1 系統(tǒng)運行原理
系統(tǒng)結構如圖1所示，DPS攝像機通過傳感器芯片獲取光信號，從而根據(jù)設定的閾值來判斷白天／夜晚模式，這里傳感器對光照度判斷的閾值我們可以通過OSD菜單對它進行設置。這樣就可以針對不同的環(huán)境來設置不同的閾值使得攝像機能夠運行更平穩(wěn)，不至于出現(xiàn)誤動作。攝像機的GPIO口會輸出一個從高電平到低電平的轉換信號給自動控制電路，自動控制電路根據(jù)從攝像機輸出的信號來驅動濾光片開關轉動，使得開關能自動調節(jié)到合適的鏡片，最人限度地保證進光量。此外存攝像機內部也提供了檢測程序，一旦攝像機進入夜晚模式，可根據(jù)用戶的要求自動把圖像轉換為黑白圖像，以增加圖像的清晰度；同時在攝像機中加入圖像增強去噪功能，當進入夜晚模式下，這個功能能夠更好的發(fā)揮作用。
2 系統(tǒng)硬件設計
2.1 濾光片驅動開關
系統(tǒng)的硬件設計的主要任務就是為濾光片驅動開關來設計驅動電路，為此，我們先要了解驅動開關的要求，其實例圖片如圖2所示，它是有一個電機來控制兩個濾光片的自動切換，在白天模式下，使用如圖右邊的紅外濾光片，在夜晚模式下，開關會切換到左邊的增透鏡片，可以最大限度的增加進光量。電機只需要DC3.3V／50mA的驅動條件。并且器件符合國際環(huán)保Rohs標準。
2.2 驅動電路設計
當DPS攝像機監(jiān)控的環(huán)境由白天轉入夜晚時，處理器的GPIO口會輸出一個從高電平到低電平的一個轉換，然后保持在低電平；同理，當環(huán)境由夜晚模式轉入白天模式時，GPIO口也會出現(xiàn)一個從低電平到高電平的轉換。利用GPIO口電平的這種變換，來驅動一個濾光片開關來進行來回切換。如圖3所示，攝像機輸出的信號從IN口輸入，首先經(jīng)過Q1使信號翻轉，然后通過兩個比較器對信號進行比較，使得在IN信號在發(fā)生轉換的時候，從比較器輸出的兩路信號有一個寬度壓差。最后通過4個MOS管驅動濾光片開關。4個MOS管成互補方式，在任一時刻只有兩個工作，保證濾光片開關的正反轉工作。
在驅動電路中，使用單電源供電，電源輸入使用DC12V，使用兩個DC-DC轉換模塊LM7805、LT1086CT-3.3，最終使電壓穩(wěn)定在3.3V。圖中所有的V+均為3.3V。
從夜晚模式轉到白天模式的輸出如圖4所示。輸出一個寬度約為500ms的矩形脈沖，驅動濾光片開關翻轉，使得鏡片調節(jié)到紅外濾光片；同理，如果是從白天模式轉換為夜晚模式，輸出的寬度相同，但極性相反，使開關向反方向轉動。
3 系統(tǒng)軟件的設計
系統(tǒng)的軟件部分包括對系統(tǒng)的初始化，進行圖像的增強去躁功能等，進而增加夜晚模式時圖像的清晰度。其結構流程圖如圖5所示，系統(tǒng)的初始化工作包括系統(tǒng)增益、系統(tǒng)轉換延時等，其具體沒置如下列的語句：
初始化完成后轉入檢測用戶是否設置在黑夜模式時轉化為黑白模式，缺省值為彩色模式；然后檢測用戶設置的白天／夜晚模式的閾值，并對閾值進行判斷，如果小于閾值則認為系統(tǒng)進入黑夜模式，自動調用圖像增強去躁程序，如果大于此閾值，則系統(tǒng)處于白天模式。
其中圖像增強去跺程序是系統(tǒng)進入黑夜模式，系統(tǒng)圖像出現(xiàn)噪聲，雪花點增多增大，圖像邊沿模糊等情況出現(xiàn)時，對圖像進行優(yōu)化而編寫的代碼，具體采用眾數(shù)濾波方式來去除圖像噪聲，眾數(shù)濾波就是用眾數(shù)值取代原來的灰度值，其優(yōu)點是去躁的同時又可以較好的保留并銳化邊緣部分。相比較中值濾波，均值濾波等去躁效果較好；此外采取微分銳化來對圖像進行優(yōu)化。
4 結束語
通過對系統(tǒng)進行測試，已經(jīng)能夠應用于實際工程?；趯ο到y(tǒng)不斷優(yōu)化的考慮，擬對系統(tǒng)的硬件進行優(yōu)化，把目前的濾光片開關的機械裝置更換為電子類型，以增加其使用壽命和穩(wěn)定性；同時對系統(tǒng)圖像增強程序的算法進一步優(yōu)化，使用更高效，效果更明顯的算法。
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