[發(fā)明專利]一種高動態(tài)單目CMOS攝像機系統及其運行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810576044.7
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108833748B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 段遠征
• 申請（專利權）人: 鈞捷科技（北京）有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/355;H04N5/374;H04L12/40
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 劉康平

本發(fā)明公開了一種高動態(tài)單目CMOS攝像機系統及其運行方法，包括車類載具、高動態(tài)單目CMOS攝像機系統和圖像顯示設備，所述高動態(tài)單目CMOS攝像機系統包括CMOS圖像傳感器、數字信號處理芯片DSP和微控制器，所述圖像顯示設備包括汽車高清顯示屏和普通導航，本發(fā)明涉及攝像機技術領域。使得該裝置隨場景變化動態(tài)切換動態(tài)范圍，達到場景最優(yōu)的高動態(tài)顯示畫質，通過車規(guī)級驗證，配合車載顯示設備顯示，由于采用性能規(guī)格更高的器件，其可靠性更高，該設計為單獨模組設計，微控制器可通過UART/SPI/CAN等控制端口與外部模塊進行通訊，可進行擴展。

技術領域

本發(fā)明涉及攝像機技術領域，具體為一種高動態(tài)單目CMOS攝像機系統及其運行方法。

背景技術

攝像機，其工作的基本原理都是一樣的：把光學圖象信號轉變?yōu)殡娦盘枺员阌诖鎯蛘邆鬏敗．斘覀兣臄z一個物體時，此物體上反射的光被攝像機鏡頭收集，使其聚焦在攝像器件的受光面上，再通過攝像器件把光轉變?yōu)殡娔埽吹玫搅恕耙曨l信號”。光電信號很微弱，需通過預放電路進行放大，再經過各種電路進行處理和調整，最后得到的標準信號可以送到錄像機等記錄媒介上記錄下來，或通過傳播系統傳播或送到監(jiān)視器上顯示出來。CMOS圖像傳感器具有以下幾個優(yōu)點：1)、隨機窗口讀取能力。隨機窗口讀取操作是CMOS圖像傳感器在功能上優(yōu)于CCD的一個方面，也稱之為感興趣區(qū)域選取。此外，CMOS圖像傳感器的高集成特性使其很容易實現同時開多個跟蹤窗口的功能。2)、抗輻射能力。總的來說，CMOS圖像傳感器潛在的抗輻射性能相對于CCD性能有重要增強。3)、系統復雜程度和可靠性。采用CMOS圖像傳感器可以大大地簡化系統硬件結構。4)、非破壞性數據讀出方式。5)、優(yōu)化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元結構中集成了多個功能晶體管的原因，CMOS圖像傳感器也存在著缺點，主要是噪聲和填充率兩個指標。鑒于CMOS圖像傳感器相對優(yōu)越的性能，使得CMOS圖像傳感器在各個領域得到了廣泛的應用。現有的攝像機中僅僅只具有固定的讀取模式，無法隨場景變化動態(tài)切換動態(tài)范圍，達到場景最優(yōu)的高動態(tài)范圍，從而導致圖像成像效果不佳，并且設備為整體模塊，不具備更大的擴展性，設備使用可靠性不高。

發(fā)明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種高動態(tài)單目CMOS攝像機系統，解決了現有的攝像機中僅僅只具有固定的讀取模式，無法隨場景變化動態(tài)切換動態(tài)范圍，達到場景最優(yōu)的高動態(tài)范圍，從而導致圖像成像效果不佳，并且設備為整體模塊，不具備更大的擴展性，設備使用可靠性不高的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現：一種高動態(tài)單目CMOS攝像機系統，包括車類載具、高動態(tài)單目CMOS攝像機系統和圖像顯示設備，其特征在于：所述高動態(tài)單目CMOS攝像機系統包括CMOS圖像傳感器、數字信號處理芯片DSP和微控制器，所述圖像顯示設備包括汽車高清顯示屏和普通導航。

優(yōu)選的，所述高動態(tài)單目CMOS攝像機系統運行方法：

a.數字信號處理芯片DSP實時獲取CMOS圖像傳感器的信號，通過算法處理把畫幅分成64個區(qū)域；

b.數字信號處理芯片DSP通過算法計算出每個區(qū)域的灰度值，灰度值可作為環(huán)境亮度的參考值；

c.微控制器間隔50ms發(fā)送查詢命令給數字信號處理芯片DSP，請求獲取視頻畫面中所有區(qū)域的灰度值；

d.數字信號處理芯片DSP收到請求后回復64個區(qū)域的灰度值；

e.微控制器判斷是否等待回復超時，如果超時，清空數據緩存；

f.微控制器收到64個區(qū)域的灰度值后進行存儲在緩沖區(qū)中，緩沖區(qū)大小為每個區(qū)域20個值，并遵守先進先丟棄的方式最終得到最新的20個灰度值的平均值，該方法可降低每次亮度瞬間變化過高造成平均值無法線性變化的問題；