[发明专利]一种高动态单目CMOS摄像机系统及其运行方法

说明书

本发明公开了一种高动态单目CMOS摄像机系统及其运行方法，包括车类载具、高动态单目CMOS摄像机系统和图像显示设备，所述高动态单目CMOS摄像机系统包括CMOS图像传感器、数字信号处理芯片DSP和微控制器，所述图像显示设备包括汽车高清显示屏和普通导航，本发明涉及摄像机技术领域。使得该装置随场景变化动态切换动态范围，达到场景最优的高动态显示画质，通过车规级验证，配合车载显示设备显示，由于采用性能规格更高的器件，其可靠性更高，该设计为单独模组设计，微控制器可通过UART/SPI/CAN等控制端口与外部模块进行通讯，可进行扩展。

技术领域

本发明涉及摄像机技术领域，具体为一种高动态单目CMOS摄像机系统及其运行方法。

背景技术

摄像机，其工作的基本原理都是一样的：把光学图象信号转变为电信号，以便于存储或者传输。当我们拍摄一个物体时，此物体上反射的光被摄像机镜头收集，使其聚焦在摄像器件的受光面上，再通过摄像器件把光转变为电能，即得到了“视频信号”。光电信号很微弱，需通过预放电路进行放大，再经过各种电路进行处理和调整，最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来，或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。CMOS图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。现有的摄像机中仅仅只具有固定的读取模式，无法随场景变化动态切换动态范围，达到场景最优的高动态范围，从而导致图像成像效果不佳，并且设备为整体模块，不具备更大的扩展性，设备使用可靠性不高。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高动态单目CMOS摄像机系统，解决了现有的摄像机中仅仅只具有固定的读取模式，无法随场景变化动态切换动态范围，达到场景最优的高动态范围，从而导致图像成像效果不佳，并且设备为整体模块，不具备更大的扩展性，设备使用可靠性不高的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高动态单目CMOS摄像机系统，包括车类载具、高动态单目CMOS摄像机系统和图像显示设备，其特征在于：所述高动态单目CMOS摄像机系统包括CMOS图像传感器、数字信号处理芯片DSP和微控制器，所述图像显示设备包括汽车高清显示屏和普通导航。

优选的，所述高动态单目CMOS摄像机系统运行方法：

a.数字信号处理芯片DSP实时获取CMOS图像传感器的信号，通过算法处理把画幅分成64个区域；

b.数字信号处理芯片DSP通过算法计算出每个区域的灰度值，灰度值可作为环境亮度的参考值；

c.微控制器间隔50ms发送查询命令给数字信号处理芯片DSP，请求获取视频画面中所有区域的灰度值；

d.数字信号处理芯片DSP收到请求后回复64个区域的灰度值；

e.微控制器判断是否等待回复超时，如果超时，清空数据缓存；

f.微控制器收到64个区域的灰度值后进行存储在缓冲区中，缓冲区大小为每个区域20个值，并遵守先进先丢弃的方式最终得到最新的20个灰度值的平均值，该方法可降低每次亮度瞬间变化过高造成平均值无法线性变化的问题；