[发明专利]一种基于快速预测调整的自动光圈控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及摄像机配件，具体是一种基于快速预测调整的自动光圈控制系统。

背景技术

在视频监控领域，为了使得摄像机采集的图像在各种场景下，不产生过曝或过暗的现象，通常采用自动光圈镜头。自动光圈镜头通过调整其孔径的大小，使得镜头在各种场景下，都能满足需求。

自动光圈镜头有一个阻尼线圈和一个驱动线圈，当驱动线圈的力矩等于阻尼线圈的力矩时，自动光圈的孔径固定，光通量保持稳定；当驱动线圈的力矩大于阻尼线圈的力矩时，自动光圈的孔径打开，光通量增加；当驱动线圈的力矩小于阻尼线圈的力矩时，自动光圈的孔径关闭，光通量减小。驱动线圈的力矩由电压值控制，而电压值由数字控制信号值转换而来，电压值越大，力矩越大。

在控制自动光圈镜头时，通常需要得到使得驱动线圈的力矩等于阻尼线圈力矩的电压值。如果不能得到相对准确的使得驱动线圈的力矩等于阻尼线圈力矩的电压值去控制自动光圈，自动光圈镜头的控制就失去了基准，在控制过程中，自动光圈镜头孔径打开或关闭的速度会过快；在控制结束后，也不能很好地稳定住自动光圈镜头孔径大小，从而造成连续采集的视频帧亮暗差距明显，频繁闪烁，且收敛时间长的问题。

自动光圈镜头控制的难点在于，对于众多品质参差不起的自动光圈镜头，使得驱动线圈的力矩等于阻尼线圈的力矩的电压值并不一致。因此通常的做法是，在使用自动光圈之前，通过手动校正的方式得到这个基准的电压值，然后才使用自动光圈镜头。如果在生产线上，对每个自动光圈镜头都手动校正，这是十分巨大的工作量。目前业界都倾向于实现自动光圈镜头的自适应使用，不进行人工手动校正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使自动光圈镜头即插即用的基于快速预测调整的自动光圈控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于快速预测调整的自动光圈控制系统，包括摄像机镜头、快速预测单元、目标计算单元、动态调整单元、复位检测单元和控制单元，摄像机镜头分别连接快速预测单元输入端和复位检测单元输入端，复位检测单元输出端分别连接快速预测单元输入端和目标计算单元输入端，目标计算单元输出端连接动态调整单元输入端，快速预测单元输出端分别连接控制单元和动态调整单元输入端，动态调整单元输出端连接控制单元；所述摄像机镜头用于采集图像平均亮度AveLum和CMOS曝光量Exposure；所述快速预测单元对摄像机镜头采集的每帧图像平均亮度AveLum和CMOS曝光量Exposure进行处理分析得到预测的目标数字控制信号值HoldValue，并将分析结果传输给控制单元；所述目标计算单元用来计算自动光圈镜头的光通量Flux的期望值，自动光圈镜头光通量Flux的期望值=图像平均亮度AveLum的期望值/CMOS曝光量Exposure；所述动态调整单元根据自动光圈镜头光通量Flux的期望值和预测的目标数字控制信号值HoldValue，调整最终的数字控制信号值PwmValue，并实时修正预测的目标数字控制信号值HoldValue，同时将分析结果传输给控制单元；复位检测单元在检测到图像平均亮度AveLum近似为零，并经过一个超时时间后仍然近似为零时将系统恢复初始状态；控制单元将分析结果转换为对自动光圈的控制信号。

作为本发明进一步的方案：所述摄像机镜头中安装有脉宽调制控制器，脉宽调制控制器将数字控制信号值PwmValue转换为方波模拟信号，再将方波模拟信号转换为直流电压信号，用直流电压信号驱动自动光圈镜头的驱动线圈，从而驱动自动光圈镜头孔径的打开或关闭。

作为本发明再进一步的方案：所述快速预测单元工作时，先将自动光圈镜头孔径开到最大，再依次尝试各个数字控制信号值PwmValue，找到第一个将自动光圈镜头孔径关闭的数字控制信号值PwmValue，并将这个数字控制信号值PwmValue定为预测的目标数字控制信号值HoldValue。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明本利用快速预测保持自动光圈镜头孔径大小稳定的目标数字控制信号值HoldValue，并不断修正该值，最终使得自动光圈镜头保持一个恰当的孔径大小，实现了自动光圈镜头的即插即用，解决了生产线上需要人力手动校正的问题。

附图说明

图1为本发明的功能结构示意框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。