專利名稱：攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法(Apparatus and methodfor automatic controling backlight of camera)。更具體地說，涉及利用電荷耦合裝置(CCD : Charge Coupled Device)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor)之類的成像元件拍攝動影像的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法。
背景技術(shù)：
通常，拍攝動影像的攝像機(jī)廣泛使用著電荷耦合裝置(CXD)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)之類的成像元件(Photographing Device)，例如，如圖1所示，上述攝像 機(jī)(Camera)將安裝在特定區(qū)域拍攝的攝像機(jī)影像輸出到數(shù)字視頻錄像機(jī)(DVR =Digital Video Recorder)上。而且，上述數(shù)字視頻錄像機(jī)(DVR)或者將上述攝像機(jī)影像以數(shù)據(jù)文件(Data File)形式儲存在硬盤(HDD)等存儲介質(zhì)上，或者顯示在監(jiān)控器畫面上，所以負(fù)責(zé)管理上述 數(shù)字視頻錄像機(jī)的用戶能夠通過上述監(jiān)控器監(jiān)視實(shí)時拍攝的攝像機(jī)影像，或者能夠?qū)Υ?在上述存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行再現(xiàn)，監(jiān)視以前拍攝的攝像機(jī)影像。同時，上述攝像機(jī)配置有背光(Backlight)功能，上述背光功能是指，當(dāng)高亮度 區(qū)域和低亮度區(qū)域并存于拍攝影像內(nèi)時，將加重值置于低亮度區(qū)域，執(zhí)行打開光圈(IRIS Open)、提高增益(Gain Up)以及調(diào)節(jié)成像元件快門速度(ShutterSpeed)的一系列的背光 補(bǔ)償(Backlight Compensation)動作。因此，如果執(zhí)行上述背光補(bǔ)償動作的話，則上述低亮度區(qū)域的亮度級將增加，使用 戶能夠正常收看黑暗的被拍攝物體，例如，如圖2所示，如果上述攝像機(jī)在正常(Normal)狀 態(tài)下拍攝車輛前面的話，用戶將能夠正?？吹杰囕v號碼牌上記載的數(shù)字等。但是，如果車輛的前燈(Head Light)打開的話，則會因?yàn)楦吡炼葏^(qū)域和低亮度區(qū) 域并存于攝像機(jī)影像內(nèi)，而讓用戶看不到對應(yīng)于上述低亮度區(qū)域的車輛號碼牌上的數(shù)字。 此時，上述攝像機(jī)在上述高亮度區(qū)域和低亮度區(qū)域并存于攝像機(jī)影像內(nèi)時，將對背光狀態(tài) 進(jìn)行檢測，同時執(zhí)行打開光圈、提高增益以及調(diào)節(jié)快門速度等一系列的背光補(bǔ)償動作。另外，上述攝像機(jī)如果執(zhí)行背光補(bǔ)償動作的話，則上述低亮度區(qū)域的亮度級和高 亮度區(qū)域的亮度級將一起增加，例如在車輛前燈之類的高亮度區(qū)域存在的狀態(tài)下，如果執(zhí) 行背光補(bǔ)償動作的話，上述高亮度區(qū)域的亮度級將會過于增大，從而產(chǎn)生很多噪聲成分。同時，上述普通攝像機(jī)為執(zhí)行背光補(bǔ)償動作，使用事先設(shè)定的一個特定目標(biāo)亮度 (Target Luminance)值，因而會產(chǎn)生無法自動區(qū)分執(zhí)行更加適合多種拍攝狀態(tài)的背光補(bǔ)償 動作的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述問題而研發(fā)出來的，目的在于提供一種能夠使動影像攝像 機(jī)對拍攝影像的像素(Pixel)進(jìn)行掃描，自動區(qū)分執(zhí)行低亮度級的暗(Dark)像素多的狀態(tài)下的背光補(bǔ)償動作和暗像素少的狀態(tài)下的背光補(bǔ)償動作的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置及 方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法包括以下3個步驟第1 步驟，對拍攝影像的像素進(jìn)行掃描，檢測暗像素和亮像素；第2步驟，如果上述暗像素的個 數(shù)超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則所有像素的亮度值減去上述亮像素的亮度值，計(jì)算出 Δ (Delta)亮度值；第3步驟，以上述計(jì)算出的△亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作。本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法，其中，它還包括如果上述暗像素的個數(shù)未 超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，以所有像素的亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作的步 馬聚ο本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法，其中，上述暗像素是指具有最高亮度級5% 以下亮度值的像素，上述亮像素是指具有最高亮度級80 %以上亮度值的像素，上述規(guī)定個 數(shù)被設(shè)定成最大像素個數(shù)以上的值。
另外，本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置包括以下三個組成部分掃描裝置，用 于掃描拍攝影像像素；檢測裝置，用于根據(jù)上述掃描的各像素亮度值來檢測背光狀態(tài)；控 制裝置，用于對上述掃描的像素中的暗(Dark)像素和亮像素進(jìn)行檢測，如果暗像素的個 數(shù)超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則所有像素的亮度值減去上述亮像素的亮度值，計(jì)算出 Δ (Delta)亮度值，并以上述計(jì)算出的△亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作。本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置，其中，上述控制裝置如果在上述暗像素的 個數(shù)未超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則以所有像素的亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償 動作。本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置，其中，上述暗像素是指具有最高亮度級5 % 以下亮度值的像素，上述亮像素是指具有最高亮度級80 %以上亮度值的像素，上述規(guī)定個 數(shù)被設(shè)定成最大像素個數(shù)以上的值。本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法，拍攝動影像的攝像機(jī)對拍攝影像的 像素(Pixel)進(jìn)行掃描，檢測低亮度級的暗(Dark)像素和高亮度級的亮像素，同時如果上 述暗像素的個數(shù)超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則所有像素的亮度值減去上述亮像素的亮 度值，計(jì)算出△ (Delta)亮度值，然后以以上述△亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作； 如果上述暗像素的個數(shù)未超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)，則以所有像素的亮度值為基準(zhǔn)，自動 執(zhí)行背光補(bǔ)償動作，從而能夠自動區(qū)分執(zhí)行暗像素多的狀態(tài)下的背光補(bǔ)償動作和暗像素少 的狀態(tài)下的背光補(bǔ)償動作，進(jìn)而能夠執(zhí)行更加適合拍攝狀態(tài)的背光補(bǔ)償動作。


圖1是普通攝像機(jī)和數(shù)字視頻錄像機(jī)連接使用的實(shí)施例示意圖；圖2是普通攝像機(jī)的背光補(bǔ)償實(shí)施例示意圖；圖3是適用本發(fā)明的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法的攝像機(jī)實(shí)施例示意圖；圖4是本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法操作流程圖；圖5是本發(fā)明的算出Δ亮度值的過程示意圖。附圖中主要部分的符號說明10 變焦鏡頭11 焦距鏡頭
12 光圈13 成像元件14:光圈調(diào)節(jié)部15:電荷耦合裝置驅(qū)動部16 模擬增益控制部17 :A/D轉(zhuǎn)換器
18 數(shù)字增益控制部19 數(shù)字信號處理部20 像素掃描部21 背光檢測部22 微型計(jì)算機(jī)23 存儲器
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行 詳細(xì)說明。首先，本發(fā)明的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法適用于配置有廣泛應(yīng)用于動影像拍攝 的電荷耦合裝置(CCD)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)等成像元件的監(jiān)控用攝像機(jī) (Monitoring Camera)等各種類型攝像機(jī)。圖3是本發(fā)明適用的攝像機(jī)構(gòu)成示意圖。例如，上述攝像機(jī)包括以下幾個組成部 分變焦鏡頭10、焦距鏡頭11、光圈12、成像元件13、光圈調(diào)節(jié)部14、電荷耦合裝置驅(qū)動部 15、模擬增益控制部16、A/D轉(zhuǎn)換器17、數(shù)字增益控制部18、數(shù)字信號處理部19、像素掃描 部20、背光檢測部21、微型計(jì)算機(jī)22、存儲器23等。同時，上述像素掃描部20將以經(jīng)上述數(shù)字信號處理部19進(jìn)行信號處理的拍攝 影像為像素單位進(jìn)行掃描(Scan)，檢測各像素的亮度(Luminance)級，而上述背光檢測 部21則在上述像素掃描結(jié)果是高亮度區(qū)域和低亮度區(qū)域并存于拍攝影像內(nèi)時，檢測背光 (Backlight)狀態(tài)。另外，上述微型計(jì)算機(jī)22如果檢測上述背光狀態(tài)的話，則執(zhí)行下列通常的背光補(bǔ) 償動作，即，通過操作控制上述光圈調(diào)節(jié)部14，增加光圈打開(IRIS Open)量，或者通過操 作控制上述模擬增益控制部16，增加增益值，或者通過操作控制上述電荷耦合裝置驅(qū)動部 15，減少快門速度。同時，上述微型計(jì)算機(jī)22將對經(jīng)上述像素掃描部20檢測的各像素亮度值進(jìn)行確 認(rèn)，區(qū)分低亮度級的暗(Dark)像素和高亮度級的亮像素，然后區(qū)分執(zhí)行上述暗像素多的狀 態(tài)下的背光補(bǔ)償動作和上述暗像素少的狀態(tài)下的背光補(bǔ)償動作。下面對此進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4是本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法的操作流程圖。例如，安裝在特定場 所等的攝像機(jī)在拍攝被拍攝物體(Object)時(SlO)，上述攝像機(jī)的像素掃描部20將以經(jīng)上 述數(shù)字信號處理部19進(jìn)行信號處理的拍攝影像視頻幀(VideoFrame)為像素單位進(jìn)行掃描 (Sll)。而且，上述背光檢測部21在上述掃描結(jié)果是高亮度區(qū)域和低亮度區(qū)域并存于拍 攝影像內(nèi)時，例如，如果事先設(shè)定的0 4095亮度級范圍中200亮度級以下的低亮度區(qū)域 和3500亮度級以上的高亮度區(qū)域并存的話，則上述背光檢測部21把告知是背光拍攝狀態(tài) 的檢測信號輸出到上述微型計(jì)算機(jī)22上。同時，上述微型計(jì)算機(jī)22如果接收到上述告知是背光狀態(tài)的檢測信號的話，則將 加權(quán)值置于上述拍攝影像內(nèi)的低亮度區(qū)域和高亮度區(qū)域中的低亮度區(qū)域，執(zhí)行打開光圈、 提高模擬增益、減少電荷耦合裝置快門速度等一系列背光補(bǔ)償動作，而上述微型計(jì)算機(jī)22則對經(jīng)上述像素掃描部20進(jìn)行掃描及檢測的各像素亮度值予以確認(rèn)，區(qū)分低亮度級的暗 像素和高亮度級的亮像素(S12)。而且，將識別上述暗像素的個數(shù)是否超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)(S13)，上述暗像素 是指具有最高亮度級5%以下亮度值的像素，上述亮像素是指具有最高亮度級80%以上亮 度值的像素，上述規(guī)定個數(shù)可被設(shè)定成最大像素個數(shù)1 %以上的值。例如，上述規(guī)定個數(shù)可被設(shè)定成最大47萬像素中的1 %以上——5000個，上述亮 像素可被設(shè)定成最高4095亮度級中的80%以上——4000亮度級以上的像素，上述暗像素 可被設(shè)定成最高4095亮度級中的5%以下——200亮度級以下的像素。同時，上述微型計(jì)算機(jī)22如果在上述暗像素的個數(shù)超過事先設(shè)定的5000個的話， 則判斷出是背光狀態(tài)中的相對暗狀態(tài)，然后上述掃描的像素的所有亮度值減去上述亮像素 的亮度值，再 利用該計(jì)算出的亮度值如圖5所示計(jì)算出△ (Delta)亮度值(S14)。而且，將上述△亮度值設(shè)定為用于背光補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)亮度值，執(zhí)行打開光圈、提高 增益、減少快門速度等一系列背光補(bǔ)償動作(S15)。相反，如果上述暗像素的個數(shù)未超過事先設(shè)定的5000個的話，則判斷出是背光狀 態(tài)中的相對亮狀態(tài)，然后將上述掃描的像素的所有亮度值設(shè)定為用于背光補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)亮度 值，執(zhí)行打開光圈、提高增益、減少快門速度等一系列的背光補(bǔ)償動作(S16)。S卩，本發(fā)明適用的攝像機(jī)能夠自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作，在當(dāng)前背光狀態(tài)是存在許 多暗像素的相對暗的拍攝狀態(tài)時，將除亮像素的亮度值之外的Δ亮度值設(shè)定為背光目標(biāo) 亮度值，執(zhí)行與此相對應(yīng)的背光補(bǔ)償動作，從而能夠執(zhí)行更加適合拍攝狀態(tài)的背光補(bǔ)償動 作。如上所述的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例是出于例示目的而提出來的，相關(guān)工作人員完全可 以在下面權(quán)利要求項(xiàng)所記載的本發(fā)明技術(shù)思想及其技術(shù)范圍內(nèi)，對其他各種實(shí)施例進(jìn)行改 良、變更、替代或者附加等。
權(quán)利要求
一種攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于它包括以下三個步驟第1步驟，對拍攝影像的像素進(jìn)行掃描，檢測暗(Dark)像素和亮像素；第2步驟，如果上述暗像素的個數(shù)超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則所有像素的亮度值減去上述亮像素的亮度值，計(jì)算出Δ(Delta)亮度值；第3步驟，以上述計(jì)算出的Δ亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于它還包括如果上述 暗像素的個數(shù)未超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則以所有像素的亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行 背光補(bǔ)償動作的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于上述暗像素是指具 有最高亮度級5%以下亮度值的像素，上述亮像素是指具有最高亮度級80%以上亮度值的 像素。
4.如權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于上述規(guī)定個數(shù)被設(shè) 定成最大像素個數(shù)以上的值。
5.一種攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于它包括以下三個組成部分掃描裝置，用于掃描拍攝影像像素；檢測裝置，用于根據(jù)上述掃描的各像素亮度值來檢測背光狀態(tài)；控制裝置，用于對上述掃描的像素中的暗(Dark)像素和亮像素進(jìn)行檢測，如果暗像素 的個數(shù)超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則所有像素的亮度值減去上述亮像素的亮度值，計(jì) 算出△ (Delta)亮度值，并以上述計(jì)算出的△亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作。
6.如權(quán)利要求5所述的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置。其特征在于上述控制裝置如果 在上述暗像素的個數(shù)未超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則以所有像素的亮度值為基準(zhǔn)，自 動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作。
7.如權(quán)利要求5所述本發(fā)明的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于上述暗像素 是指具有最高亮度級5 %以下亮度值的像素，上述亮像素是指具有最高亮度級80 %以上亮 度值的像素。
8.如權(quán)利要求5所述的攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于上述規(guī)定個數(shù)被設(shè) 定成最大像素個數(shù)1%以上的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種攝像機(jī)的背光自動調(diào)節(jié)裝置及方法。拍攝動影像的攝像機(jī)利用電荷耦合裝置或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體之類的成像元件，對拍攝影像的像素進(jìn)行掃描，檢測低亮度級的暗像素和高亮度級的亮像素，同時，如果上述暗像素的個數(shù)超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則所有像素的亮度值減去上述亮像素的亮度值，計(jì)算出Δ亮度值，然后以上述Δ亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作；如果上述暗像素的個數(shù)未超過事先設(shè)定的規(guī)定個數(shù)的話，則以所有像素的亮度值為基準(zhǔn)，自動執(zhí)行背光補(bǔ)償動作，從而能夠自動區(qū)分執(zhí)行暗像素多的狀態(tài)下的背光補(bǔ)償動作和暗像素少的狀態(tài)下的背光補(bǔ)償動作，進(jìn)而能夠執(zhí)行更加適合拍攝狀態(tài)的背光補(bǔ)償動作。
文檔編號H04N5/225GK101873433SQ20091005008
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者仁碩, 閔喆 申請人:上海樂金廣電電子有限公司