[发明专利]一种让图像传感器提升夜晚和恶劣天气下图像感知性能的方法和系统

权利要求书

1.一种让图像传感器提升夜晚和恶劣天气下图像感知性能的系统，其特征在于，所述的系统包括：控制电路(102)，图像传感器(103)，发光驱动电路(101)，发光管(104)；控制电路(102)产生的场同步信号(208)，主曝光信号(207)和曝光脉冲信号(205)送给图像传感器(103)，同时生成补光脉冲信号(206)送给发光驱动电路(101)，发光驱动电路(101)驱动发光管(104)在补光脉冲信号(206)的每个补光窄脉冲间隙(206-1)期间发出强光，其它剩余时间不发光；控制电路(102)发出的主曝光信号(207)由一个个主曝光周期(207-0)构成，每一个主曝光周期(207-0)由曝光允许时段(207-1)和曝光关闭时段(207-2)构成，通过逻辑电平的高低不同来区分这两个时段，不同的曝光方式和不同曝光亮度的图像传感器设置不同的曝光关闭时段(207-2)；控制电路(102)发出的曝光脉冲信号由一连串的周期性脉冲信号构成，每个周期的脉冲信号中包含有曝光间隙(205-1)和曝光关闭间隙(205-2)，通过逻辑电平的高低不同来区分这两种间隙；图像传感器(103)在主曝光信号(207)的曝光允许时段(207-1)才进入曝光时段，在曝光允许时段内对应的曝光脉冲信号(205)的每个曝光间隙(205-1)期间，图像传感器(103)的感光单元接收外部的光线，其它时间段不接收光线，并且将每个曝光间隙(205-1)期间收集的光电转换后的信号进行累积；每个曝光间隙(205-1)都有对应的补光窄脉冲间隙(206-1)，并且比对应的补光窄脉冲间隙(206-1)延后特定的时间(205-3)；控制电路(102)发给图像传感器(103)的场同步信号(208)与主曝光信号(207)是相关联的；图像传感器(103)在场同步信号(208)的同步下输出图像信号(209)，并且每一个场间隔(208-1)期间输出的图像信号(209-1)是图像传感器(103)对应于本次输出而进行曝光的结果；每个主曝光信号(207)的曝光允许时段(207-1)内的曝光脉冲信号(205)中的每个曝光间隙(205-1)都与补光脉冲信号(206)中的一个补光窄脉冲间隙(206-1)相配对，在时间上按特定的时间(205-3)错位，每个曝光间隙(205-1)滞后于配对的补光窄脉冲间隙(206-1)特定的时间(205-3)，这个滞后的特定的时间(205-3)对应着补光窄脉冲间隙(206-1)的光源飞行过特定距离范围的物体发射后回到图像传感器被接收的时间；在同一个主曝光信号(207)中，对应于某一特定距离范围的环境物体的感光，通过设定特定数目的曝光间隙(205-1)和补光窄脉冲间隙(206-1)的配对，来调节这一特定距离范围的曝光量的大小；并且按不同的距离设定不同的曝光量大小从而实现对不同距离及不同天气条件下的均衡感光；每个主曝光信号(207)中包含的曝光间隙(205-1)的个数和补光脉冲信号(206)中包含的补光窄脉冲间隙(206-1)的个数都大于30；主曝光周期设为30毫秒，主曝光信号的曝光允许时段设为2毫秒，曝光间隙为微秒级。

2.如权利要求1所述的一种让图像传感器提升夜晚和恶劣天气下图像感知性能的系统，其特征在于：对于滚动式快门(Rolling Shutter)的图像传感器(103)，同一帧的每一行输出图像都有对应于一个完整周期的主曝光周期(207-0)，每个主曝光周期(207-0)结束后立即开启一个新的主曝光周期(207-0)，而且同一帧图像对应的每个主曝光周期(207-0)的特征参数相同，这些主曝光周期(207-0)内对应的曝光脉冲信号(205)的特征参数也相同；相邻的不同的行所对应的主曝光周期(207-0)部分重叠，重叠部分的时间长度等于：一个完整的主曝光周期(207-0)的时间减去一个行周期的时间；不同帧的主曝光周期(207-0)的特征参数不同。

3.如权利要求1所述的一种让图像传感器提升夜晚和恶劣天气下图像感知性能的系统，其特征在于：对于全局性快门(Global Shutter)的图像传感器(103)，同一帧的所有行对应于同一个完整的主曝光周期(207-0)。