一種具有夜視透霧功能的前端設(shè)備及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有夜視透霧功能的前端設(shè)備及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控的普及化趨勢(shì)越來越明顯，視頻監(jiān)控正在逐步邁入高清化，智能化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，如智能交通，智慧園區(qū)、平安城市等。
[0003]在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，前端設(shè)備(如模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、編碼設(shè)備等)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，用于采集視頻圖像。隨著視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展，具有夜視功能的前端設(shè)備和具有透霧功能的前端設(shè)備被廣泛應(yīng)用。
[0004]在具有夜視功能的前端設(shè)備中，通常在前端設(shè)備上添加補(bǔ)光燈，該補(bǔ)光燈可以是白光補(bǔ)光燈、或者紅外補(bǔ)光燈、或者大功率激光補(bǔ)光燈等，通過補(bǔ)光燈的補(bǔ)光效果，可以使得前端設(shè)備在夜間有效的采集到清晰的視頻圖像。在具有透霧功能的前端設(shè)備中，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字透霧或者光學(xué)透霧，在白天場(chǎng)景的霧霾天中，可以使得前端設(shè)備有效的采集到清晰的視頻圖像。
[0005]但是，在夜晚場(chǎng)景的霧霾天(霧或者灰塵較多)中，無論是具有夜視功能的前端設(shè)備、還是具有透霧功能的前端設(shè)備、還是具有夜視功能和透霧功能的前端設(shè)備，均無法采集到清晰的視頻圖像。例如，當(dāng)打開補(bǔ)光燈時(shí)，空氣中的各種顆粒(霧或者灰塵等)會(huì)產(chǎn)生反射，距離光源越近，反射的光強(qiáng)就越強(qiáng)，這個(gè)光強(qiáng)分量在最終畫面的曝光中會(huì)占據(jù)較大的能量比例，從而使得前端設(shè)備接收到一片白茫茫的場(chǎng)景，難以對(duì)遠(yuǎn)處的目標(biāo)進(jìn)行有效觀察。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種具有夜視透霧功能的前端設(shè)備，所述具有夜視透霧功能的前端設(shè)備具體包括補(bǔ)光模塊、成像模塊、控制模塊，其中:
[0007]所述控制模塊，用于確定所述補(bǔ)光模塊對(duì)應(yīng)的補(bǔ)光時(shí)序，并利用所述補(bǔ)光時(shí)序確定所述成像模塊對(duì)應(yīng)的用于對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行曝光的曝光時(shí)序，并將所述補(bǔ)光時(shí)序發(fā)送給所述補(bǔ)光模塊，將所述曝光時(shí)序發(fā)送給所述成像模塊；
[0008]所述補(bǔ)光模塊，用于接收來自所述控制模塊的補(bǔ)光時(shí)序，并在所述補(bǔ)光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景進(jìn)行補(bǔ)光處理；
[0009]所述成像模塊，用于接收來自所述控制模塊的曝光時(shí)序，并在所述曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景內(nèi)的特定目標(biāo)進(jìn)行曝光處理。
[0010]所述成像模塊，具體用于在對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景內(nèi)的特定目標(biāo)進(jìn)行曝光處理的過程，在所述曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)接收到的電荷進(jìn)行積分，在所述曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間之外的其它時(shí)間區(qū)間，不對(duì)接收到的電荷進(jìn)行積分；利用積分結(jié)果獲得像素點(diǎn)的亮度值，并利用所述亮度值生成視頻圖像。
[0011]所述控制模塊，具體用于在利用所述補(bǔ)光時(shí)序確定所述成像模塊對(duì)應(yīng)的用于對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行曝光的曝光時(shí)序的過程中，確定所述曝光時(shí)序的起始點(diǎn)為所述補(bǔ)光時(shí)序的起始點(diǎn)與時(shí)間長(zhǎng)度T1之和，且所述時(shí)間長(zhǎng)度T1 = (2*Ll/c);
[0012]確定所述曝光時(shí)序的長(zhǎng)度與所述補(bǔ)光時(shí)序的長(zhǎng)度相同，并利用所述曝光時(shí)序的起始點(diǎn)以及所述曝光時(shí)序的長(zhǎng)度確定所述曝光時(shí)序的終止點(diǎn)；確定所述曝光時(shí)序的終止點(diǎn)具體為所述補(bǔ)光時(shí)序的起始點(diǎn)與時(shí)間長(zhǎng)度T2之和，且所述時(shí)間長(zhǎng)度T2 = (2*L2/c);其中，所述L1為所述特定目標(biāo)的距離，所述L2大于所述L1，所述L2小于等于不重疊最大距離Lmax，所述c為光的傳播速度。
[0013]所述補(bǔ)光時(shí)序的長(zhǎng)度為Td，且所述補(bǔ)光時(shí)序的周期為T0，所述補(bǔ)光模塊在每個(gè)周期T0內(nèi)，有時(shí)間區(qū)間Td用于進(jìn)行補(bǔ)光處理；所述Lmax = c*T0/2。
[0014]所述控制模塊，還用于調(diào)制產(chǎn)生同相位同占空比的第一時(shí)鐘和第二時(shí)鐘，所述第一時(shí)鐘用于控制所述補(bǔ)光模塊，所述第二時(shí)鐘用于控制所述成像模塊；
[0015]檢測(cè)所述補(bǔ)光模塊對(duì)應(yīng)的信號(hào)與所述成像模塊對(duì)應(yīng)的信號(hào)之間的相位差，并利用所述相位差對(duì)所述第一時(shí)鐘或所述第二時(shí)鐘進(jìn)行校正，使得所述補(bǔ)光模塊對(duì)應(yīng)的補(bǔ)光時(shí)序與所述成像模塊對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)序具有相同的相位。
[0016]本發(fā)明提供一種前端設(shè)備的控制方法，該方法應(yīng)用在具有夜視透霧功能的前端設(shè)備上，所述方法包括以下步驟:確定補(bǔ)光時(shí)序，并利用所述補(bǔ)光時(shí)序確定用于對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行曝光的曝光時(shí)序；在所述補(bǔ)光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景進(jìn)行補(bǔ)光處理；在所述曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景內(nèi)的特定目標(biāo)進(jìn)行曝光處理。
[0017]在所述曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景內(nèi)的特定目標(biāo)進(jìn)行曝光處理的過程，具體包括:在所述曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)接收到的電荷進(jìn)行積分，在所述曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間之外的其它時(shí)間區(qū)間，不對(duì)接收到的電荷進(jìn)行積分；利用積分結(jié)果獲得像素點(diǎn)的亮度值，并利用所述亮度值生成視頻圖像。
[0018]所述利用所述補(bǔ)光時(shí)序確定用于對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行曝光的曝光時(shí)序的過程，具體包括:確定所述曝光時(shí)序的起始點(diǎn)為補(bǔ)光時(shí)序的起始點(diǎn)與時(shí)間長(zhǎng)度T1之和；確定所述曝光時(shí)序的長(zhǎng)度與所述補(bǔ)光時(shí)序的長(zhǎng)度相同，并利用所述曝光時(shí)序的起始點(diǎn)以及所述曝光時(shí)序的長(zhǎng)度確定所述曝光時(shí)序的終止點(diǎn)；或者，確定所述曝光時(shí)序的終止點(diǎn)為所述補(bǔ)光時(shí)序的起始點(diǎn)與時(shí)間長(zhǎng)度T2之和；
[0019]其中，所述時(shí)間長(zhǎng)度T1 = (2*Ll/c);所述時(shí)間長(zhǎng)度T2 = (2*L2/c);
[0020]所述L1為所述特定目標(biāo)的距離，所述L2大于所述L1，且所述L2小于等于不重疊最大距離Lmax，所述c為光的傳播速度。
[0021]所述補(bǔ)光時(shí)序的長(zhǎng)度為Td，且所述補(bǔ)光時(shí)序的周期為T0，在每個(gè)周期T0內(nèi)，有時(shí)間區(qū)間Td用于進(jìn)行補(bǔ)光處理；所述Lmax = c*T0/2。
[0022]所述方法還包括:調(diào)制產(chǎn)生同相位同占空比的第一時(shí)鐘和第二時(shí)鐘，所述第一時(shí)鐘用于控制補(bǔ)光處理的過程，所述第二時(shí)鐘用于控制曝光處理的過程；檢測(cè)補(bǔ)光處理過程對(duì)應(yīng)的信號(hào)與曝光處理過程對(duì)應(yīng)的信號(hào)之間的相位差，并利用所述相位差對(duì)所述第一時(shí)鐘或者所述第二時(shí)鐘進(jìn)行校正，使得所述補(bǔ)光時(shí)序與所述曝光時(shí)序具有相同的相位。
[0023]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例中，通過確定補(bǔ)光時(shí)序，并利用該補(bǔ)光時(shí)序確定曝光時(shí)序，并在補(bǔ)光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景進(jìn)行補(bǔ)光處理，在曝光時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)間區(qū)間，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景內(nèi)的特定目標(biāo)進(jìn)行曝光處理，從而在夜晚場(chǎng)景的霧霾天(霧或者灰塵較多)中，通過使用具有夜視透霧功能的前端設(shè)備，對(duì)需要觀測(cè)的場(chǎng)景內(nèi)的特定目標(biāo)進(jìn)行曝光處理，避開了反射光很強(qiáng)的近場(chǎng)景物(如霧霾、灰塵等)的曝光，獲得在這之后的特定目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)更遠(yuǎn)距離的特定目標(biāo)進(jìn)行選擇性曝光，可以對(duì)遠(yuǎn)處的特定目標(biāo)進(jìn)行有效觀察，可以采集到清晰的視頻圖像，有更好的圖像效果。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式中的前端設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式中的確定曝光時(shí)序的方式的示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式中的距離和光強(qiáng)的關(guān)系的示意圖