F，通过步骤205中的二分法确定打开的补光灯的期望数目是3个，并且，当前开启的补光灯有A、C和E，A、C和E同时刻开启，单片机可以记录三个补光灯的开启时长(例如，当补光灯开启时，启动单片机的计时模块)，当开启时长大于预设时长时，关闭A、C和E，并开启B、D和F以使得开启的补光灯的数目维持在所述期望数目，且启动计时器记录该三个补光灯的开启时长。如此实现对补光灯的交替使用，可以实现延长补光灯寿命的目的。

在一个实施例中，控制处理单元可以控制所述补光单元中的补光灯交替打开，并使每个补光灯的开启时长相同。

示例性地，根据本实施例的用于摄像装置的控制方法可以在具有图像传感器、图像处理单元(ISP)或处理器以及包括多个补光灯的补光单元的设备、装置或者系统中实现。根据本发明实施例的摄像装置的控制方法可以部署在人脸图像识别的采集端处，例如道路监控系统的监控相机、公司大厦等的门禁系统的图像采集端，以及其他相机、智能手机、平板等设备上。示例性地，根据本发明实施例中，图2至图4所示的操作以及其他相应的操作，可以通过图像处理单元(ISP)实施，即图像处理单元(ISP)可以运行相应的程序指令以执行图2至图4以及其它相应的操作步骤，从而实现本发明所希望的提高图像亮度，并控制补光灯功率、延长补光使用寿命的目的。

根据本实施例的摄像装置的控制方法，在光线较暗，所采集的图像亮度较低时，首先通过增加曝光时间来增加图像亮度，并且控制曝光时间不能超过最大设定曝光时长(曝光时间的最大值)，以避免由于曝光时间过长而导致出现图像拖尾、人脸模糊、无法识别等问题，当通过增加曝光时间仍不能使图像亮度达到或高于设定的理想亮度值时，则指示补光单元打开补光灯，以为图像采集提高亮度，优化所采的图像的质量。并且，当开启补光灯时，通过补光单元控制补光灯交替使用，以延长补光灯的使用寿命。

根据本实施例的摄像装置的控制方法可以通过获取曝光时间参数，来确定补光灯打开的期望数目和控制补光灯的打开时间，进而既可以实现理想的图像亮度，也可以延长补光灯使用寿命，避免浪费能源。

图5为根据本发明实施例的用于摄像装置的图像处理单元的示意性结构框图。下面结合图5对根据本发明实施例的用于摄像装置的图像处理单元进行描述，其中，所述用于摄像装置的图像处理单元配置或集成在摄像装置中。

如图5所示，根据本发明实施例的用于摄像装置的图像处理单元500包括图像获取模块510、判断模块520和处理模块530。

图像获取模块510用于从诸如图像传感器的图像采集单元中获取图像。图像获取模块510由图1所示的电子设备中的处理器102，例如图像处理单元(ISP)运行存储装置104中存储的程序指令来实现，并且可以执行根据本发明实施例的控制方法中的步骤S201。进一步地，图像获取模块510以实现为图像处理单元(ISP)中的专用集成电路，以从图像传感器输出的信号中获取图像。

判断模块520用于判断所述图像采集单元所采集的图像亮度的是否低于设定阈值，即判断图像获取模块510所获取的图像的亮度是否低于设定阈值。所谓设定阈值指的是适合于进行诸如人脸识别等操作的理想亮度值，当图像的亮度低于该理想亮度值时，则会对人脸识别等产生不利影响，例如识别不出或识别变慢等等。该理想亮度值可以为根据经验确定，也可以根据多次试验或合适的算法确定。进一步地，判断模块520还用于判断所述图像采集单元的曝光时间是否达到最大值。即，判断图像采集单元的曝光时间是否超过设定的最大曝光时间，从而保证曝光时间不超过设定的最大曝光时间，这样可以避免图像由于曝光时间过长而导致无法识别。判断模块520可以由图1所示的电子设备中的处理器102运行存储装置104中存储的程序指令来实现，并且可以执行根据本发明实施例的控制方法中的步骤S202、S204、S302、S303、S402和S404。进一步地，判断模块520可以实现为图像处理单元(ISP)中的专用集成电路，或比较电路，以将图像亮度和曝光时间分别与设定理想亮度值(设定阈值)和最大曝光时间进行比较，从而确定图像亮度是否低于设定阈值，以及曝光时间是否超过最大曝光时间(曝光时间的最大值)。

处理模块530用于基于判断模块的判断结果进行相应的操作。例如，处理模块530在判断模块520确定所述图像采集单元采集的图像的亮度低于设定阈值时，增加所述图像采集单元的曝光时间，如果所述曝光时间达到最大值且图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于设定阈值，所处处理模块530则指示所述补光单元打开预定数量的补光灯，并根据所述图像采集单元当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。处理模块530在所述图像采集单元的曝光时间没有达到最大值且所述图像采集单元采集的图像亮度仍然低于所述设定阈值时，继续增加所述图像采集单元的曝光时间。处理模块530在所述图像采集单元的曝光时间达到最大值且所述图像采集单元采集的图像亮度仍然低于所述设定阈值时，指示所述补光单元打开预定数量的补光灯。处理模块530还可以利用二分法，打开全部补光灯中的一半的补光灯，并根据所述图像采集单元当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目预定数量。例如，处理模块530在所述补光单元打开所述预定数量的光灯后，如果所述图像采集单元当前采集的图像亮度仍然低于设定阈值，处理模块530指示所述补光单元打开更多的补光灯。例如在本发明一个示例中，打开另一半补光灯。当然，在其它示例中，也可以仅打开部分未开启的补光灯，例如，可以打开未开启的补光灯中的一半数目的补光灯。处理模块530在所述图像采集单元采集的图像的亮度等于或高于设定阈值时，进行后续操作，例如存储所采集的图像或进行人脸识别。处理模块530可以由图1所示的电子设备中的处理器102运行存储装置104中存储的程序指令来实现，并且可以执行根据本发明实施例的控制方法中的步骤S203、S205、S206、S401和S403。

在一个实施例中，所述处理模块还控制所述补光单元交替打开补光灯，并使得打开的补光灯的数目保持为所述期望数目。在下文中，将结合补光单元的具体结构来详细描述补光单元交替打开补光灯的操作过程。

根据本发明的用于摄像装置的图像处理单元，在光线较暗，所采集的图像亮度较低时，首先通过增加曝光时间来增加图像亮度，并且控制曝光时间不能超过最大设定曝光时长(曝光时间的最大值)，以避免由于曝光时间过长而导致出现图像拖尾、人脸模糊、无法识别等问题，当通过增加曝光时间仍不能使图像亮度达到或高于设定的理想亮度值时，则指示补光单元打开补光灯，以为图像采集提高亮度，优化所采的图像的质量。这样可以通过获取曝光时间参数，来确定打开的补光灯的期望数目以及控制补光灯的打开时间。

图6为根据本发明实施例的用于摄像装置的补光单元的示意性结构框图。下面结合图6对根据本发明实施例的用于摄像装置的补光单元进行描述，示例性地，用于摄像装置的补光单元集成或配置在摄像机上，即集成或配置在图像采集端处。

如图6所示，根据本发明实施例的用于摄像装置的补光单元600包括多个补光灯610和控制处理单元640，所述控制处理单元640包括计时模块620和控制处理模块630。所述补光单元在所述图像处理单元的控制下，交替打开所述补光灯，并使得打开的补光灯的数目保持为所述期望数目。

补光灯610用于为图像采集提供亮度，以优化所采集的图像的质量。在本实施例中，补光单元600包括多个补光灯，例如包括6个补光灯，或12个补光灯等。补光灯的数量根据需要确定。在本发明一个示例中，多个补光灯610可以实现为集成在一个大补光灯中的多个小灯。在本发明一个示例中，多个补光灯610可以集成或配置在补光灯控制板或电路板上。

计时模块620用于记录每个开启的补光灯的开启时长。计时模块620可以实现为图1所示的电子设备中的补光单元中的计时器。

控制处理模块630用于记录当前开启的补光灯，并判断每个当前开启的补光灯的开启时长是否大于预设时长，并在任意一个当前开启的补光灯的开启时长大于所述预设时长时，关闭该补光灯，并开启另一个之前处于关闭状态的补光灯。控制处理模块630可以为图1所示的电子设备100中的补光单元112中的控制器。

示例性地，在本发明一个示例中，计时模块620和控制处理模块630可以实现为集成在补光灯控制板的控制处理单元640，例如单片机。该单片机可以记录当前开启的补光灯，并记录各个补光灯开启的时长，判断每个当前开启的补光灯的开启时长是否大于预设时长，并且，当任一个补光灯的开启时长大于预设时长时，控制该补光灯关闭，并开启另一个之前处于关闭状态的补光灯。例如，假设当前补光灯有A、B、C、D、E和F，通过步骤205中的二分法，确定打开的补光灯的期望数目是3个，并且，当前开启的补光灯有A、C和E，A、C和E同时刻开启，单片机可以记录三个补光灯的开启时长(例如，当补光灯开启时，启动单片机的计时器)，当开启时长大于预设时长时，关闭A、C和E，并开启B、D和F以使得开启的补光灯的数目维持在所述期望数目，且启动计时器记录该三个补光灯的开启时长。如此实现对补光灯的交替使用，从而实现延长补光灯寿命的目的。

根据本发明实施例的用于摄像装置的补光单元，通过控制补光灯交替使用，使每个补光灯开启时长大致相当，从而延长补光灯的使用寿命。

图7为根据本发明实施例的摄像装置700的示意性结构框图。下面结合图7对根据本发明实施例的摄像装置700进行描述。

如图7所示，根据本发明实施例的摄像装置700包括图像采集单元710、图像处理单元720、补光单元730、通信单元740以及存储装置750。

图像采集单元710可以采用目前各种类型的图像传感器，并且图像采集单元710可以采集图片亦可以采集视频。

补光单元730用于为图像采集增加亮度，补光单元730的结构与图6所示结构类似，在此不再赘述。

图像处理单元720用于获取图像传感器710所采集的图像，判断所采集的图像的亮度是否低于设定阈值，并在所采集的图像的亮度低于所述设定阈值时，增加图像采集单元710的曝光时间，并继续判断所述图像采集单元当前采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，如果所述曝光时间达到最大值且所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则指示补光单元730打开预定数量的补光灯，并根据当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。进一步地，图像处理单元720还用于控制图像采集单元710的曝光时间不超过设定的最大曝光时间。图像处理单元720还用于二分法的方法，指示补光单元730打开预定数量的补光灯，所述预定数量为全部补光灯数目的一半。在所述补光单元打开所述预定数量的补光灯后，图像处理单元720继续判断所述图像采集单元710当前采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值，如果所述图像采集单元710当前采集的图像的亮度仍然低于设定阈值，则指示所述补光单元打开更多的补光灯，直到所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。图像处理单元720的结构与功能与图2至图5所示结构以及控制过程类似，在此不再赘述。

通信单元740配置为将图像处理单元720生成的指示信号发送至所述补光单元730。在本发明一个示例中，通信单元740可以实现为RS485接口，即图像处理单元720判断图像的亮度，并将判断结果通过RS485接口传输给补光单元，补光单元根据该判断结果控制补光灯的开启和关闭。

存储装置750用于存储所采集的图像或视频。存储装置750可以由图1所示的电子设备中的处理器102中的一个或多个存储装置104实现。

在一个实施例中，所述图像处理单元720控制所述补光单元730交替打开补光灯，并使得打开的补光灯的数目保持为所述期望数目。所述补光单元730还包括控制处理单元，所述控制处理单元在所述图像处理单元720的控制下，交替打开所述补光灯，并且，所述控制处理单元包括：计时模块，所述计时模块用于记录当前开启的每个补光灯的开启时长；以及控制处理模块，所述控制处理模块记录当前开启的补光灯，判断每个当前开启的补光灯的开启时长是否大于所述预设时长，并在任意一个当前开启的补光灯的开启时长大于预设时长时，关闭该补光灯，并开启另一个之前处于关闭状态的补光灯。

示例性地，根据本发明实施例的摄像装置可以实现为具有图像传感器、存储器、补光单元、通信接口/单元和处理器的设备、装置或者系统。

根据本发明实施例的摄像装置可以部署在人脸识别系统中，例如，在安防应用领域，可以部署在门禁系统或道路监控系统；在金融应用领域，可以银行、交易所等等的身份认证系统中。或者，在其它领域，部署在合适的图像采集端处。

根据本发明实施例的摄像装置在光线较暗，所采集的图像亮度较低时，首先通过增加曝光时间来增加图像亮度，并且控制曝光时间不能超过最大设定曝光时长(曝光时间的最大值)，以避免由于曝光时间过长而导致出现图像拖尾、人脸模糊、无法识别等问题，当通过增加曝光时间仍不能使图像亮度达到或高于设定的理想亮度值时，则指示补光单元打开补光灯，以为图像采集提高亮度，优化所采的图像的质量。并且，当开启补光灯时，通过补光单元控制补光灯交替使用，以延长补光灯的使用寿命。根据本发明的摄像装置可以通过获取曝光时间参数，来确定需要打开的补光灯的期望数目以及控制补光灯的打开时间，进而既可以实现理想的图像亮度，也可以延长补光灯使用寿命，避免浪费能源。

此外，根据本发明实施例，还提供了一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，在所述程序指令被图像处理单元或计算机或处理器运行时用于执行本发明实施例的用于摄像装置的控制方法的相应步骤，并且用于实现根据本发明实施例的图像处理单元、补光单元和摄像装置中的相应模块。所述存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合，例如一个计算机可读存储介质包含判断图像亮度的计算机可读的程序代码，另一个计算机可读存储介质包含用于根据图像亮度增加图像采集单元的曝光时间和/或打开补光灯以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值的计算机可读的程序代码。

在一个实施例中，所述计算机程序指令在被计算机运行时可以实现根据本发明实施例的用于摄像装置和图像处理单元、补光单元的各个功能模块，并且/或者可以执行根据本发明实施例的用于摄像装置的控制方法。

在一个实施例中，所述计算机程序指令在被计算机运行时，使得所述计算机执行以下步骤：获取所述图像采集单元所采集的图像；判断所述图像的亮度是否低于设定阈值；如果所述图像的亮度低于所述设定阈值，则增加所述图像采集单元的曝光时间，并继续判断所述图像采集单元当前采集的图像的亮度是否仍然低于所述设定阈值；以及如果所述曝光时间达到最大值，且所述图像采集单元当前采集的图像的亮度仍然低于所述设定阈值，则指示所述补光单元打开预定数量的补光灯，并根据所述图像采集单元当前采集到的图像的亮度调整打开的补光灯的数目，从而确定打开的补光灯的期望数目，以使得所述图像采集单元当前采集的图像的亮度不低于所述设定阈值。

根据本发明实施例的摄像装置中的各模块可以通过根据本发明实施例的摄像装置的电子设备的处理器运行在存储器中存储的计算机程序指令来实现，或者可以在根据本发明实施例的计算机程序产品的计算机可读存储介质中存储的计算机指令被计算机运行时实现。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的物品分析设备中的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。