图像采集装置的制作方法

1.本技术涉及图像采集技术领域，更具体地涉及一种图像采集装置。


背景技术：

2.目前，摄像头等图像采集产品，在一定场景下会采用光源补光，例如在阴暗环境下补光，或者在黑夜中补光等等。一般地，上述场景中在补光时光源亮度一般是固定不可调的。这将导致目标对象在近处容易出现过曝，而远处可能亮度不足的情况。
3.现有的解决对策只有通过调节图像质量(image quality，简称为iq)参数。当图像过曝后降低图像增益(gain)值，让图像不过曝；发现图像暗时，拉高图像增益值。这样导致噪点增大，同时无法降低产品工作功耗。此外，通过调节iq参数还存在延迟反应以及图像存在渐变过程的负面影响。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种图像采集装置，所述图像采集装置包括探测模块、处理器、光源驱动芯片、光源以及图像采集模块，其中：所述探测模块用于探测进入所述图像采集装置采集视野的目标对象相对于所述图像采集装置的当前距离，并将探测结果传送至所述处理器；所述处理器配置为基于所述探测结果查找校准值表，并基于所述校准值表向所述光源驱动芯片发送控制信号，其中所述校准值表中包括多个预设距离及其各自对应的脉宽调制占空比校准值，所述校准值表中的数据是对所述图像采集装置进行预先实测得到的；所述光源驱动芯片用于基于所述控制信号控制所述光源的亮度；所述图像采集模块用于在经控制的光源亮度下对所述目标对象进行图像采集。
5.在本技术的一个实施例中，所述处理器进一步配置为：在所述校准值表中查找所述当前距离是否是所述多个预设距离中的一个；当所述当前距离是所述多个预设距离中的一个时，将与所述当前距离对应的脉宽调制占空比校准值确定为所述控制信号；当所述当前距离不是所述多个预设距离中的一个时，确定所述多个预设距离中与所述当前距离最接近的预设距离，并基于所确定的预设距离对应的脉宽调制占空比校准值确定所述控制信号。
6.在本技术的一个实施例中，所述处理器进一步配置为：当所述当前距离小于或等于所述多个预设距离中的最小预设距离时，将所述最小预设距离对应的脉宽调制占空比校准值确定为所述控制信号；当所述当前距离大于或等于所述多个预设距离中的最大预设距离时，将所述最大预设距离对应的脉宽调制占空比校准值确定为所述控制信号；当所述当前距离大于所述最小预设距离且小于所述最大预设距离时，确定所述多个预设距离中与所述当前距离最接近的两个预设距离，并基于公式dc＝dc
n
‑1 (dc
n
‑
dc
n
‑1)*(d
‑
d
n
‑1)/(d
n
‑
d
n
‑1)确定所述控制信号：其中，d为所述当前距离，d
n
‑1和d
n
为与d最接近的所述两个预设距离，dc为与d对应的脉宽调制占空比校准值，dc
n
‑1为d
n
‑1对应的脉宽调制占空比校准值，dc
n
为d
n
对应的脉宽调制占空比校准值，n为所述多个预设距离的序号。
7.在本技术的一个实施例中，所述多个预设距离中包括最小预设距离和最大预设距离，其中，所述最小预设距离对应的脉宽调制占空比校准值为第一校准值，所述最大预设距离对应的脉宽调制占空比校准值为100％。
8.在本技术的一个实施例中，所述多个预设距离在所述校准值表中按照从小到大或者从大到小的顺序排列，任意两个相邻预设距离之间的差值是相等的，或者是不相等的，或者是部分相等、部分不相等的。
9.在本技术的一个实施例中，当所述目标对象为移动对象时，所述探测模块以预设频率探测所述目标对象相对于所述图像采集装置的当前距离，所述预设频率与所述多个预设距离相关联。
10.在本技术的一个实施例中，所述处理器还配置为将所述图像采集装置的图像增益设置为固定值。
11.在本技术的一个实施例中，所述探测模块为雷达传感器模组。
12.在本技术的一个实施例中，所述光源为红外灯，所述光源驱动芯片为红外灯驱动芯片。
13.在本技术的一个实施例中，所述处理器为所述图像采集装置的中央处理单元，或者为微控制单元。
14.根据本技术实施例的图像采集装置探测目标对象距离图像采集装置的当前距离，依据预先存好的校准值表确定该当前距离下应采用的脉宽调制占空比校准值，基于该校准值驱动光源，调节光源的亮度，在该亮度下对目标对象实施图像采集；由于该校准值表中包括对图像采集装置进行预先实测得到的一组预设距离值及其各自对应的脉宽调制占空比校准值，因此依据该校准表确定的与当前距离对应的脉宽调制占空比校准值在用于驱动光源时得到的光源亮度对于当前距离处的目标对象、对于图像采集装置来说均是最合适的，所谓最合适是指图像采集装置在该亮度下采集当前距离处的目标对象，能够得到亮度最合适的图像，不会过曝，不会过暗，图像细节清晰。
附图说明
15.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
16.图1示出根据本技术实施例的图像采集装置的示意性结构框图。
17.图2示出根据本技术实施例的图像采集装置中处理器查找的校准值表的示例性示意图。
18.图3示出根据本技术实施例的图像采集装置中处理器根据校准值表确定控制信号的示例性示意图。
具体实施方式
19.为了使得本技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本申
请的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本技术中描述的本技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本技术的保护范围之内。
20.首先，参照图1来描述根据本技术一个实施例的图像采集装置。图1示出了根据本技术一个实施例的图像采集装置100的示意性框图。如图1所示，图像采集装置100包括探测模块110、处理器120、光源驱动芯片130、光源140以及图像采集模块150。其中，探测模块110用于探测进入图像采集装置100采集视野的目标对象相对于图像采集装置100的当前距离，并将探测结果传送至处理器120。处理器120配置为基于探测结果查找校准值表，并基于校准值表向光源驱动芯片130发送控制信号，其中校准值表中包括多个预设距离及其各自对应的脉宽调制占空比校准值，校准值表中的数据是对图像采集装置100进行预先实测得到的。光源驱动芯片130用于基于控制信号控制光源140的亮度。图像采集模块150用于在经控制的光源亮度下对目标对象进行图像采集。
21.在本技术的实施例中，图像采集装置100包括探测模块110，处理器120根据探测模块110探测到的目标对象距离图像采集装置100的距离，查找预先存好的校准值表，该校准值表中包括一组预设距离参数及其每个预设距离对应的脉宽调制(pmw)占空比校准值，也即，通过该校准值表，处理器120能够确定与目标对象距离图像采集装置100的当前距离相对应的一个脉宽调制占空比校准值；处理器120可将该脉宽调制占空比校准值作为控制信号发送给光源驱动芯片130；光源驱动芯片130可基于该脉宽调制占空比校准值驱动光源140，使得光源140的电流值与该脉宽调制占空比校准值相对应，从而使得光源140呈现与该电流值对应的亮度；在该亮度下，图像采集模块150对目标对象进行图像采集，能够得到图像采集效果最好的图像。
22.下面解释本技术的图像采集装置100能够得到图像采集效果最好的图像的原因。在本技术的实施例中，图像采集装置100中预先存有校准值表，如前所述的，校准值表中包括一组预设距离参数及其每个预设距离对应的脉宽调制占空比校准值，之所以称为校准值，是因为该校准值表中的数据是对图像采集装置100进行预先实测得到的，下面结合图2来描述。图2示出了根据本技术实施例的图像采集装置中处理器查找的校准值表的示例性示意图。如图2所示，校准值表中包括一组预设距离参数d1到d
n 1
，其分别对应于脉宽调制占空比校准值dc1到dc
n 1
，其中，n为校准值表中一组预设距离的参数的序号。通过对图像采集装置100进行预先实测，得到了这样一组数据，该数据意味着：当目标对象在预设距离d1处时，根据预先实测确定采用脉宽调制占空比dc1得到的驱动信号来驱动光源得到的亮度能够采集到效果最好的图像(诸如亮度合适，不会过曝或过暗，能够看清图像细节等等)；当目标对象在预设距离d2处时，根据预先实测确定采用脉宽调制占空比dc2得到的驱动信号来驱动光源得到的亮度能够采集到效果最好的图像；以此类推，当目标对象在预设距离d
n
处时，根据预先实测确定采用脉宽调制占空比dc
n
得到的驱动信号来驱动光源得到的亮度能够采集到效果最好的图像；当目标对象在预设距离d
n 1
处时，根据预先实测确定采用脉宽调制占空比dc
n 1
得到的驱动信号来驱动光源得到的亮度能够采集到效果最好的图像。在图2的示例中，校准值表中一共存在n 1个预设距离，每个预设距离均有其对应的脉宽调制占空比校准值，这些值均是对图像采集装置100预先实测得到的，是与图像采集装置100相关联的，因此称为校准值。此外，n值也是与图像采集装置相关联的，同时也可以与需求相关联，例如n
值越大，光源亮度的调整越精细，因而可根据图像采集装置100本身的情况以及对光源亮度调整精细度的需求来设置n值。
23.因此，总体上，本技术的图像采集装置100探测目标对象距离图像采集装置100的当前距离，依据预先存好的校准值表确定该当前距离下应采用的脉宽调制占空比校准值，基于该校准值驱动光源140，调节光源140的亮度，在该亮度下对目标对象实施图像采集；由于该校准值表中包括对图像采集装置100进行预先实测得到的一组预设距离值及其各自对应的脉宽调制占空比校准值，因此依据该校准表确定的与当前距离对应的脉宽调制占空比校准值在用于驱动光源140时得到的光源亮度对于当前距离处的目标对象、对于图像采集装置100来说均是最合适的，所谓最合适是指图像采集装置100在该亮度下采集当前距离处的目标对象，能够得到亮度最合适的图像，不会过曝，不会过暗，图像细节清晰。
24.在本技术的实施例中，处理器120在基于探测结果查找校准值表，并基于校准值表确定要向光源驱动芯片130发送的控制信号时，可以包括如下操作：在校准值表中查找当前距离是否是多个预设距离中的一个；当当前距离是多个预设距离中的一个时，将与当前距离对应的脉宽调制占空比校准值确定为控制信号；当当前距离不是多个预设距离中的一个时，确定多个预设距离中与当前距离最接近的预设距离，并基于所确定的预设距离对应的脉宽调制占空比校准值确定控制信号。例如，以图2所示示例来描述，如果目标对象相对于图像采集装置100的当前距离为d
n
，则处理器120可确定向光源驱动芯片130发送控制信号dc
n
。如果目标对象相对于图像采集装置100的当前距离d为不是d1到d
n 1
中的任一个，但介于d
n
和d
n 1
之间，则可以基于dc
n
和dc
n 1
确定与当前距离d对应的脉宽调制占空比值dc(例如正好处于d
n
和d
n 1
的中间值时，与d对应的dc可等于dc
n
和dc
n 1
这两者的平均值)，该值虽然不是校准值中的任一个，但是基于校准值得来的，因而也可以称为校准值。又如，如果目标对象相对于图像采集装置100的当前距离d为不是d1到d
n 1
中的任一个，但略大于d
n 1
，则可以基于dc
n 1
确定与当前距离d对应的脉宽调制占空比值dc(例如简单起见，令dc＝dc
n 1
，或者dc稍稍大于dc
n 1
等等)。
25.下面结合图3描述根据本技术实施例的图像采集装置中处理器根据校准值表确定控制信号的示例性示意图。在图3的示例中，是结合了图2的示例，将校准值表中示出为包括多个预设距离d1到d
n 1
，并且示出为d1为多个预设距离中的最小预设距离，d
n 1
为多个预设距离中的最大预设距离，示出为d
max
。如图3所示，处理器120可以进一步配置为：当当前距离d小于或等于校准值表中多个预设距离中的最小预设距离d1时，将最小预设距离d1对应的脉宽调制占空比校准值dc1确定为控制信号；当当前距离d大于或等于多个预设距离中的最大预设距离d
max
时，将最大预设距离d
max
对应的脉宽调制占空比校准值dc
n 1
确定为控制信号；当当前距离大于最小预设距离d1且小于最大预设距离d
max
时，确定多个预设距离中与当前距离最接近的两个预设距离，并基于公式dc＝dc
n
‑1 (dc
n
‑
dc
n
‑1)*(d
‑
d
n
‑1)/(d
n
‑
d
n
‑1)确定控制信号。其中，d为当前距离，d
n
‑1和d
n
为与d最接近的两个预设距离，dc为与d对应的脉宽调制占空比校准值，dc
n
‑1为d
n
‑1对应的脉宽调制占空比校准值，dc
n
为d
n
对应的脉宽调制占空比校准值，n为多个预设距离的序号。
26.在该实施例中，如果当前距离不等于校准值表中的多个预设距离中的任一个，则可以确定该当前距离具体所处的一个反映与(一个或两个)预设距离之间关系的范围，从而仍然可以根据该范围的边界值(校准值表中有的预设距离值)及其对应的脉宽调制占空比
校准值确定一个合适的脉宽调制占空比值。此外，当前距离为d时，根据上述公式dc＝dc
n
‑1 (dc
n
‑
dc
n
‑1)*(d
‑
d
n
‑1)/(d
n
‑
d
n
‑1)确定的对应脉宽调制占空比值dc，能够实现依据校准值的逐级、递进式地、小范围的光源亮度调整，从而做到更精准的图像调节效果。
27.此外，当当前距离d小于d1时，对应的脉宽调制占空比值仍然等于d1对应的脉宽调制占空比校准值dc1，这意味着光源的亮度不会随着距离的减小而无限度的减小，到一定距离时，无论距离再如何减小，仍然采用相同的脉宽调制占空比校准值，这是因为，目标对象距离过近时，可能减小亮度反而不利于图像的清晰度效果。此外，当当前距离d大于d
max
时，对应的脉宽调制占空比值仍然等于d
max
对应的脉宽调制占空比校准值dc
n 1
，这意味着光源的亮度不会随着距离的增大而无限度的增加，到一定距离时，无论距离再如何增大，仍然采用相同的脉宽调制占空比校准值，这是因为，目标对象距离过远时，可能如何调节光源亮度都无法实现细节清晰的图像效果，因此也无需不必要的功率浪费。或者是因为，d
max
对应的脉宽调制占空比校准值已经被设置为100％，无法再次增大。
28.例如，继续参考图3，在本技术的实施例中，校准值表中的多个预设距离中可以包括最小预设距离(如图图3中所示的d1)和最大预设距离(如图3中所示的d
max
)，其中，最小预设距离对应的脉宽调制占空比校准值为第一校准值(如图3中所示的d1)，最大预设距离对应的脉宽调制占空比校准值为100％(如图3中所示的dc
n 1
(100％))。在该实施例中，设置一个最大距离值d
max
，且设置其对应的脉宽调制占空比校准值为100％，即使大于该距离值，对应的脉宽调制占空比值仍然等于100％。
29.在本技术的实施例中，校准值表中的多个预设距离可以是等间距或者不等间距的。也就是说，假定在校准值表中按照从小到大或者从大到小的顺序排列，任意两个相邻预设距离之间的差值是相等的，或者是不相等的，或者是部分相等、部分不相等的。多个预设距离之间是等间距或者不等间距可以根据亮度调节需求、图像采集装置100本身的图像采集特性、目标对象的种类等因素来确定。
30.在本技术的实施例中，当目标对象为移动对象时，探测模块110可以以预设频率探测目标对象相对于图像采集装置100的当前距离，所述预设频率与校准值表中的多个预设距离相关联。例如，当校准值表中的多个预设距离之间的间距比较大时，可以以较小的频率探测目标对象相对于图像采集装置100的当前距离，因为即使探测太多次，得到的距离对应的脉宽调制占空比校准值可能都是相同或相似的。当校准值表中的多个预设距离之间的间距比较小时，可以以较大的频率探测目标对象相对于图像采集装置100的当前距离，因为校准值表中的预设距离间距相对密集，对应的脉宽调制占空比校准值也是精细变化的，以较大的频率探测目标对象相对于图像采集装置100的当前距离，能够得到对应的精细准确的脉宽调制占空比校准值。
31.在本技术的实施例中，处理器120还可以配置为将图像采集装置100的图像增益设置为固定值。在该实施例中，将图像增益设置为固定值，图像增益不用反复自适应调整，这个过程缺省后，最大的好处是快速让图像稳定下来，让人不会有画面的强烈变化带来的不适。且由于本技术已经采用校准值表的方案根据距离自动调节光源亮度，因而已经能够实现采集亮度合适的图像，因而也无需通过调整图像增益来实现图像亮度调节。
32.在本技术的实施例中，探测模块110可以实现为雷达传感器模组或者其他任何能够实现距离测量的装置或设备。
33.在本技术的实施例中，光源140为红外灯，光源驱动芯片130为红外灯驱动芯片。在该实施例中，图像采集装置100具有夜视功能，通过依据校准值表根据目标对象的距离调节光源亮度，可实现夜视环境下采集到更清晰的图像。在其他实施例中，光源140也可以为其他可以实现补光功能的光源，用于在图像采集需要补光的情况下提供补光光源。相应地，光源驱动芯片130的类型与光源140的类型相对应。
34.在本技术的实施例中，处理器120可以为图像采集装置100的中央处理单元(cpu)，或者可以为微控制单元(mcu)。当实现上述输出控制信号调节光源亮度的是中央处理单元时，测距模块110可以通过通信接口12c/spi将探测结果传送至中央处理单元。当实现上述输出控制信号调节光源亮度的是微控制单元时，图像采集装置100一般仍然需要包括中央处理单元这样的处理器，来控制图像采集装置100实现其他与图像采集相关的功能。在该实施例中，测距模块110可以通过12c/spi通信接口将探测结果传送至微控制单元，微控制单元可以通过12c/uart通信接口将基于探测结果得到的控制信号传送至中央处理单元，再由中央处理单元传送至光源驱动芯片130，或者，微控制单元也可以直接将基于探测结果得到的控制信号传送至光源驱动芯片130。其中，当图像采集装置100为低功耗产品时，处理器120可以为上述微控制单元。当图像采集装置100为非低功耗产品时，处理器120可以为中央处理单元。
35.基于上面的描述，根据本技术实施例的图像采集装置探测目标对象距离图像采集装置的当前距离，依据预先存好的校准值表确定该当前距离下应采用的脉宽调制占空比校准值，基于该校准值驱动光源，调节光源的亮度，在该亮度下对目标对象实施图像采集；由于该校准值表中包括对图像采集装置进行预先实测得到的一组预设距离值及其各自对应的脉宽调制占空比校准值，因此依据该校准表确定的与当前距离对应的脉宽调制占空比校准值在用于驱动光源时得到的光源亮度对于当前距离处的目标对象、对于图像采集装置来说均是最合适的，所谓最合适是指图像采集装置在该亮度下采集当前距离处的目标对象，能够得到亮度最合适的图像，不会过曝，不会过暗，图像细节清晰。
36.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本技术的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本技术的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本技术的范围之内。
37.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
38.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
39.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构
和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
40.类似地，应当理解，为了精简本技术并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本技术的示例性实施例的描述中，本技术的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本技术的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本技术要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本技术的单独实施例。
41.本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
42.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
43.本技术的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本技术实施例的一些模块的一些或者全部功能。本技术还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本技术的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
44.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本技术可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
45.以上所述，仅为本技术的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。