图像采集与处理装置与移动载体
技术领域
本申请涉及图像采集领域，具体而言，涉及一种图像采集与处理装置与移动载体。
背景技术
在现有的交通系统中，LED照明因为效率高、稳定性好对于汽车和道路标志带来了诸多改善，但同时也为基于视觉的驾驶辅助系统(如交通标志辨识、自动刹车以及夜视功能)带来了种种挑战。LED交通信号灯以及LED车灯的闪烁消除，是当前ADAS以及自动驾驶领域对图像传感器一个重要需求。
50Hz/60Hz交流电驱动的光源或是LED受脉冲调制驱动(Pulse WidthModulation)的光源都不是常亮的光源，光源是按一定频率在亮/暗状态间切换。由于人眼视觉暂留效应，当亮/暗切换频率高于90Hz的时候人眼就不会察觉到闪烁，但是对于相机系统，不存在人眼的视觉暂留效应，当曝光时间低于一定程度，并且，曝光窗口正好落在光源为暗的相位上面，则曝光产生的图像中，光源部分就是暗的。所以直接情况中当相机遇上闪烁的光源，会拍到有亮暗变化的现象，ADAS或自动驾驶系统会因为捕获到闪烁的红绿灯或交通标志图像，导致误判，影响自动驾驶的决策，造成安全问题。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种图像采集与处理装置与移动载体，以解决现有技术中的相机捕捉到闪烁的光源导致的误判的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种图像采集与处理装置，该图像采集与处理装置包括：镜头组件；图像处理器，与所述镜头组件电连接，所述图像处理器用于控制所述镜头组件的曝光时间，以使得所述曝光时间与所述镜头组件单位时间的通光量的乘积小于预定曝光量，其中，所述曝光时间大于或者等于待采集光源的闪烁周期，所述预定曝光量为不发生过曝的最小曝光量。
可选地，所述镜头组件包括依次排列的多个透镜，多个所述透镜中的一个为减光透镜。
可选地，所述减光透镜为所述镜头组件中与外界环境距离最小的所述镜头。
可选地，所述减光透镜用于吸收或者反射波长在400～650nm之间的光波。
可选地，所述减光透镜包括透镜和设置在所述透镜上的减光膜。
可选地，所述减光膜为光吸收膜。
可选地，所述镜头组件包括光栅，所述光栅的直径为
可选地，所述镜头组件的曝光时间为T2，T2≤Tmax，其中，Tmax为运动模糊所允许的最大曝光时间。
可选地，所述图像处理器还用于根据目标亮度以及所述曝光时间确定曝光增益。
可选地，所述图像处理器还用于控制所述镜头组件进行自动曝光。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种移动载体，包括任一种所述的图像采集与处理装置。
在本发明实施例中，上述的图像采集与处理装置中，图像处理器控制镜头组件的曝光时间大于或者等于待采集光源的闪烁周期，这样使得闪烁光源的完整亮的状态都会被记录下来，使得产生的图像能够准确地反映光源的状态，从而保证了后续根据该图像判断的结果较为准确，从而避免了现有技术中的曝光时间较短导致的误判问题。并且，该方案中控制镜头组件的单位时间的广通力量和曝光时间的乘积小于预定曝光量，这样能够保证该图像采集与处理系统得到的图像不会发生过曝光现象，进一步保证了该图像较为清晰，后续可以根据该图像进行准确的判断。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的图像采集与处理装置的实施例的结构意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
正如背景技术中所说的，现有技术中的相机捕捉到闪烁的光源导致的误判的问题，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种图像采集与处理装置。
根据本申请的实施例，提供了一种图像采集与处理装置。如图1所示，该图像采集与处理装置包括镜头组件10和图像处理器20，图像处理器20与上述镜头组件10电连接，上述图像处理器20用于控制上述镜头组件10的曝光时间，以使得上述曝光时间与上述镜头组件单位时间的通光量的乘积小于预定曝光量，其中，上述曝光时间大于或者等于待采集光源的闪烁周期，上述预定曝光量为不发生过曝的最小曝光量。
上述的图像采集与处理装置中，图像处理器控制镜头组件的曝光时间大于或者等于待采集光源的闪烁周期，这样使得闪烁光源的完整亮的状态都会被记录下来，使得产生的图像能够准确地反映光源的状态，从而保证了后续根据该图像判断的结果较为准确，从而避免了现有技术中的曝光时间较短导致的误判问题。并且，该方案中控制镜头组件的单位时间的广通力量和曝光时间的乘积小于预定曝光量，这样能够保证该图像采集与处理系统得到的图像不会发生过曝光现象，进一步保证了该图像较为清晰，后续可以根据该图像进行准确的判断。
具体的一种实施例中，图像信号图像处理器的自动曝光算法模块，根据输入是图像信息，经过算法提取出整张图像的加权平均亮度信息，自动曝光算法根据与目标亮度的差异在通过查询曝光时间/增益控制表来得到需要控制的曝光时间和增益。具体通过控制曝光时间/增益的控制表来决定允许的最短曝光时间，从而抑制闪烁。
上述的方案中，对应的待采集的光源可以为任何的光源，本申请的一种具体的实施例中，上述光源为交通灯或者交通标志(由灯组成)。对于交通灯来说，后续可以根据图像采集与处理装置得到的图像准确地可以判断出交通灯的状态，该实施例中，使该图像采集与处理系统仅用于交通标志或交通灯的识别，做到专用用途以便更有针对性的优化曝光和白平衡等参数。
本申请的镜头组件可以为现有技术中任何满足上述方案的要求的结构，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的镜头组件。
本申请的一种具体的实施例中，上述镜头组件包括依次排列的多个透镜，多个上述透镜中的一个为减光透镜。该减光透镜用于减少该镜头组件单位时间内的通光量，这样，就可以进一步保证图像采集与处理装置在增加曝光时间的同时保证图像不过曝，进一步保证了得到的图像较为清晰且能准确地拍摄到光源的状态，从而能够进一步保证后续根据该图像得到准确的判断结果。
本申请中的上述减光透镜实际上就是中灰镜，其在减少通光量的同时保证无偏色，这样进一步保证获得的图像更加真实准确。
本申请中的上述减光透镜可以为镜头组件中的任何一个，只要能起到减少进入镜头组件的光的作用即可。本领域技术人员可以根据实际情况选择在合适的位置设置一个减光透镜。
本申请的一种具体的实施例中，上述减光透镜为上述镜头组件中与外界环境距离最小的上述镜头。即该减光透镜为镜头组件中最外侧的一个透镜。
需要说明的是，本申请中的减光透镜为可以吸收或者反射合适波长范围内的光波的透镜，只要能够减少进入镜头组件的光通量即可。为了进一步保证该减光透镜的减光效果，本申请的一种实施例中，上述减光透镜用于吸收或者反射波长在400～650nm之间的光波，即该减光透镜可以吸收或者反射部分可见光。
本申请的减光透镜为现有技术中任何一种可行的减光镜，只要能起到减少进入镜头组件的光通量的效果即可。本申请的一种具体的实施例中，上述减光透镜包括透镜和设置在上述透镜上的减光膜。即在普通透镜的表面上设置一个减光膜，形成减光透镜。更为具体的一种实施例中，上述减光膜为吸收型中性灰滤光膜，即该减光膜为光吸收膜。
当然，用于减少进入镜头组件的光通量的方式并不限于通过上述的减光透镜来实现，还可以通过其他的可行的方式实现，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的结构来减少进入镜头组件的光通量。
本申请的一种具体的实施例中，上述镜头组件包括光栅，即光圈，上述光栅的直径
本申请的另一种实施例中，上述镜头组件的曝光时间为T2，T2≤Tmax，其中，Tmax为运动模糊所允许的最大曝光时间。这样不仅可以保证该镜头组件的曝光时间覆盖到光源的闪烁周期，还可以进一步保证该图像的自然清晰。最大为运动模糊所允许的最大曝光时间如Tmax(如20ms，越长的曝光时间会使得运动模糊越严重，所以需要根据实际需要制定允许的最长曝光时间)。
本申请的一种具体的实施例中，上述曝光时间大于11ms，这样的曝光时间可以覆盖90Hz及以上的闪烁的光源。
本申请的另一种实施例中，上述图像处理器还用于根据目标亮度以及上述曝光时间确定曝光增益，使得暗场景下有相对合理的曝光以及可控的成像噪声。
为了使得该图像采集与处理系统的自动化程度更高，本申请的一种实施例中，上述图像处理器还用于控制上述镜头组件进行自动曝光。
本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种移动载体，该移动载体包括上述任一种的图像采集与处理装置。
该移动载体由于包括上述的图像采集与处理装置，使得后续能够根据该装置得到的图像准确地判断出该交通信号灯或者交通标志的状态，从而可以根据该交通信号灯后者交通标志进一步做出安全的行驶策略。
需要说明的是本申请的移动载体可以为现有技术中的任何移动载体，比如自动驾驶汽车等。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以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系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请的图像采集与处理装置中，图像处理器控制镜头组件的曝光时间大于或者等于待采集光源的闪烁周期，这样使得闪烁光源的完整亮的状态都会被记录下来，使得产生的图像能够准确地反映光源的状态，从而保证了后续根据该图像判断的结果较为准确，从而避免了现有技术中的曝光时间较短导致的误判问题。并且，该方案中控制镜头组件的单位时间的广通力量和曝光时间的乘积小于预定曝光量，这样能够保证该图像采集与处理系统得到的图像不会发生过曝光现象，进一步保证了该图像较为清晰，后续可以根据该图像进行准确的判断。
2)、本申请的移动载体由于包括上述的图像采集与处理装置，使得后续能够根据该装置得到的图像准确地判断出该交通信号灯或者交通标志的状态，从而可以根据该交通信号灯后者交通标志进一步做出安全的行驶策略。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
