隨著安防監控市場的發展，單純進行白天監控的攝像機已經不能滿足市場的需求。這種情況下能夠同時對白天和夜晚進行監控的攝像機也就應運而生了。口前市場上所出現的日夜型攝像機都是通過在夜晚加裝紅外燈來達到夜晚監控的目的，而且白天和夜晚兩種模式不能進行自動切換。基于DPS技術攝像機的傳感器有一特殊功能，就是通過判斷進入傳感器的光照度，能夠提供給處理器白天／夜晚的信號。通過自動控制電路利用此信號可以控制濾光片驅動開關動作。此方案具有設計成本小、系統工作穩定等優點。

1 系統運行原理

系統結構如圖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境來設置不同的閾值使得攝像機能夠運行更平穩，不至于出現誤動作。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躁功能，當進入夜晚模式下，這個功能能夠更好的發揮作用。

2 系統硬件設計

2.1 濾光片驅動開關

系統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保Rohs標準。

2.2 驅動電路設計

當DPS攝像機監控的環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，當環境由夜晚模式轉入白天模式時，GPIO口也會出現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 系統軟件的設計

系統的軟件部分包括對系統的初始化，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，系統的初始化工作包括系統增益、系統轉換延時等，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，則系統處于白天模式。

其中圖像增強去跺程序是系統進入黑夜模式，系統圖像出現噪聲，雪花點增多增大，圖像邊沿模糊等情況出現時，對圖像進行優化而編寫的代碼，具體采用眾數濾波方式來去除圖像噪聲，眾數濾波就是用眾數值取代原來的灰度值，其優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化。

4 結束語

通過對系統進行測試，已經能夠應用于實際工程。基于對系統不斷優化的考慮，擬對系統的硬件進行優化，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定性；同時對系統圖像增強程序的算法進一步優化，使用更高效，效果更明顯的算法。

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