專利名稱：基于輸入信號輝度變化的紅外干涉光譜儀調(diào)節(jié)方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻攝像機中的紅外干涉光譜儀(IRIS)調(diào)節(jié)方法及裝置，特別涉及即使在根據(jù)輸入圖象信號輝度變化來調(diào)節(jié)IRIS時也能輸出適當輝度的圖象信號的IRIS調(diào)節(jié)方法及裝置。
在視頻攝像機中，為處理具有適當輝度的圖象信號，需要有隨輸入圖象信號的輝度變化來調(diào)節(jié)IRIS開關的IRIS調(diào)節(jié)裝置。
一般的IRIS調(diào)節(jié)裝置由反饋形式來構成，如果輸入圖象信號的輝度變化，就調(diào)節(jié)IRIS的開關使圖象信號具有適當?shù)妮x度。根據(jù)這樣的現(xiàn)有技術的IRIS調(diào)節(jié)裝置示于

圖1。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的IRIS調(diào)節(jié)裝置的框圖，圖2是為說明圖1的裝置動作的流程圖。
通過IRIS輸入的圖象信號的輝度由數(shù)據(jù)檢測單元12檢測(步驟21)。在控制單元13中輸入由數(shù)據(jù)檢測單元12檢測的輝度，判斷是否要進行IRIS調(diào)節(jié)(步驟22)。根據(jù)上述判斷需要IRIS調(diào)節(jié)時計算IRIS控制量然后輸出到IRIS控制單元14(步驟23)。在IRIS控制單元14根據(jù)從控制單元13輸入的IRIS控制量調(diào)節(jié)IRIS的開關(步驟24)。
上述IRIS調(diào)節(jié)在總體上由反饋形式構成，上述那樣的動作重復進行，直到輸出的圖象信號具有適當?shù)妮x度為止。如果輸入圖象信號的輝度發(fā)生變化，就根據(jù)變化了的輝度重新開始IRIS調(diào)節(jié)。從而，因為到圖象信號具有適當?shù)妮x度為止要花費一定時間，所以直到完全地調(diào)節(jié)IRIS為止存在著輸出輝度不合適的圖象信號的缺點。
從而，本發(fā)明的目的在于提供即使在根據(jù)反饋形式調(diào)節(jié)IRIS的過程中也能輸出具有適當輝度值的圖象信號的、基于輸入圖象輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)方法及裝置。
為達到上述本發(fā)明的目的，在根據(jù)本發(fā)明的IRIS調(diào)節(jié)方法中，引入了如下方法在需要IRIS調(diào)節(jié)時，計算使其具有適當輝度的放大系數(shù)，并在調(diào)節(jié)IRIS的過程中，根據(jù)上述放大系數(shù)放大輸入圖象信號后輸出；在不需要IRIS調(diào)節(jié)時上述放大系數(shù)成為1，把輸入的圖象信號原樣輸出。
另外，在上述根據(jù)本發(fā)明的IRIS調(diào)節(jié)方法中，引入了在輸入光量迅速增加發(fā)生圖象信號失真時用控制快門速度來縮短光量存儲時間、以此來防止輸入圖象信號失真的步驟。
另外，根據(jù)本發(fā)明的IRIS調(diào)節(jié)裝置包括反饋形式的IRIS調(diào)節(jié)裝置的各構成要素的數(shù)據(jù)檢測單元、控制單元、IRIS控制單元，進一步包括在需要IRIS調(diào)節(jié)時存儲使輸入圖象信號有適當輝度的圖象信號的放大系數(shù)、在不需要IRIS調(diào)節(jié)時存儲1的存儲單元和以按存儲單元內(nèi)存儲的放大系數(shù)進行放大的積分器。
另外，在上述根據(jù)本發(fā)明的IRIS調(diào)節(jié)裝置中，控制單元具有在光量過于迅速增加狀態(tài)時控制快門速度來防止圖象信號失真的機能。
以下，根據(jù)附圖詳細說明符合本發(fā)明的實施例。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的IRIS調(diào)節(jié)裝置的一個實施例的框圖。在圖3所示的裝置中，IRIS31、數(shù)據(jù)檢測單元32、控制單元33、IRIS控制單元34的構成與圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術的IRIS調(diào)節(jié)裝置相同。除此之外，圖3所示的根據(jù)本發(fā)明的IRIS調(diào)節(jié)裝置還包括根據(jù)控制單元33判斷為需要IRIS調(diào)節(jié)時存儲使輸入圖象信號有適當輝度的放大系數(shù)、不需要IRIS調(diào)節(jié)時存儲上述放大系數(shù)“1”的存儲單元35和按存儲單元35中存儲的放大系數(shù)放大圖象信號的積分器來構成。另外，在圖3所示裝置的控制單元33判斷需要IRIS調(diào)節(jié)時不僅計算并輸出IRIS控制量、還具有計算使其具有適當輝度的放大系數(shù)并輸出到存儲單元35的機能。
這樣構成的根據(jù)本發(fā)明的IRIS調(diào)節(jié)裝置的工作過程通過圖4所示的流程圖來具體說明。
圖4是為說明圖3所示裝置的IRIS調(diào)節(jié)方法的流程圖。
首先數(shù)據(jù)檢測單元32檢測通過IRIS31輸入的圖象信號的輝度并輸出到控制單元33(步驟41)。
在控制單元33中，輸入通過數(shù)據(jù)檢測單元32檢測的輝度，并先判斷是否需要IRIS調(diào)節(jié)(步驟42)，需要IRIS調(diào)節(jié)時計算使其具有適當輝度的放大系數(shù)(步驟43)。由控制單元33計算的放大系數(shù)儲存在存儲單元35中(步驟44)。在需要IRIS調(diào)節(jié)時，控制單元33計算IRIS控制量(步驟45)。IRIS控制單元34根據(jù)計算的IRIS控制量來調(diào)節(jié)IRIS的開關(步驟46)。返回到IRIS調(diào)節(jié)后步驟41，并重復上述步驟。
另一方面，輸入圖象信號具有適當?shù)妮x度、根據(jù)控制單元33判斷不需要IRIS調(diào)節(jié)(步驟42)時，在存儲單元35中存儲的放大系數(shù)為1(步驟47)。在放大系數(shù)存儲在存儲器后返回到步驟41重復上述步驟。
積分器36按存儲在存儲器35中的放大系數(shù)放大并輸出由檢測單元32輸出的信號。從而，在IRIS被調(diào)節(jié)時根據(jù)存儲在存儲器中的放大系數(shù)輸出放大的圖象信號，在不進行IRIS調(diào)節(jié)時因為在存儲器中存儲的放大系數(shù)為1，所以輸入的圖象信號被原樣輸出。
根據(jù)上述方法，在因輸入圖象信號的輝度不合適而需要IRIS調(diào)節(jié)時在根據(jù)反饋來進行調(diào)節(jié)IRIS的同時，又把被調(diào)節(jié)時的圖象信號放大使其具有適當輝度的圖象信號后輸出；在輸入圖象信號具有適當?shù)妮x度時(包括輸入的原圖象信號具有適當輝度或者用IRIS調(diào)節(jié)結果得到適當輝度的所有情況)，輸入的圖象信號原樣被輸出。
另一方面，在上述的IRIS調(diào)節(jié)裝置中，當攝像機用戶從光量少的暗處向光量多的明處移動的情況下，IRIS被調(diào)節(jié)時，IRIS變?yōu)殚_大狀態(tài)。從而，在向明處移動的瞬間，突然有大量的光通過擴張的IRIS輸入到攝像器件(CCD)單元從而產(chǎn)生光量溢出。參照圖5及圖6對此進行進一步具體說明。
圖5是表示對輸入光量變化的IRIS的CCD單元狀態(tài)的圖，圖6是表示在圖5所示各種狀態(tài)中被輸入的圖象信號的圖。
圖5A是從光量多處向光量少處移動時IRIS沒被調(diào)節(jié)前的狀態(tài)。在光量多處IRIS處于微開狀態(tài)，移動到光量少處后在調(diào)節(jié)IRIS前IRIS仍保持微開狀態(tài)。從而，如圖6A所示，輸入圖象信號的輝度變小。此時，因為在IRIS微開狀態(tài)下調(diào)節(jié)IRIS，所以調(diào)節(jié)IRIS期間在CCD單元中不會發(fā)生光量溢出。
圖5B是從光量多處向光量少處移動時調(diào)節(jié)IRIS后的狀態(tài)。通過IRIS調(diào)節(jié)如圖5B所示IRIS處于大開狀態(tài)從而得到更多光量、如圖6B那樣調(diào)節(jié)輸入圖象信號的輝度大小。
圖5C是從光量少處向光量多處移動時調(diào)節(jié)IRIS前的狀態(tài)。在光量少處IRIS處于大開狀態(tài)，移動到光量多處后在調(diào)節(jié)IRIS前IRIS仍保持大開狀態(tài)。因此，在CCD單元中累積的光電荷變多發(fā)生光量溢出，因而如圖6C那樣輸入圖象信號變形。
因此，在本發(fā)明的其他實施例中，檢測輸入光量，當檢測的光量大于CCD單元溢出臨界值時，增加快門速度以縮短在CCD單元中光電荷的累積時間，即使在調(diào)節(jié)IRIS期間也能防止CCD單元溢出。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的IRIS裝置的框圖。如圖所示，與圖3的IRIS調(diào)節(jié)裝置有同樣的構成，只是控制單元74還含有控制快門72速度的機能。
對這樣構成的本發(fā)明的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)裝置的工作過程通過圖8的流程圖來進一步具體說明。
首先，數(shù)據(jù)檢測單元73檢測通過IRIS71輸入的圖象信號的輝度并輸出到控制單元74(步驟81)。
在控制單元74中輸入通過數(shù)據(jù)檢測單元73檢測的輝度，并與已設定的臨界值進行比較，判斷檢測的輝度值是否是比臨界值更大(步驟82)。這里，臨界值是CCD不發(fā)生溢出的輝度信號的最大值。如果檢測的輝度值比臨界值大，控制單元72就計算快門速度來控制快門72(步驟83)。即，增加快門速度來縮短光量在CCD中的累積時間，以此來防止CCD中的光量溢出。
如果控制單元74檢測的輝度值超過臨界值，則判斷是否需要IRIS調(diào)節(jié)(步驟84)，在需要IRIS調(diào)節(jié)時計算使其具有適當輝度的放大系數(shù)(步驟85)。存儲單元76存儲計算的放大系數(shù)(步驟86)?？刂茊卧?4計算IRIS控制量(步驟87)。在IRIS控制單元75根據(jù)IRIS控制量調(diào)節(jié)IRIS的開關(步驟88)。如果IRIS開關結束，就由控制單元74恢復快門速度(步驟89)。IRIS調(diào)節(jié)后又一次返回到步驟81重復上述步驟。
如果輸入圖象信號有適當輝度，由控制單元74判斷不需IRIS調(diào)節(jié)，那么存儲單元74存儲放大系數(shù)為1(步驟90)。在存儲單元中存儲后返回到步驟81重復上述步驟。
積分器77根據(jù)存儲在存儲器76中的放大系數(shù)放大并輸出圖象信號。因此，調(diào)節(jié)IRIS期間根據(jù)在存儲單元中存儲的放大系數(shù)對輸入信號放大輸出，在判斷不需要IRIS調(diào)節(jié)時放大系數(shù)為1，所以輸入圖象信號被原樣輸出。另外，在光量急劇變化的環(huán)境中控制快門速度來防止輸入信號失真。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的基于輝度變化的IRIS方法及裝置，即使在利用反饋形式調(diào)節(jié)IRIS期間也能通過存儲單元和積分器輸出具有適當輝度的圖象信號。而且，在光量急劇變化的環(huán)境中通過控制快門速率來防止輸入信號失真。
權利要求
1.一種基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括第1步，檢測通過IRIS輸入的圖象信號的輝度；第2步，根據(jù)從上述第1步檢測的輝度判斷是否需要IRIS調(diào)節(jié)；第3步，根據(jù)第2步的判斷結果，在需要IRIS調(diào)節(jié)時計算并存儲使輸入圖象信號具有預定輝度時的放大系數(shù)，在不需要IRIS調(diào)節(jié)時存儲放大系數(shù)為1；第4步，根據(jù)上述第2步的判斷結果，如果需要IRIS調(diào)節(jié)就計算IRIS控制量；第5步，根據(jù)在上述第4步計算的IRIS控制量調(diào)節(jié)IRIS的開關；第6步，根據(jù)在上述第3步存儲的放大系數(shù)放大并輸出輸入信號。
2.在權利要求1中記載的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)方法，其特征在于在上述第4步計算輸入圖象信號的放大系數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1中記載的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括下述步驟上述第2步把由上述第1步檢測的輝度同預定臨界值進行比較，判斷光量是否處于急劇增加的狀態(tài)；上述步驟如果判斷光量處于急劇增加狀態(tài)，則進一步增加快門速度。
4.根據(jù)權利要求3中記載的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)方法，其特征在于在上述判斷光量增加狀態(tài)的步驟中，如果上述第1步檢測的輝度比預定臨界值大，就判斷光量處于急劇增加狀態(tài)。
5.權利要求4中記載的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)方法，其特征在于上述方法還包括通過上述第5步調(diào)節(jié)IRIS后就把快門速度恢復到原來值的步驟。
6.一種基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括檢測通過IRIS輸入的圖象信號輝度的檢測單元；和輸入用上述數(shù)據(jù)檢測單元檢測的圖象信號的輝度，判斷是否需要IRIS調(diào)節(jié)，如果需要就計算使其具有預定輝度的圖象信號放大系數(shù)和IRIS控制量的控制單元；和存儲由上述控制單元計算的放大系數(shù)的存儲單元；和根據(jù)在上述控制單元計算的IRIS控制量調(diào)節(jié)IRIS的IRIS控制單元；和對存儲在上述存儲單元中的放大系數(shù)和輸入圖象信號的輝度進行累積的積分器。
7.權利要求6中記載的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)裝置，其特征在于上述控制單元不需要IRIS調(diào)節(jié)時把1作為放大系數(shù)存到上述存儲單元。
8.權利要求7中記載的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)裝置，其特征在于上述控制單元在由上述數(shù)據(jù)檢測單元檢測的輸入圖象信號的輝度大于已定的臨界值時判斷為處于光量急劇增加狀態(tài)，如果判斷處于光量急劇增加狀態(tài)，則控制快門速度。
9.權利要求8中記載的基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)裝置，其特征在于上述控制單元如果結束調(diào)節(jié)上述IRIS則把快門速度恢復到原來的值。
全文摘要
提供了基于輝度變化的IRIS調(diào)節(jié)方法及其裝置，反饋形式的IRIS調(diào)節(jié)裝置的構成元件不僅包括數(shù)據(jù)檢測單元、控制單元、IRIS控制單元，還進一步包括在需要IRIS調(diào)節(jié)時存儲使輸入圖象信號有適當輝度的圖象信號放大系數(shù)、在不需要IRIS調(diào)節(jié)時存儲1的存儲單元和按存儲在存儲單元中的放大系數(shù)大小進行放大的積分器，即使在利用反饋形式調(diào)節(jié)IRIS期間，也能輸出具有適當輝度的圖象信號。
文檔編號H04N5/235GK1151658SQ9611149
公開日1997年6月11日 申請日期1996年8月23日 優(yōu)先權日1995年8月23日
發(fā)明者韓東柱 申請人:三星電子株式會社