一種基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法技術

本發明專利技術提出了一種基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法。首先基于圖像處理技術判斷CMOS圖像傳感器輸出圖像中是否存在動態目標。當視場中存在動態目標時，按照圖像識別要求對CMOS圖像傳感器分辨率進行調節至最佳；當視場內無動態目標時，則自動降低CMOS圖像傳感器的分辨率。本方法通過自適應地控制CMOS圖像傳感器的分辨率，最大限度的減少冗余圖像信息，提高硬盤存儲空間的使用效率。同時，在滿足目標識別的前提下，自適應地降低傳感器輸出圖像分辨率，從而提高目標識別的速率。

【技術實現步驟摘要】
一種基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法
本專利技術涉及一種基于CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器的自適應分辨率實現方法，屬于光電

技術介紹
隨著CMOS圖像傳感器技術的不斷發展，基于CMOS圖像傳感器的視頻技術已經被廣泛應用于航空、航天和視頻監控等領域。視頻監控系統和目標探測系統的視頻數據往往需要存儲于外部硬盤，以便進行備份和事后調用。在常規的目標探測識別和視頻監控系統中，其圖像傳感器輸出圖像的分辨率始終保持不變。對于連續工作的圖像傳感器而言，希望儲存時間越長的視頻數據，或者越是清晰的高分辨率視頻圖像，則需要硬盤存儲空間越大。然而，目標探測識別和實時監控主要針對某些特定的對象(如進入視場的人)進行監控。當視場內無目標出現(如夜晚時)，如仍按高分辨率進行數據采集與存儲，將產生大量的冗余信息，進而導致硬盤存儲空間的浪費。另一方面，對于目標識別而言，圖像分辨率越高，越能分辨出視場中的目標細節，其目標識別率也就越高。然而，高分辨率視頻圖像將導致數據量的極劇增加，從而使后端的數據處理運算量大幅增多，從而降低了目標識別的速率。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決在光電探測系統、視頻監控系統中存在的冗余視頻數據量大導致浪費存儲空間、目標識別速率慢等問題，提出一種基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法。本專利技術所提出方法的原理為：首先，對視場內的場景進行基于CMOS圖像傳感器的圖像采集，得到數字圖像；而后，應用數字圖像處理技術，對所采集數字圖像進行處理，以判斷當前視場內是否存在動態目標、當前分辨率是否滿足目標識別要求等；最后，依據圖像處理結果對CMOS圖像傳感器輸出圖像的分辨率進行實時調整，進而實現成像分辨率的自適應控制。本專利技術所采用的技術方案如下：一種基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法，包括以下步驟：步驟一、使用基于CMOS圖像傳感器的系統-對視場進行圖像采集，得到數字圖像。其中，在系統初始工作時，需預設CMOS圖像傳感器的初始化分辨率，該分辨率為所選用CMOS圖像傳感器所支持的最高和最低分辨率的平均整數值。所述CMOS圖像傳感器必須具有可變分辨率功能，即，能夠通過改變其外部引腳的電平高低或寄存器的配置等調節CMOS圖像傳感器的分辨率，以實現對后續對其輸出圖像分辨率的動態控制(增大、保持或減小)。步驟二、判斷數字圖像中是否存在動態目標。如果沒有動態目標，則調節CMOS圖像傳感器的分辨率至最低；如果存在動態目標，則檢測當前分辨率是否滿足目標識別要求。所述檢測當前分辨率是否滿足目標識別要求的具體方法如下：設當前視場內的動態目標所占像素數為m，目標識別算法能夠準確識別目標時要求目標所占像素數的下限值為n。定義n＝m×4h，則若h>0，表示當前分辨率低，不能滿足目標識別的要求，意味著需要增大分辨率；若h＝0，表示當前分辨率恰好滿足目標識別的要求，意味著需要保持分辨率；若h<0，表示當前分辨率偏高，意味著需要減小分辨率。步驟三、根據步驟二中對動態目標當前分辨率檢測結果(即h值大小)，對CMOS圖像傳感器輸出圖像的分辨率進行自適應調整。調整方法為：若h>0，則將分辨率上調1檔；若h＝0，則保持當前分辨率；若h<0，則將分辨率下調1檔。具體的，每下調1檔，則橫向和縱向分辨率分別變為原分辨率的1/2；反之，每上調1檔，則橫向和縱向分辨率分別變為原分辨率的2倍。重復執行調節過程，直至h＝0得到最佳分辨率。循環執行上述過程，即可實現系統成像分辨率的自適應控制。有益效果本專利技術方法具有以下優點：(1)提高硬盤存儲空間的使用效率。當視場內不存在動態目標時，系統會自動配置CMOS圖像傳感器以最低分辨率運行，使得在保證系統正常運行的同時，能最大限度的減少冗余視頻數據，降低了對外部硬盤存儲空間的要求，節省視頻存儲空間，提高硬件使用效率。(2)可在滿足目標識別的前提下，自適應地降低傳感器輸出圖像分辨率，從而提高目標識別的速率。(3)提高視頻監控系統的智能性。通過應用本專利技術所提出的方法，視頻監控系統和光電探測系統可依據視場內有無目標或目標特性，對自身的分辨率進行自適應控制，從而極大地提高視頻監控系統的智能性。附圖說明圖1為本專利技術方法的流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式進行說明。如圖1所示，基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法的工作過程如下：第一步：初始化CMOS圖像傳感器的分辨率，將其設置于中等分辨率模式。所應用的CMOS圖像傳感器必須具有可變分辨率的功能，即可通過改變其外部引腳的電平高低或寄存器的配置等調節CMOS圖像傳感器的分辨率，以實現對后續對其輸出圖像分辨率的動態控制(增大、保持或減小)。第二步：按當前分辨率進行圖像采集。第三步：對第二步所得圖像進行圖像處理，判斷視場內是否有動態目標。第四步：根據第三步判斷結果，如果當前視場內不含動態目標，則將分辨率下調至最低分辨率，流程結束；如果當前視場內含動態目標，則判斷是否處于最佳分辨率狀態，如果當前分辨率為最佳分辨率，則保持當前分辨率，流程結束。具體的判斷方法如下：設當前視場內的動態目標所占像素數為m，目標識別算法能夠準確識別目標時要求目標所占像素數的下限值為n。定義n＝m×4h，則若h>0，表示當前分辨率低，不能滿足目標識別的要求，意味著需要增大分辨率；若h＝0，表示當前分辨率恰好滿足目標識別的要求，意味著需要保持分辨率；若h<0，表示當前分辨率偏高，意味著需要減小分辨率。第五步：根據第四步判斷結果，如果當前視場內有動態目標，且當前的圖像分辨率并非最佳分辨率，即h≠0，則根據h值對圖像分辨率進行自適應控制。其分辨率自適應控制方法如下：若h>0，則將分辨率上調1檔；若h<0，則將分辨率下調1檔。反之，每上調1檔，則橫向和縱向分辨率分別變為原分辨率的2倍；每下調1檔，則橫向和縱向分辨率分別變為原分辨率的1/2。第六步：如果流程運行到第五步，即CMOS圖像傳感器的分辨率按照第五步進行了調整，則返回至第二步，再次進行圖像采集，并按照以上步驟循環運行，直至第四步判定當前視場內不含動態目標，并將分辨率下調至最低分辨率，或者判定當前分辨率為最佳分辨率，即h＝0，流程結束。循環執行上述過程，即可實現系統成像分辨率的自適應控制。以上僅為本專利技術的較佳實施例而已，并非用于限定本專利技術的保護范圍。凡在本專利技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一、使用基于CMOS圖像傳感器的系統對視場進行圖像采集，得到數字圖像；其中，在系統初始工作時，需預設CMOS圖像傳感器的初始化分辨率，該分辨率為所選用CMOS圖像傳感器所支持的最高和最低分辨率的平均整數值；所述CMOS圖像傳感器必須具有可變分辨率功能，即，能夠通過改變其外部引腳的電平高低或寄存器的配置等調節CMOS圖像傳感器的分辨率；步驟二、判斷數字圖像中是否存在動態目標；如果沒有動態目標，則調節CMOS圖像傳感器的分辨率至最低；如果存在動態目標，則檢測當前分辨率是否滿足目標識別要求；所述檢測當前分辨率是否滿足目標識別要求的具體方法如下：設當前視場內的動態目標所占像素數為m，目標識別算法能夠準確識別目標時要求目標所占像素數的下限值為n、定義n＝m×4h，則若h>0，表示當前分辨率低，不能滿足目標識別的要求，意味著需要增大分辨率；若h＝0，表示當前分辨率恰好滿足目標識別的要求，意味著需要保持分辨率；若h<0，表示當前分辨率偏高，意味著需要減小分辨率；步驟三、根據步驟二中對動態目標當前分辨率檢測結果，對CMOS圖像傳感器輸出圖像的分辨率進行自適應調整；調整方法為：若h>0，則將分辨率上調1檔；若h＝0，則保持當前分辨率；若h<0，則將分辨率下調1檔；具體的，每下調1檔，則橫向和縱向分辨率分別變為原分辨率的1/2；反之，每上調1檔，則橫向和縱向分辨率分別變為原分辨率的2倍；重復執行調節過程，直至h＝0得到最佳分辨率；循環執行上述過程，即可實現系統成像分辨率的自適應控制。...

【技術特征摘要】
1.一種基于CMOS圖像傳感器的自適應分辨率實現方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一、使用基于CMOS圖像傳感器的系統對視場進行圖像采集，得到數字圖像；其中，在系統初始工作時，需預設CMOS圖像傳感器的初始化分辨率，該分辨率為所選用CMOS圖像傳感器所支持的最高和最低分辨率的平均整數值；所述CMOS圖像傳感器必須具有可變分辨率功能，能夠通過改變其外部引腳的電平高低或寄存器的配置調節CMOS圖像傳感器的分辨率；步驟二、判斷數字圖像中是否存在動態目標；如果沒有動態目標，則調節CMOS圖像傳感器的分辨率至最低；如果存在動態目標，則檢測當前分辨率是否滿足目標識別要求；所述檢測當前分辨率是否滿足目標識別要求的具體方法如下：設當前視場內的動態目標所占像素數為m，目標識別算法能夠準確識別目標時要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郝群，宋勇，胡搖，王子寒，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：北京;11