基于DPS技术的日夜型摄像机的研制

2 系统硬件设计

2.1 滤光片驱动开关

系统的硬件设计的主要任务就是为滤光片驱动开关来设计驱动电路，为此，我们先要了解驱动开关的要求，其实例图片如图2所示，它是有一个电机来控制两个滤光片的自动切换，在白天模式下，使用如图右边的红外滤光片，在夜晚模式下，开关会切换到左边的增透镜片，可以最大限度的增加进光量。电机只需要DC3.3V／50mA的驱动条件。并且器件符合国际环保Rohs标准。

2.2 驱动电路设计

当DPS摄像机监控的环境由白天转入夜晚时，处理器的GPIO口会输出一个从高电平到低电平的一个转换，然后保持在低电平；同理，当环境由夜晚模式转入白天模式时，GPIO口也会出现一个从低电平到高电平的转换。利用GPIO口电平的这种变换，来驱动一个滤光片开关来进行来回切换。如图3所示，摄像机输出的信号从IN口输入，首先经过Q1使信号翻转，然后通过两个比较器对信号进行比较，使得在IN信号在发生转换的时候，从比较器输出的两路信号有一个宽度压差。最后通过4个MOS管驱动滤光片开关。4个MOS管成互补方式，在任一时刻只有两个工作，保证滤光片开关的正反转工作。

在驱动电路中，使用单电源供电，电源输入使用DC12V，使用两个DC-DC转换模块LM7805、LT1086CT-3.3，最终使电压稳定在3.3V。图中所有的V+均为3.3V。

从夜晚模式转到白天模式的输出如图4所示。输出一个宽度约为500ms的矩形脉冲，驱动滤光片开关翻转，使得镜片调节到红外滤光片；同理，如果是从白天模式转换为夜晚模式，输出的宽度相同，但极性相反，使开关向反方向转动。

3 系统软件的设计

系统的软件部分包括对系统的初始化，进行图像的增强去躁功能等，进而增加夜晚模式时图像的清晰度。其结构流程图如图5所示，系统的初始化工作包括系统增益、系统转换延时等，其具体没置如下列的语句：

初始化完成后转入检测用户是否设置在黑夜模式时转化为黑白模式，缺省值为彩色模式；然后检测用户设置的白天／夜晚模式的阈值，并对阈值进行判断，如果小于阈值则认为系统进入黑夜模式，自动调用图像增强去躁程序，如果大于此阈值，则系统处于白天模式。

其中图像增强去跺程序是系统进入黑夜模式，系统图像出现噪声，雪花点增多增大，图像边沿模糊等情况出现时，对图像进行优化而编写的代码，具体采用众数滤波方式来去除图像噪声，众数滤波就是用众数值取代原来的灰度值，其优点是去躁的同时又可以较好的保留并锐化边缘部分。相比较中值滤波，均值滤波等去躁效果较好；此外采取微分锐化来对图像进行优化。

4 结束语

通过对系统进行测试，已经能够应用于实际工程。基于对系统不断优化的考虑，拟对系统的硬件进行优化，把目前的滤光片开关的机械装置更换为电子类型，以增加其使用寿命和稳定性；同时对系统图像增强程序的算法进一步优化，使用更高效，效果更明显的算法。