專利名稱：一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及安防監(jiān)控領域，尤其涉及一種網(wǎng)絡攝像機的控制自動光圈的方法。
背景技術：
目前，安防監(jiān)控領域的網(wǎng)絡攝像機控制自動光圈方法均采用數(shù)字化計算整幅圖像 的亮度特征值或是通過電路獲取CVBS視頻信號的量化電平，與預設的亮度值或參考電平 比較，從而控制自動光圈的開關和孔徑大小。但由于在實際監(jiān)控中，整幅圖像中大部分是 背景圖像，實際監(jiān)控對象僅占整幅圖像的小部分。在數(shù)字化計算亮度特征值或是電路獲取 CVBS視頻信號的量化電平的時候，占據(jù)大部分面積的背景圖像在獲得特征值或是量化電平 時占很大的比例。在控制自動光圈時，占據(jù)大部分面積的背景圖像的亮度值在控制自動光 圈的孔徑尺寸中占主導地位，背景圖像的明暗將直接影響到自動光圈孔徑的大小，從而影 響整幅圖像的亮度值。在這過程中實際監(jiān)控對象的亮度值也隨光圈孔徑變化而變化，尤其 是當背景整體偏黑或整體偏亮的時候，實際監(jiān)控對象也會偏暗或偏亮。這種情況非常不利 于監(jiān)控的有效性，尤其是安防監(jiān)控領域需要看清監(jiān)控對象的特征，而背景圖像對監(jiān)控應用 意義不大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的現(xiàn)有網(wǎng)絡攝像機自動光圈控制方法無法實現(xiàn)根據(jù)圖像中局部監(jiān)控對 象亮度值進行調(diào)整的不足，本發(fā)明提供一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法，該方法 智能化自動獲取監(jiān)控對象的特征區(qū)域，根據(jù)特征區(qū)域的亮度值控制自動光圈，解決現(xiàn)有網(wǎng) 絡攝像機自動光圈控制方法的不足，滿足安防監(jiān)控領域的實際使用要求。 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈 的方法包括獲取圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)、智能化提取監(jiān)控對象區(qū)域、特征區(qū)域亮度值提取、特 征區(qū)域亮度值與預設亮度值比較、自動光圈控制六個步驟，均由DSP運算實現(xiàn)。CCD采集的 原始電信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后形成12bit原始數(shù)據(jù)送至DSP，經(jīng)自動白平衡運算后轉(zhuǎn)換 成16bit的Y/C分量數(shù)據(jù)，獲取該圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)作為提取監(jiān)控對象區(qū)域和計算特征 區(qū)域亮度值的數(shù)據(jù)來源使用。智能化提取的監(jiān)控對象區(qū)域主要包括運動物體區(qū)域、固定物 體區(qū)域、無目標區(qū)域三種。其中運動物體區(qū)域表現(xiàn)為連續(xù)圖像組成的視頻流中，根據(jù)每幅圖 像和前后幀圖像的差值計算出運動物體的輪廓，然后根據(jù)該輪廓的最大范圍形成上下邊界 和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域；固定物體區(qū)域表現(xiàn)為單幅圖像中根據(jù)預設的物品特征關 系，經(jīng)智能化計算后獲取的圖像中包含特征關系的目標輪廓，然后根據(jù)該輪廓的最大范圍 形成上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域；無目標區(qū)域為經(jīng)智能化運算后發(fā)現(xiàn)既沒有 運動物體區(qū)域，也沒有固定物體區(qū)域的情況，此時特征區(qū)域表現(xiàn)為全幅畫面的上下邊界和 左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域。獲取到監(jiān)控對象區(qū)域即特征區(qū)域后，進行特征區(qū)域亮度值 提取，獲取該區(qū)域內(nèi)的所有像素的Y/C分量數(shù)據(jù)中的Y值，并計算出平均值，從而得到特征 區(qū)域亮度值Y0。該特征區(qū)域亮度值Y0與預設亮度值Yset比較，如果YO小于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度不足，需要增大光圈值提高亮度；如果Y0大于Yset，說明此特征區(qū)域的亮 度過曝，需要減小光圈值降低亮度；如果YO等于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度正好，保持當 前光圈值。最終DSP根據(jù)比較后的結(jié)果，量化形成驅(qū)動電壓的電平值，并由SPI或IIC接口 輸出量化的電平值，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成電平值驅(qū)動自動光圈，達到增大、減小或保持光 圈孔徑的目的。且該智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法具備自適應功能，根據(jù)特征區(qū)域 的情況控制自動光圈改變光圈孔徑的同時，得到光圈孔徑改變后圖像的反饋結(jié)果繼續(xù)調(diào)整 自動光圈，直到特征區(qū)域的亮度值YO等于預設亮度值Yset時，保持當前光圈值，從而達到 保證圖像中監(jiān)控對象的可視亮度，有效監(jiān)控監(jiān)控對象的效果。 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法能夠根據(jù)特征 區(qū)域的亮度值情況控制自動光圈的光圈孔徑，且能智能化獲取監(jiān)控對象特征區(qū)域，并具備 自適應能力，保證圖像中的監(jiān)控對象的可視亮度。此外，本發(fā)明適用于現(xiàn)有基于DSP的網(wǎng)絡 攝像機方案，僅需應用該方法即能實現(xiàn)，無需改動現(xiàn)有硬件和電路。


圖1是本發(fā)明的工作流程圖； 圖2是本發(fā)明的特征區(qū)域獲取示意圖； 圖3是本發(fā)明的特征區(qū)域亮度值計算示意圖； 圖中，1、獲取圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)，2、圖像智能化運算，3、獲取特征區(qū)域，4、特征 區(qū)域亮度值提取，5、亮度值比較，6、保持當前光圈值，7、增大光圈值，8、減小光圈值，9、獲取 下一幅圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)，10、原始尺寸圖像，11、監(jiān)控對象，12、特征區(qū)域范圍，13、特征 區(qū)域內(nèi)單個像素。
具體實施例方式本發(fā)明的智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法，包括以下步驟
—、獲取圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)
獲取全副圖像的Y/C原始數(shù)據(jù)。
二、智能化提取監(jiān)控對象區(qū)域 對全副圖像的Y/C原始數(shù)據(jù)進行運算分析，區(qū)分并識別出運動物體區(qū)域、固定物
體區(qū)域、無目標區(qū)域三種監(jiān)控對象區(qū)域。其中，運動物體區(qū)域表現(xiàn)為連續(xù)圖像組成的視頻流
中，根據(jù)每幅圖像和前后幀圖像的差值計算出運動物體的輪廓，然后根據(jù)該輪廓的最大范
圍形成上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域；固定物體區(qū)域表現(xiàn)為單幅圖像中根據(jù)預
設的物品特征關系，經(jīng)智能化計算后獲取的圖像中包含特征關系的目標輪廓，然后根據(jù)該
輪廓的最大范圍形成上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域；無目標區(qū)域為經(jīng)智能化運
算后發(fā)現(xiàn)既沒有運動物體區(qū)域，也沒有固定物體區(qū)域的情況，此時特征區(qū)域表現(xiàn)為全幅畫
面的上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域。 三、特征區(qū)域亮度值提取 對提取監(jiān)控對象區(qū)域內(nèi)的亮度值進行運算，獲取該特征區(qū)域內(nèi)的所有像素點的平
均亮度值Y0作為該特征區(qū)域亮度值。 四、特征區(qū)域亮度值與預設亮度值比較
將特征區(qū)域亮度值YO與預設亮度值Yset比較，如果Y0小于Yset，說明此特征區(qū) 域的亮度不足，需要增大光圈值提高亮度；如果Y0大于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度過曝， 需要減小光圈值降低亮度；如果YO等于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度正好，保持當前光圈值。 五、自動光圈控制 根據(jù)比較后的結(jié)果，量化形成驅(qū)動電壓的電平值，并由DSP的SPI或IIC接口輸出 量化的電平值，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成電平值驅(qū)動自動光圈，達到增大、減小或保持光圈孔 徑的目的，且在改變自動光圈的光圈孔徑時，根據(jù)特征區(qū)域在光圈孔徑改變后圖像的反饋 結(jié)果，重復特征區(qū)域亮度值提取和特征區(qū)域亮度值與預設亮度值比較步驟，直到特征區(qū)域 的亮度值YO等于預設亮度值Yset時，保持當前光圈值，從而達到保證圖像中監(jiān)控對象的可 視亮度，有效監(jiān)控監(jiān)控對象的效果。 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明 顯。 如圖1所示，本發(fā)明的一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法包括獲取圖像Y/ C的分量數(shù)據(jù)、智能化提取監(jiān)控對象區(qū)域、特征區(qū)域亮度值提取、特征區(qū)域亮度值與預設亮 度值比較、自動光圈控制五個步驟，由獲取圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)步驟實現(xiàn)獲取圖像Y/C的分 量數(shù)據(jù)1，然后進入智能化提取監(jiān)控對象區(qū)域步驟，實現(xiàn)圖像智能化運算2和獲取特征區(qū)域 3，其中圖像智能化運算2包括根據(jù)每幅圖像和前后幀圖像的差值計算出運動物體的輪廓 和根據(jù)預設的物品特征關系，經(jīng)智能化計算后獲取的圖像中包含特征關系的目標物體，判 斷運動物體、固定物體、無目標情況；獲取特征區(qū)域3包括根據(jù)圖像智能化運算2的結(jié)果， 根據(jù)物體輪廓的最大范圍形成上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域，形成運動物體區(qū) 域、固定物體區(qū)域、無目標區(qū)域三種特征區(qū)域。該特征區(qū)域值獲取后進入特征區(qū)域亮度值提 取步驟，對提取特征區(qū)域內(nèi)的亮度值進行運算，獲取該特征區(qū)域內(nèi)的所有像素點的平均亮 度值Y0作為該特征區(qū)域亮度值，實現(xiàn)特征區(qū)域亮度值提取4功能，并將該特征區(qū)域亮度值 Y0送至特征區(qū)域亮度值與預設亮度值比較步驟，實現(xiàn)亮度值比較5功能，并判斷特征區(qū)域 亮度值Y0與預設的亮度值Yset是否一致，判斷后的結(jié)果送至自動光圈控制步驟。自動光 圈控制步驟中，首先根據(jù)亮度值比較5的結(jié)果判斷，如果特征區(qū)域亮度值Y0與預設的亮度 值Yset —致，則保持當前光圈值6 ;如果特征區(qū)域亮度值Y0與預設的亮度值Yset不一致， 則判斷如果Y0小于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度不足，需要增大光圈7，提高亮度；如果Y0 大于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度過曝，需要減小光圈8，降低亮度。此時自動光圈控制步 驟將根據(jù)比較后的結(jié)果，量化形成驅(qū)動電壓的電平值，并由DSP的SPI或IIC接口輸出量化 的電平值，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成電平值驅(qū)動自動光圈，達到增大、減小或保持光圈孔徑的 目的。且自動光圈控制步驟在改變自動光圈的光圈孔徑時，獲取下一幅圖像Y/C的分量數(shù) 據(jù)9，根據(jù)特征區(qū)域在光圈孔徑改變后圖像的反饋結(jié)果，重復特征區(qū)域亮度值提取和特征區(qū) 域亮度值與預設亮度值比較步驟，即完成特征區(qū)域亮度值提取4和亮度值比較功能，直到 特征區(qū)域的亮度值YO等于預設亮度值Yset時，保持當前光圈值，從而達到保證圖像中監(jiān)控 對象的可視亮度，有效監(jiān)控監(jiān)控對象的效果。 如圖2所示，本發(fā)明的一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法中，獲取特征區(qū) 域3的功能將根據(jù)監(jiān)控對象11的物體輪廓的最大范圍形成上下邊界和左右邊界組成的特征區(qū)域范圍12。其中監(jiān)控對象11由圖像智能化運算2從原始尺寸圖像10中，根據(jù)每幅圖 像和前后幀圖像的差值計算出運動物體的輪廓和根據(jù)預設的物品特征關系，經(jīng)智能化計算 后獲取的圖像中包含特征關系的目標物體。 如圖3所示，本發(fā)明的一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法中，特征區(qū)域范 圍12由n行和m列的特征區(qū)域內(nèi)單個像素13組成，每個像素包含Y和C的分量數(shù)據(jù)，Yxy 表示x行y列特征區(qū)域內(nèi)單個像素13的Y分量值，Cxy表示x行y列特征區(qū)域內(nèi)單個像素 13的C分量值，其中x大于0小于等于n， y大于0，小于等于m。根據(jù)特征區(qū)域范圍12內(nèi) 所有特征區(qū)域內(nèi)單個像素13的Y值，計算平均值Y0 = E x = l y = J,, y/ (nXm)，即計算特征 區(qū)域范圍12內(nèi)每個像素的Y值總和，除以特征區(qū)域范圍12內(nèi)的像素總量，得到平均值YO， 該Y0即為特征區(qū)域亮度值Y0。
權利要求
一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)獲取圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)獲取全副圖像的Y/C原始數(shù)據(jù)。(2)智能化提取監(jiān)控對象區(qū)域?qū)θ眻D像的Y/C原始數(shù)據(jù)進行運算分析，區(qū)分并識別出運動物體區(qū)域、固定物體區(qū)域、無目標區(qū)域三種監(jiān)控對象區(qū)域。其中，運動物體區(qū)域表現(xiàn)為連續(xù)圖像組成的視頻流中，根據(jù)每幅圖像和前后幀圖像的差值計算出運動物體的輪廓，然后根據(jù)該輪廓的最大范圍形成上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域；固定物體區(qū)域表現(xiàn)為單幅圖像中根據(jù)預設的物品特征關系，經(jīng)智能化計算后獲取的圖像中包含特征關系的目標輪廓，然后根據(jù)該輪廓的最大范圍形成上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域；無目標區(qū)域為經(jīng)智能化運算后發(fā)現(xiàn)既沒有運動物體區(qū)域，也沒有固定物體區(qū)域的情況，此時特征區(qū)域表現(xiàn)為全幅畫面的上下邊界和左右邊界組成的監(jiān)控對象區(qū)域。(3)特征區(qū)域亮度值提取對提取監(jiān)控對象區(qū)域內(nèi)的亮度值進行運算，獲取該特征區(qū)域內(nèi)的所有像素點的平均亮度值Y0作為該特征區(qū)域亮度值。(4)特征區(qū)域亮度值與預設亮度值比較將特征區(qū)域亮度值Y0與預設亮度值Yset比較，如果Y0小于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度不足，需要增大光圈值提高亮度；如果Y0大于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度過曝，需要減小光圈值降低亮度；如果Y0等于Yset，說明此特征區(qū)域的亮度正好，保持當前光圈值。(5)自動光圈控制根據(jù)比較后的結(jié)果，量化形成驅(qū)動電壓的電平值，并由DSP的SPI或IIC接口輸出量化的電平值，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成電平值驅(qū)動自動光圈，達到增大、減小或保持光圈孔徑的目的，且在改變自動光圈的光圈孔徑時，根據(jù)特征區(qū)域在光圈孔徑改變后圖像的反饋結(jié)果，重復特征區(qū)域亮度值提取和特征區(qū)域亮度值與預設亮度值比較步驟，直到特征區(qū)域的亮度值Y0等于預設亮度值Yset時，保持當前光圈值，從而達到保證圖像中監(jiān)控對象的可視亮度，有效監(jiān)控監(jiān)控對象的效果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能化特征區(qū)域控制自動光圈的方法，包括獲取圖像Y/C的分量數(shù)據(jù)、智能化提取監(jiān)控對象區(qū)域、特征區(qū)域亮度值提取、特征區(qū)域亮度值與預設亮度值比較、自動光圈控制等步驟，實現(xiàn)根據(jù)特征區(qū)域的亮度值情況控制自動光圈的光圈孔徑，且能智能化獲取監(jiān)控對象特征區(qū)域，并具備自適應能力，保證圖像中的監(jiān)控對象的可視亮度。
文檔編號H04N5/235GK101719988SQ20091015524
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月10日
發(fā)明者傅利泉, 吳堅, 張興明, 殷俊 申請人:浙江大華技術股份有限公司