[发明专利]可见光CCD相机曝光时间控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CCD相机控制技术，尤其涉及一种可见光CCD相机曝光时间控制方法。

背景技术

现有CCD相机曝光时间控制技术，除了在垂直转移控制时序中设置了多个连续的行周期控制脉冲驱动外，还在电子快门控制时序中设置了多个连续的积分时间控制脉冲，多个积分时间控制脉冲与除最后一个行周期以外的多个行周期一一对应，即在每个行周期运行时间段内都进行一次曝光处理；存在的问题是：在目标及背景光信号亮度的变化较大的环境下，CCD相机需要对曝光时间（也即通过控制电子快门来调节积分时间）进行频繁调节，这种控制模式不仅操作麻烦，而且会导致CCD相机在进行图像特征提取时由于曝光时间跳跃变化，会出现目标成像亮度不够或饱和，失去跟踪目标的鲁棒性；另外，由于现有控制模式的固有特点，曝光时间调节的精度只能以行周期为最小步进调节单位，导致曝光时间控制精度较低，影响成像质量。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种可见光CCD相机曝光时间控制方法，包括：用于向CCD相机提供垂直转移控制时序和电子快门控制时序的CCD时序驱动电路；所述垂直转移控制时序通过多个连续的行周期控制脉冲驱动对CCD电荷信号进行垂直转移处理，对应单个行周期控制脉冲驱动的垂直转移处理时间记为行周期运行时间段；所述电子快门控制时序通过电子快门脉冲驱动对CCD积分时间进行控制，从而实现CCD相机的曝光处理，对应电子快门脉冲驱动的处理时间记为积分时间段；其创新在于：

所述电子快门控制时序中，仅设置了一个电子快门脉冲驱动，对应此电子快门脉冲驱动的积分时间段与最后一个行周期运行时间段的时域区段对应，在CCD相机的帧周期中，CCD相机仅在最后一个行周期运行时间段内进行曝光处理。

本发明的原理是：本发明的方案中，把现有技术中分散在各个行周期中的电子快门转移时间全部转移至最后一个行周期运行时间段内，从而使CCD相机仅在最后一个行周期运行时间段内进行曝光处理，这不仅简化了CCD相机的控制时序，而且避免了现有技术中需要在单帧成像过程中频繁调节增益的问题，可大幅提高CCD相机在跟踪目标时的鲁棒性。

基于前述方案，本发明还提出了如下的优选方案来对积分时间段的长度进行调节，具体方案为：所述CCD相机能对积分时间段的长度进行动态调节，调节方法如下：

T0=T1×D0D1]]>

D1=Σn=1mdnm]]>

其中，T₀即为下一帧成像中积分时间段的长度，CCD相机根据上述两个公式的计算结果，确定T₀的数值；T₁为当前帧成像中积分时间段的长度；D₀为期望平均灰度，D₀为预设值；D₁为当前帧成像中的实际平均灰度；d_n为第n个像元的灰度数值，m为CCD相机的像元数量，n∈m。

本发明的积分时间调节方法不仅可以很好的配合本发明的曝光时间控制方案，而且相比于现有的某些积分时间调节方法，本发明的积分时间调节方法还具备运算简单、调节精度高、响应速度快以及硬件电路简单的优势，CCD相机可以很快地计算出控制参数，这就使得我们可以为CCD相机的积分时间调节设置更小的步进调节单位，从而提高成像质量，十分利于高精度要求场合的应用需求。