低照度环境视频图像采集的自适应补光设备制造技术

技术编号:23078980 阅读:30 留言:0更新日期:2020-01-10 23:08
本实用新型专利技术公开了一种低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,包括光照度采集单元,光照度采集单元的输出接口连接至嵌入式处理器,嵌入式处理器用于接收光照度采集单元发出的实时光照度信息,并计算生成功率控制信号;嵌入式处理器的输出接口连接至激光补光单元,激光补光单元用于根据功率控制信号产生并发出红外光,以辅助视频图像采集单元进行视频图像的采集;本实用新型专利技术感光模块将采集到的环境光强数据送给处理器单元,处理器单元根据环境光照强度与补光光源功率对应关系实时控制其输出的PWM波的占空比,从而控制辅助光源的功率,能够满足夜间或低照度环境甚至全黑环境下获取高清视频图像的需求。

Adaptive light compensation equipment for video image acquisition in low illumination environment

【技术实现步骤摘要】
低照度环境视频图像采集的自适应补光设备
本技术属于图像采集补光设备
,尤其涉及一种低照度环境视频图像采集的自适应补光设备。
技术介绍
随着社会的发展,视频监控的应用越来越广泛,全天无间隙的实时监控对夜间照明的要求越来越高,相比白天或者光照充足的环境,低照度环境高清视频图像的采集更加复杂,技术要求更高。目前视频监控在夜间、隧道、地铁、矿道等低照度环境,由于光照不足,导致采集的视频图像不清晰,为了在低照度或者全黑环境采集到高清视频图像,市场上普遍采取的方法是使用白光补光灯或者红外LED阵列外加光敏电阻方案,它是利用光敏电阻感光作为一个开关量来控制红外LED阵列的开启与关闭,但是,阵列式红外LED或者白光补光灯作为补光光源的方法,存在功耗高、不隐蔽,且视频图像层次不分明、不够清晰的问题,更为主要的是,光敏电阻产生开关量只能控制补光电路的开启与关闭,无法使补光功率随着环境光照强度变化而变化,从而存在补光不足或补光过量问题,导致采集到的视频图像模糊不清或者反光发亮。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,以实时调整补光功率,使其随着环境光照强度变化而变化,从而降低补光不足或补光过量的问题。本技术采用以下技术方案:低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,包括光照度采集单元,光照度采集单元的输出接口连接至嵌入式处理器,嵌入式处理器用于接收光照度采集单元发出的实时光照度信息,并计算生成功率控制信号;嵌入式处理器的输出接口连接至激光补光单元,激光补光单元用于根据功率控制信号产生并发出红外光,以辅助视频图像采集单元进行视频图像的采集。进一步的,激光补光单元由依次连接的恒流驱动单元、红外激光管均光片及透镜构成。进一步的,嵌入式处理器、恒流驱动单元和光照度采集单元的电源接入端均连接至同一电压转换单元,电压转换单元的电源输入端依次连接有开关和电源。进一步的,电源包括电源保护电路,保护电路包括电源P8;电源P8的第一引脚通过二极管D4连接至开关的控制开关P9的第一引脚;电源P8的第一引脚还分别连接瞬态控制二极管D5和D6后接地;电源P8的第二引脚接地;控制开关P9的第二引脚接电压转换单元。进一步的,电压转换单元采用1个TPS62142芯片U9、1个TPS62143芯片U7和外围电路组成;U9的第十、十一、十二和十三引脚均连接至控制开关P9的第二引脚;U9的第九引脚串联电容C50后接地;U9的第五、六、七、八、十五、十六和十七引脚均接地;U9的第四引脚串联电阻R26后接光照度采集单元;U9的第十四引脚接光照度采集单元;U9的第一、二和三引脚均串联电感L10后接光照度采集单元;U7的第一、二和三引脚均连接至电感L9的一端,电感L9的另一端分别连接嵌入式处理器和激光补光单元;U7的第十四引脚分别接嵌入式处理器和激光补光单元;U7的第四引脚串联电阻R21后分别接嵌入式处理器和激光补光单元;U7的第五、六、七、八、十五、十六和十七引脚均接地;U7的第十、十一、十二和十三引脚均连接至控制开关P9的第二引脚;U7的第九引脚均串联电容C45后接地。进一步的,嵌入式处理器单元采用Cortex-A8为内核的S5PV210处理器作为系统的主控芯片U1;U1的第六十一、六十二引脚均连接至TPS62143芯片U7;U1的第一二五引脚连接光照度采集单元;U1的第一二八引脚连接光照度采集单元;U1的第九十八引脚连接恒流驱动单元。进一步的,光照度采集单元采用BH1750芯片U2;U2的第一引脚与电压转换单元连接;U2的第二引脚串联电阻R4后接地;U2的第三引脚接地;U2的第四引脚串联电阻R3后接电压转换单元;U2的第四引脚串联mos管Q1后接插件P1的第三引脚,接插件P1插接至嵌入式处理器单元;U2的第五引脚串联电阻R1后与电压转换单元连接;U2的第六引脚串联电阻R2后接电压转换单元;U2的第六引脚串联二极管D1后接插件P1的第四引脚。进一步的,恒流驱动单元的电路采用PT4115芯片U3;PT4115芯片的第一引脚分别连接二极管D3的正极和电感L1的一端;电感L1的另一端串联发光二极管D1和采样电阻Rs1后接接插件P3的第一引脚,接插件P3插接至TPS62143芯片U7;二极管D3的负极接接插件P3的第一引脚;PT4115芯片的第二和五引脚接地;PT4115芯片的第三引脚串联电阻R1后接地;PT4115芯片的第三引脚还连接接插件P2的第一引脚,接插件P2连接至主控芯片U1;PT4115芯片的第四引脚串联采样电阻Rs1后接接插件P3的第一引脚;PT4115芯片的第六引脚接接插件P3的第一引脚。本技术的有益效果是:本技术采用BH1750感光芯片设计感光模块,用于采集环境光照强度,感光模块将采集到的环境光强数据送给处理器单元,处理器单元根据环境光照强度与补光光源功率对应关系实时控制其输出的PWM波的占空比,从而控制PT4115的输出功率,即辅助光源的功率;利用PT4115芯片设计恒流源驱动电路来驱动940nm红外激光管作为辅助光源,并通过均光片和透镜把点光源变成面光源,与阵列式红外LED等技术相比,具有功耗低、隐蔽性强、补光功率自适应的突出优点,能够满足夜间或低照度环境甚至全黑环境下获取高清视频图像的需求。【附图说明】图1为本技术一种低照度环境图像采集的自适应补光设备的模块示意图;图2为本技术中电源的保护电路图;图3为本技术中的电压转换单元输出3.3V电路原理图;图4为本技术中的电压转换单元输出5V电路原理图;图5为本技术中的嵌入式处理器单元分别与环境光照强度采集单元、恒流源驱动单元的接口连接图;图6为本技术中BH1750光照度采集单元电路原理图;图7为本技术中PT4115恒流源驱动单元电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术公开了一种低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,如图1所示,包括光照度采集单元4,光照度采集单元4的输出接口连接至嵌入式处理器5,嵌入式处理器5用于接收光照度采集单元4发出的实时光照度信息,并计算生成功率控制信号,并将该功率控制信号发送至恒流驱动单元7,从而通过恒流驱动单元7驱动红外激光管8发光,从而改变补光功率,使补光功率始终保持在最优值,从而可以采集高清视频图像。该设备中嵌入式处理器5根据光强数据改变补光功率的实现程序,可利用现有的自动亮度调节(LuxAutoBrightness)v1.0版本,其实现了利用感光模块采集到的环境光强数据来自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,其特征在于,包括光照度采集单元(4),所述光照度采集单元(4)的输出接口连接至嵌入式处理器(5),所述嵌入式处理器(5)用于接收所述光照度采集单元(4)发出的实时光照度信息,并计算生成功率控制信号;/n所述嵌入式处理器(5)的输出接口连接至激光补光单元(6),所述激光补光单元(6)用于根据所述功率控制信号产生并发出红外光,以辅助视频图像采集单元进行视频图像的采集。/n

【技术特征摘要】
1.低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,其特征在于,包括光照度采集单元(4),所述光照度采集单元(4)的输出接口连接至嵌入式处理器(5),所述嵌入式处理器(5)用于接收所述光照度采集单元(4)发出的实时光照度信息,并计算生成功率控制信号;
所述嵌入式处理器(5)的输出接口连接至激光补光单元(6),所述激光补光单元(6)用于根据所述功率控制信号产生并发出红外光,以辅助视频图像采集单元进行视频图像的采集。


2.如权利要求1所述的低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,其特征在于,所述激光补光单元(6)由依次连接的恒流驱动单元(7)、红外激光管(8)均光片(9)及透镜(10)构成。


3.如权利要求2所述的低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,其特征在于,所述嵌入式处理器(5)、恒流驱动单元(7)和光照度采集单元(4)的电源接入端均连接至同一电压转换单元(3),所述电压转换单元(3)的电源输入端依次连接有开关(2)和电源(1)。


4.如权利要求3所述的低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,其特征在于,所述电源(1)包括电源保护电路,所述保护电路包括电源P8;
所述电源P8的第一引脚通过二极管D4连接至所述开关(2)的控制开关P9的第一引脚;
所述电源P8的第一引脚还分别连接瞬态控制二极管D5和D6后接地;
所述电源P8的第二引脚接地;
所述控制开关P9的第二引脚接电压转换单元(3)。


5.如权利要求4所述的低照度环境视频图像采集的自适应补光设备,其特征在于,所述电压转换单元(3)采用1个TPS62142芯片U9、1个TPS62143芯片U7和外围电路组成;
所述U9的第十、十一、十二和十三引脚均连接至所述控制开关P9的第二引脚;
所述U9的第九引脚串联电容C50后接地;
所述U9的第五、六、七、八、十五、十六和十七引脚均接地;
所述U9的第四引脚串联电阻R26后接所述光照度采集单元(4);
所述U9的第十四引脚接所述光照度采集单元(4);
所述U9的第一、二和三引脚均串联电感L10后接所述光照度采集单元(4);
所述U7的第一、二和三引脚均连接至电感L9的一端,所述电感L9的另一端分别连接所述嵌入式处理器(5)和激光补光单元(6);
所述U7的第十四引脚分别接所述嵌入式处理器(5)和激光补光单元(6);
所述U7的第四引脚串联电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员:李文峰白俊涛蔡蓬勃韩超李淑颖高原
申请(专利权)人:西安科技大学
类型:新型
国别省市:陕西;61

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