一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置及控制方法，包括CMOS傳感器，F(xiàn)IFO存儲器，CPU，通信接口，鏡頭，電源，補光燈，CMOS傳感器與FIFO存儲器、CPU、鏡頭、電源連接，CPU與FIFO存儲器、電源、通信接口、補光燈連接，通信接口與電源連接，動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置與上位機連接。本發(fā)明采用基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相方法的數(shù)字照相機，能實現(xiàn)很低光照下環(huán)境的全彩色圖像采集，結(jié)合小功率補光燈可實現(xiàn)全天候環(huán)境的圖像采集工作，現(xiàn)有的水雨情數(shù)據(jù)采集基本都采用太陽能方式供電，對產(chǎn)品的功耗要求很高，采用此技術(shù)的數(shù)字照相機只需要很小功率的補光燈，優(yōu)勢非常明顯。
【專利說明】
一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及監(jiān)控和預(yù)警領(lǐng)域，特別涉及一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國有許多自然災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，需要加強災(zāi)害的監(jiān)控以最大化減少人員、財產(chǎn)損失。近年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展以及各種智能終端的產(chǎn)生使得災(zāi)害監(jiān)控技術(shù)不斷提高，基本上克服了早期人工勘測報警所帶來的大量弊端。目前，相關(guān)技術(shù)中采用雨量計，水位計等實現(xiàn)現(xiàn)場水雨情的監(jiān)測，可以得到比較準確的數(shù)據(jù)，但是對現(xiàn)場環(huán)境的了解很不直觀，后來隨著電子技術(shù)的發(fā)展也部分采用了攝像機技術(shù)，但由于技術(shù)原因，無法實現(xiàn)低照度環(huán)境下的圖像采集，這樣就無法及時對災(zāi)害信息結(jié)合實際環(huán)境進行監(jiān)控以便在災(zāi)害來臨第一時間發(fā)布預(yù)警信息通知受災(zāi)區(qū)域居民疏散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置及控制方法，解決了低光照下環(huán)境的全彩色圖像采集，結(jié)合小功率補光燈實現(xiàn)了全天候環(huán)境的圖像采集，降低了產(chǎn)品功耗要求。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案:
[0005]—種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置，包括CMOS傳感器，先進先出存儲器，CPU，通信接口，鏡頭，電源，補光燈，鏡頭連接CMOS傳感器，CMOS傳感器連先進先出存儲器、CPU、電源，先進先出存儲器連接CPU，CPU連接電源、通信接口、補光燈連接，通信接口連接電源，電源連接補光燈，動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置連接上位機。
[0006]可選的，基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置的電源輸入端與上位機的電力輸出端相連。
[0007]可選的，CMOS傳感器包括自動增益控制單元AGC、自動曝光控制單元AEC。
[0008]可選的，補光燈功率為3_8w。
[0009]—種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置控制方法，其特征在于，包括CMOS傳感器，先進先出存儲器，CPU，通信接口，鏡頭，電源，補光燈，CMOS傳感器與先進先出存儲器、CPU、鏡頭、電源連接，CPU與先進先出存儲器、電源、通信接口、補光燈連接，通信接口與電源連接，電源與補光燈連接，動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置與上位機連接，CMOS傳感器包括自動增益控制單元AGC、自動曝光控制單元AEC單元，方法包括:
[0010]步驟I，獲取上位機下發(fā)的指令；
[0011]步驟2，根據(jù)上位機下發(fā)的指令，初始化基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置；
[0012]步驟3，根據(jù)當前時間選擇采集模式；
[0013]步驟4，根據(jù)選擇的采集模式，初步設(shè)定曝光時間和增益參數(shù)；
[0014]步驟5，獲得CMOS傳感器采集環(huán)境光線進行評價測光的光照值，自動獲取曝光時間參數(shù)；
[0015]步驟6，將自動曝光控制單元AEC設(shè)為手動，設(shè)置曝光時間參數(shù)；
[0016]步驟7，獲取CMOS傳感器重新采集的環(huán)境光照設(shè)置曝光增益；
[0017]步驟8，將自動增益控制單元AGC設(shè)為手動，設(shè)置曝光增益參數(shù)；
[0018]步驟9，比較自動曝光控制單元AEC曝光時間參數(shù)和自動增益控制單元AGC曝光增益參數(shù)，自動曝光控制單元AEC曝光時間參數(shù)和自動增益控制單元AGC曝光增益參數(shù)差的絕對值小于10，執(zhí)行下一步驟，差的絕對值值大于等于10執(zhí)行獲得CMOS傳感器采集環(huán)境光線進行評價測光的光照值，自動獲取曝光時間參數(shù)；
[0019]步驟10、輸出高度壓縮后的現(xiàn)場全彩色圖像。
[0020]可選的，步驟I具體包括:獲取上位機下發(fā)的包含圖像分辨率，圖像質(zhì)量，采集延時，采集模式信息的指令。
[0021]可選的，步驟3，根據(jù)當前時間選擇的采集模式包括白天模式和夜間模式，白天模式時間段為早上7: 30-下午5:30，夜間模式時間段為下午5: 30-早上7: 30。
[0022]可選的，上位機遠程設(shè)置白天模式時間段和夜間模式時間段。
[0023]可選的，步驟4，根據(jù)選擇的采集模式，初步設(shè)定曝光時間和增益參數(shù)，曝光時間范圍為0-255，白天模式曝光時間范圍0-191，夜間模式曝光時間范圍為192-255，曝光增益范圍為0-255，白天模式曝光增益范圍為0-63，夜間模式曝光增益范圍為64-255。
[0024]可選的，步驟5，獲得CMOS傳感器采集環(huán)境光線進行評價測光的光照值，自動獲取曝光時間參數(shù)，如果當前模式為夜間模式，獲取的曝光時間參數(shù)大于235，開啟補光燈。
[0025]根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果:
[0026]采用基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相方法的數(shù)字照相機，能實現(xiàn)很低光照下環(huán)境的全彩色圖像采集，結(jié)合小功率補光燈可實現(xiàn)全天候環(huán)境的圖像采集工作，現(xiàn)有的水雨情數(shù)據(jù)采集基本都采用太陽能方式供電，對產(chǎn)品的功耗要求很高，采用此技術(shù)的數(shù)字照相機只需要很小功率的補光燈(3_8w)，傳統(tǒng)攝像頭需要30W以上的補光燈，優(yōu)勢非常明顯。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖中1.上位機，2.COMS傳感器，3.先進先出存儲器，4.CPU，5.通信接口，6.鏡頭，7.電源，8.補光燈；
[0030]圖2本發(fā)明的一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置及控制方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0032]本發(fā)明的目的是提供一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置及控制方法，解決了低光照下環(huán)境的全彩色圖像采集，結(jié)合小功率補光燈實現(xiàn)了全天候環(huán)境的圖像采集，降低了產(chǎn)品功耗要求。
[0033]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0034]本發(fā)明提供了一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置，包括CMOS傳感器(2)，先進先出存儲器(3)，CPU(4)，通信接口(5)，鏡頭(6)，電源(7)，補光燈(8)，CM0S傳感器(2)與先進先出存儲器(3)、CPU(4)、鏡頭(6)、電源(7)連接，CPU(4)與先進先出存儲器(3)、電源(7)、通信接口(5)、補光燈(8)連接，通信接口(5)與電源(7)連接，電源(7)與補光燈(8)連接，動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置與上位機(I)連接。
[0035]采用基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相方法的數(shù)字照相機，能實現(xiàn)很低光照下環(huán)境的全彩色圖像采集，結(jié)合小功率補光燈可實現(xiàn)全天候環(huán)境的圖像采集工作，現(xiàn)有的水雨情數(shù)據(jù)采集基本都采用太陽能方式供電，對產(chǎn)品的功耗要求很高，采用此技術(shù)的數(shù)字照相機只需要很小功率的補光燈(3-8w)，傳統(tǒng)攝像頭需要30W以上的補光燈，優(yōu)勢非常明顯。
[0036]本發(fā)明還提供了一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相方法，該方法包括:
[0037]步驟201:設(shè)備由上位機供電，上電后接收上位機(遙測終端)下發(fā)的指令(包括圖像分辨率，圖像質(zhì)量，采集延時，采集模式等參數(shù))，設(shè)備根據(jù)這些參數(shù)進行初始化并設(shè)定圖像米集參數(shù)；
[0038]步驟202:根據(jù)時間(2個時段早上7: 30-下午5: 30和下午5: 30-早上7: 30，這個時間參數(shù)由遙測終端設(shè)置并可遠程修改)設(shè)置是否采用夜間模式(下午5:30-早上7:30為夜間模式，默認為白天模式)，并根據(jù)不同的模式初步設(shè)定曝光時間和增益參數(shù)，曝光時間范圍為0-255，白天模式下為0-191，夜間模式為192-255);曝光增益范圍0-255，白天模式為0-63，夜間模式為64-255;
[0039]步驟203:對環(huán)境光照進行采集以獲取曝光時間，實現(xiàn)方法:將AEC等寄存器設(shè)為自動，進行preview,在preview到capture之間讀取preview的曝光時間參數(shù):parameter_record；
[0040]步驟204:將AEC等寄存器設(shè)為手動，在寫完capture setting后設(shè)置曝光時間參數(shù):sensor_captureExposurel
[0041 ]步驟205:重新采集環(huán)境光照設(shè)置曝光增益;實現(xiàn)方法:將AGC等寄存器設(shè)為自動，進行 preview,在 preview 到capture 之間讀取 preview 的曝光增益參數(shù):parameter_record;
[0042]步驟206:將AGC等寄存器設(shè)為手動，在寫完capture setting后設(shè)置曝光增益參數(shù):sensor_captureGainl
[0043]步驟207:重復(fù)以上過程，當2次的AEC和AGC參數(shù)相近(小于10的時候，設(shè)備認為已經(jīng)調(diào)整到最佳參數(shù)，根據(jù)此參數(shù)進行照相操作(capture);輸出高度壓縮后的現(xiàn)場全彩色圖像.
[0044]本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1.一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置，其特征在于，包括CMOS傳感器，先進先出存儲器，CPU，通信接口，鏡頭，電源，補光燈，所述鏡頭連接所述所述CMOS傳感器，所述CMOS傳感器連所述先進先出存儲器、所述CPU、所述電源，所述先進先出存儲器連接所述CPU，所述CPU連接所述電源、所述通信接口、所述補光燈連接，所述通信接口連接所述電源，所述電源連接所述補光燈，所述動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置連接上位機。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置的電源輸入端與上位機的電力輸出端相連。3.如權(quán)利要求1所述一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置，其特征在于，所述CMOS傳感器包括自動增益控制單元AGC、自動曝光控制單元AEC。4.如權(quán)利要求1所述一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置，其特征在于，所述補光燈功率為3_8w。5.一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置控制方法，其特征在于，包括CMOS傳感器，先進先出存儲器，CPU，通信接口，鏡頭，電源，補光燈，所述鏡頭連接所述所述CMOS傳感器，所述CMOS傳感器連所述先進先出存儲器、所述CPU、所述電源，所述先進先出存儲器連接所述CPU，所述CPU連接所述電源、所述通信接口、所述補光燈連接，所述通信接口連接所述電源，所述電源連接所述補光燈，所述動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置連接上位機，所述CMOS傳感器包括自動增益控制單元AGC、自動曝光控制單元AEC單元，所述方法包括: 步驟I，獲取所述上位機下發(fā)的指令； 步驟2，根據(jù)所述上位機下發(fā)的指令，初始化所述基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置； 步驟3，根據(jù)當前時間選擇采集模式； 步驟4，根據(jù)所述選擇的采集模式，初步設(shè)定曝光時間和增益參數(shù)； 步驟5，獲得所述CMOS傳感器采集環(huán)境光線進行評價測光的光照值，自動獲取曝光時間參數(shù)； 步驟6，將所述自動曝光控制單元AEC設(shè)為手動，設(shè)置曝光時間參數(shù)； 步驟7，獲取所述CMOS傳感器重新采集的環(huán)境光照設(shè)置曝光增益； 步驟8，將所述自動增益控制單元AGC設(shè)為手動，設(shè)置曝光增益參數(shù)； 步驟9，比較所述自動曝光控制單元AEC曝光時間參數(shù)和自動增益控制單元AGC曝光增益參數(shù)，所述自動曝光控制單元AEC曝光時間參數(shù)和自動增益控制單元AGC曝光增益參數(shù)差的絕對值小于10，執(zhí)行下一步驟，差的絕對值值大于等于10執(zhí)行所述獲得所述CMOS傳感器采集環(huán)境光線進行評價測光的光照值，自動獲取曝光時間參數(shù)的步驟； 步驟10、輸出高度壓縮后的現(xiàn)場全彩色圖像。6.如權(quán)利要求5所述一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置控制方法，其特征在于，所述步驟I具體包括:獲取所述上位機下發(fā)的包含圖像分辨率，圖像質(zhì)量，采集延時，采集模式信息的指令。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟3具體包括:根據(jù)當前時間選擇的采集模式包括白天模式和夜間模式，所述白天模式時間段為早上7:30-下午5:30，所述夜間模式時間段為下午5: 30-早上7: 30。8.如權(quán)利要求7所述一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置控制方法，其特征在于，所述上位機遠程設(shè)置所述白天模式時間段和所述夜間模式時間段。9.如權(quán)利要求5-8所述一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置控制方法，其特征在于，所述步驟4具體包括:根據(jù)所述選擇的采集模式，初步設(shè)定曝光時間和增益參數(shù)，所述曝光時間范圍為0-255，白天模式曝光時間范圍0-191，夜間模式曝光時間范圍為192-255，所述曝光增益范圍為0-255，白天模式曝光增益范圍為0-63，夜間模式曝光增益范圍為64-255。10.如權(quán)利要求5所述一種基于動態(tài)曝光控制的數(shù)字照相裝置控制方法，其特征在于，所述步驟5具體包括:獲得所述CMOS傳感器采集環(huán)境光線進行評價測光的光照值，自動獲取曝光時間參數(shù)，如果當前模式為夜間模式，獲取的曝光時間參數(shù)大于235，開啟所述補光燈。
【文檔編號】H04N5/235GK105872404SQ201610438384
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】秦景, 張建清, 路威, 趙凌云, 宋君
【申請人】中國水利水電科學(xué)研究院, 成都眾山科技有限公司