[发明专利]一种监控相机的曝光方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种监控相机的曝光方法及其装置。

背景技术

CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)是最为常见的成像元器件，由于其具有全局曝光、低噪等优点，因而被广泛应用于监控相机，尤指电子警察相机(简称电警相机)中。监控相机的CCD曝光通常需要与市电同步，即市电频率(50Hz)与监控相机的CCD曝光频率成整数倍关系以及监控相机的CCD曝光时刻与市电的相位差异不会随着时间的推移发生累积。具体地，参见图1，监控相机的CCD的垂直驱动信号VD控制其曝光频率(VD的频率＝曝光频率)，并且VD的频率为25fps，与市电频率50Hz恰好成整数倍关系；同时VD总是在市电的波峰(或者其他某个固定相位)有效，并且随着时间推移VD总是对准市电的波峰。

参见图2，PCLK是CCD的工作时钟，一个PCLK周期输出一个像素。VD是CCD垂直驱动信号，VD脉冲表示图像一次曝光的开始，也表示CCD输出一帧像素的开始。HD是CCD水平驱动信号，HD脉冲表示CCD输出一行像素的开始。VSUB是CCD控制曝光时间的信号。从一个VD脉冲到VSUB脉冲的时间是CCD的电荷清零配置值，用trst表示。从VSUB脉冲到下一个VD脉冲的时间是CCD的曝光时间，用texp表示。texp与trst的和为CCD的曝光周期T。

监控相机的CCD需要保证其曝光稳定，即在视觉上每幅图像没有闪烁 感，体现在CCD的驱动时序上的要求为CCD的texp稳定。但是工程上，CCD不能直接确定texp，需要通过T以及trst计算获得稳定的texp。

由于监控相机的曝光需要与市电同步，其VD的频率也是与市电同步的。当市电发生抖动时，监控相机的曝光周期T并不稳定。并且，监控相机的CCD的时序是基于时间轴产生的，在产生一个VD脉冲后，直到产生下一个VD脉冲才获知当前T。因此，根据VD脉冲获得当前T时，当前的曝光已经结束。所以如何进行稳定的监控相机曝光方法成为当前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种监控相机的曝光装置及其方法，其能够提前获知监控相机的曝光周期T，增加了监控相机曝光的稳定性。

本发明提供一种监控相机的曝光装置，包括：

信号转换模块，用于将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；

信号延迟模块，用于将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；

周期预测模块，用于统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；

VSUB产生模块，用于根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点。

进一步，本发明所述衬底信号VSUB的产生时点是根据固定的电荷清零配置值trst得到的。

进一步，本发明所述trst是通过调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔保证图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量不变的。

进一步，本发明所述调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔是根据所述图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量对后垂直消隐区域 进行均分获得各HD脉冲的间隔。

进一步，本发明所述信号延迟模块、周期预测模块以及VSUB产生模块是利用现场可编程门阵列FPGA实现的。

本发明还提供一种监控相机的曝光方法，所述方法包括：

S1、将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；

S2、将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；

S3、统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；

S4、根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点。

进一步，本发明所述衬底信号VSUB的产生时点是根据固定的电荷清零配置值trst得到的。

进一步，本发明所述trst是通过调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔保证图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量不变的。