[发明专利]用于评定夜晚模式图像获得期间的环境光的方法

说明书

提供了一种用于评定夜晚模式图像获得期间的环境光的方法，尤其是评定利用视频相机进行的视频获得期间的环境光水平的方法。视频相机可操作地与IR照明器相连接，并且具有其中IR截止滤光器被布置在图像传感器的前面的白天模式以及其中IR截止滤光器不被布置在图像传感器的前面的夜晚模式。该方法包括：在夜晚模式中利用视频相机获得图像的流，其中IR照明器具有第一照明输出水平，以及然后，在图像流内的预先确定的数量的连续的图像帧的序列的获得期间将IR照明器的输出水平减小到预先确定的照明输出水平，以及然后，根据对图像帧的序列的评估来评定表示环境光水平的测量。

技术领域

本发明涉及视频相机中的用于评定夜晚模式图像获得期间的环境光的测量的方法。本发明还涉及用于定时视频相机中的从夜晚模式操作切换到白天模式操作的方法。

背景技术

用于相机的IR(红外线)滤光器的使用在现有技术中并且具体地关于数字相机是公知的。简而言之，相机的图像传感器对于红外具有不可忽略的分量的光谱响应，导致机会以及挑战。机会在于，在低光度条件下，IR分量可以提供关于成像场景的有用的附加的信息，该信息借助于IR光源可以更加进一步地被增强。在白天时间成像期间发现挑战，其中IR分量的添加将扭曲图像中的色彩平衡，并且其还可以使图像传感器饱和。此外，因为相机将检测到辐射，所以诸如曝光设置等等的参数可以以对所显示的图像有害的方式受到影响。

维持有益效果同时抑制较为无益的效果的方式是在白天模式操作期间在图像传感器的前面在光束路径中添加可移动的IR截止滤光器。以这种方式，可以在日光条件期间使用IR滤光器，实现彩色图像的获得。贯穿本申请，可以可交换地使用“IR截止滤光器”和“IR滤光器”，并且除非被明确地陈述，否则“IR滤光器”将在本上下文中对应于IR截止滤光器。在白天模式操作期间，图像传感器的像素将以第一方式操作，其中入射光在独立的光电检测器上被检测为电荷，每个光电检测器被配有滤光器以便接收主要红色、主要绿色或者主要蓝色的辐射，因此实现色彩分离。在夜晚模式操作期间，例如在低光度条件中，可以移除IR截止滤光器。这意味着，将有源自频谱的IR部分的入射的光(或辐射)的增加，这种增加能够用于改善图像质量但是代价是使色彩成像困难或不可能。在没有IR截止滤光器的情况下，IR辐射将增加每个色彩通道中的强度，这是因为每个色彩通道具有对IR区域中的响应。这将通过在每个色彩通道中增加未知的因素而使色彩信息偏斜。因此，对于可以被呈现为(或以任意理想的色彩尺度被呈现的)灰度强度图像的每个像素，被维持的仅有的参数是入射辐射的总强度，而不在夜晚模式操作期间执行色彩分离。IR光源的添加可以更加进一步增强图像。

在直接解决方案中，IR截止滤光器被布置在传感器前面，并且使用一个致动器在其中滤光器完全地覆盖传感器(‘白天模式’)的位置和其中滤光器完全地被移除以防止模糊图像传感器的位置之间移动滤光器。当从夜晚模式和撤回的滤光器开始时，IR截止滤光器已经被插入，图像传感器能够推导环境光的量是否充分。如果其不充分，则相机将切换回夜晚模式。当从夜晚模式切换到白天模式时，不足为奇的是，在射束路径中的IR滤光器的情况下的光水平太低，以及切换回夜晚模式是必要的，导致夜晚模式和白天模式之间的来回的闪烁。这导致图像的显而易见的闪烁，以及致动器上的相当多的磨损。因此，反反复复切换不利于用户体验，并且因此在切换之前可以存在评定，其中图像单元设法推导场景中的可见光的量，以便确信切换到白天模式是适当的。

为了该目的，为了控制何时插入以及何时移除IR滤光器，可以使用辅助光传感器，使得当环境光的水平变得太低时，相机通过移除IR滤光器并且可选地使用由相机承载的或在其中合并的，或者在其外部布置的IR光源来切换到夜晚模式，并且当环境光水平充分高时，可以执行到白天模式的切换。对于许多应用，该解决方案提供可接受的结果，然而添加另外的组件会增添制成品的成本和复杂度。而且，大多数的光传感器仅仅测量环境总体光水平，这导致可能没有说明图像场景内的光水平的局部变化。