本发明涉及一种视频处理方法,具体是一种基于曝光值和场景学习算法控制IRCUT和红外灯的方法。
背景技术:
根据计算机系统输入、处理、输出的系统划分方法,安防监控摄像机的夜视切换控制系统划分如下:
1输入:光敏电阻
2处理:软件控制算法
3输出:红外灯、IRCUT
第1代IRCUT控制,通过读取光敏,感应外界环境的照度(单位Lux),低照度(小于3Lux)时开红外灯,IRCUT开启全透光滤光片,高照度(大于5Lux)时,关红外灯,IRCUT开启滤红光滤光片。
第2代IRCUT控制,去掉了光敏,通过读取SENSOR成像后图片的EV值(Exposure Values曝光值),然后将EV值转化为对应的照度,进行对IRCUT和红外灯进行控制。
第1代IRCUT算法,因为使用了光敏元器件,有如下不足:
1增加了硬件成本及增加装配步骤。
2在光敏感光面与成像画片有较大出入,如背光环境下,光敏不能准确地表征图像照度。
3在星光级摄像机中,低照度下,光敏会出现精度不足的现象。
4在北方早晚温差较大环境中,光敏会有温漂现象,会出现早晚同样照度的表征值差距较大的现象。
第2代IRCUT算法,在低照度场景下,红外开启后,EV值与照度并不成正比例关系,具体表现为:
1距离越近,反光越集中,EV值越大。例如镜头贴近桌面,EV值会很大,会被误判为白天。
2画面中物体反光率越高(白色最高,黑色最低),EV值越大。
3画面中有运动物体,造成EV值抖动,造成IRCUT误切。
4算法的场景适应能力,当前的消费类摄像机会有移动场景的需求。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种基于曝光值和场景学习算法控制IRCUT和红外灯的方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于曝光值和场景学习算法控制IRCUT和红外灯的方法,包括如下步骤:
步骤一:初始化为白天模式,采样最近一次SENSOR成像后图片的曝光值,并在储存卡中记录M次EV采样值数据;
步骤二:EV值达到黑夜阈值,切换到黑夜模式,采样最近一次SENSOR成像后图片的曝光值,并在储存卡中记录N次EV采样值数据;
步骤三:比较最近的多次曝光值采样点,并去掉最大值和最小值;根据白天模式和黑夜模式采样数据,将曝光值划分为线性变化段和非线性变化段,在非线性变化段,使用动态计算曝光值间的差值来量化照度的变化,拟合出一个完美的以照度、反光率、距离为自变量的函数,从而对IRCUT和红外灯达到准确的控制。
作为本发明进一步的方案:所述步骤一中的曝光值采样点的次数M至多为20次。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤二中的曝光值采样点的次数N至多为15次。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤二中的曝光值采样点的时间间隔为2.5秒。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明基于白天模式时,EV值必定反应环境照度这个有利条件,对不同的静态环境进行学习,并且进行试错,动态调整内部参数,对于光线快速变化和移动场景,通过EV值的差值进行快速判断,以此两点拟合出一个完美的以照度、反光率、距离为自变量的函数,从而对IRCUT和红外灯达到准确的控制;摄像机的适应场景更加灵活可靠,不仅节约了成本,而且改进结构后,设备更加美观大方。
附图说明
图1为一种基于曝光值和场景学习算法控制IRCUT和红外灯的方法中的算法流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例
一种基于曝光值和场景学习算法控制IRCUT和红外灯的方法,包括如下步骤:
步骤一:通过读取一次SENSOR成像后图片的曝光值,并将数据记录到储存卡中;
步骤二:比较最近的多次曝光值采样点,并去掉最大值和最小值;
步骤三:将曝光值划分为线性变化段和非线性变化段,在非线性变化段,使用动态计算曝光值间的差值来量化照度的变化,拟合出一个完美的以照度、反光率、距离为自变量的函数,从而对IRCUT和红外灯达到准确的控制。
所述步骤一中的曝光值采样点的次数M至多为20次。
所述步骤二中的曝光值采样点的次数N至多为15次。
所述步骤二中的曝光值采样点的时间间隔为2.5秒。
算法步骤:
步骤1:初始化状态为白天模式,此模式下,红外灯关,IRCUT开启滤红光滤光片。此模式下EV值能准确反应环境照度。如果ev<ev_3lux达到3次,进入步骤2;
步骤2:基于画片切换时画片EV不稳定,忽略前10秒数据。从第11秒开始收集各项数据。分别进行步骤3到步骤6的筛选;
步骤3:如果在第11秒到第35秒间,ev_white中的最大值大于3倍ev_3lux,且ev>3*ev_6lux,且ev<ev_ceiling,记录ev_time,进入步骤7;
步骤4:正常全黑环境下,ev>ev_6lux达到3次,记录ev_time,进入步骤7;
步骤5:低亮、中亮、高亮环境下,ev<ev_env*90%/x_black达到3次,表明此时,有人在调整镜头,使画面开始拉远或摆正,有人的情况下大多光线明亮,记录ev_time,进入步骤7;
步骤6:低亮、中亮、高亮环境下,ev>ev_env*110%*x_black达到3次,表明光线逐渐转亮,记录ev_time,进入步骤7;
步骤7:检查ev_time中2次夜视模式转白天模式的时间间隔,或小于120秒,则表明判断错误,调整系数x_black,若调整系数时间达到5小时,重置系数x_black。进入步骤1。
对场景进行互斥不重复分类
ev_3lux为白天模式下,3LUX对应的EV值。
ev_6lux为夜视模式下,6LUX对应的EV值。
ev_normal为夜视模式下,白炽灯亮,摄像机对准普通生活场景(画片中物体反光率适中),摄像机与画面3米距离对应的EV值。
ev_ceiling为夜视模式下,白炽灯亮,摄像机对准天花板(画片中物体反光率较高),摄像机与画面3米距离对应的EV值。
ev_extrem为夜视模式下,白炽灯亮,摄像机面片中一半是桌面(画片中物体反光率较高),摄像机与画面1.5米距离对应的EV值。
数据说明
ev_white为白天模式下,最近的20次EV采样值集合,总计120秒,适用于场景切换特别快的场景;
ev_black为夜视模式下,最近的6次EV采样值集合,总计15秒;
ev_sta为夜视模式下,从第11秒开始,3次EV采样值集合的平均值;
ev_env为夜视模式下,最小的3次EV采样值集合的平均值;
ev_env>=ev_extrem为高亮环境;
ev_env<ev_extrem&&ev_env>=ev_ceiling为中亮环境;
ev_env<ev_ceiling&&ev_env>=ev_normal为低亮环境;
ev_env<ev_normal&&ev_env>=ev_6lux为超低亮环境;
ev_env<ev_6lux为正常全黑环境;
ev_time为夜视模式切白天模式的时间集合;
ev为最新的EV采样值;
x_black为EV环境敏感系数,越大越不灵敏,超低亮、低亮、中亮、高亮分别初始化为1,0.99,0.97,0.95,每次上调15%。
本发明的工作原理是:本发明基于白天模式时,EV值必定反应环境照度这个有利条件,对不同的静态环境进行学习,并且进行试错,动态调整内部参数,对于光线快速变化和移动场景,通过EV值的差值进行快速判断,以此两点拟合出一个完美的以照度、反光率、距离为自变量的函数,从而对IRCUT和红外灯达到准确的控制。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。