[发明专利]用于车辆的摄像机系统以及用于求取时间脉冲信号源的图像信息的方法

说明书

本发明涉及一种尤其用于车辆的摄像机系统，其至少具有：具有图像传感器和滤光掩膜的摄像机和接收由图像传感器输出的图像信号的控制与分析处理装置，图像传感器具有输出像素信号的传感器像素的布置，滤光掩膜具有设置在传感器像素前面且具有不同波长选择性的透射特性的滤光器的布置，滤光器的一部分是衰减滤光器，在其前面分别设置有衰减滤光器中的一个的传感器像素输出衰减像素信号。衰减滤光器优选比滤光掩膜的其他滤光器更强地衰减白色光；其尤其是蓝色像素。由图像传感器输出的图像信号具有以第一曝光时间拍摄的第一帧的第一子序列和以第二曝光时间拍摄的第二帧的第二子序列，第二曝光时间大于第一曝光时间，控制与分析处理装置分析处理第二子序列的衰减像素信号。

技术领域

本发明涉及一种尤其可用于车辆中的摄像机系统以及一种用于求取时间脉冲信号源、尤其变换交通标识的图像信息的方法。

背景技术

车辆的摄像机系统一方面用于生成例如可以在显示装置上显示的图像。此外，这种摄像机系统也用于自主地检测以及分析处理交通标识，其中例如可以向驾驶员显示所求取的交通信息或者也可以自主地在行驶动态性调节或驾驶员辅助功能中使用所述交通信息。

为了动态交通引导，尤其在高速公路上经常安装有变换交通标识 (WVZ，VariableMessage Signs，VMS)，其根据交通或环境情况显示不同的交通标识、尤其速度限制。

为了使变换交通标识匹配于其周围环境亮度，这些变换交通标识经常是脉冲式的，即以例如100Hz的信号频率f或者信号周期T＝1/f接通和关闭这些变换交通标识(激活阶段和非激活阶段)。这些转换过程如此快地进行，使得其对于人眼而言是不可识别的。

然而，基于摄像机的驾驶员辅助系统以尽可能短的曝光时间拍摄图像以减少运动模糊。对于例如低于1ms的短曝光时间以及例如每秒30个图像的读取速率(拍摄频率)，曝光的全部拍摄时间段可能如此，使得变换交通标识在所述时间内是关闭的或者在激活阶段中。因此，摄像机可能无法检测变换交通标识。有时也局部脉冲地曝光变换交通标识，使得摄像机可能仅仅检测变换交通标识的部分区域。

因此，为了可靠地识别变换交通标识，通常进行很多依次的拍摄，即以图像传感器的高读取速率，以便在所拍摄的图像之一中完整地识别变换交通标识。

然而，即使在高读取速率下，有时在求取变换交通标识时仍然出现问题。变换交通标识可能具有例如100Hz的周期持续时间，从而图像传感器以≤1ms的典型曝光持续时间以及例如每秒30个图像——即30Hz的读取速率或拍摄频率往往无法在其激活时间段内检测到变换交通标识，尤其当变换交通标识仅仅短时间地位于摄像机的视野内或者车辆快速运动时。

对于更高的曝光持续时间，虽然可以提高用于识别变换交通标识的概率，但图像也变得更亮，使得图像传感器可能会进入饱和，从而不在能够求取细节。

DE 10 2010 024 415 A1建议图像传感器以最大读取时间持续地或连续地检测入射光；由此应防止通过摄像机系统检测的LED的闪烁。图像传感器不将入射光转换成电信号或不是光敏感的暂停时间选择得小于一个检测脉冲持续时间的光脉冲，从而传感器不会“忽视”任何光脉冲。为了不使传感器过度曝光或者进入饱和，设有衰减滤光器或光阑，其可以根据光照条件——尤其是日间或夜间进行匹配。

因此使用附加光学元件，以便检测高频信号源。然而，对于信号源的高频率，仍然需要相应高的衰减，其又可以导致进一步的图像检测和图像分析处理的质量损失。

DE 10 2005 033 863 A1示出一种图像拍摄系统，在所述图像拍摄系统中除摄像机以外还设有辐射传感器，所述辐射传感器求取图像场景的平均亮度水平并且将其与通过摄像机拍摄的图像的亮度进行比较。通过更长的读取时间，所述辐射传感器也感测脉冲光源。如果得出两个亮度之间的差异，则输出警告信号：在显示屏显示中存在缺陷；使摄像机的曝光阶段和脉冲光源的接通阶段同步，或者通过相应更长时间曝光的区域取代在显示屏上显示的图像的区域。