一種一次性曝光成像的高動態范圍攝像的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，包括殼體內鏡頭、圖像傳感器以及圖像處理模塊，其中殼體內鏡頭與圖像傳感器相連，圖像傳感器與圖像處理模塊相連；圖像傳感器為高動態范圍CMOS圖像傳感器。本實用新型提供的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，采用高動態范圍CMOS圖像傳感器，精細控制每行的曝光時間和每行的增益大小，從而能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，因此只需一次曝光，就能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，拓寬了對環境光照的適應范圍，提高了攝像機的識別準確率；同時提高了攝像機的靈敏度；適于安裝在光照變化特別大的日夜監控區域，為真正星光級別的日夜兼用型攝像機。
【專利說明】一種一次性曝光成像的高動態范圍攝像機
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于數字電子【技術領域】，涉及一種用于視頻監控及視頻智能分析領域的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機。
【背景技術】
[0002]在分布式智能監控系統等智能識別領域，經常面臨復雜的光照環境，比如強逆光、強側光等，輸出的圖像用于普通視頻監控尚可接受，因為這種應用只需要滿足主觀評價，但用于智能識別領域，圖像的細節仍然不夠清晰。
[0003]在攝像機成像過程中，遇到外部光照強烈的時候，如果曝光時間稍長，暗處的圖像細節會清晰一些，但同時亮處的圖像變模糊且細節會損失；如果曝光時間短一點，亮處的圖像細節會清晰一些，但暗處的圖像變模糊且細節會損失，這是一個兩難的問題。
[0004]現有的寬動態攝像機，通過多次整體曝光等方式，在一定程度上提高了圖像的質量和對環境光照的適應能力，但同時引入新的問題:多次曝光延長了攝像機的反應時間，降低攝像機的靈敏度，并且圖像的疊加處理容易產生重影，需要復雜的后期處理。
【發明內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，提高攝像機的靈敏度，簡化后期的圖像處理。
[0006]本實用新型提供的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，采用一種新型的CMOS圖像傳感器，即高動態范圍CMOS圖像傳感器，該圖像傳感器采用內部逐行曝光，并內設逐行曝光控制電路，可以精細控制每行的曝光時間和每行的增益大小，因此只需一次曝光，就能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，拓寬了對環境光照的適應范圍，提高了攝像機的識別準確率；同時提聞了攝像機的靈敏度。
[0007]圖像傳感器的動態范圍(Dynamic Range)是指一個場景的最亮和最暗部分之間的相對比值。
[0008]高動態范圍(High-Dynamic Range, HDR) 一般而言是指圖像傳感器的動態范圍不小于54DB。
[0009]本實用新型提供一種一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，包括殼體內鏡頭、圖像傳感器以及圖像處理模塊，其中殼體內鏡頭與圖像傳感器相連，圖像傳感器與圖像處理模塊相連；圖像傳感器為高動態范圍CMOS圖像傳感器。
[0010]本實用新型提供的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，采用高動態范圍CMOS圖像傳感器，精細控制每行的曝光時間和每行的增益大小，從而能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，因此只需一次曝光，就能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，拓寬了對環境光照的適應范圍，提高了攝像機的識別準確率；同時提高了攝像機的靈敏度。
[0011]進一步地，圖像處理模塊包括DSP。
[0012]本實用新型提供的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，圖像處理模塊包括DSP，能夠降低高動態范圍攝像機的成本，有利于高動態范圍攝像機的廣泛應用。
[0013]進一步地，圖像處理模塊還包括SDRAM與FLASH，其中SDRAM與FLASH均與DSP相連。
[0014]進一步地，一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括視頻輸出接口 CVBS+SDI，用于輸出視頻，視頻輸出接口 CVBS+SDI與圖像處理模塊連接。
[0015]進一步地，一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括麥克風接口，用于采集現場聲音，麥克風接口與圖像處理模塊連接。
[0016]進一步地,一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括喇ΠΛ紅外遙控輸入接口，用于接收控制喇叭的紅外遙控信號，喇叭紅外遙控輸入接口與圖像處理模塊連接。
[0017]進一步地,一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括通信接口，用于輸出視頻及接收控制信息，通信接口與圖像處理模塊連接。
[0018]進一步地，通信接口為WiFi通訊信口、USB通信接口、RS232通信接口或ENET通信接口中的一種或幾種。
[0019]本實用新型提供的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，提供不同的通信接口，便于不同場合的應用。
[0020]進一步地，所述一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括報警接口，用于輸出報警信息，報警接口與圖像處理模塊連接。
[0021]與現有技術相比，本實用新型提供的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機的有益效果在于:采用高動態范圍CMOS圖像傳感器，精細控制每行的曝光時間和每行的增益大小，因此只需一次曝光，就能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，拓寬了對環境光照的適應范圍，提聞了攝像機的識別準確率；同時提聞了攝像機的靈敏度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的一個實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明了，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]如圖1所示，本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，包括殼體內鏡頭1、圖像傳感器2、圖像處理模塊3 ;殼體內鏡頭I與圖像傳感器2相連，圖像傳感器2與圖像處理模塊3相連。
[0025]圖像傳感器2為高動態范圍CMOS圖像傳感器，其輸出的8bit/10bit RGB數據直接進入圖像處理模塊3。
[0026]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，采用高動態范圍CMOS圖像傳感器，精細控制每行的曝光時間和每行的增益大小，從而能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，提高攝像機的靈敏度。
[0027]圖像傳感器2是數字攝像機的重要組成部分，根據元件的不同可分為CXD(ChargeCoupled Device,電荷稱合兀件)和 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導體元件)兩大類。由于CMOS技術的高集成度、高穩定性、低成本，基于CMOS技術的圖像傳感器應用越來越廣泛，已經成為絕大多數視覺系統的首選。
[0028]圖像傳感器的動態范圍Dynamic Range是指一個場景的最亮和最暗部分之間的相對比值。在攝像機成像過程中，如果曝光時間稍微長點，暗處的圖像細節清晰一些，但同時亮處的圖像變模糊且細節會損失；如果曝光時間短一點，亮處的圖像細節清晰一些，但暗處的圖像變模糊且細節會損失。
[0029]傳統CMOS圖像傳感器的動態范圍與成像細節是一對矛盾:增加曝光時間可以改善細節但同時減低動態范圍，反之降低曝光時間可以提高動態范圍但不利于細節顯示。因此傳統CMOS圖像傳感器的動態范圍不能有效地適應場景的動態范圍，圖像的暗處和亮處的細節體現較差。
[0030]現有的寬動態攝像機，通過多次整體曝光等方式，對亮處與暗處分別采用不同曝光條件下的圖像進行拼接，在一定程度上提高了圖像的質量和對環境的適應能力，同時也引入了新的問題:多次曝光延長了攝像機的反應時間，降低攝像機的靈敏度，圖像的疊加處理容易產生重影，影響圖像的質量，因此需要復雜的后期處理。
[0031]高動態范圍CMOS圖像傳感器采用內部逐行曝光，并內設逐行曝光控制電路，可以精細控制每行的曝光時間和每行的增益大小；對在明亮場景中實現大負荷處理能力的低轉換增益模式，對低光場景的擁有更高靈敏度和低讀出噪聲的高轉換增益模式；從而能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，提高攝像機的靈敏度，簡化后期的圖像處理。
[0032]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，動態范圍可以達到115dB以上，遠遠超過以往的寬動態攝像機的動態范圍。
[0033]殼體內鏡頭I采用大鏡頭，光學分辨率較高，使圖像傳感器2即使在光線很暗的情況下也能捕捉到清晰的圖像。
[0034]所述圖像處理模塊3為DSP。
[0035]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，圖像處理模塊3采用DSP，能夠降低聞動態范圍攝像機的成本，有利于聞動態范圍攝像機的廣泛應用。
[0036]圖像處理模塊3還包括SDRAM與FLASH，其中SDRAM與FLASH均與DSP相連。
[0037]圖像處理模塊3既能分辨夜晚低照度下的景物圖像，又能分辨白天逆光(尤其是太陽光)的景物圖像；識別結果保存在SDRAM中。
[0038]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機包括WiF1、USB、RS232、ENET等通信接口，通信接口用于輸出視頻及接收控制信息，通信接口與圖像處理模塊3連接。
[0039]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括視頻輸出接口 CVBS+SDI，視頻輸出接口 CVBS+SDI與圖像處理模塊3連接。
[0040]通信接口也可以采用上述接口中的一種或幾種。
[0041]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括麥克風接口，用于采集現場聲音，麥克風接口與圖像處理模塊3連接，本實施例中采集的現場聲音用于識別簡單的命令。
[0042]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括喇叭紅外遙控輸入接口，用于接收控制喇叭的紅外遙控信號，喇叭用于現場語音提示，喇叭紅外遙控輸入接口與圖像處理模塊3連接。
[0043]本實施例的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括報警輸出接口，用于輸出報警信息，報警接口與圖像處理模塊3連接。
[0044]本實用新型提供的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，因此只需一次曝光，就能夠同時增強亮部圖像細節和暗部圖像細節，拓寬了對環境光照的適應范圍，提高了攝像機的識別準確率；同時提高了攝像機的靈敏度；動態范圍可以達到115dB以上，遠遠超過以往的寬動態攝像機的動態范圍，適于安裝在光照變化特別大的日夜監控區域，但需要無人值守的機房、變電站、移動通訊基站等任何需要智能監控系統的地方，真正成為星光級別的日夜兼用型攝像機。
[0045]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，包括殼體內鏡頭、圖像傳感器以及圖像處理模塊，其中所述殼體內鏡頭與圖像傳感器相連，圖像傳感器與圖像處理模塊相連；其特征在于，圖像傳感器為高動態范圍CMOS圖像傳感器。
2.如權利要求1所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述圖像處理模塊包括DSP。
3.如權利要求1所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述圖像處理模塊還包括SDRAM與FLASH，其中SDRAM與FLASH均與DSP相連。
4.如權利要求1所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括視頻輸出接口 CVBS+SDI，用于輸出視頻，所述視頻輸出接口 CVBS+SDI與所述圖像處理模塊連接。
5.如權利要求1所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括麥克風接口，用于采集現場聲音，所述麥克風接口與所述圖像處理模塊連接。
6.如權利要求1所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括喇叭紅外遙控輸入接口，用于接收控制喇叭的紅外遙控信號，所述喇叭紅外遙控輸入接口與所述圖像處理模塊連接。
7.如權利要求1所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括通信接口，用于輸出視頻及接收控制信息，所述通信接口與所述圖像處理模塊連接。
8.如權利要求7所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述通信接口為WiFi通訊信口、USB通信接口、RS232通信接口或ENET通信接口中的一種或幾種。
9.如權利要求1所述的一次性曝光成像的高動態范圍攝像機，其特征在于，所述一次性曝光成像的高動態范圍攝像機還包括報警接口，用于輸出報警信息，所述報警接口與所述圖像處理模塊連接。
【文檔編號】H04N5/353GK204156949SQ201420503159
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】皮小平, 陳軍 申請人:上海智達商投資管理合伙企業(有限合伙)