具有定期紅外照明和全局快門cmos傳感器的夜視設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及數(shù)碼相機(jī)，尤其涉及具有定期紅外照明和全局快門CMOS傳感器的夜視設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]用于識(shí)別運(yùn)動(dòng)車輛周邊目標(biāo)的數(shù)碼相機(jī)需要捕捉高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精確形狀和細(xì)節(jié)情況?，F(xiàn)有的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器有一個(gè)作為電子快門功能的滾動(dòng)快門，因此，在拍攝運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)不可避免地會(huì)出現(xiàn)焦面失真的問題。在弱光條件下，焦面失真會(huì)被加劇，需要增加曝光時(shí)間。通過連續(xù)照明提供更高的環(huán)境光線亮度會(huì)造成電量浪費(fèi)，從而縮短電池使用壽命。
[0003]需要有一個(gè)具有定期紅外照明和全局快門CMOS傳感器的夜視設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種具有定期紅外照明和全局快門CMOS傳感器的夜視設(shè)備，能夠通過脈沖紅外發(fā)光二極管來提供紅外照明，將紅外照明窗口與全局快門CMOS傳感器的曝光窗口同步，確保為特定應(yīng)用場(chǎng)合提供合適的照明，根據(jù)環(huán)境光線亮度改變紅外照明窗口的脈沖寬度，提高紅外發(fā)光二極管的效率，耗能更低，降低過熱的風(fēng)險(xiǎn)，解決每幀的動(dòng)態(tài)模糊問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種夜視設(shè)備，該夜視設(shè)備包含一個(gè)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器、一個(gè)紅外光產(chǎn)生電路和一個(gè)處理器電路。CMOS圖像傳感器包含若干圖像元件，所有圖像元件響應(yīng)第一個(gè)控制信號(hào)同時(shí)開始光線集成。第二個(gè)控制信號(hào)控制紅外光產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的紅外光線的持續(xù)時(shí)間或強(qiáng)度，或者同時(shí)控制持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。處理器電路能夠產(chǎn)生第一個(gè)控制信號(hào)和第二個(gè)控制信號(hào)。紅外照明的周期要短于CMOS圖像傳感器的集成周期。
[0006]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，CMOS圖像傳感器的若干圖像元件是按照二維矩陣的方式進(jìn)行布置的。
[0007]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，CMOS圖像傳感器的若干圖像元件響應(yīng)第一個(gè)控制信號(hào)被同時(shí)復(fù)位。
[0008]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，CMOS圖像傳感器包含一個(gè)全局快門CMOS圖像傳感器。
[0009]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，第二個(gè)控制信號(hào)決定紅外光產(chǎn)生電路的紅外光發(fā)射窗口。
[0010]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，紅外光產(chǎn)生電路包含若干發(fā)光二極管。在若干發(fā)光二極管的某些實(shí)施方式中，第二個(gè)控制信號(hào)可能會(huì)決定在紅外光發(fā)射窗口期間，有多少數(shù)量的發(fā)光二極管是亮的。
[0011]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，配置的處理器電路決定了環(huán)境光線亮度。在某些實(shí)施方式中，配置的處理器電路決定了環(huán)境光線亮度，處理器電路被進(jìn)一步配置為根據(jù)所確定的環(huán)境光線亮度產(chǎn)生第二個(gè)控制信號(hào)。
[0012]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，處理器電路被進(jìn)一步配置為，通過評(píng)估第一個(gè)控制信號(hào)啟動(dòng)CMOS圖像傳感器的集成周期，利用第二個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)脈沖紅外照明，當(dāng)CMOS圖像傳感器的集成周期結(jié)束后，讀取CMOS圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)使用一種或者多種圖像處理技術(shù)，檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)中所包含的一個(gè)或者多個(gè)目標(biāo)。
[0013]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，處理器電路被進(jìn)一步配置為，根據(jù)環(huán)境光線亮度，調(diào)整脈沖紅外照明的持續(xù)時(shí)間，減少圖像數(shù)據(jù)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而造成的變形問題。
[0014]在上述夜視設(shè)備的某些實(shí)施方式中，CMOS圖像傳感器、紅外光產(chǎn)生電路和處理器電路組成了一個(gè)攝像機(jī)。在組成攝像機(jī)的某些實(shí)施方式中，攝像機(jī)可能具有夜視功能，可以將其安裝在車輛中。
[0015]本發(fā)明還提供一種在低環(huán)境光線亮度的條件下采集視頻圖像的方法，該方法包含下列步驟:通過評(píng)估第一個(gè)控制信號(hào)啟動(dòng)CMOS圖像傳感器的集成周期，利用第二個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)脈沖紅外照明，在CMOS圖像傳感器集成期間脈沖一個(gè)或者多個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)所述CMOS圖像傳感器的所述集成周期結(jié)束后，讀取所述CMOS圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)，CMOS圖像傳感器包含許多圖像元件，所有的圖像元件響應(yīng)第一個(gè)控制信號(hào)開始光線集成。第二個(gè)控制信號(hào)控制脈沖紅外照明的持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度，或者同時(shí)控制持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。
[0016]在上述方法的某些實(shí)施方式中，方法進(jìn)一步包含，利用至少一個(gè)視頻數(shù)字信號(hào)處理電路和一個(gè)圖像數(shù)字處理電路，對(duì)圖像數(shù)據(jù)使用一種或者多種圖像處理技術(shù)，檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)中所包含的一個(gè)或者多個(gè)目標(biāo)。
[0017]在上述方法的某些實(shí)施方式中，CMOS圖像傳感器的若干圖像元件是按照二維矩陣的方式進(jìn)行布置的。
[0018]在上述方法的某些實(shí)施方式中，CMOS圖像傳感器的若干圖像元件響應(yīng)第一個(gè)控制信號(hào)被同時(shí)復(fù)位。
[0019]在上述方法的某些實(shí)施方式中，CMOS圖像傳感器包含一個(gè)全局快門CMOS圖像傳感器。
[0020]在上述方法的某些實(shí)施方式中，第二個(gè)控制信號(hào)決定由若干發(fā)光二極管組成的紅外光產(chǎn)生電路的紅外光發(fā)射窗口。在第二個(gè)控制信號(hào)決定紅外光產(chǎn)生電路的紅外光發(fā)射窗口的某些實(shí)施方式中，第二個(gè)控制信號(hào)可能會(huì)決定在紅外光發(fā)射窗口期間，有多少數(shù)量的發(fā)光二極管是亮的。
[0021]在上述方法的某些實(shí)施方式中，方法進(jìn)一步?jīng)Q定了環(huán)境光線亮度。在確定了環(huán)境光線亮度的某些實(shí)施方式中，根據(jù)所確定的環(huán)境光線亮度產(chǎn)生第二個(gè)控制信號(hào)。
[0022]在上述方法的某些實(shí)施方式中，根據(jù)環(huán)境光線亮度，調(diào)整脈沖紅外照明的持續(xù)時(shí)間，減少圖像數(shù)據(jù)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而造成的變形問題。
[0023]本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)包含:提供一個(gè)帶定期紅外照明和全局快門CMOS傳感器的夜視設(shè)備，該夜視設(shè)備能夠通過脈沖紅外發(fā)光二極管來提供紅外照明，將紅外照明窗口與全局快門CMOS傳感器的曝光窗口同步，確保為特定應(yīng)用場(chǎng)合提供合適的照明，根據(jù)環(huán)境光線亮度改變紅外照明窗口的脈沖寬度，提高紅外發(fā)光二極管的效率，耗能更低，降低過熱的實(shí)例，降低每幀的動(dòng)態(tài)模糊問題，以及/或者使用一個(gè)或者多個(gè)集成電路。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中相機(jī)電路的示意圖；
圖2是圖1所述相機(jī)的不意圖；
圖3是圖1中處理器電路的示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中相機(jī)的示例操作圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中中的工藝流程圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中中的工藝流程圖；
圖7是圖像傳感器界面的示意圖；
圖8是紅外發(fā)光二極管的界面示意圖；
圖9是通過車載夜視相機(jī)被視頻圖像檢測(cè)到的目標(biāo)圖；
圖10是圖9相機(jī)視角范圍內(nèi)的目標(biāo)圖；
圖11是檢測(cè)目標(biāo)的相機(jī)系統(tǒng)圖；
圖12是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的裝置圖；
圖13是將檢測(cè)到的目標(biāo)分類并產(chǎn)生元數(shù)據(jù)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在各種實(shí)施方式中闡述了相機(jī)的夜視功能，該相機(jī)包含一個(gè)全局快門CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器，能夠提供定期的紅外照明。此處所用到的術(shù)語紅外(IR)通常包含近紅外波長的光(例如~700nm - ~1000nm)和更長波長的光(例如中紅外和遠(yuǎn)紅外)。當(dāng)檢測(cè)到觸發(fā)事件時(shí)，全局快門CMOS傳感器將會(huì)被啟動(dòng)(例如，開始一次曝光/集成循環(huán))，在全局快門CMOS傳感器的曝光/集成窗口內(nèi)通過脈沖紅外光源的方式提供預(yù)訂時(shí)間周期的照明。
[0026]利用全局快門CMOS傳感器和脈沖紅外照明可以改善低光線/夜視圖像。紅外照明窗口通常與全局快門CMOS傳感器的曝光/集成窗口同步，為特定使用場(chǎng)合提供正確的光線照明。在各個(gè)實(shí)施方式中，可以根據(jù)環(huán)境光線水平來改變紅外照明窗口的寬度。脈沖紅外(IR)發(fā)光二極管(LEDs)提供紅外照明，而不是連續(xù)進(jìn)行紅外照明，可以提高紅外發(fā)光二極管的效率，耗費(fèi)更少的電量，并避免過熱問題。短脈沖寬度可以用來凍結(jié)運(yùn)動(dòng)，從而減少每一幀的運(yùn)動(dòng)模糊。在各個(gè)實(shí)施方式中，可以利用與發(fā)明實(shí)施方式相符的相機(jī)來捕獲交通視頻，可以用于自動(dòng)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)和/或者圖像檢測(cè)/識(shí)別應(yīng)用程序。
[0027]參考圖1，所示裝置100的框圖為本發(fā)明示例實(shí)施方式中攝像機(jī)/記錄器系統(tǒng)。在該示例中，裝置(或者設(shè)備)100可能包含一個(gè)模塊(或者電路)102，一個(gè)模塊(或者電路)104，一個(gè)模塊(或者電路)106，一個(gè)模塊(或者電路)108，一個(gè)模塊(或者電路)110，一個(gè)模塊(或者電路)112，一個(gè)模塊(或者電路)114，一個(gè)模塊(或者電路)116。模塊106，108, 112，114和116可以在硬件、軟件、固件或者上述組合中使用，可以用在一個(gè)或者多個(gè)設(shè)備(或者裝置)中。
[0028]在各個(gè)實(shí)施方式中，裝置100可以作為一個(gè)高分辨率(或者高清)攝像機(jī)/記錄器使用?？梢圆僮餮b置100來捕捉一個(gè)或者多個(gè)視頻流，以及/或者音頻流(或剪輯)，收集各種類型的傳感器信息(數(shù)據(jù))。在某些實(shí)施方式中，可以操作裝置100捕捉一個(gè)或者多個(gè)高碼率(例如高分辨率等)的視頻流(或者剪輯)，相應(yīng)低碼率(例如較低分辨率，較低幀率，高于參考幀率的預(yù)測(cè)幀數(shù)，改變量化參數(shù)，等等)的視頻流(或者剪輯)，音頻流(或者剪輯)，以及/或者手機(jī)運(yùn)動(dòng)和位置信息?？梢岳媚K102 (例如鏡頭和相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu))、模塊104(例如一個(gè)全局快門互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電光傳感器)和模塊110 (例如，紅外光產(chǎn)生電路)來捕捉低光線亮度/夜視視頻流。在各個(gè)實(shí)施方式中，可以利用許多紅外(IR)發(fā)光二極管(LEDs)來操作模塊110。模塊106 (例如一個(gè)編碼器)可以產(chǎn)生(例如，處理、編碼、壓縮等)一個(gè)高碼率視頻流(例如RES_1)和/或者一個(gè)或者多個(gè)低碼率視頻流(例如RES_2)0可以利用一個(gè)或者多個(gè)屬性和/或者標(biāo)準(zhǔn)靜止和/或者視頻編解碼器(例如JPEG，MJPEG, MPEG-2, MPEG-4, H.264，HEVC等等)操作模塊106產(chǎn)生、處理和編碼視頻流RES_1和 RES_2o
[0029]低碼率視頻剪輯可能含有與同一時(shí)間從相應(yīng)的高碼率視頻剪輯所捕捉的內(nèi)容相同的內(nèi)容。在某些實(shí)施方式中，低碼率視頻剪輯可能是高碼率視頻剪輯的縮印版本。在其它實(shí)施方式中，可能會(huì)平行捕捉低碼率視頻剪輯和高碼率視頻剪輯。例如，模塊106所捕捉到的每一幀可以作為高碼率視頻進(jìn)行處理，也可以作為縮減規(guī)模的低碼率視頻進(jìn)行處理。在某些實(shí)施方式中，可能通過代碼轉(zhuǎn)換的方式從高碼率視頻流中產(chǎn)生低碼率視頻流。在某些實(shí)施方式中，可以將高碼率視頻流解碼，并重新編碼到低碼率視頻流中。
[0030]模塊108(例如一個(gè)控制電路)可能被配置為管理模塊104、模塊106、模塊110和模塊112 (例如一個(gè)存儲(chǔ)器接口)，來儲(chǔ)存模塊(例如一個(gè)存儲(chǔ)器)內(nèi)的視頻流RES_1和RES_2?？梢岳迷S多易失性(例如SRAM，DRAM等)和/或者非易失性(例如閃盤，SD卡，xD圖片卡、用戶身份模塊(SH0卡等)儲(chǔ)存技術(shù)?？梢赃M(jìn)一步將模塊108配置為，通過模塊106 (例如一個(gè)無線通信接口)至少將儲(chǔ)存在模塊114中的高解析度視頻數(shù)據(jù)、低碼率視頻數(shù)據(jù)，以及/或者視頻數(shù)據(jù)的一部分(例如視頻流、一個(gè)或者多個(gè)段視頻剪輯、一個(gè)或者多個(gè)靜止圖像、一個(gè)音頻流、一個(gè)或者多個(gè)音頻剪輯等)與外部裝置(例如用戶裝置)來進(jìn)行通信(傳輸)。例如，在各個(gè)實(shí)施方式中，可以將模塊116配置為支持一個(gè)或者多個(gè)IEEE 802.11、IEEE802.15、IEEE 802.15.1、IEEE 802.15.2、IEEE 802.15.3、IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.5、IEEE 802.20、Bluetooth和/或者ZigB