[发明专利]一种相机同步装置

说明书

技术领域

本发明涉及安防技术领域，尤其涉及一种结构简单且效果良好的相机同步装置。

背景技术

相机在低照度环境下，其感光部件会无法成像或者成像噪声很大。在视频监控等领域，为了在低照环境下获得较好的图像质量，一般会采用辅助光源（如补光灯）来照亮相机的拍摄区域。按照补光灯的发光持续性来区分，有持续补光、频闪补光、曝闪补光三种。

图1为三种补光驱动信号的波形，本文以高电平使灯点亮为例进行说明。持续补光时补光灯常亮，但亮度不易调节；频闪补光时补光灯闪烁，亮度可以通过调节补光驱动信号的占空比进行调节，而且驱动信号频率到达100赫兹时，人眼察觉不到频闪灯闪烁；曝闪补光则是在相机需要抓图像时才补光，像闪电一样闪烁，产生光污染较为严重。

通过以上的分析可以看出，频闪补光具有亮度调节方便，光污染少的优势，加上该类型补光灯的成本低，因此应用越来越广泛。但是，频闪补光灯实际是明暗交替工作的，其闪烁需要与相机曝光同步才能保证拍摄到的每幅图像都是明亮的。在电子警察、智能监控等领域应用时，需要保证拍摄到的每幅图像都应该是明亮的，因此，采用频闪补光时需要解决频闪补光与相机曝光同步问题。频闪补光灯（也称为频闪等）的驱动信号通常是由相机来控制的，相机只要控制好驱动信号就能保证频闪与相机曝光同步。

然而在一些需要拍摄交通红绿灯的电子警察等应用场景中，由于红绿灯由50Hz工频市电供电，实际上会造成红绿灯以100Hz的频率闪烁。相机拍摄红绿灯时要求每次曝光都能拍到红绿灯是明亮的，因此，相机只有控制好曝光时间点才能保证曝光工频同步。频闪补光同步与曝光工频同步概念略有差异：前者是相机控制频闪灯驱动信号，使其与相机曝光同步；后者是相机控制曝光时间点，使其与工频市电同步。

在频闪补光技术上，中国发明专利申请第CN201010251494.2号披露了一种频闪交通补光灯及其控制方法，中国发明专利申请第CN02215281.4号披露了一种LED频闪灯同步脉冲发生器。这些现有技术在其信号处理可以归纳为图2所示的处理流程。

现有技术中频闪补光的处理方式是从视频流出发的。首先用信号接收模块从视频流里提取出场同步信号，由于场同步信号可以完全体现曝光同步信息，因此，信号处理模块只要依据所述场同步信号衍生频闪脉冲，并用补光灯驱动模块驱动补光灯即可实现频闪补光同步，信号之间的关系可以参考错误！未找到引用源。3所示。

进一步来说，现有技术仅仅实现了频闪补光的同步，在智能交通领域，应用受限，比如，在需要获知交通灯信息的场合（工频同步场合），该方案必须升级。在要求兼备工频同步与频闪补光同步的情况，现有技术需要进行系统升级。升级后的系统中包括了曝光工频同步处理的所有模块，同时还包含用于分离场同步信号的信号接收模块、用于衍生频闪脉冲的信号处理模块、用于驱动补光灯的补光灯驱动模块，其中衍生频闪脉冲的信号处理模块功能包括脉冲的产生、相位调整、占空比调整，具体可以参考图4。

另外，在已经实现曝光工频同步的相机上，如果仍然采用现有技术实现频闪补光同步，反而使电路复杂化，其体现在以下几点：

首先，需要从感光单元中分离场同步信号；

其次，用于补光的频闪脉冲，每隔一帧（或者数帧）都要向场同步信号对齐，请参考图3。

最后，需要根据场同步信号产生脉冲序列，同时控制脉冲序列的频率、占空比和相位。

由此可见，现有技术中无论哪种方案，其在同时实现工频同步以及频闪同步上都存在实现复杂，产品成本较高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种相机同步装置，该装置包括：方波输出单元、曝光同步单元以及频闪同步单元；其中：

方波输出单元，用于生成并输出工频方波，其中该工频方波的频率为市电交流电频率的N倍，其中N为自然数；

所述曝光同步单元，连接于所述方波输出单元，并用于使用方波输出单元输出的工频方波作为参考源生成控制时序信号以控制相机的曝光区间，使得相机的曝光区间覆盖到至少部分预定义的交流电高能量区；

所述频闪同步单元，连接于所述方波输出单元，并用于使用方波输出单元输出的工频方波作为参考源生成频闪脉冲信号以控制频闪灯的频闪点亮区间，使得所述频闪点亮区间与所述曝光区间以及交流电高能量区存在交集。

相对于现有技术来说，本发明不再使用场同步信号来控制频闪同步，而是将工频方波作为曝光同步以及频闪同步的共同参考源，以非常简单的结构以及非常低廉的成本同时实现了曝光同步以及频闪同步，在交通领域的监控系统中非常实用。