一种监控相机的曝光方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种监控相机的曝光装置及其方法，包括：信号转换模块，用于将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；信号延迟模块，用于将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；周期预测模块，用于统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；VSUB产生模块，用于根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点。本发明专利技术能够提前获知监控相机的曝光周期T，增加了监控相机曝光的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种监控相机的曝光方法及其装置
本专利技术涉及视频监控
，尤其涉及一种监控相机的曝光方法及其装置。
技术介绍
CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件)是最为常见的成像元器件，由于其具有全局曝光、低噪等优点，因而被广泛应用于监控相机，尤指电子警察相机(简称电警相机)中。监控相机的CCD曝光通常需要与市电同步，即市电频率(50Hz)与监控相机的CCD曝光频率成整数倍关系以及监控相机的CCD曝光时刻与市电的相位差异不会随着时间的推移发生累积。具体地，参见图1，监控相机的CCD的垂直驱动信号VD控制其曝光频率(VD的频率＝曝光频率)，并且VD的频率为25fps，与市电频率50Hz恰好成整数倍关系；同时VD总是在市电的波峰(或者其他某个固定相位)有效，并且随着时间推移VD总是对准市电的波峰。参见图2，PCLK是CCD的工作时钟，一个PCLK周期输出一个像素。VD是CCD垂直驱动信号，VD脉冲表示图像一次曝光的开始，也表示CCD输出一帧像素的开始。HD是CCD水平驱动信号，HD脉冲表示CCD输出一行像素的开始。VSUB是CCD控制曝光时间的信号。从一个VD脉冲到VSUB脉冲的时间是CCD的电荷清零配置值，用trst表示。从VSUB脉冲到下一个VD脉冲的时间是CCD的曝光时间，用texp表示。texp与trst的和为CCD的曝光周期T。监控相机的CCD需要保证其曝光稳定，即在视觉上每幅图像没有闪烁感，体现在CCD的驱动时序上的要求为CCD的texp稳定。但是工程上，CCD不能直接确定texp，需要通过T以及trst计算获得稳定的texp。由于监控相机的曝光需要与市电同步，其VD的频率也是与市电同步的。当市电发生抖动时，监控相机的曝光周期T并不稳定。并且，监控相机的CCD的时序是基于时间轴产生的，在产生一个VD脉冲后，直到产生下一个VD脉冲才获知当前T。因此，根据VD脉冲获得当前T时，当前的曝光已经结束。所以如何进行稳定的监控相机曝光方法成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种监控相机的曝光装置及其方法，其能够提前获知监控相机的曝光周期T，增加了监控相机曝光的稳定性。本专利技术提供一种监控相机的曝光装置，包括：信号转换模块，用于将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；信号延迟模块，用于将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；周期预测模块，用于统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；VSUB产生模块，用于根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点。进一步，本专利技术所述衬底信号VSUB的产生时点是根据固定的电荷清零配置值trst得到的。进一步，本专利技术所述trst是通过调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔保证图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量不变的。进一步，本专利技术所述调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔是根据所述图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量对后垂直消隐区域进行均分获得各HD脉冲的间隔。进一步，本专利技术所述信号延迟模块、周期预测模块以及VSUB产生模块是利用现场可编程门阵列FPGA实现的。本专利技术还提供一种监控相机的曝光方法，所述方法包括：S1、将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；S2、将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；S3、统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；S4、根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点。进一步，本专利技术所述衬底信号VSUB的产生时点是根据固定的电荷清零配置值trst得到的。进一步，本专利技术所述trst是通过调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔保证图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量不变的。进一步，本专利技术所述调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔是根据所述图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量对后垂直消隐区域进行均分获得各HD脉冲的间隔。进一步，本专利技术所述步骤S2、步骤S3以及步骤S4是利用现场可编程门阵列FPGA实现的。本专利技术由于将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag，并将数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期作为下一帧图像的垂直驱动信号VD。因此，本专利技术监控相机的曝光完全与市电同步。并且，VD和数字信号VD_flag相比较，其相位上延迟了至少一个曝光周期的时间。本专利技术通过统计所述数字信号VD_flag的周期，以提前获知监控相机的曝光周期T，从而通过调整电荷清零trst获得稳定的曝光时间texp，增加了监控相机曝光的稳定性。附图说明图1是现有技术监控相机曝光与市电同步的时序示意图；图2是现有技术监控相机CCD曝光的时序示意图；图3为本专利技术监控相机的的曝光装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例中监控相机CCD曝光的时序示意图；图5为本专利技术一实施例中监控相机的曝光装置的结构示意图；图6为本专利技术另一实施例中监控相机的曝光装置的结构示意图。图7为本专利技术市电发生抖动与未发生抖动的CCD曝光的时序示意图；图8为本专利技术监控相机的的曝光方法的流程图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行说明。参见图3，本专利技术提供一种监控相机的曝光装置，包括：信号转换模块，用于将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；信号延迟模块，用于将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；周期预测模块，用于统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；VSUB产生模块，用于根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点。参见图4，本实施例中市电信号为频率为50Hz的不稳定模拟信号，具体地，信号转换模块31可为模数转换器，用于将该模拟信号转换为数字信号VD_flag，且数字信号VD_flag的频率等于监控相机的曝光频率，例如50fps。因此，本专利技术实施例中的数字信号VD_flag完全包含市电信号的抖动信息、相位信息等。本实施例信号延迟模块32采用FPGA（FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列）将数字信号VD_flag进行至少一个曝光周期的延迟，再将延迟后的信号作为VD驱动监控相机的CCD。由于监控相机的VD的频率等于其曝光频率，这样令监控相机的曝光与市电是同步的。进一步来说VD和数字信号VD_flag相比较，其相位上延迟了至少一个曝光周期的时间。本实施例周期预测模块33恰好利用数字信号VD_flag先于VD至少一个曝光周期的时间的特点，采用FPGA通过统计数字信号VD_flag的周期提前获知了VD的周期，从而提前获得了监控相机的曝光周期T。本实施例VSUB产生模块根据提前获知的T和目标曝光时间texp获得传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监控相机的曝光装置，其特征在于，包括：信号转换模块，用于将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；信号延迟模块，用于将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；周期预测模块，用于统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；VSUB产生模块，用于根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点。

【技术特征摘要】
1.一种监控相机的曝光装置，其特征在于，包括：信号转换模块，用于将市电信号转换为与监控相机的曝光频率相同的数字信号VD_flag；信号延迟模块，用于将当前转换得到的数字信号VD_flag延迟至少一个曝光周期，将延迟后的该VD_flag信号作为下一帧图像的垂直驱动信号VD；周期预测模块，用于统计当前VD_flag信号的周期，确定下一帧图像的曝光周期T；VSUB产生模块，用于根据下一帧图像的曝光周期T以及目标曝光时间texp获得控制下一帧图像曝光时间的衬底信号VSUB的产生时点；其中，所述衬底信号VSUB的产生时点是根据固定的电荷清零配置值trst得到的，所述trst是通过调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔保证图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量不变的。2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述调整后垂直消隐区域内的HD脉冲的间隔是根据所述图像的后垂直消隐区域内的水平驱动信号HD脉冲数量对后垂直消隐区域进行均分获得各HD脉冲的间隔。3.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述信号延迟模块、周期预测模块以及VSUB产生模块是利用现场可...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊海龙，汪磊，
申请(专利权)人：浙江宇视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33