[发明专利]宽动态摄像机及其实现宽动态摄像的方法

说明书

技术领域

本发明关于一种安防设备，尤其涉及一种用于安防系统的宽动态摄像机及其实现宽动态摄像的方法。

背景技术

摄像机技术发明以来，一直存在着对光线动态范围适应过窄的问题，比如从室内通过窗户照向室外，室内照度平均值在几百Lux，而室外光线在晴天的阳光下能达到几千甚至Lux，在这样的光线环境下，室内、室外物体是不能同时看清楚的。比如这样的情况情况下，室外光线占主导，摄像机的曝光时间会比较小，如达到1/4000s，对室外物体来说曝光时间正好，物体清晰，而室内物体就曝光时间不足了，反映的现象是室内比较暗，看不到物体。现有普通摄像机一般有背光补偿功能，减少曝光时间和通过增益亮度等方式调节，提高整体亮度，室内可以得到清晰的图像，但室外物体就曝光过度，画面偏白，也就是说现有普通摄像机只能看到在有限的光线动态范围使用，或者说在比较大的动态范围使用时只能看到某一部分。

为了改善上述问题，现有市面上提出了宽动态摄像机概念并有相应产品推出。宽动态摄像机比传统的监控摄像机具有更高倍数的动态范围，能够在明暗对比强烈的环境下获取清晰的图像，其越来越为广泛地应用于安防系统中，常见的宽动态摄像机主要有双扫描CCD方式，正如上面所述，室内比较暗的光线曝光时间比较短如1/50s，而室外比较强的光线则曝光时间比较长如1/4000s，再将两次曝光形成的图像叠加合成形成相对较理想的图像。这种双扫描比较复杂，供货不多，价格比较贵，而且整个摄像机系统比较复杂。而且如果一个物体处于光线分界处，如一个人站在日光灯下，整个人的图像边缘会有明显的边框，这是因为这部分处于临界光线，曝光时间是个不确定值，且图像效果颜色也存在比较明显的偏色现象。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种宽动态摄像机，其采用单扫面CCD光学传感器，不仅成本较低，且宽动态效果明显，颜色色彩逼真、照度低，适合光线动态范围大，均匀光线等各种光线日夜监控的需求；

本发明的另一目的在于，提供一种宽动态摄像机实现宽动态摄像的方法，其实现方法简单，架构组成灵活，可以解决传统摄像技术中对光线范围适应过窄的问题，且拍摄的图像效果颜色不存在偏色的现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种宽动态摄像机，包括：镜头、与镜头对应的光学传感器、依次与光学传感器电性连接的模拟前端处理器和模数转换模块、宽动态处理模块、及图像处理模块，该图像处理模块对镜头进行自动光圈控制。

所述光学传感器为单扫描CCD光学传感器，该光学传感器还电性连接一时序驱动。

所述宽动态处理模块内包括传感器数字图像视频信号及同步信号接收模块、及后端图像处理接口模块，宽动态处理模块通过该后端图像处理器接口模块与图像处理模块电性连接。

所述图像处理模块包括白平衡处理单元、曝光处理单元、色彩处理单元、及视频编码单元。

进一步地，本发明还提供一种宽动态摄像机实现宽动态摄像的方法，该方法包括：

步骤1、提供一宽动态摄像机，该宽动态摄像机包括镜头、与镜头对应的光学传感器、依次与光学传感器电性连接的模拟前端处理器和模数转换模块、宽动态处理模块、及图像处理模块，该图像处理模块对镜头进行自动光圈控制；

步骤2、光线通过镜头聚焦到光学传感器上，光学传感器感应光线并产生电信号，将该电信号传送至模拟前端处理器和模数转换模块；

步骤3、模拟前端处理器和模数转换模块对接收到的电信号进行模拟处理，并转换成并行原始数字视频信号和行、场同步信号传送至宽动态处理模块；

步骤4、宽动态处理模块对接收到的数字视频信号进行处理，将实际光线的动态范围进行压缩后，传送至图像处理模块；

步骤5、图像处理模块对接收到的数字信号进行图像处理、曝光控制、及白平衡处理，并编码成复合视频信号输出视频信号。

所述光学传感器为单扫描CCD光学传感器，该光学传感器还电性连接一时序驱动。

所述宽动态处理模块内包括传感器数字图像视频信号及同步信号接收模块、及后端图像处理接口模块，宽动态处理模块通过该后端图像处理器接口模块与图像处理模块电性连接。

所述步骤4中，宽动态处理模块对接收到的数字视频信号进行处理的操作包括：传感器数字图像视频信号及同步信号接收模块接收数字视频信号、行同步信号、及场同步信号，通过原始色彩基调、亮度、及伽马值处理，并经降噪系统处理，再经降噪色彩基调、亮度、伽马值处理，最后进行动态范围降噪、点对点调整处理后，由后端图像处理器接口模块送出。

所述步骤4中，宽动态处理模块对实际光线的动态范围进行压缩，该步骤中由后端图像处理器接口模块送出的信号为原始数字视频信号。