[发明专利]一种IR-Cut滤光片切换方法、装置和摄像机

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种红外线截止（IR-Cut）滤光片切换方法、装置和摄像机。

背景技术

现代电荷耦合元件（CCD，Charge-coupled Device）感光器（Sensor）或者互补金属氧化物半导体（CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor）感光器的感光频段远超过人眼。为了保证图像颜色的准确性，在照度充足的情况下需要使用IR-Cut滤光片把一定频段的光线滤除，使CCD感光器或CMOS感光器利用一定频段光线被滤除的光线来拍摄图像，在照度不足时再使用全通滤光片，使CCD感光器或CMOS感光器利用全部光线（没有光线被滤除的光线）来拍摄图像。

随着人们对摄像机全天候监控的要求，摄像机一般会使用IR-Cut滤光片来保证白天拍摄图像的颜色的准确度，使用全通滤光片和黑白图像来保证摄像机在夜间拍摄图像的可视性。手动进行IR-Cut滤光片和全通滤光片切换由于工作量太大而不可行，摄像机自动对IR-Cut滤光片和全通滤光片进行切换成为必然。而这种自动切换方法的准确性和鲁棒性也成为衡量摄像机是否可以全天候监控的一个重要指标。

如图1所示，为某款CMOS Sensor的量子效率曲线。为了使拍出的图像符合可见光的颜色特性，一般在光线充足的白天会使用一块IR-Cut滤光片，把650nm以上的光线予以截止。在夜间会使用全通滤光片让所有的光线通过，从而达到提高亮度和可视性的效果。

为了实现摄像机中IR-Cut滤光片和全通滤光片的自动切换，目前主流做法包括：外加硬件实现的方法和软件实现的方法。

外加硬件实现的方法，通过判别可见光的亮度，来实现IR-Cut滤光片和全通滤光片的自动切换，优点是由硬件直接处理，程序会比较简单。缺点一是成本较高，需要增加光敏电阻、红外滤光片和相应的电路；缺点二是不同批次的光敏电阻特性有时会有不一致，造成不同批次的摄像机IR-Cut滤光片切换不同步。

软件实现的方法，会节约硬件成本，而且摄像机切换的一致性较好，但难点在于如何准确地判断可见光的亮度。软件实现的方法目前主要有以下两种方式：

方式一、根据图像亮度实现IR-Cut滤光片切换。

当图像亮度低于第一阈值Thresh₁时就使用全通滤光片，反之当图像亮度高于第二阈值Thresh₂时就使用IR-Cut滤光片。Thresh₁与Thresh₂之差就是预估的红外光强度的容差。但这种方式最大的问题就是红外光强度难以估计准确，很容易出现IR-Cut滤光片和全通滤光片来回切换的问题。具体来说，就是使用IR-Cut滤光片时，可见光的能量不足使图像亮度低于Thresh₁，而切换到全通滤光片时，红外光的能量又使图像亮度超过Thresh₂。这样就形成了一个不停切换的循环，不但影响设备的监控效果，还容易造成IR-Cut滤光片和全通滤光片老化与损坏。

方式二、通过判断图像为红外光图像还是可见光图像，来区分是否应该切换到IR-Cut滤光片。

此种方式存在的问题是：1）弱红外场景下对是否是红外场景难以判别准确，难以准确判断图像是否为红外光图像。2）强红外场景下虽然可以判断出是红外场景，能够判断出图像是否为红外光图像，但难以判断可见光的亮度，从而不能准确的切换到使用IR-Cut滤光片的彩色模式。

综上所述，对于何时使用IR-Cut滤光片的判断，往往容易出现判断不准导致来回切换或者某些场景下不能正确使用IR-Cut滤光片的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种IR-Cut滤光片切换方法、装置和摄像机，用于提高IR-Cut滤光片切换的准确性和鲁棒性。

一种红外线截止IR-Cut滤光片切换方法，所述方法包括：

在切换到IR-Cut滤光片后，确定第一图像亮度值，所述第一图像亮度值是指利用经过IR-Cut滤光片的光线形成的图像的亮度值；

在所述第一图像亮度值低于设定的第一门限值时，切换到全通滤光片，并确定第二图像亮度值，所述第二图像亮度值是指利用经过全通滤光片的光线形成的图像的亮度值；

根据第一图像亮度值、第一门限值和第二图像亮度值确定第二门限值；

并在所述第二图像亮度值高于所述第二门限值时，切换到IR-Cut滤光片，并继续执行确定第一图像亮度值的操作。

一种红外线截止IR-Cut滤光片切换装置，所述装置包括：