一種提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠?qū)D像傳感器的黑電平配置值進行動態(tài)調(diào)整、提高網(wǎng)絡攝像機輸出圖像的亮度和對比度的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，通過網(wǎng)絡攝像機的圖像信號處理ISP模塊調(diào)整圖像傳感器的黑電平值，該方法包括步驟：（1）檢測圖像的亮度；（2）判斷是否對黑電平值進行改變，得到待設置的黑電平值；（3）輸出待設置的黑電平值；（4）向圖像傳感器發(fā)送待設置的黑電平值。
【專利說明】一種提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡攝像機的前端成像的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，應用這種方法可以提高網(wǎng)絡攝像機在低照度光照環(huán)境下輸出圖像的圖像質(zhì)量。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡攝像機，即IPNC(Internet Protocol Network Camera)設備，它是基于網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)字化設備，除了具有普通復合視頻信號輸出接口 BNC接口(Bayonet NutConnector，刺刀螺母連接器)外，還有網(wǎng)絡輸出接口，可以直接將攝像機接入局域網(wǎng)絡。典型的網(wǎng)絡攝像機一般由鏡頭模塊、濾光片模塊、圖像傳感器模塊、ISP模塊、圖像壓縮處理模塊、網(wǎng)絡功能模塊等組成。
[0003]ISPdmage Signal Processing)模塊，即圖像信號處理模塊,該模塊的功能為對圖像傳感器模塊輸出的圖像信息進行后期處理。ISP模塊性能的優(yōu)劣在網(wǎng)絡攝像機的所有組成模塊中很重要，它直接影響網(wǎng)絡攝像機所呈現(xiàn)的圖像畫質(zhì)。在實際的工作過程中，圖像傳感器接受ISP模塊的多種控制信息，進行不同種類參數(shù)的設置，可以較好的適應不同的環(huán)境，在不同的光學條件下都能較好的還原出原始場景。ISP模塊接受圖像傳感器輸出的原始圖像信息，根據(jù)不同控制功能的需要完成相應的功能運算，之后發(fā)出相應的控制信息到圖像傳感器模塊。ISP模塊完成的控制功能一般有黑電平值控制、曝光控制、白平衡控制、降噪控制、寬動態(tài)控制、快門控制、幀累積控制、強光抑制控制等。
[0004]圖像傳感器的黑電平值是圖像傳感器輸出數(shù)據(jù)值為O的圖像數(shù)據(jù)所對應的原始信號電平的量化數(shù)值，黑電平設置值的大小不影響信號的放大倍數(shù)，而僅僅是對信號進行上下平移，如果向上調(diào)節(jié)黑電平值，圖像將變暗；如果向下調(diào)節(jié)黑電平值，圖像將變亮。
[0005]一般情況下，在低照度光照環(huán)境下采用的圖像傳感器黑電平值與正常照度光照環(huán)境下采用的圖像傳感器黑電平值相同，在低照度光照環(huán)境下，IPNC設備所采集到的圖像整體亮度偏暗、對比度較低，用戶很難獲取到有用的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決網(wǎng)絡攝像機在低照度光照環(huán)境下輸出的圖像整體偏暗、對比度較低，用戶很難從輸出的圖像中獲取有用信息的問題，本發(fā)明提出一種能夠?qū)D像傳感器的黑電平配置值進行動態(tài)調(diào)整、提高網(wǎng)絡攝像機輸出圖像的亮度和對比度的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:這種提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，通過網(wǎng)絡攝像機的圖像信號處理ISP模塊調(diào)整圖像傳感器的黑電平值，該方法包括以下步驟:
[0008](I)檢測圖像的亮度；
[0009](2)判斷是否對黑電平值進行改變，得到待設置的黑電平值；
[0010](3)輸出待設置的黑電平值；[0011](4)向圖像傳感器發(fā)送待設置的黑電平值。
[0012]本方法通過對圖像傳感器輸出的連續(xù)多幀圖像的平均亮度、ISP模塊的當前光圈值、當前曝光時間值、當前模擬增益值、當前數(shù)字增益值的綜合判斷，對圖像傳感器的黑電平配置值進行動態(tài)調(diào)整，提高網(wǎng)絡攝像機輸出圖像的亮度和對比度，改善網(wǎng)絡攝像機輸出圖像在低照度光照環(huán)境下的圖像質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法的一個優(yōu)選實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]這種提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，通過網(wǎng)絡攝像機的圖像信號處理ISP模塊調(diào)整圖像傳感器的黑電平值，該方法包括以下步驟:
[0015](I)檢測圖像的亮度；
[0016](2)判斷是否對黑電平值進行改變，得到待設置的黑電平值；
[0017](3)輸出待設置的黑電平值；
[0018](4)向圖像傳感器發(fā)送待設置的黑電平值。
[0019]本方法通過對圖像傳感器輸出的連續(xù)多幀圖像的平均亮度、ISP模塊的當前光圈值、當前曝光時間值、當前模擬增益值、當前數(shù)字增益值的綜合判斷，對圖像傳感器的黑電平配置值進行動態(tài)調(diào)整，提高網(wǎng)絡攝像機輸出圖像的亮度和對比度，改善網(wǎng)絡攝像機輸出圖像在低照度光照環(huán)境下的圖像質(zhì)量。
[0020]優(yōu)選地，步驟(I)中把以當前幀圖像為起始向前連續(xù)N幀的圖像的亮度進行求和并平均，得到這N幀圖像的平均亮度。N為大于12的整數(shù)。
[0021]優(yōu)選地，步驟(2)中對ISP模塊的光圈值、曝光時間值、模擬增益值、數(shù)字增益值進行判斷，結(jié)合N幀圖像的平均亮度，確定是否執(zhí)行黑電平值設置的控制信號。
[0022]優(yōu)選地，步驟(3)中根據(jù)步驟(2)的控制信號，對圖像傳感器當前的黑電平值按照預定的步長值進行減操作，并且改變后的黑電平值不超過黑電平值的最低閾值。
[0023]優(yōu)選地，步驟(4)中把步驟(3)的待配置黑電平值設置到圖像傳感器的寄存器中。
[0024]優(yōu)選地，該方法包括以下步驟:
[0025]( I)計算連續(xù)N巾貞圖像的平均亮度；
[0026](2)判斷平均亮度是否小于最小目標亮度，是則執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步驟(I)；
[0027](3)判斷ISP模塊的光圈值、曝光時間值、模擬增益值、數(shù)字增益值是否均達到各自的極大值，是則執(zhí)行步驟(4)，否則執(zhí)行步驟(8)；
[0028](4)將當前配置的黑電平值減去預定的步長值；
[0029](5)判斷步驟(4)處理后的黑電平值是否小于最低配置值，是則執(zhí)行步驟(6)，否則執(zhí)行步驟(7);
[0030](6)將最低配置值賦給處理后的黑電平值；
[0031](7)進行黑電平值配置，跳轉(zhuǎn)步驟(I);
[0032]( 8 )將黑電平值配置為正常照度下的值，跳轉(zhuǎn)步驟(7 )。[0033]參見圖1，對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例進行介紹:
[0034]⑴、計算以當前幀圖像為起始向前連續(xù)N幀的圖像的平均亮度。在一種優(yōu)選的方案中，N的取值為16。具體的方法為:計算當前幀圖像的亮度值Yi,并將當前幀圖像亮度值Yi (i為當前幀的幀序編號)與當前幀前N-1幀的圖像的亮度值(Yi+1-2，1-3人1_,+1)進行累加，得出這連續(xù)N幀圖像的亮度值累加和YT()tal。即:
[0035]YTotai= (Yi+Y1-1+Υ?-2+Υ?-3+ Λ +Y1-N+i)
[0036]將YT(rtal除以N，得到當前幀圖像為起始向前連續(xù)N幀的圖像的平均亮度均值
^Average ° 即:
[0037]YAverage=YTotal/N
[0038]⑵、將亮度均值Ywage與圖像目標亮度值區(qū)間的最小值Ytogetmn進行比較，如果YAverage大于或者等于YT—，則在下一幀圖像輸出后再次進入亮度檢測模塊；如果YAvOTage小于YTa_Min，則對當前的光圈值、曝光時間值、模擬增益值、數(shù)字增益值進行判斷。
[0039]⑶、判斷當前光圈值A(chǔ)anent是已經(jīng)到達光圈極大值A(chǔ)Max，當前曝光時間值Tament是否已經(jīng)達到了曝光時間極大值TMax，當前模擬增益值A(chǔ)Ganent是否已經(jīng)達到了模擬增益極大值A(chǔ)GMax，當前數(shù)字增益DGament值是否已經(jīng)達到了數(shù)字增益極大值DGMax。如果以上各個值的任意一項沒有達到其所對應的極大值，則將黑電平值設置為正常光照環(huán)境下采用的黑電平配置值Cllefault，之后在下一幀圖像輸出后再次進入亮度檢測模塊；如果以上各個值均已達到其所對應的極大值，則進行黑電平值的調(diào)整。
[0040](4)、在滿足黑電平值調(diào)整條件后，對當前的黑電平配置值Cmt以Cstep為步長進行減操作，降低圖像傳感器的黑電平配置值，得到待配置的黑電平的配置值cSrt。即:
[0041]CSet_CCurrent_CStep
[0042]在一種優(yōu)選的方案中，Cstep的取值為10。
[0043]正常光照環(huán)境下采用的黑電平配置值Cllefault，在第一次滿足黑電平調(diào)整條件時，Ccurrent的值為Cllrfault的值。黑電平配置值Csrt最小不能超過IPNC設備在低照度環(huán)境下調(diào)試所得的最低黑電平配置值cMin。即在計算出的Csrt小于CMin時，需要對Cset進行重新賦值:
[0044]Cset=Cmn
[0045]CMin為在IPNC在低照環(huán)境所允許的最低照度LMin下調(diào)試所得的可以設置的最低黑電平配置值。IPNC設備應用較低照度環(huán)境情況下，黑電平的值不能太低，當黑電平的值設置的太低時，雖然圖像整體的亮度有所提升，但會導致圖像整體的對比度下降太多，圖像質(zhì)量不能滿足應用需求。CMin需要在確定IPNC所使用的鏡頭型號、濾光片型號、圖像傳感器型號后，在低照環(huán)境所允許的最低照度LMin下，結(jié)合圖像質(zhì)量的表現(xiàn)進行調(diào)試獲得。
[0046](5)、黑電平設置執(zhí)行模塊按照待配置的黑電平值Cset，對圖像傳感器相應的寄存器進行設置，完成新黑電平值的配置，之后在下一幀圖像輸出后再次進入亮度檢測模塊。
[0047]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，其特征在于，通過網(wǎng)絡攝像機的圖像信號處理ISP模塊調(diào)整圖像傳感器的黑電平值，該方法包括以下步驟: (1)檢測圖像的亮度； (2)判斷是否對黑電平值進行改變，得到待設置的黑電平值； (3)輸出待設置的黑電平值； (4)向圖像傳感器發(fā)送待設置的黑電平值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，其特征在于，步驟(1)中把以當前幀圖像為起始向前連續(xù)N幀的圖像的亮度進行求和并平均，得到這N幀圖像的平均亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，其特征在于，步驟(2)中對ISP模塊的光圈值、曝光時間值、模擬增益值、數(shù)字增益值進行判斷，結(jié)合N幀圖像的平均亮度，確定是否執(zhí)行黑電平值設置的控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，其特征在于，步驟(3)中根據(jù)步驟(2)的控制信號，對圖像傳感器當前的黑電平值按照預定的步長值進行減操作，并且改變后的黑電平值不超過黑電平值的最低閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，其特征在于，步驟(4)中把步驟(3)的待配置黑電平值設置到圖像傳感器的寄存器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高網(wǎng)絡攝像機低照度圖像質(zhì)量的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (O計算連續(xù)N巾貞圖像的平均亮度； (2)判斷平均亮度是否小于最小目標亮度，是則執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步驟(I)； (3)判斷ISP模塊的光圈值、曝光時間值、模擬增益值、數(shù)字增益值是否均達到各自的極大值，是則執(zhí)行步驟(4)，否則執(zhí)行步驟(8)； (4)將當前配置的黑電平值減去預定的步長值； (5)判斷步驟(4)處理后的黑電平值是否小于最低配置值，是則執(zhí)行步驟(6)，否則執(zhí)行步驟(7); (6)將最低配置值賦給處理后的黑電平值； (7 )進行黑電平值配置，跳轉(zhuǎn)步驟(I); (8)將黑電平值配置為正常照度下的值，跳轉(zhuǎn)步驟(7)。
【文檔編號】H04N17/00GK103428522SQ201310340973
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】郜向陽, 丘江 申請人:北京漢邦高科數(shù)字技術(shù)股份有限公司