[发明专利]一种具有夜视透雾功能的前端设备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种具有夜视透雾功能的前端设备及其控制方法。

背景技术

近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控的普及化趋势越来越明显，视频监控正在逐步迈入高清化，智能化，视频监控系统可以应用于众多领域，如智能交通，智慧园区、平安城市等。

在视频监控系统中，前端设备(如模拟摄像机、网络摄像机、编码设备等)是视频监控系统的重要组成部分，用于采集视频图像。随着视频监控行业的发展，具有夜视功能的前端设备和具有透雾功能的前端设备被广泛应用。

在具有夜视功能的前端设备中，通常在前端设备上添加补光灯，该补光灯可以是白光补光灯、或者红外补光灯、或者大功率激光补光灯等，通过补光灯的补光效果，可以使得前端设备在夜间有效的采集到清晰的视频图像。在具有透雾功能的前端设备中，可以实现数字透雾或者光学透雾，在白天场景的雾霾天中，可以使得前端设备有效的采集到清晰的视频图像。

但是，在夜晚场景的雾霾天(雾或者灰尘较多)中，无论是具有夜视功能的前端设备、还是具有透雾功能的前端设备、还是具有夜视功能和透雾功能的前端设备，均无法采集到清晰的视频图像。例如，当打开补光灯时，空气中的各种颗粒(雾或者灰尘等)会产生反射，距离光源越近，反射的光强就越强，这个光强分量在最终画面的曝光中会占据较大的能量比例，从而使得前端设备接收到一片白茫茫的场景，难以对远处的目标进行有效观察。

发明内容

本发明提供一种具有夜视透雾功能的前端设备，所述具有夜视透雾功能的前端设备具体包括补光模块、成像模块、控制模块，其中：

所述控制模块，用于确定所述补光模块对应的补光时序，并利用所述补光时序确定所述成像模块对应的用于对特定目标进行曝光的曝光时序，并将所述补光时序发送给所述补光模块，将所述曝光时序发送给所述成像模块；

所述补光模块，用于接收来自所述控制模块的补光时序，并在所述补光时序对应的时间区间，对需要观测的场景进行补光处理；

所述成像模块，用于接收来自所述控制模块的曝光时序，并在所述曝光时序对应的时间区间，对需要观测的场景内的特定目标进行曝光处理。

所述成像模块，具体用于在对需要观测的场景内的特定目标进行曝光处理的过程，在所述曝光时序对应的时间区间，对接收到的电荷进行积分，在所述曝光时序对应的时间区间之外的其它时间区间，不对接收到的电荷进行积分；利用积分结果获得像素点的亮度值，并利用所述亮度值生成视频图像。

所述控制模块，具体用于在利用所述补光时序确定所述成像模块对应的用于对特定目标进行曝光的曝光时序的过程中，确定所述曝光时序的起始点为所述补光时序的起始点与时间长度T1之和，且所述时间长度T1＝(2*L1/c)；

确定所述曝光时序的长度与所述补光时序的长度相同，并利用所述曝光时序的起始点以及所述曝光时序的长度确定所述曝光时序的终止点；确定所述曝光时序的终止点具体为所述补光时序的起始点与时间长度T2之和，且所述时间长度T2＝(2*L2/c)；其中，所述L1为所述特定目标的距离，所述L2大于所述L1，所述L2小于等于不重叠最大距离Lmax，所述c为光的传播速度。

所述补光时序的长度为Td，且所述补光时序的周期为T0，所述补光模块在每个周期T0内，有时间区间Td用于进行补光处理；所述Lmax＝c*T0/2。

所述控制模块，还用于调制产生同相位同占空比的第一时钟和第二时钟，所述第一时钟用于控制所述补光模块，所述第二时钟用于控制所述成像模块；

检测所述补光模块对应的信号与所述成像模块对应的信号之间的相位差，并利用所述相位差对所述第一时钟或所述第二时钟进行校正，使得所述补光模块对应的补光时序与所述成像模块对应的曝光时序具有相同的相位。

本发明提供一种前端设备的控制方法，该方法应用在具有夜视透雾功能的前端设备上，所述方法包括以下步骤：确定补光时序，并利用所述补光时序确定用于对特定目标进行曝光的曝光时序；在所述补光时序对应的时间区间，对需要观测的场景进行补光处理；在所述曝光时序对应的时间区间，对需要观测的场景内的特定目标进行曝光处理。

在所述曝光时序对应的时间区间，对需要观测的场景内的特定目标进行曝光处理的过程，具体包括：在所述曝光时序对应的时间区间，对接收到的电荷进行积分，在所述曝光时序对应的时间区间之外的其它时间区间，不对接收到的电荷进行积分；利用积分结果获得像素点的亮度值，并利用所述亮度值生成视频图像。