專利名稱：攝像裝置及低照度條件下的影像處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)字影像處理技術(shù)，尤其是涉及一種能夠在低照度條件下 輸出清晰影像的攝像裝置，以及一種低照度條件下的影像處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)發(fā)展的日新月異，采用CCD和CMOS圖像傳感器技術(shù)的數(shù)字 攝像裝置的應(yīng)用日趨廣泛?，F(xiàn)有的彩色攝像設(shè)備一般都帶有自動(dòng)曝光調(diào)整功能， 使得設(shè)備可以隨著環(huán)境光照強(qiáng)度的變化自動(dòng)保持穩(wěn)定的圖像亮度輸出。隨著光 照強(qiáng)度的降低，設(shè)備所采用的影像處理系統(tǒng)延長(zhǎng)感光器件的曝光時(shí)間，某些情 況下還相應(yīng)地提高亮度的增益。這樣做的結(jié)果是，盡管感光器件的輸出幅值較 小，但是經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的曝光，再加上亮度增益的調(diào)整后，圖像亮度仍然能基 本維持在同一水平。在低照度條件下，攝像裝置通常需要增加曝光時(shí)間以獲得亮度合適的輸出 圖像；但是，由于輸出幀率的限制，攝像裝置的曝光時(shí)間不能無(wú)限增加；或者， 由于傳感器靈敏度的限制，當(dāng)曝光時(shí)間達(dá)到一定數(shù)值時(shí)繼續(xù)增加曝光時(shí)間，對(duì) 提高輸出圖像的亮度影響非常小，而且會(huì)導(dǎo)致輸出畫面偏暗。這種情況下，增 大亮度增益可以繼續(xù)提高輸出圖像的亮度，但是，當(dāng)環(huán)境照度降至某一臨界值 以下時(shí)，增大亮度增益將會(huì)導(dǎo)致圖像噪聲增大，其原因一是感光器件在較長(zhǎng)時(shí) 間感光狀態(tài)下，由于白噪聲、暗電流等的影響，輸出的信號(hào)已經(jīng)含有很多噪聲 的成分，而這些噪聲有很大的隨機(jī)性；其二，環(huán)境亮度較暗時(shí)，系統(tǒng)不得不把 亮度增益調(diào)到很大，這又對(duì)感光器件輸出信號(hào)中的噪聲起了放大的作用。由于 這些原因的影響，圖像中會(huì)含有很多噪聲，在彩色圖像中更加明顯。因此，在 低照度環(huán)境下，彩色圖像質(zhì)量差。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提出 一種在低照度條件下自動(dòng)將攝 像裝置的攝像模式從彩色模式轉(zhuǎn)換為黑白模式的影像處理設(shè)備，以及使用了該 處理設(shè)備的攝像裝置。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)一種低照度條件下攝像裝置的影像處理 設(shè)備，用于對(duì)攝像裝置的用于拍攝照片或活動(dòng)影像的攝像單元所輸出的影像進(jìn) 行處理，該影像處理設(shè)備包括用于保存預(yù)先設(shè)定的照度臨界值的存儲(chǔ)器；用于測(cè)定所述攝像單元所處工作環(huán)境的照度值，并比較所述照度值和所述 存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定的照度臨界值，.當(dāng)所述照度值低于所述照度臨界值時(shí)，判斷所述攝像單元所處工作環(huán)境的為低照度的照度監(jiān)測(cè)單元；用于低照度的工作環(huán)境下，控制所述攝像單元的拍攝模式從彩色模式轉(zhuǎn)為 黑白模式的控制單元，同時(shí)與所述攝像單元、所述照度監(jiān)測(cè)單元和所述存儲(chǔ)器 連接。較優(yōu)的，所述照度監(jiān)測(cè)單元包括用于測(cè)定所述攝像單元所處工作環(huán)境的照 度值的傳感器。較優(yōu)的，所述照度監(jiān)測(cè)單元包括用于檢測(cè)所述攝像單元的曝光時(shí)間是否 大于閾值一，當(dāng)啄光時(shí)間大于閾值一時(shí)，判斷所迷攝像單元所處工作環(huán)境的亮 度為低照度的第 一低照度判斷模塊。較優(yōu)的，所述照度監(jiān)測(cè)單元包括用于檢測(cè)所述攝像單元的亮度增益系數(shù) 是否大于閾值二，當(dāng)亮度增益系數(shù)大于閾值二時(shí)，判斷所述攝像單元所處工作 環(huán)境的亮度為低照度的第二低照度判斷模塊。較優(yōu)的，所述照度監(jiān)測(cè)單元包括用于檢測(cè)所述攝像單元的曝光時(shí)間和亮 度增益系數(shù)，當(dāng)同時(shí)滿足曝光時(shí)間大于閾值一和亮度增益系數(shù)大于閾值二時(shí)， 判斷所迷攝像單元所處工作環(huán)境的亮度為低照度的第三低照度判斷模塊。較優(yōu)的，本實(shí)用新型的處理設(shè)備還包括用于檢測(cè)所述攝像單元在黑白模 式下輸出影像的銳度是否小于閾值三，當(dāng)影像的銳度是小于閾值三時(shí)，控制調(diào) 整輸出影像銳度的銳度調(diào)節(jié)單元，與所述控制單元連接。另外，本實(shí)用新型還公開(kāi)一種攝像裝置，包括用于拍攝照片或活動(dòng)影像的攝像單元；用于保存所述攝像單元拍攝照片、影像以及預(yù)先設(shè)定的照度臨界值的存儲(chǔ)器；用于測(cè)定所述攝像單元所處工作環(huán)境的照度值，并比較所述照度值和所迷 存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定的照度臨界值，當(dāng)所述照度值低于所述照度臨界值時(shí)，判斷 所述攝像單元所處工作環(huán)境的為低照度的照i險(xiǎn)測(cè)單元；用于低照度的工作環(huán)境下，控制所述攝像單元的拍攝模式從彩色模式轉(zhuǎn)為 黑白模式的控制單元，同時(shí)與所述攝像單元、所述照度監(jiān)測(cè)單元和所述存儲(chǔ)器 連接；用于顯示影像的顯示單元，與所述控制單元連接。較優(yōu)的，所述t聶像單元包括用于補(bǔ)光的紅外燈。 .與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型是通過(guò)檢測(cè)攝像裝置工作環(huán)境的亮度，判斷是否為低照度，并 在判斷為低照度時(shí)，控制攝像裝置輸出黑白影像，以獲得對(duì)比度較好且清晰的 影像。因此，本實(shí)用新型使攝像裝置能夠在低照度的環(huán)境下正常工作，擴(kuò)大了 攝像裝置的使用場(chǎng)合和范圍；本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可廣泛用在各種數(shù)字?jǐn)z 像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)甚至手機(jī)攝像裝置中，尤其適合用于具有較高監(jiān)控要求的影像 監(jiān)控設(shè)備中。


圖l是本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型另一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型揭示了一種在低照度條件下的影像處理設(shè)備，其根據(jù)工作環(huán)境 的亮度變化來(lái)判斷是否工作在低照度環(huán)境下，當(dāng)判斷為工作在低照度環(huán)境下時(shí)， 控制攝像模式從彩色模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換為黑白模式；并可配合對(duì)影像的銳化處理以 及紅外燈補(bǔ)光等技術(shù)，確保在低照度條件下，獲取對(duì)比度較高、畫面清晰的影 像，以擴(kuò)大攝像裝置的使用范圍。請(qǐng)參考圖l所示。本實(shí)用新型包括攝像單元IIO、照度監(jiān)測(cè)單元120、控 制單元130、存儲(chǔ)器140和顯示單元150,所述控制單元130同時(shí)連接所述攝像 單元110、所述照度監(jiān)測(cè)單元120、所述存儲(chǔ)器140和所述顯示單元150。所述攝像單元110包括采用CCD和CMOS圖像傳感器技術(shù)的攝像元件，用 于將選取區(qū)域的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字影像信號(hào)，并形成該選取區(qū)域的照片或活動(dòng) 影像。所述照度監(jiān)測(cè)單元120用于測(cè)定所述攝像單元110所處工作環(huán)境的照度值， 與所述控制單元130連接。所述照度監(jiān)測(cè)單元120測(cè)定所述攝像單元110工作 環(huán)境的照度值的方式有2種一是在所述照度監(jiān)測(cè)單元120內(nèi)部設(shè)置用于測(cè)定所述攝像單元110所處工 作環(huán)境的照度值的傳感器，比如光敏電阻，通過(guò)光敏電阻的工作狀態(tài)來(lái)判斷是 否處于低照度的工作環(huán)境。二是利用攝像裝置目前工作狀態(tài)下的曝光時(shí)間和亮度增益系數(shù)為條件，判 斷攝像裝置的工作環(huán)境亮度是否為低照度。具體如下由于隨著工作環(huán)境亮度的降低，攝像裝置通常需要增加曝光時(shí)間以獲得亮 度合適的輸出圖像；且由于曝光時(shí)間不能無(wú)限增加，或當(dāng)曝光時(shí)間達(dá)到一定數(shù) 值時(shí)繼續(xù)增加曝光時(shí)間對(duì)提高輸出圖像的亮度影響非常小情況下，增大攝像裝 置的亮度增益系數(shù)可以繼續(xù)提高輸出圖像的亮度。因此，所述照度監(jiān)測(cè)單元120對(duì)來(lái)自所述攝像單元110中的以幀為單位的 圖像，以用戶指定的既定時(shí)間或攝像裝置的默認(rèn)時(shí)間為時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出 曝光時(shí)間和亮度增益系數(shù)。并且，設(shè)定所述攝像單元110的曝光時(shí)間的閾值A(chǔ) 和亮度增益系數(shù)的閥值B。由所述照度監(jiān)測(cè)單元120判斷所述攝像單元110所處工作環(huán)境是否是為低 照度環(huán)境。由所述照度監(jiān)測(cè)單元120包括的第一低照度判斷模塊檢測(cè)所述攝像 單元110的曝光時(shí)間是否大于閾值A(chǔ)，當(dāng)啄光時(shí)間大于閾值A(chǔ)時(shí)，判斷所述攝 像單元110所處工作環(huán)境的亮度為低照度；反之判斷所述攝像單元110所處工 作環(huán)境的亮度為非低照度。或者，由所述照 測(cè)單元120包括的第二低照度 判斷模塊檢測(cè)所述攝像單元110的亮度增益系數(shù)是否大于閾值B,當(dāng)亮度增益系 數(shù)大于閾值B時(shí)，判斷所述攝像單元110所處工作環(huán)境的亮度為低照度；反之判斷所述攝像單元110所處工作環(huán)境的亮度為非低照度?；蛘?，由所述照度監(jiān) 測(cè)單元120包括的第三低照度判斷模塊同時(shí)檢測(cè)所述攝像單元110的曝光時(shí)間 和亮度增益系數(shù)，當(dāng)同時(shí)滿足曝光時(shí)間大于閾值A(chǔ)和亮度增益系數(shù)大于閾值B 時(shí)，判斷所述攝像單元110所處工作環(huán)境的亮度為低照度。其中，所述閾值A(chǔ)和閾值B為用戶指定或所述攝像單元110所默認(rèn)的照度 臨界值，保存在所述存儲(chǔ)器140中。當(dāng)所述照度監(jiān)測(cè)單元120判斷當(dāng)前工作環(huán)境的亮度為低照度時(shí)，由所述控 制單元130控制，將所述攝像單元110的攝像模式從彩色模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換為黑白 模式。在所述照度監(jiān)測(cè)單元120判斷工作環(huán)境的亮度由低照度轉(zhuǎn)變?yōu)榉堑驼斩?時(shí)，所述控制單元130控制將所述攝像單元110的攝#^莫式從黑白模式自動(dòng)轉(zhuǎn) 換為彩色模式。當(dāng)所述攝像單元110的攝像模式轉(zhuǎn)換為黑白模式時(shí)，所述控制單元130控 制所述攝像單元110根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)調(diào)整曝光時(shí)間、亮度增益系數(shù)等參數(shù)， 使攝像裝置工作在線性狀態(tài)。而所述攝像單元110的攝像模式轉(zhuǎn)換為彩色模式 時(shí)，所述控制單元130控制所述攝像單元110根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)調(diào)整曝光時(shí)間、 亮度增益系數(shù)等參數(shù)，使攝像裝置工作在非線性狀態(tài)，以獲得寬動(dòng)態(tài)范圍的最 佳攝像效果。另夕卜，請(qǐng)參考圖2所示。由于黑白模式下圖像銳度是個(gè)很重要的指標(biāo)，因 此，當(dāng)所述攝像單元110的攝^#式轉(zhuǎn)換為黑白模式時(shí)，還需檢測(cè)輸出影像的 銳度，當(dāng)影像的銳度是小于閾值C時(shí)，控制調(diào)整輸出影像銳度，此功能由銳度 調(diào)節(jié)單元160完成，且所述銳度調(diào)節(jié)單元160與所述控制單元130連接。所述 閾值C也為用戶指定或所述攝像單元110所默認(rèn)的銳度臨界值，保存在所述存 儲(chǔ)器140中。另外，所述攝像單元110包括用于補(bǔ)光的紅外燈，當(dāng)處于低照度條件下時(shí)， 由所述控制單元130控制打開(kāi)該紅外燈，以使所述攝像單元110能夠獲取更佳 效果的影像。由所述控制單元130控制輸出的照片或影像，由所述顯示單元150進(jìn)行顯示。綜上，本實(shí)用新型具有如下有益技術(shù)效果本實(shí)用新型是通過(guò)檢測(cè)攝像裝置工作環(huán)境的亮度，判斷是否為低照度，并 在判斷為低照度時(shí)，控制攝像裝置輸出黑白影像，以獲得對(duì)比度較好且清晰的 影像。因此，本實(shí)用新型使攝像裝置能夠在低照度的環(huán)境下正常工作，擴(kuò)大了 攝像裝置的使用場(chǎng)合和范圍；本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可廣泛用在各種數(shù)字?jǐn)z 像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)甚至手機(jī)攝像裝置中，尤其適合用于具有較高監(jiān)控要求的影像 監(jiān)控設(shè)備中。
權(quán)利要求1、一種低照度條件下的影像處理設(shè)備，用于對(duì)攝像裝置的用于拍攝照片或活動(dòng)影像的攝像單元所輸出的影像進(jìn)行處理，其特征在于，該處理設(shè)備包括用于保存預(yù)先設(shè)定的照度臨界值的存儲(chǔ)器；用于測(cè)定所述攝像單元所處工作環(huán)境的照度值，并比較所述照度值和所述存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定的照度臨界值，當(dāng)所述照度值低于所述照度臨界值時(shí)，判斷所述攝像單元所處工作環(huán)境的為低照度的照度監(jiān)測(cè)單元；用于低照度的工作環(huán)境下，控制所述攝像單元的拍攝模式從彩色模式轉(zhuǎn)為黑白模式的控制單元，同時(shí)與所述攝像單元、所述照度監(jiān)測(cè)單元和所述存儲(chǔ)器連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的影像處理設(shè)備，其特征在于，所述照度監(jiān)測(cè)單 元包括用于測(cè)定所述攝像單元所處工作環(huán)境的照度值的傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低照度條件下攝像裝置輸出影像的處理設(shè)備， 其特征在于，所述照度監(jiān)測(cè)單元包括用于檢測(cè)所述攝像單元的曝光時(shí)間是 否大于閾值一，當(dāng)曝光時(shí)間大于閾值一時(shí)，判斷所述攝像單元所處工作環(huán)境 的亮度為低照度的第 一低照度判斷模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的影像處理設(shè)備，其特征在于，所述照度監(jiān)測(cè)單 元包括用于檢測(cè)所述攝像單元的亮度增益系數(shù)是否大于閾值二，當(dāng)亮度增 益系數(shù)大于閾值二時(shí)，判斷所述攝像單元所處工作環(huán)境的亮度為低照度的第 二低照度判斷模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的影像處理設(shè)備，其特征在于，所述照度監(jiān)測(cè)單 元包括用于檢測(cè)所述攝像單元的曝光時(shí)間和亮度增益系數(shù)，當(dāng)同時(shí)滿足曝 光時(shí)間大于閾值一和亮度增益系數(shù)大于閾值二時(shí)，判斷所述攝像單元所處工 作環(huán)境的亮度為低照度的第三低照度判斷模塊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項(xiàng)所述的影像處理設(shè)備，其特征在于，還包 括用于檢測(cè)所述攝像單元在黑白模式下輸出影像的銳度是否小于閾值三， 當(dāng)影像的銳度是小于閾值三時(shí)，控制調(diào)整輸出影像銳度的銳度調(diào)節(jié)單元，與 所述控制單元連接。
7、 一種攝像裝置，其特征在于，包括 用于拍攝照片或活動(dòng)影像的攝像單元；用于保存所述攝像單元拍攝照片、影像以及預(yù)先設(shè)定的照度臨界值的存儲(chǔ)器；用于測(cè)定所述攝像單元所處工作環(huán)境的照度值，并比較所述照度值和所 述存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定的照度臨界值，當(dāng)所述照度值低于所述照度臨界值時(shí)， 判斷所述攝像單元所處工作環(huán)境的為低照度的照度監(jiān)測(cè)單元；用于低照度的工作環(huán)境下，控制所述攝像單元的拍攝模式從彩色模式轉(zhuǎn) 為黑白模式的控制單元，同時(shí)與所述攝像單元、所述照度監(jiān)測(cè)單元和所述存 儲(chǔ)器連接；用于顯示影像的顯示單元，與所述控制單元連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，所述照度監(jiān)測(cè)單元包 括第一、第二和第三低照度判斷模塊中其中之一；所述第 一低照度判斷模塊用于檢測(cè)所述攝像單元的曝光時(shí)間是否大于閾 值一，當(dāng)曝光時(shí)間大于閾值一時(shí)，判斷所述攝像單元所處工作環(huán)境的亮度為 低照度；所述第二低照度判斷模塊用于檢測(cè)所述攝像單元的亮度增益系數(shù)是否大 于閾值二，當(dāng)亮度增益系數(shù)大于閾值二時(shí)，判斷所述攝像^元所處工作環(huán)境 的亮度為低照度；第三低照度判斷模塊用于檢測(cè)所述攝像單元的曝光時(shí)間和亮度增益系 數(shù)，當(dāng)同時(shí)滿足曝光時(shí)間大于閾值一和亮度增益系數(shù)大于閾值二時(shí)，判斷所 述攝像單元所處工作環(huán)境的亮度為低照度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，還包括用于檢測(cè)所 述攝像單元在黑白模式下輸出影像的銳度是否小于閾值三，當(dāng)影像的銳度是 小于閾值三時(shí)，控制調(diào)整輸出影像銳度的銳度調(diào)節(jié)單元，與所述控制單元連 接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的攝像裝置，其特征在于，所述攝像單元 包括用于補(bǔ)光的紅外燈。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種低照度條件下攝像裝置的影像處理設(shè)備，用于對(duì)攝像裝置的用于拍攝照片或活動(dòng)影像的攝像單元所輸出的影像進(jìn)行處理，該影像處理設(shè)備包括用于保存預(yù)先設(shè)定的照度臨界值的存儲(chǔ)器；用于測(cè)定攝像單元所處工作環(huán)境的照度值，并比較照度值和存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定的照度臨界值，當(dāng)照度值低于照度臨界值時(shí)，判斷攝像單元所處工作環(huán)境為低照度的照度監(jiān)測(cè)單元；用于低照度的工作環(huán)境下，控制攝像單元的拍攝模式從彩色模式轉(zhuǎn)為黑白模式的控制單元，同時(shí)與攝像單元、照度監(jiān)測(cè)單元和存儲(chǔ)器連接。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種攝像裝置。本實(shí)用新型擴(kuò)大了攝像裝置的使用場(chǎng)合和范圍；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合用于具有較高監(jiān)控要求的影像監(jiān)控設(shè)備中。
文檔編號(hào)H04N5/225GK201127061SQ200720171578
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
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