著录项信息
专利名称 | 图像传感器监控系统及监控方法 |
申请号 | CN201210168290.1 | 申请日期 | 2012-05-28 |
法律状态 | 暂无 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2012-09-26 | 公开/公告号 | CN102695042A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | H04N7/18 | IPC分类号 | H;0;4;N;7;/;1;8;;;H;0;4;N;5;/;2;3;5查看分类表>
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申请人 | 昆山锐芯微电子有限公司 | 申请人地址 | 江苏省苏州市昆山开发区伟业路18号现代广场A座508-511室
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 锐芯微电子股份有限公司 | 当前权利人 | 锐芯微电子股份有限公司 |
发明人 | 罗文哲;任张强;陈巨 |
代理机构 | 北京集佳知识产权代理有限公司 | 代理人 | 骆苏华 |
摘要
一种图像传感器监控系统及监控方法,所述监控方法包括采用低帧率监控模式对监控区域进行监控;当发现有运动物体进入监控区域,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,并对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光。由于采用低帧率监控模式对监控区域进行监控时,每拍摄一幅图像的曝光时间可以变长,使得获得的监控图像信号强度可以变得很大,即使在较暗的环境中也不需要进行补光,可以降低功耗,且也能获得高质量的监控图像,也能看清监控区域;当发现运动物体进入监控区域,再转换成高帧率监控模式对监控区域进行监测,且进行选择性的补光,从而能保证对监控区域的运动物体进行有效的监控,可以实现全天候的监控,又能降低功耗。
1.一种监控方法,其特征在于,通过图像传感单元获取监控区域的图像信号,所述图像传感单元的像素尺寸等于或大于12μm×12μm,所述监控方法包括:
每间隔一段时间对环境光线强度进行检测;
将最近获得的环境光线的强度与标准光线强度进行比较;
若所述最近获得的环境光线强度低于标准光线强度,采用低帧率监控模式对监控区域进行监控;当发现有运动物体进入监控区域,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,并对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光;
若所述最近获得的环境光线强度等于或高于标准光线强度,当发现有运动物体进入监控区域,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控。
2.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,每间隔一段时间对环境光线强度进行检测,若最近获得的环境光线强度低于标准光线强度,则采用低帧率监控模式对监控区域进行监控,当发现运动物体进入监控区域,再采用高帧率监控模式对监控区域进行监控;若最近获得的环境光线强度等于或高于标准光线强度,则采用高帧率监控模式对监控区域进行监控。
3.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,当发现有运动物体进入监控区域之后,对环境光线强度进行检测,当检测到的环境光线强度低于标准光线强度,在采用高帧率监控模式时,对监控区域进行补光;当检测到的环境光线强度等于或高于标准光线强度,在采用高帧率监控模式时,对监控区域不补光。
4.如权利要求1或3所述的监控方法,其特征在于,所述用于补光的光线为红外光或可见光。
5.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,根据检测到的环境光线强度,通过改变曝光时间、图像信号增益、光圈大小调整采集到的监控图像信号强度。
6.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,根据时间对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光。
7.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,根据时间选择是采用低帧率监控模式对监控区域进行监控,当发现运动物体进入监控区域,再采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,还是采用高帧率监控模式对监控区域进行监控。
8.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,利用背景差分法、帧间差分法或光流法对获得的监控图像进行检测,判断是否有运动物体进入监控区域。
9.如权利要求8所述的监控方法,其特征在于,当运动物体进入监控区域,发出警报。
10.如权利要求8所述的监控方法,其特征在于,根据高帧率监控模式的监控图像信号,判断运动物体是否为非法进入。
11.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,所述低帧率监控模式采用的帧率小于
25fps。
12.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,所述低帧率监控模式采用的帧率小于等于1fps。
13.如权利要求1所述的监控方法,其特征在于,所述高帧率监控模式采用的帧率大于等于25fps。
14.一种图像传感器监控系统,其特征在于,包括:
图像传感单元,用于获取监控区域的图像信号,所述图像传感单元的像素尺寸等于或大于12μm×12μm;
低帧率监控单元,用于控制图像传感单元在低帧率监控模式下进行监控;
高帧率监控单元,用于控制图像传感单元在高帧率监控模式下进行监控;
运动检测单元,对低帧率监控模式下获得的图像信号进行运动检测,当检测出运动物体进入监控区域,运动检测单元输出信号,采用高帧率监控模式对监控区域进行监测;
补光判断单元,用于根据环境光线强度判断是否需要对监控区域进行补光;
补光单元,根据补光判断单元的判断结果对监控区域进行选择性补光;
显示单元,对获取的低帧率监控模式或高帧率监控模式的监控图像信号进行显示;
所述补光判断单元包括测光单元,每间隔一段时间对环境光线强度进行检测,并将环境光线强度与标准光线强度进行比较,判断是否需要对监控区域进行补光。
15.如权利要求14所述的图像传感器监控系统,其特征在于,所述补光判断单元包括时钟,通过获得当前的时间,根据所述时间判断是否对监控区域进行补光。
16.如权利要求14或15任意一项所述的图像传感器监控系统,其特征在于,所述用于补光的光线为红外线或可见光。
17.如权利要求14所述的图像传感器监控系统,其特征在于,获取的监控图像信号通过有线传输方式或无线传输方式传输到显示单元。
18.如权利要求14所述的图像传感器监控系统,其特征在于,所述图像传感单元为CMOS图像传感单元或CCD图像传感单元。
19.如权利要求14所述的图像传感器监控系统,其特征在于,所述图像传感单元的分辨率为240×320或小于240×320。
20.如权利要求14所述的图像传感器监控系统,其特征在于,所述低帧率监控单元控制图像传感单元在低帧率监控模式下采用的帧率小于25fps。
21.如权利要求14所述的图像传感器监控系统,其特征在于,所述低帧率监控单元控制图像传感单元在低帧率监控模式下采用的帧率小于等于1fps。
22.如权利要求14所述的图像传感器监控系统,其特征在于,所述高帧率监控单元控制图像传感单元在高帧率监控模式下采用的帧率大于等于25fps。
图像传感器监控系统及监控方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及监控技术,特别涉及一种图像传感器监控系统及监控方法。\n背景技术\n[0002] 现在许多公共场所和私人场所都安装有图像传感器、热释电红外传感器等所构成的监控系统,利用所述监控系统对所限辖区域进行监控,当发现有人进入监控区域时,监控系统发出报警,提醒安保人员对对应的区域进行检查。\n[0003] 所述热释电红外传感器是由高热电系数的材料(如钽酸锂)制成的探测元件,利用所述热释电红外传感器将接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经放大后向外输出,从而可以探测到一定范围内人的行动,进而发出警报。所述热释电红外传感器由于采用被动式探测,因此功耗很低,而且器件成本很低。但所述热释电红外传感器也有很多缺点,首先抗干扰能力差,当各种热源(如小动物)出现在热释电红外传感器的监控范围内时,利用所述热释电红外传感器制成的监控系统也会发生误报,给安保人员的工作带来了很大的不便,造成人力资源的浪费;且人体发出的红外很容易被遮挡住,从而无法探测;当环境温度与人体温度差不多时,热释电红外传感器就会失灵,无法发出警报。\n[0004] 而采用基于图像传感器的监控系统,由于监控用图像传感器成本较高,无法实现高密度安装。且传统的监控用图像传感器通常是在高帧率监控模式下对监控区域进行监控,现有的图像传感器的帧率通常为25fps或30fps,由于只有大于等于25fps,监控图像信息才连贯,有利于实现对监控区域的实时监控,但高帧率监控模式下的图像传感器灵敏度较低,当光线较暗时,需要一直补很强的红外光才能实现有效的监控,但这会增加系统成本,同时使得系统功耗大大增加。\n[0005] 更多关于具有图像传感单元的监控装置请参考申请号为200810188857.5的中国专利文献。\n发明内容\n[0006] 本发明解决的问题是提供一种图像传感器监控系统及监控方法,既能降低功耗又能实现全天候监控。\n[0007] 为解决上述问题,本发明技术方案提供了一种监控方法,包括:\n[0008] 采用低帧率监控模式对监控区域进行监控;\n[0009] 当发现有运动物体进入监控区域,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,并对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光。\n[0010] 可选的,还包括:对环境光线强度进行检测。\n[0011] 可选的,每间隔一段时间对环境光线强度进行检测,若最近获得的环境光线强度低于标准光线强度,则采用低帧率监控模式对监控区域进行监控,当发现运动物体进入监控区域,再采用高帧率监控模式对监控区域进行监控;若最近获得的环境光线强度等于或高于标准光线强度,则采用高帧率监控模式对监控区域进行监控。\n[0012] 可选的,每间隔一段时间对环境光线强度进行检测,当最近获得的环境光线强度低于标准光线强度,发现有运动物体进入监控区域后,采用高帧率监控模式,且对监控区域进行补光;当最近获得的环境光线强度等于或高于标准光线强度,发现有运动物体进入监控区域后,采用高帧率监控模式,对监控区域不补光。\n[0013] 可选的,当发现有运动物体进入监控区域之后,对环境光线强度进行检测,当检测到的环境光线强度低于标准光线强度,在采用高帧率监控模式时,对监控区域进行补光;当检测到的环境光线强度等于或高于标准光线强度,在采用高帧率监控模式时,对监控区域不补光。\n[0014] 可选的,所述用于补光的光线为红外光或可见光。\n[0015] 可选的,根据检测到的环境光线强度,通过改变曝光时间、图像信号增益、光圈大小调整采集到的监控图像信号强度。\n[0016] 可选的,根据时间对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光。\n[0017] 可选的,根据时间选择是采用低帧率监控模式对监控区域进行监控,当发现运动物体进入监控区域,再采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,还是采用高帧率监控模式对监控区域进行监控。\n[0018] 可选的,利用背景差分法、帧间差分法或光流法对获得的监控图像进行检测,判断是否有运动物体进入监控区域。\n[0019] 可选的,当运动物体进入监控区域,发出警报。\n[0020] 可选的,根据高帧率监控模式的监控图像信号,判断运动物体是否为非法进入。\n[0021] 可选的,所述低帧率监控模式采用的帧率小于25fps。\n[0022] 可选的,所述低帧率监控模式采用的帧率小于等于1fps。\n[0023] 可选的,所述高帧率监控模式采用的帧率大于等于25fps。\n[0024] 本发明技术方案还提供了一种图像传感器监控系统,包括:\n[0025] 图像传感单元,用于获取监控区域的图像信号;\n[0026] 低帧率监控单元,用于控制图像传感单元在低帧率监控模式下进行监控;\n[0027] 高帧率监控单元,用于控制图像传感单元在高帧率监控模式下进行监控;\n[0028] 运动检测单元,对低帧率监控模式下获得的图像信号进行运动检测,当检测出运动物体进入监控区域,运动检测单元输出信号,采用高帧率监控模式对监控区域进行监测;\n[0029] 补光判断单元,用于判断是否需要对监控区域进行补光;\n[0030] 补光单元,根据补光判断单元的判断结果对监控区域进行补光;\n[0031] 显示单元,对获取的低帧率监控模式或高帧率监控模式的监控图像信号进行显示。\n[0032] 可选的,所述补光判断单元包括测光单元,通过对环境光线强度进行检测,并将环境光线强度与标准光线强度进行比较,判断是否需要对监控区域进行补光。\n[0033] 可选的,所述补光判断单元包括时钟,通过获得当前的时间,根据所述时间判断是否对监控区域进行补光。\n[0034] 可选的,所述用于补光的光线为红外线或可见光。\n[0035] 可选的,获取的监控图像信号通过有线传输方式或无线传输方式传输到显示单元。\n[0036] 可选的,所述图像传感单元为CMOS图像传感单元或CCD图像传感单元。\n[0037] 可选的,所述图像传感单元的分辨率为240×320或小于240×320。\n[0038] 可选的,所述图像传感单元的像素尺寸等于或大于12μm×12μm。\n[0039] 可选的,所述低帧率监控单元控制图像传感单元在低帧率监控模式下采用的帧率小于25fps。\n[0040] 可选的,所述低帧率监控单元控制图像传感单元在低帧率监控模式下采用的帧率小于等于1fps。\n[0041] 可选的,所述高帧率监控单元控制图像传感单元在高帧率监控模式下采用的帧率大于等于25fps。\n[0042] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:\n[0043] 本发明实施例的监控方法包括:采用低帧率监控模式对监控区域进行监控;当发现有运动物体进入监控区域,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,并对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光。由于采用低帧率监控模式对监控区域进行监控时,每拍摄一帧图像的曝光时间可以变长,使得获得的监控图像信号强度可以变得很大,即使在较暗的环境中也不需要进行补光,可以降低功耗,且也能获得高质量的监控图像,也能看清监控区域;当发现运动物体进入监控区域,再转换成高帧率监控模式对监控区域进行监测,且进行选择性的补光,从而能保证对监控区域的运动物体进行有效的监控,可以实现全天候的监控,又能降低功耗。\n[0044] 本发明实施例的图像传感器监控系统包括图像传感单元、低帧率监控单元、运动检测单元、补光判断单元、补光单元、高帧率监控单元和显示单元,由于本发明实施例的低帧率监控单元控制图像传感单元在低帧率监控模式下采用的帧率小于25fps,甚至小于等于1fps,可以提高每拍摄一帧图像的曝光时间可以变长,使得低帧率监控模式下获得的监控图像信号强度可以变得很大,即使在较暗的环境中也不需要进行补光。当利用运动检测单元发现运动物体进入监控区域,再通过高帧率监控单元转换成高帧率监控模式对监控区域进行监测,且进行选择性的补光,从而能保证对监控区域的运动物体进行有效的监控,既能实现全天候的监控,又能降低功耗。\n附图说明\n[0045] 图1为本发明实施例的监控方法的流程示意图;\n[0046] 图2为本发明实施例的图像传感器监控系统的结构示意图。\n具体实施方式\n[0047] 由于现有技术的监控用图像传感器通常采用高帧率的监控模式,但高帧率监控模式下的图像传感器灵敏度较低,当光线较暗时,需要一直补很强的红外光才能实现有效的监控,但这会增加系统成本,同时使得系统功耗大大增加。为此,本发明实施例提供了一种图像传感器监控系统及监控方法,所述监控方法包括:采用低帧率监控模式对监控区域进行监控;当发现有运动物体进入监控区域,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,并对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光。由于采用低帧率监控模式对监控区域进行监控时,每拍摄一幅图像的曝光时间可以变长,使得获得的监控图像信号强度可以变得很大,即使在较暗的环境中也不需要进行补光,可以降低功耗,也能看清监控区域;当发现运动物体进入监控区域,再转换成高帧率监控模式对监控区域进行监测,且进行选择性的补光,从而能保证对监控区域的运动物体进行有效的监控,可以实现全天候的监控,又能降低功耗。\n[0048] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。\n[0049] 本发明实施例首先提供了一种监控方法,请参考图1,为本发明实施例的监控方法的流程示意图,具体包括:\n[0050] 步骤S101,采用低帧率监控模式对监控区域进行监控;\n[0051] 步骤S102,检测是否有运动物体进入监控区域,若有运动物体进入监控区域,则转到步骤S103,当没有运动物体进入监控区域,回到步骤S101,继续监控;\n[0052] 步骤S103,对环境光线强度进行检测,并将环境光线强度与标准光线强度进行比较,若环境光线强度低于标准光线强度,转到步骤S104,若环境光线强度等于或高于标准光线强度,则转到步骤S105;\n[0053] 步骤S104,对监控区域进行补光;\n[0054] 步骤S105,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控;\n[0055] 步骤S106,根据高帧率监控模式的监控图像信号,判断运动物体是否为非法进入。\n[0056] 具体的,执行步骤S101,采用低帧率监控模式对监控区域进行监控。\n[0057] 本发明实施例所采用的监控系统是基于图像传感器的监控系统,现有的监控用图像传感器通常采用25fps(帧/秒)或更高的固定帧率,由于只有在采用25fps(帧/秒)或更高的固定帧率,显示出的图像才连贯,监控系统才能有效地对监控区域进行监控。但由于图像传感器采用25fps的固定帧率时,每一帧的图像的曝光时间最多不超过0.04秒,图像传感器上获得的监控图像信号强度较弱。尤其当监控区域较黑暗时,即使将监控系统镜头的光圈、增益调到最大,图像传感器上获得的监控图像信号强度很弱,不能对黑暗区域的监控区域进行有效地监控。而如果采用红外补光,需要一直补很强的红外光才能实现有效的监控,但这会增加系统成本,同时使得系统功耗大大增加。由于监控系统在大多数时间都处于空置状态,只有在监控区域出现行人、车辆等时才需要对监控区域进行补光,对监控区域进行仔细地监控,因此在大多数时间内对监控区域进行补光的功耗都是浪费的。\n[0058] 在本发明实施例中,监控系统中正常的监控采用低帧率监控模式,图像传感单元的帧率低于现有技术的监控用图像传感器的固定帧率,即所述低帧率监控模式下图像传感器采用的帧率小于25fps,例如为1fps、5fps、10fps等。在其他实施例中,所述低帧率监控模式下图像传感器采用的帧率还可以小于1fps,例如0.5fps、0.25fps等。当所述图像传感单元的帧率较低时,例如为1fps,每一帧的图像的曝光时间最多可以达到1秒,比现有技术的帧率为25fps的图像曝光时间提高25倍,使得图像传感器上获得的监控图像信号强度提高25倍,从而有利于对较为黑暗的监控区域进行有效的监控,有利于实现全天候监控,且正常的监控时不需要对监控区域进行补光,可以降低监控系统的能耗。\n[0059] 在本实施例中,所述监控系统的图像传感单元在正常的工作环境中均采用低帧率监控模式对监控区域进行监控,只有当发现运动物体进入监控区域时,才转换成高帧率监控模式对监控区域进行监控。当监控区域很亮时,可以采用AEC(自动曝光控制),AGC(自动增益控制),AIC(自动光圈控制)等方法,即通过降低曝光时间、图像信号增益、缩小镜头的光圈的大小来减小图像传感单元获得的图像信号强度,使得图像传感器获得的图像信号强度保持在一个特定值,使得当监控区域很亮时,仍能采用低帧率监控模式对监控区域进行监控。当监控区域很暗时,也可以采用AEC(自动曝光控制),AGC(自动增益控制),AIC(自动光圈控制)等方法适度地提高图像传感器获得的图像信号强度。\n[0060] 在其他实施例中,还可以每间隔一段时间对环境光线强度进行检测,例如每隔10分钟或30分钟对环境光线强度进行一次检测,并将最近获得的环境光线强度与标准光线强度进行比较,若环境光线强度低于标准光线强度,则采用低帧率监控模式对监控区域进行监控,当发现运动物体进入监控区域,再采用高帧率监控模式对监控区域进行监控;若最近获得的环境光线强度等于或高于标准光线强度,则采用高帧率监控模式对监控区域进行监控。所述标准光线强度为一设定的光线强度,为监控系统显示监控图像所需的最低图像信号强度对应的光线强度。在本实施例中,所述标准光线强度为10lux。\n[0061] 在其他实施例中,还可以根据时间调整图像传感器的监控模式。例如,当时间为上午6时至下午6时,监控系统的图像传感器采用高帧率监控模式对监控区域进行监控;当时间为下午6时至上午6时,监控系统的图像传感器采用低帧率监控模式对监控区域进行监控,当发现运动物体进入监控区域,再采用高帧率监控模式对监控区域进行监控。在白天可以提高监控图像的画面连续性,在晚上还可以降低监控系统的能耗。在其他实施例中,也可以根据其他的时间段对分别采用低帧率或高帧率的监控模式。\n[0062] 执行步骤S102,检测是否有运动物体进入监控区域,若有运动物体进入监控区域,则转到步骤S103,当没有运动物体进入监控区域,回到步骤S101,继续监控。\n[0063] 对低帧率监控模式下的监控图像进行运动物体的检测的方法包括背景差分法(background subtraction)、帧间差分法(temporal differencing)、光流法(optical flow)等。\n[0064] 在本发明实施例中,对低帧率监控模式下的监控图像进行运动物体的检测的方法为背景差分法,具体包括:提供一张背景图像,所述背景图像为不包括人、汽车等运动物体的监控区域的图像;将低帧率监控模式下拍摄到的监控图像与背景图像实时进行差分运算,用一张新的差分图像保存差分结果的绝对值;在所述差分图像中,当像素的值小于等于一个特定值,则认为监控图像中相同位置的像素属于背景区域,当像素的值大于一个特定值,则认为监控图像中相同位置的像素属于运动物体区域。当发现监控图像中的像素属于运动物体区域,则认为有运动物体进入监控区域。在本发明实施例中,所述运动物体包括人、汽车、动物等所有运动物体。当有运动物体进入监控区域,为了能有效的监视运动物体的行动,需要监控运动物体的所有动作,因此,图像传感器需要调整为采用高帧率监控模式,且对监控区域进行选择性的补光,使得在晚上也能对监控区域进行有效监控。\n[0065] 在其他实施例中,当对低帧率监控模式下的监控区域进行运动物体的检测的方法为帧间差分法,具体包括:对监控图像序列中相邻的两幅或三幅图像进行差分运算,判断是否有运动物体进入监控区域,且利用帧间差分法还可以检测出运动物体的轮廓信息,利用所述轮廓信息可以判断是否有人进入监控区域,只有人进入监控区域才提醒安保人员,避免小鸟、小猫等进入监控区域时监控系统也发出警报提醒安保人员,可以降低安保人员的工作量,使得监控系统更加智能化。在本实施例中,所述运动物体可以为人、汽车、动物等所有运动物体,也可以只为人。当有运动物体进入监控区域,为了能有效的监视运动物体的行动,需要监控运动物体的所有动作,图像传感器需要调整为采用高帧率监控模式,且对监控区域进行选择性的补光,使得在晚上也能对监控区域进行有效监控。\n[0066] 执行步骤S103,对环境光线强度进行检测,并将环境光线强度与标准光线强度进行比较,若环境光线强度低于标准光线强度,转到步骤S104,若环境光线强度等于或高于标准光线强度,则转到步骤S105。\n[0067] 在本发明实施例中,当有运动物体进入监控区域后,对环境光线强度进行检测,并将检测到的环境光线强度与标准光线强度进行比较。若环境光线强度低于标准光线强度,则对监控区域进行补光,若环境光线强度等于或高于标准光线强度,则不需要对监控区域进行补光。所述标准光线强度为一设定的光线强度,为监控系统显示监控图像所需的最低图像信号强度对应的光线强度。在本实施例中,所述标准光线强度为10lux。\n[0068] 在其他实施例中,每间隔一段时间对环境光线强度进行检测,例如每隔10分钟或\n30分钟对环境光线强度进行一次检测,当监控到有运动物体进入监控区域后,可以直接利用将最近测得的环境光线强度与标准光线强度进行比较。若最近测得的环境光线强度低于标准光线强度,则对监控区域进行补光,若最近测得的环境光线强度等于或高于标准光线强度,则不需要对监控区域进行监控。本发明实施例对环境光线强度进行检测的操作在监控到有运动物体进入监控区域之前完成,当监控到有运动物体进入监控区域后,可以直接利用最近测得的环境光线强度与标准光线强度进行比较,并可以快速地判断出是否需要补光,提高了补光的反应时间,有利于对监控区域进行监控。\n[0069] 在其他实施例中,还可以根据时间判断是否需要对监控区域进行补光。例如,当时间为上午6时至下午6时,监控到有运动物体进入监控区域后,不对监控区域进行补光;当时间为下午6时至上午6时,监控到有运动物体进入监控区域后,对监控区域进行补光。\n[0070] 由于只有在天黑时且监控到有运动物体进入监控区域后,才需要对监控区域进行补光,在其他时间不需要补光,可以极大的降低监控系统的能耗。\n[0071] 执行步骤S104,对监控区域进行补光。\n[0072] 所述用于补光的光线为红外光或可见光。在本实施例中,所述用于补光的光线强度固定,在其他实施例中,所述用于补光的光线强度为可变化的,可以根据环境光线强度来调整补光的光线强度。当环境光线强度较弱时,可以适度提高补光的光线强度,当环境光线强度相对变弱时,可以适度降低补光的光线强度,既能对黑暗状态下的监控区域进行清晰地监控,又能节省补光的功耗。在本实施例中,所述用于补光的光线通过红外线LED灯发出。\n[0073] 执行步骤S105,采用高帧率监控模式对监控区域进行监测。\n[0074] 当检测到有运动物体进入监控区域,为了能有效的监视运动物体的行动,需要监控运动物体的所有动作,图像传感器需要调整为采用高帧率监控模式。在本实施例中,所述高帧率监控模式下图像传感器采用的帧率为25fps,在其他实施例中,所述高帧率监控模式下图像传感器采用的帧率大于25fps,例如30fps、50fps等。\n[0075] 在本实施例中,当检测到有运动物体进入监控区域后,判断出需要对监控区域进行补光,在对监控区域进行补光的同时,将图像传感器调整为高帧率监控模式,采用高帧率监控模式对监控区域进行监测,使得显示单元从低帧率监控模式转换到高帧率监控模式的过程中仍能对监控区域进行有效的监控。\n[0076] 在其他实施例中,所述对监控区域进行补光和将图像传感器调整为高帧率监控模式也可以不同时进行。\n[0077] 在其他实施例中,为了提醒安保人员注意到监控区域有运动物体,当检测到有运动物体进入监控区域,监控系统发出警报,使得安保人员能够注意到监控区域出现运动物体,以保证安保人员能迅速作出反应。\n[0078] 执行步骤S106,根据高帧率监控模式的监控图像信号,判断运动物体是否为非法进入。\n[0079] 安保人员根据高帧率监控模式的监控图像信号进行检查,或派人去监控区域进行现场查询。当发现运动物体不为非法进入或已对运动物体进行驱除或控制后,将监控系统的图像传感器重新调整为低帧率监控模式。\n[0080] 当高帧率监控模式下监控系统对监控区域进行了补光,将监控系统的图像传感器重新调整为低帧率监控模式后,停止补光。\n[0081] 在其他实施例中,当发现运动物体不为非法进入或已对运动物体进行驱除或控制后,解除警报。\n[0082] 本发明实施例还提供了一种图像传感器监控系统,请参考图2,为本发明实施例的图像传感器监控系统的结构示意图,包括:图像传感单元210,用于获取监控区域的图像信号;低帧率监控单元220,用于控制图像传感单元在低帧率监控模式下进行监控;运动检测单元230,对低帧率监控模式下获得的图像信号进行运动检测,当检测出运动物体进入监控区域,运动检测单元输出信号,采用高帧率监控模式对监控区域进行监测;补光判断单元\n240,用于判断是否需要对监控区域进行补光;补光单元250,根据补光判断单元的判断结果对监控区域进行补光;高帧率监控单元260,用于控制图像传感单元在高帧率监控模式下进行监控;显示单元270,对获取的低帧率监控模式或高帧率监控模式的监控图像信号进行显示。\n[0083] 具体的,所述图像传感单元210可以为CMOS图像传感单元或CCD图像传感单元。\n在本实施例中,所述图像传感单元210为CMOS图像传感单元,所述CMOS图像传感单元的分辨率为240×320或小于240×320,具体的,所述CMOS图像传感单元可以采用QVGA(Quarter Video Graphics Array,240×320)、QCIF(Quarter common intermediate format,\n176×144),QQVGA(Quarter Quarter Video Graphics Array,160×120)等图像阵列。由于分辨率为240×320或小于240×320的图像阵列的图像传感器成本较低,有利于实现高密度的安装,且获得图像信号对传输带宽的要求较小,获取的监控图像信号可以通过有线传输方式或无线传输方式传输到显示单元270,从而可以使得在任意地方都能安装监控系统,使得监控系统更加灵活。所述有线传输方式包括双绞线、同轴电缆、光纤等,所述无线传输方式包括红外通讯、蓝牙、WLAN、Wifi等通讯方式。在其他实施例中,所述CMOS图像传感单元的分辨率还可以大于240×320。\n[0084] 在现有技术中,监控用图像传感器的像素尺寸一般为6μm×6μm,在本发明实施例中,所述CMOS图像传感单元的像素尺寸为12μm×12μm,在其他实施例中,所述CMOS图像传感单元的像素尺寸还可以大于12μm×12μm。由于像素尺寸越大,每一个像素能获得的光线强度越大,图像传感器的灵敏度越高,有利于在较暗的环境中也能获得高质量的图像。\n[0085] 所述图像传感单元210还包括镜头(未图示),利用所述镜头将监控区域的图像采集到图像传感单元210中形成监控图像信号,并通过有线传输方式或无线传输方式传输到显示单元270进行显示。所述镜头还可以与自动曝光控制模块(未图示)、自动光圈控制模块(未图示)等模块相连接,使得所述自动曝光控制模块、自动光圈控制模块对光学镜头的曝光时间、光圈大小进行调整,使得图像传感器能获得高质量的监控图像。\n[0086] 在其他实施例中,所述图像传感单元与显示单元之间还连接自动增益控制模块(未图示),利用所述自动增益控制模块对图像传感单元获得的监控图像信号进行增益扩大或缩小,使得显示单元能显示高质量的监控图像。\n[0087] 所述低帧率监控单元220与图像传感单元210相连,可以利用低帧率监控单元220调整图像传感单元210的帧率,使得图像传感单元210可以在低帧率监控模式下工作,获取监控图像。所述低帧率监控单元220控制图像传感单元210在低帧率监控模式下采用的帧率小于25fps,例如为1fps、5fps、10fps等。在其他实施例中,所述低帧率监控单元还可以控制图像传感单元在低帧率监控模式下采用的帧率小于1fps,例如0.5fps、0.25fps等。由于图像传感单元的帧率较低时,例如为1fps,每一帧的图像的曝光时间最多可以达到1秒,比现有技术的帧率为25fps的图像曝光时间提高25倍,使得图像传感单元上获得的监控图像信号强度提高25倍,从而有利于对较为黑暗的监控区域进行有效的监控,实现全天候的监控,且不需要对监控区域进行补光,可以降低监控系统的能耗。\n[0088] 当监控区域很亮时,可以通过降低曝光时间、图像信号增益、缩小镜头的光圈的大小来减小图像传感器获得的图像信号强度,使得图像传感器获得的图像信号强度保持在一个特定值,使得当监控区域很亮时,仍能采用低帧率监控模式对监控区域进行监控。\n[0089] 所述运动检测单元230与低帧率监控单元220相连,所述运动检测单元230对低帧率监控模式下获得的图像信号进行运动检测。\n[0090] 所述运动检测单元230所采用的运动检测的方法包括背景差分法(background subtraction)、帧间差分法(temporal differencing)、光流法(optical flow)等。在本发明实施例中,对低帧率监控模式下的监控区域进行运动物体的检测的方法为背景差分法,将低帧率监控模式下拍摄到的监控图像与背景图像实时进行比较,判断是否有运动物体进入监控区域。\n[0091] 在其他实施例中,当对低帧率监控模式下的监控区域进行运动物体的检测的方法也可以为帧间差分法,对监控图像序列中相邻的两幅或三幅图像进行差分运算,判断前后帧图像的差别,以判断是否有运动物体进入监控区域。\n[0092] 当所述运动检测单元230发现有运动物体进入监控区域,将控制信号发送给补光判断单元240,以判断是否需要对监控区域进行补光。当所述运动检测单元230没发现有运动物体进入监控区域,继续对低帧率监控单元220获得的图像信号进行运动检测。\n[0093] 在其他实施例中,当所述运动检测单元发现有运动物体进入监控区域之前已经获得是否需要补光的条件,例如根据当前时间或环境光线强度已经判断出不需要进行补光,则运动检测单元直接给高帧率监控单元发出控制信号,高帧率监控单元控制图像传感单元在高帧率监控模式下对监控区域进行监控。当所述运动检测单元发现有运动物体进入监控区域之前已经根据当前时间或环境光线强度已经需要进行补光,则运动检测单元给补光单元和高帧率监控单元发出控制信号,补光单元对监控区域进行补光,且高帧率监控单元控制图像传感单元在高帧率监控模式下对监控区域进行监控。\n[0094] 在其他实施例中,所述运动检测单元直接与图像传感单元相连,当运动检测单元根据从图像传感单元获得图像信息发现有运动物体进入监控区域,向高帧率监控单元发出控制信号,使得高帧率监控单元控制图像传感单元在高帧率监控模式下对监控区域进行监控。\n[0095] 所述补光判断单元240根据时间或环境光线强度来判断是否需要对监控区域进行补光。在本实施例中,所述补光判断单元240包括测光单元,所述测光单元为光传感器,通过对环境光线强度进行检测,并将环境光线强度与标准光线强度进行比较,判断是否需要对监控区域进行补光。若环境光线强度低于标准光线强度,则需要对监控区域进行补光,向补光单元250发出控制信号,使补光单元进行补光;若环境光线强度等于或高于标准光线强度,则不需要对监控区域进行补光,不向补光单元250发出控制信号。\n[0096] 在其他实施例中,所述补光判断单元240包括时钟,通过获得当前的时间,可以根据时间判断是否需要对监控区域进行补光。例如,当时间为上午6时至下午6时,监控到有运动物体进入监控区域后,不对监控区域进行补光,不向补光单元发出控制信号;当时间为下午6时至上午6时,监控到有运动物体进入监控区域后,对监控区域进行补光,向补光单元发出控制信号。\n[0097] 所述补光单元250与补光判断单元240相连,可产生红外线或可见光的灯泡、灯管、LED灯,在本发明实施例中,所述补光单元250为红外线LED灯。由于红外线不能被人眼识别,利用红外线进行补光不会干扰运动物体,如果是有人非法进入,可以在不惊扰非法进入者的同时对非法进入者进行监控,并通过派安保人员去现场驱逐或控制非法进入者以达到防盗的目的。\n[0098] 在其他实施例中,所述补光单元用于补光的光线强度为可变化的,可以根据环境光线强度来调整补光的光线强度。当环境光线强度较弱时,可以提高补光的光线强度,当环境光线强度较弱时,可以降低补光的光线强度,既能对黑暗状态下的监控区域进行清晰地监控,又能节省补光的功耗。\n[0099] 所述高帧率监控单元260与图像传感单元210和补光判断单元240、补光单元250相连,当补光判断单元240判断出监控区域不需要进行补光,补光判断单元240向高帧率监控单元260发出控制信号,利用高帧率监控单元260控制图像传感单元210在高帧率监控模式下工作,获取监控图像;当补光判断单元240判断出监控区域需要进行补光,补光单元\n250向监控区域进行补光,且补光单元250向高帧率监控单元260发出控制信号,利用高帧率监控单元260控制图像传感单元210在高帧率监控模式下工作,获取监控图像。在其他实施例中,当补光判断单元判断出监控区域需要进行补光,补光单元向监控区域进行补光,且补光判断单元向高帧率监控单元发出控制信号,利用高帧率监控单元控制图像传感单元在高帧率监控模式下工作,获取监控图像。\n[0100] 本发明实施例中,所述高帧率监控单元260控制图像传感器在高帧率监控模式下采用的帧率大于等于25fps,例如为25fps、30fps、50fps等。\n[0101] 所述显示单元270与高帧率监控单元260、低帧率监控单元220相连,对获取的低帧率监控模式或高帧率监控模式的监控图像信号进行显示,所述高帧率监控单元260、低帧率监控单元220通过有线传输方式或无线传输方式将监控图像信号传输到显示单元270。\n在本实施例中,所述低帧率监控模式和高帧率监控模式的监控图像信号都在显示单元270上显示。在其他实施例中,只有发现有运动物体进入监控区域,才将高帧率监控单元获得的监控图像信号在显示单元上显示。\n[0102] 在其他实施例中,所述显示单元直接与图像传感单元相连,通过高帧率监控单元或低帧率监控单元的控制将图像传感单元获得的图像信号传送给显示单元进行显示。\n[0103] 在其他实施例中,所述图像传感器监控系统20还包括警报单元(未图示),所述报警单元与运动检测单元230相连,当运动检测单元230发现有运动物体进入监控区域,报警单元发出警报,以提醒安保人员迅速作出反应。\n[0104] 综上,本发明实施例的监控方法包括:采用低帧率监控模式对监控区域进行监控;\n当发现有运动物体进入监控区域,采用高帧率监控模式对监控区域进行监控,并对高帧率监控模式下的监控区域进行选择性补光。由于采用低帧率监控模式对监控区域进行监控时,每拍摄一帧图像的曝光时间可以变长,使得获得的监控图像信号强度可以变得很大,即使在较暗的环境中也不需要进行补光,可以降低功耗,且也能获得高质量的监控图像,也能看清监控区域;当发现运动物体进入监控区域,再转换成高帧率监控模式对监控区域进行监测,且进行选择性的补光,从而能保证对监控区域的运动物体进行有效的监控,可以实现全天候的监控,又能降低功耗。\n[0105] 本发明实施例的图像传感器监控系统包括图像传感单元、低帧率监控单元、运动检测单元、补光判断单元、补光单元、高帧率监控单元和显示单元,由于本发明实施例的低帧率监控单元控制图像传感单元在低帧率监控模式下采用的帧率小于25fps,甚至小于等于1fps,可以提高每拍摄一帧图像的曝光时间可以变长,使得低帧率监控模式下获得的监控图像信号强度可以变得很大,即使在较暗的环境中也不需要进行补光。当利用运动检测单元发现运动物体进入监控区域,再通过高帧率监控单元转换成高帧率监控模式对监控区域进行监测,且进行选择性的补光,从而能保证对监控区域的运动物体进行有效的监控,既能实现全天候的监控,又能降低功耗。\n[0106] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
法律信息
- 2020-05-08
专利权人的姓名或者名称、地址的变更
专利权人由昆山锐芯微电子有限公司变更为锐芯微电子股份有限公司
地址由215300 江苏省苏州市昆山市开发区伟业路18号现代广场A座508-511室变更为215300 江苏省苏州市昆山开发区伟业路18号现代广场A座508-511室
- 2015-12-02
- 2012-11-21
实质审查的生效
IPC(主分类): H04N 7/18
专利申请号: 201210168290.1
申请日: 2012.05.28
- 2012-09-26
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2010-06-23
|
2009-05-26
| | |
2
| |
2005-09-14
|
2005-05-10
| | |
3
| |
2011-08-24
|
2011-04-02
| | |
4
| | 暂无 |
2006-01-05
| | |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |