[發(fā)明專利]一種提高視頻信號采集抗干擾能力的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810130682.6
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108289179A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 徐東海
• 申請（專利權）人: 深圳泰華安全技術工程有限公司
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N9/04;H04N5/232;G02B27/09
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發(fā)明涉及一種提高視頻信號采集抗干擾能力的方法，本發(fā)明基于近紅外激光補光技術，采用衍射光學元件(DOE)對激光光源進行光束整形得到可以覆蓋攝像機視角的光源，該光源可以照射一定距離內的物體，攝像頭前置一個窄帶濾光片，激光的波長范圍和窄帶濾光片的帶通范圍一致，這樣就可以保證激光補光光源的能量能通過窄帶濾光片，而環(huán)境光的能量一般是寬頻帶能量，其在窄帶濾光片通帶范圍內的光能量的比例及其少，因此可以濾除絕大部分的環(huán)境光。最后，讓激光以隔幀點亮的方式工作，這樣攝像頭采集到的是隔幀補光的視頻源，將相鄰兩幀作差合成一幀，則得到徹底消除環(huán)境光的視頻流。本發(fā)明的目的是去除環(huán)境光，為各領域提供穩(wěn)定的視頻信號。

【技術領域】

本發(fā)明涉及視頻信號采集及處理領域，具體涉及一種提高視頻信號采集抗干擾能力的方法。

【背景技術】

視頻信號的采集離不開照明，完全沒有亮度的空間是無法成像的。然而，如果環(huán)境光的變化太劇烈，也會對視頻信號產生干擾，對后續(xù)的圖像識別產生影響。為了克服這種干擾，中國發(fā)明專利CN200710176106采用紅外LED作為補光光源，對人臉進行照射，在攝像機的前端放置一濾光片，該濾光片能讓LED波段的光通過，而把大部分的環(huán)境光濾除。由此獲得具有一定光照穩(wěn)定性的近紅外圖像，供識別模塊進行識別。然而該法仍然存在很大部分的環(huán)境光，其波長屬于濾光片帶通范圍內的光可以通過，在環(huán)境光照比較強烈的情況下，此影響仍然很難忽略。因而，中國發(fā)明專利CN201010220908對此作進一步的提升，提出一種幀間作差的方法，此時LED不是持續(xù)點亮的而是隔幀點亮的，然后對奇幀和偶幀作差，則得到進一步消除環(huán)境光影響的視頻流。以上方法在人臉識別上確實取得一定的實用效果。因為人臉識別是近距離的，環(huán)境沒有那么惡劣的情況下使用。然而，把視頻識別作為人工智能，安防監(jiān)控，自動控制等方面的重要的傳感技術的話，需要進一步的消除環(huán)境光的影響，才能使其有較好的魯棒性，因為它將面對的環(huán)境是難以預料的，并且是不分白天黑夜的，通常是比人臉識別更遠的距離的，同時要求有較苛刻的可靠性。比如在太陽強烈，車頭燈，舞臺閃燈等強光直視的場合，以上的兩種技術都很難得到較好的圖像質量。再者，在夜晚的場合，以上兩種技術將得到更加糟糕的結論，因為畫面很可能會過于昏暗。

【發(fā)明內容】

針對以上問題，本發(fā)明提出了一種提高視頻信號采集抗干擾能力的方法。

本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是：本發(fā)明基于近紅外激光補光技術，采用DOE光束整形片對激光光源進行光束整形得到可以覆蓋攝像機視角的光源，該光源可以照射一定距離內的物體，攝像頭前置一個窄帶濾光片，激光的波長范圍和窄帶濾光片的帶通范圍一致，這樣就可以保證激光補光光源的能量能通過窄帶濾光片，而環(huán)境光的能量一般是寬頻帶能量，其在窄帶濾光片通帶范圍內的光能量的比例及其少，因此可以濾除絕大部分的環(huán)境光，最后，采用幀間差分法讓激光以隔幀點亮的方式工作，這樣攝像頭采集到的是隔幀補光的視頻源，將相鄰兩幀作差合成一幀，則得到徹底消除環(huán)境光的視頻流。

在本發(fā)明所述一種提高視頻信號采集抗干擾能力的方法中，所述近紅外激光補光技術采用840nm、870nm、910nm或者940nm的半導體近紅外激光器作為補光光源(相比紅外LED，該光源有著更窄的光譜成分，光譜越窄，越有利于濾除環(huán)境光)，激光的單色性非常好，一般光譜寬度小于5nm，考慮溫度對光譜漂移的影響，激光的光譜寬度也會在±10nm以內，因此，窄帶濾光片的帶通寬度為20nm。

在本發(fā)明所述一種提高視頻信號采集抗干擾能力的方法中，所述DOE光束整形片的作用是對光束整形，讓激光的能量可以均勻的照射整個場景，形成可以覆蓋整個攝像機視場角的發(fā)散光源。

在本發(fā)明所述一種提高視頻信號采集抗干擾能力的方法中，所述窄帶濾光片的帶通范圍為20nm左右，其中心波長和激光對應，若采用830nm的激光器，則濾光片的中心波長也是830nm，其帶通范圍為820nm～840nm；在帶通范圍內的透過率為75％，帶通范圍外的透過率接近0％；由于激光的波長范圍和濾光片的帶通范圍非常吻合，所以透過率約75％。而環(huán)境光有著非常寬的光譜范圍，因此其透過率小于2％。