红外滤光片切换的检测方法、装置及系统.pdf

本发明公开了一种摄像机红外滤光片切换的检测方法、装置及系统，通过对需要验证彩色黑白切换效果的摄像机所获取到的视频图像进行自动扫描检测，确定图像中是否存在扫描黑边，并再确定摄像机是否正在进行红外滤光片切换，从而实现了对摄像机的红外滤光片切换的自动检测。与现有技术中采用的人工检测方式相比，本发明实施例提供的该方案大大提升了红外滤光片切换的检测效率。

权利要求书
1.  一种红外滤光片切换的检测方法，其特征在于，包括：
通过对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行预定的检测操作，判断所述图像中是否存在扫描黑边；
在判断结果为是时，确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行预定的检测操作，判断所述图像中是否存在扫描黑边，具体包括：
通过对所述图像所包含的边缘的检测，判断所述图像中是否存在两条垂直边缘；
在判断结果为是时，确定两条垂直边缘的间距、位于两条垂直边缘之间的像素的Y分量的平均值和Y分量的方差平方值；并
当两条垂直边缘的间距不小于预设的扫描黑边判定阈值，且所述Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且所述Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值时，判断所述图像中存在扫描黑边；否则，判断所述图像中不存在扫描黑边。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行预定的检测操作，判断所述图像中是否存在扫描黑边，具体包括：
对所述摄像机获得的图像执行第一、第二扫描过程；
根据通过执行第一扫描过程而连续扫描到的满足预设判定条件的第一预定列数中的第一列像素所在列的编号k，以及通过执行第二扫描过程而连续扫描到的满足所述判定条件的第二预定列数中的第一列像素所在列的编号w，判断出w减去k所得的差值不小于预设扫描黑边判定阈值时，确定所述图像中存在扫描黑边，否则确定所述图像中不存在扫描黑边；
其中，所述第一扫描过程包括：从图像中具备最小编号的一列像素开始， 沿指定方向扫描所述图像，并在连续扫描到第一预定列数的满足预设判定条件的多列像素时，确定所述连续扫描到的满足所述判定条件的第一预定列数中的第一列像素所在列的编号k；
所述第二扫描过程包括：从图像中具备最大编号的一列像素开始，沿所述指定方向的反方向扫描所述图像，并在连续扫描到第二预定列数的满足所述判定条件的多列像素时，确定所述连续扫描到的满足所述判定条件的第二预定列数中的第一列像素所在列的编号w；
其中，所述图像中的沿指定方向排列的各列的编号依次递增；
所述判定条件为：一列像素在YUV空间中的Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且该列像素在YUV空间中的Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值。

4.  如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：确定所述图像的Y分量的最小值、所述图像的Y分量的平均值以及所述图像的Y分量的方差平方值；则
当w减去k所得的差值小于扫描黑边判定阈值时，所述方法还包括：
根据Y分量方差阈值和视频图像的Y分量的方差平方值的预设映射关系，确定所述图像的Y分量的方差平方值对应的Y分量方差阈值，并根据确定的Y分量方差阈值更新所述预设Y分量方差阈值；以及
根据Y分量的最小值、Y分量的平均值和Y分量亮度阈值的预设映射关系，确定所述图像的Y分量的最小值和Y分量的平均值所对应的Y分量亮度阈值，并根据确定的Y分量亮度阈值更新所述预设Y分量亮度阈值。

5.  如权利要求1~4任一所述的方法，其特征在于，在确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换之后，还包括：
针对摄像机在获得所述图像之后所获得的预定个数的图像，确定所述预定个数的图像中的由摄像机最后获得的图像；
判断k与针对所述最后获得的图像分别执行第一扫描过程而确定出的k的 差值是否小于预设的移动距离阈值，或判断w与针对所述最后获得的图像分别执行第二扫描过程而确定出的w的差值是否小于预设的移动距离阈值；
在判断结果为是时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。

6.  如权利要求1~4任一所述的方法，其特征在于，在确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换之后，还包括：
判断所述摄像机在规定时间长度内发生的红外滤光片切换的次数是否大于预设的切换次数阈值；
在判断结果为是时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。

7.  如权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障之后，还包括：
确定摄像机在连续发生的两次红外滤光片切换之间获得的至少一组相邻视频图像；
确定所述相邻视频图像中的两个视频图像的Y分量的平均值之差；
通过比较所述平均值之差与预先设置的亮度变化量阈值，确定摄像机是否对环境的亮度变化过于敏感。

8.  如权利要求1~4任一所述的方法，其特征在于，在确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换之后，还包括：
依次判断针对摄像机在获得所述图像之后所获得的各个图像而分别确定出的k与w的差值的绝对值是否小于预设的扫描黑边判定阈值；并
在第一次得到判断为是的判断结果时，确定所述摄像机完成红外滤光片切换；
通过比较得出所述判断结果所依据的图像与所述摄像机先于所述所依据的图像所获得的最后一个图像的色彩，判断是否发生了色彩切换；
在判断出未发生色彩切换时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。

9.  一种红外滤光片切换的检测装置，其特征在于，包括：
扫描黑边检测单元，用于通过对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像 执行预定的检测操作，判断所述图像中是否存在扫描黑边；
切换确定单元，用于在扫描黑边检测单元得到的判断结果为是时，确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换。

10.  如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述扫描黑边检测单元具体包括：
边缘检测子单元，用于通过对所述图像所包含的边缘的检测，判断所述图像中是否存在两条垂直边缘；
参数确定子单元，用于在边缘检测子单元得到的判断结果为是时，确定两条垂直边缘的间距、位于两条垂直边缘之间的像素的Y分量的平均值和Y分量的方差平方值；
扫描黑边检测子单元，用于当参数确定子单元确定的所述间距不小于预设的扫描黑边判定阈值，且参数确定子单元确定的所述Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且参数确定子单元确定的所述Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值时，判断所述图像中存在扫描黑边；否则，判断所述图像中不存在扫描黑边。

11.  如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述扫描黑边检测单元具体包括：
扫描子单元，用于对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行第一、第二扫描过程；
扫描黑边检测子单元，用于在根据通过扫描子单元执行第一扫描过程而连续扫描到的满足预设判定条件的第一预定列数中的第一列像素所在列的编号k，以及通过扫描子单元执行第二扫描过程而连续扫描到的满足所述判定条件的第二预定列数中的第一列像素所在列的编号w，判断出w减去k所得的差值不小于预设扫描黑边判定阈值时，确定所述图像中存在扫描黑边，否则确定所述图像中不存在扫描黑边；
其中，所述第一扫描过程包括：从图像中具备最小编号的一列像素开始， 沿指定方向扫描所述图像，并在连续扫描到第一预定列数的满足预设判定条件的多列像素时，确定所述连续扫描到的满足所述判定条件的第一预定列数中的第一列像素所在列的编号k；
所述第二扫描过程包括：从图像中具备最大编号的一列像素开始，沿所述指定方向的反方向扫描所述图像，并在连续扫描到第二预定列数的满足所述判定条件的多列像素时，确定所述连续扫描到的满足所述判定条件的第二预定列数中的第一列像素所在列的编号w；
其中，所述图像中的沿指定方向排列的各列的编号依次递增；
所述判定条件为：一列像素在YUV空间中的Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且该列像素在YUV空间中的Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值。

12.  如权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：
参数确定单元，用于确定所述图像的Y分量的最小值、所述图像的Y分量的平均值以及所述图像的Y分量的方差平方值；
阈值确定单元，用于在扫描黑边检测子单元判断出w减去k所得的差值小于扫描黑边判定阈值时，根据Y分量方差阈值和视频图像的Y分量的方差平方值的预设映射关系，确定参数确定单元确定出的Y分量的方差平方值对应的Y分量方差阈值；并根据Y分量的最小值、Y分量的平均值和Y分量亮度阈值的预设映射关系，确定参数确定单元确定出的Y分量的最小值和Y分量的平均值所对应的Y分量亮度阈值；
阈值更新单元，用于根据阈值确定单元确定的Y分量方差阈值更新所述预设Y分量方差阈值；以及根据阈值确定单元确定的Y分量亮度阈值更新所述预设Y分量亮度阈值。

13.  如权利要求9~12任一所述的装置，其特征在于，还包括：
图像确定单元，用于在切换确定单元确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换之后，针对摄像机在获得所述图像之后所获得的预定个数的图像，确定所 述预定个数的图像中的由摄像机最后获得的图像；
判断单元，用于判断扫描子单元确定的k与扫描子单元针对所述最后获得的图像分别执行第一扫描过程而确定出的k的差值是否小于预设的移动距离阈值，或判断w与针对所述最后获得的图像分别执行第二扫描过程而确定出的w的差值是否小于预设的移动距离阈值；
切换故障确定单元，用于在判断单元得到的判断结果为是时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。

14.  如权利要求9~12任一所述的装置，其特征在于，还包括：
判断单元，用于在切换确定单元确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换之后，判断所述摄像机在规定时间长度内发生的红外滤光片切换的次数是否大于预设的切换次数阈值；
切换故障确定单元，用于在判断单元得到的判断结果为是时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。

15.  如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：
视频图像组确定单元，用于在切换故障确定单元确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障后，确定所述摄像机在连续发生的两次红外滤光片切换之间获得的至少一组相邻视频图像；
差值确定单元，用于分别确定视频图像组确定单元确定的相邻视频图像中的两个视频图像的Y分量的平均值的差值；
故障原因确定单元，用于通过比较差值确定单元确定的所述平均值的差值与预先设置的亮度变化量阈值，确定摄像机是否对环境的亮度变化过于敏感。

16.  如权利要求9~12任一所述的装置，其特征在于，还包括：
扫描黑边判断单元，用于在切换确定单元确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换之后，依次判断针对摄像机在获得所述图像之后所获得的各个图像而分别确定出的w与k的差值是否小于预设的扫描黑边判定阈值；
切换完成确定单元，用于在判断单元第一次得到判断为是的判断结果时， 确定所述摄像机完成红外滤光片切换；
色彩切换判断单元，用于在切换完成确定单元确定出所述摄像机完成红外滤光片切换后，通过比较扫描黑边判断单元得出所述判断结果所依据的图像与所述摄像机先于所述所依据的图像所获得的最后一个图像的色彩，判断是否发生了色彩切换；
切换故障确定单元，用于在色彩切换判断单元判断出未发生色彩切换时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。

17.  一种红外滤光片切换的检测系统，其特征在于，包括如权利要求9~12任一所述的装置。

说明书红外滤光片切换的检测方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及摄像机技术领域，尤其涉及一种红外滤光片切换的检测方法、装置及系统。
背景技术
具备红外滤光片切换器（ICR）的摄像机一般白天切换到不感红外滤光片，而晚上切换到感红外滤光片状态。在这两种状态之间进行切换可以称为“ICR切换”，该过程中会有扫描黑边从摄像机的屏幕左边滚动到右边，或者从右边滚动到左边。
目前常用的对ICR切换进行检测方式主要是人工检测。但由于人工检测的过程缓慢，因此检测效率比较低。
发明内容
本发明实施例提供一种红外滤光片切换的检测方法、装置及系统，用以解决现有技术中存在的ICR切换的检测效率比较低的问题。
本发明实施例采用以下技术方案：
一种红外滤光片切换的检测方法，包括：
通过对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行预定的检测操作，判断所述图像中是否存在扫描黑边；
在判断结果为是时，确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换。
一种红外滤光片切换的检测装置，包括：
扫描黑边检测单元，用于通过对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行预定的检测操作，判断所述图像中是否存在扫描黑边；
切换确定单元，用于在扫描黑边检测单元得到的判断结果为是时，确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换。
一种红外滤光片切换的检测系统，包括上述装置。
本发明实施例的有益效果如下：
本发明实施例提供的方案通过对摄像机获得的图像进行自动扫描的方式，确定摄像机获得的图像中是否存在不小于预设的扫描黑边判定阈值的扫描黑边，并在确定为是时确定摄像机正在进行红外滤光片切换，从而实现了对摄像机的红外滤光片切换的自动检测。与现有技术中采用的人工检测方式相比，本发明实施例提供的该方案大大提升了红外滤光片切换的检测效率。
通过对上述方案的进一步改进，还可以实现对于摄像机的红外滤光片切换故障的自动识别。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种红外滤光片切换的检测方法的具体流程示意图；
图2为实施例1的实施流程示意图；
图3为实施例2的实施流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种红外滤光片切换的检测装置的具体结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的ICR切换的检测效率比较低的问题，本发明实施例提供了一种用于自动检测红外滤光片切换的方案。该方案通过对带ICR的摄像机进行自动扫描而确定该摄像机是否正在进行ICR切换，从而实现对ICR切换的自动检测。通过对该方案的进一步改进，还可以进步实现对诸如ICR频繁切换故障问题、ICR未切换故障问题、ICR切换停止问题等进行检测。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的方案。
请参照图1，为本发明实施例提供的一种红外滤光片切换的检测方法的具体流程示意图，该流程包括以下主要步骤：
步骤11，按照依次扫描每列像素的扫描方式，从图像中具备最小编号的一列像素开始，沿指定方向扫描带ICR的摄像机获得的图像，并在连续扫描到第一预定列数的满足预设判定条件的像素时，确定所述连续扫描到的满足第一判定条件的第一预定列数中的第一列像素所在列的编号k。
对该步骤11中涉及的一些名词的解释如下：
指定方向可以是由左至右，也可以是由右至左；
带ICR的摄像机获得的图像一般是指摄像机拍摄到的视频图像；
第一预定列数一般是根据扫描黑边的宽度确定的，比如该列数可以为10，也可以为9等等；
预设判定条件可以为：一列像素在YUV空间中的Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且该列像素在YUV空间中的Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值，其中，YUV空间是一种视频或图像的色彩空间表现形式，主要特点是亮度空间Y和色度空间U、V是分离的。
像素所在列的编号的设置方式可以与所述指定方向相关。比如指定方向为由左至右时，列的编号方式可以采用：为位于图像最左侧的列分配编号1，并按照由左至右的顺序，依次为由左至右排列的其他各列像素分别分配编号2、3、…直至完成对位于图像最右侧的列的编号的分配；而当指定方向为由右至左时，列的编号方式则可以采用：为位于图像最右侧的列分配编号1，并按照由右至左的顺序，依次为由右至左排列的其他各列像素分别分配编号2、3、…直至完成对位于图像最左侧的列的编号的分配。
步骤12，类似地，按照所述扫描方式，从图像中具备最大编号的一列像素开始，沿指定方向的反方向扫描摄像机获得的该图像，并在连续扫描到第二预定列数的满足上述预设判定条件的像素时，确定连续扫描到的满足该预设判定 条件的第二预定列数中的第一列像素所在列的编号w；
需要说明的是，步骤11、12还可以是并行执行的。
步骤13，若前文所述的指定方向为从左至右的方向，而其反方向为从右至左的方向，且该图像中的沿从左至右的方向排列的各列的编号依次递增，那么当判断出通过执行上述扫描而得到的w减去k所得的差值不小于预设的扫描黑边判定阈值时，确定该摄像机正在进行ICR切换。
其中，w减去k所得的差值的物理含义为图像中位于第k列和第w列之间的图像区域的宽度。由于对于任意一列像素来说，若其满足上述预设判定条件，即满足该列像素的Y分量的平均值小于预设Y分量阈值，且该列像素的Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值这样的条件，那么一般可以认为该列像素亮度较低，近于黑色。因此，当k与w的差值的绝对值不小于预设的扫描黑边判定阈值时，可以认为图像中出现了一条扫描黑边，从而判定该摄像机正在进行ICR切换。
类似地，若前文所述的指定方向为从右至左的方向，而其反方向为从左至右的方向，且该图像中的沿从右至左的方向排列的各列的编号依次递增，那么当判断出w减去k所得的差值不小于预设的扫描黑边判定阈值时，确定该摄像机正在进行ICR切换。
通过对上述方法的描述可知，其通过对摄像机获得的图像进行自动扫描的方式，确定摄像机获得的图像中是否存在不小于预设的扫描黑边判定阈值的扫描黑边，并在确定为是时确定摄像机正在进行红外滤光片切换，从而可以实现对摄像机的红外滤光片切换的自动检测。与现有技术中采用的人工检测方式相比，该方法无需人工操作的干预，从而大大提升了红外滤光片切换的检测效率。
可选的，当w与k的差值小于扫描黑边判定阈值时，上述方法还可以进一步包括下述步骤，以实现对预设Y分量方差阈值和预设Y分量亮度阈值的更新：
首先，根据Y分量方差阈值和视频图像的Y分量的方差平方值的预设映 射关系，确定该图像的Y分量的方差平方值对应的Y分量方差阈值，并根据确定的Y分量方差阈值更新预设Y分量方差阈值；
然后，根据Y分量的最小值、Y分量的平均值和Y分量亮度阈值的预设映射关系，确定该图像的Y分量的最小值和Y分量的平均值所对应的Y分量亮度阈值，并根据确定的Y分量亮度阈值更新预设Y分量亮度阈值。
上述映射关系将在后文的实施例1中做具体介绍，在此不再赘述。
可选的，本发明实施例中还可以采用如下方式检测图像中是否存在扫描黑边：
首先，通过对带ICR的摄像机所获得的图像所包含的边缘的检测，判断该图像中是否存在两条垂直边缘；具体地，可以根据现有技术中已有的各种实现边缘检测的算法来实现对图像所包含的边缘的检测；此外需要说明的是，“垂直边缘”的含义是垂直于图像的水平边界的边缘，或者是垂直于图像的垂直边界的边缘；
然后，在判断结果为是时，确定两条垂直边缘的间距、位于两条垂直边缘之间的像素的Y分量的平均值和Y分量的方差平方值；
最后，当两条垂直边缘的间距不小于预设的扫描黑边判定阈值，且确定出的Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且确定出的Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值时，判断该图像中存在扫描黑边；否则，判断该图像中不存在扫描黑边。
本发明实施例还可以采用除上述两种方式之外的其他方式确定图像中是否存在扫描黑边。
本发明实施例中，通过对上述方法的进一步改进，还可以使其实现对于摄像机的ICR故障的自动识别。
以下针对常见的三种ICR故障，分别说明对上述方法的改进方式。
1、扫描黑边移动故障。
为了检测该种类型的故障，以图1所示的方法为基础，在通过执行步骤13 而确定出摄像机正在进行红外滤光片切换之后，还可以进一步包括下述子步骤：
首先，针对该摄像机在获得步骤11中所述的图像之后所获得的预定个数的图像，确定该些预定个数的图像中的由摄像机最后获得的图像；
其次，判断通过执行步骤11而确定出的k与采用类似于步骤11的方式而针对该最后获得图像确定出的k的差值是否小于预设的移动距离阈值，或判断通过执行步骤12而确定出的w与采用类似于步骤12的方式而针对该最后获得图像确定出的w的差值是否小于预设的移动距离阈值；
在判断结果为是时，确定摄像机发生红外滤光片切换故障。具体来说，该故障一般可以被定位为扫描黑边移动故障。
2、ICR频繁切换故障。
为了检测该种类型的故障，以图1所示的方法为基础，在通过执行步骤13而确定出摄像机正在进行红外滤光片切换之后，还可以进一步包括下述子步骤：
首先，判断该摄像机在规定时间长度内发生的红外滤光片切换的次数是否大于预设的切换次数阈值；
然后，在判断结果为摄像机在规定时间长度内发生的红外滤光片切换的次数大于预设的切换次数阈值时，确定摄像机发生红外滤光片切换故障。具体来说，该故障一般可以被定位为ICR频繁切换故障。
可选的，若确定出摄像机发生ICR频繁切换故障，则本发明实施例提供的方法还可以进一步包括如下步骤，以实现对ICR频繁切换故障原因的定位：
首先，确定摄像机在连续发生的两次红外滤光片切换之间获得的至少一组相邻视频图像；
其次，确定所述相邻视频图像中的两个视频图像的Y分量的平均值之差；
最后，通过比较该平均值之差与预先设置的亮度变化量阈值，确定摄像机是否对环境的亮度变化过于敏感。
3、色彩切换故障。
为了检测该种类型的故障，以图1所示的方法为基础，在通过执行步骤13而确定出摄像机正在进行红外滤光片切换之后，还可以进一步包括下述子步骤：
首先，依次判断针对摄像机在获得所述图像之后所获得的各个图像而分别确定出的w与k的差值是否小于预设的扫描黑边判定阈值；
然后，在第一次得到判断为是的判断结果时，确定摄像机完成ICR切换；
最后，通过比较得出该判断为是的判断结果所依据的图像与摄像机先于该“依据的图像”所获得的最后一个图像的色彩，判断是否发生了色彩转换，并在比较结果为否时，确定摄像机发生红外滤光片切换故障。具体来说，该故障一般可以被定位为色彩切换故障。
需要具体说明的是，由于ICR切换是指摄像机在不感ICR状态和感ICR状态之间进行切换，因此若切换前摄像机获得的图像为黑白图像，那么切换完成后其获得的图像应为彩色图像，反之亦然。基于ICR切换的该特点，通过执行上文所述的判断是否发生了色彩变化程度大于预设色彩变化程度的色彩切换的操作，即可实现切换是否成功进行判定。
以下基于2个实施例，具体说明本发明实施例提供的上述方法在实际中的应用流程。
实施例1
具体地，实施例1的实施流程示意图如图2所示，包括下述主要步骤：
S110，带ICR的摄像机在接收到ICR检测指令后，通过执行Y分量图像直方图的统计，获得其在接收到该检测指令后获得的第一个视频图像的Y分量的均值、方差和最小值；
视频图像的Y分量一般是8位数的，且取值范围为0-255。对该第一个视频图像的Y分量进行统计，可以确定出该图像的不同Y分量，并确定出具备同一Y分量的像素的数目，从而生成以像素数目为纵坐标而以Y分量的大小 作为横坐标的Y分量直方图Hist[256]。具体伪代码如下，其中width为该视频图像的宽度，height为该视频图像的高度，Pixel[x][y]为该视频图像中的坐标为（x，y）的像素点，Hist[i]为该视频图像中包含的Y分量为i的像素点的总个数。
Hist[i]＝0;i＝0.1.2.……255;
Hist[Pixel[x][y]]++;0≤x＜height,0≤y＜width
然后，根据直方图计算该视频图像的Y分量的均值、方差和最小值。计算公式分别如下式[1]、[2]、[3]所示，其中Yavarage为该视频图像的Y分量的均值，Yvariance为该视频图像的Y分量的方差平方值，Ymin为该视频图像的Y分量的最小值。
Yavarage=Σi=0255(Hist[i]×i)/(width×height)---[1]]]>
Yvariance=(Σi=0255(Hist[i]×i×i)-width×height×Yavarage2)/(width×height-1)---(2)]]>
Ymin=i;Hist[i]>0,Σk=0i-1Hist[k]=00,Hist[0]>0---[3]]]>
同理，按照类似公式可计算得到该视频图像的U分量的均值Uavarage，该视频图像的U分量的方差平方值Uvariance，该视频图像的V分量的均值Vavarage，该视频图像的V分量的方差平方值Vvariance。
S120，摄像机执行沿X轴方向对该视频图像的YUV空间各分量的均值和方差进行统计的操作。
这里所说的X轴方向一般是指由左向右的水平方向。按照X轴方向对该视频图像的YUV空间各分量进行相应的统计可以理解为依次对由左至右排列的各列像素的YUV空间各分量进行相应的统计。具体统计公式如下式[4]、[5]所示，其中XProjection_Yavarage[y]为第y列像素的Y分量的平均值，ia为第y列像素的Y分量的方差平方值。
XProjection_Yavarage[y]=Σi=0height-1Pixel[i][y]/height,0≤y<width---[4]]]>
XProjection_Yvariance[y]=(Σi=0height-1Pixel[i][y]2-height×XProjection_avarage[y]2)/(height-1),0≤y<width---[5]]]>
S130，摄像机确定Y分量方差阈值和扫描黑边判定阈值。
S130这一步骤的执行前提一般是未检测到摄像机所获得的上述视频图像的前一帧视频图像存在扫描黑边。此时，根据基于公式[1]、[2]、[3]分别计算出的Yavarage、Yvariance和Ymin，可以通过下述公式[6]、[7]计算Y分量方差阈值YVarThres、扫描黑边判定阈值YBlackThres：
YVarThres=64,YVariance>12810,YVariance≤20YVariacne/2,20<YVariance≤128---[6]]]>

通过执行S130，可以实现在检测过程中对Y分量方差阈值和扫描黑边判定阈值的动态调整。由上述公式可以看出，这两个参数的调整依据实质上可以看做是视频图像的亮度。由于影响视频图像亮度的因素一般是环境有关，因此根据视频图像的亮度对这两个参数值进行动态调整的好处在于，可以提高系统的鲁棒性和适应性，从而即使是在不同环境下对ICR切换进行检测，也可以保证检测结果的准确性。
可选的，如果摄像机所处环境的亮度一般不会发生变化，则也可以不对预设的Y分量方差阈值和扫描黑边判定阈值进行上述调整。
S140，摄像机针对在上述视频图像之后获得的每个视频图像，执行ICR切换过程中的扫描黑边检测定位，直至检测到某个视频图像中存在扫描黑边为止。具体来说，以摄像机在获得上述视频图像之后获得得第二个视频图像为例，就是通过确定出的Y分量方差阈值和扫描黑边判定阈值，对第二个视频图像进行如下检测：
首先，初始化左边界值left=width，并按照依次扫描每列像素的扫描方式，从第二个视频图像最左侧的第一列像素开始，按照从左至右的顺序扫描第二个视频图像，并在连续扫描到10列符合以下条件公式[8]的像素时，确定这10列中的第一列的编号k，并将左边界值更新为left=k。
XProjection_Yavarage[y]＜YBlackThres&&XProjection_Yvariance＜YVarThres        [8]
同理，初始化右边界值right=0，并按照依次扫描每列像素的扫描方式，从第二个视频图像最右侧的第一列像素开始，按照从右至左的顺序扫描第二个视频图像，并在连续扫描到10列符合以下条件公式[8]的像素时，确定这10列中的第一列的编号w，并将右边界值更新为right=w。
最后，根据是否存在left+10<right而判定第二个视频图像中是否存在扫描黑边。具体判定方式为：在left+10<right时判定第二个视频图像中存在扫描黑边，从而判定摄像机当前正在进行ICR切换；而在left+10>=right时判定第二个视频图像中不存在扫描黑边，即第二个视频图像中为正常黑白或彩色视频图像。
本实施例中，假设通过对第二个视频图像的检测，判定摄像机当前正在进行ICR切换，则继续执行步骤S150。
S150，对在第二个视频图像之后获得其他各个视频图像执行如S140所述的检测，直至判定出对摄像机完成ICR切换的检测为止。若假设通过检测确定第九个视频图像中仍然存在扫描黑边，而第十个视频图像中不存在扫描黑边，那么可以进一步通过比较第九、第十个视频图像的色彩，判定是否存在ICR切换故障。
具体地，因为彩色图像的UV分量可能存在不同于128的各种值，而黑白图像中的UV分量则全部为128，所以可以通过比较第九、第十个视频图像的UV分量的均值和方差判断摄像机在ICR切换前、后所分别获得的视频图像的色彩是否发生了相应变化。
比如，若第九个视频图像的相应参数满足Uavarage=128、Vavarage=128、 UVariance=0且VVariance=0时，则可以判断第九个视频图像为黑白图像；若第十个视频图像的相应参数不满足该条件，则判断第十个视频图像为彩色图像。从而基于该些判断结果，可以进一步判定摄像机不存在ICR切换故障。
而若第九个视频图像和第十个视频图像被判断为均为彩色图像，或均为黑白图像，则可以进一步判定摄像机存在ICR切换故障。
实施例2
实施例2的具体实施流程示意图如图3所示，其主要侧重于介绍如何判断摄像机是否产生了ICR切换故障。以下详细介绍图3所示的各步骤：
S210，通过对摄像机获得的视频图像的扫描，确定是否发生ICR切换过程。
具体地，可以通过执行类似S140所述的操作，判断摄像机是否发生ICR切换。
可选的，如果已获知摄像机启动了ICR切换功能，那么，通过执行类似S140所述的操作，若判断出存在如前文所述的right>left+10的情况，则可以直接确定摄像机进入了ICR切换过程，而若在一段预定时间长度内，都没有出现right>left+10这样的情况，那么可以判断存在ICR切换故障。
S220，根据摄像机获得的视频图像的UV分量的平均值和方差，确定视频图像的色彩状况。
一般地，若确定出其相关参数满足Uavarage=128且Vavarage=128且UVariance=0且VVariance=0这一条件，则说明该视频图像为黑白视频图像；而若确定出其相关参数不满足该条件，则说明该视频图像为彩色视频图像。该步骤可以与S210同步执行，也可以在S210之前或之后执行。
S230，在通过执行S210而确定出发生ICR切换过程的基础上，可以根据扫描黑边在摄像机完成ICR切换前所获得的多个视频图像中的位置变化，判断扫描黑边在ICR切换过程中是否运动。
正常的ICR切换过程中，将摄像机在ICR切换过程中获得的所有视频图像作为一个整体的视频图像序列来看，扫描黑边相当于是会由第一个视频图像 的左边逐渐运动到该视频图像序列的最后一个视频图像的右边，或者从第一个视频图像的右边运动到该视频图像序列的最后一个视频图像的左边。因此，根据扫描黑边左边界值left和右边界值right在不同视频图像序列中的具体值，就可以判断扫描黑边在该视频图像序列中是否在运动。比如，如果连续25帧的视频图像中的扫描黑边的左边界值left或右边界值right的运动距离之和总共不超过20个像素，则可以判断扫描黑边运动异常（比如处于静止状态），即存在ICR切换故障。
S240，在执行步骤S220的基础上，在ICR切换完成后，可以进一步判断视频图像的黑白/彩色切换是否正常，即在ICR切换能够正常切换情况下，判断切换后的视频图像是否发生了色彩切换。或者，该步骤S240也可以是在通过执行步骤S230而确定出扫描黑边在ICR切换过程中发生了运动的基础上执行的。
一般地，ICR切换完成后，如果摄像机获得的视频图像由黑白视频图像转换为彩色视频图像，或者由彩色视频图像转换为黑白视频图像，则判断未发生色彩切换故障，否则判断发生了色彩切换故障。
此外，实施例2中还可以进一步执行S250这一步骤。S250的具体内容为：根据预设的切换次数阈值、规定时间内发生ICR切换的次数判断是否存在ICR频繁切换故障。具体地，若判断出摄像机在规定时间长度内发生的红外滤光片切换的次数大于预设的切换次数阈值时，则确定摄像机发生红外滤光片切换故障；否则确定摄像机未发生频繁切换故障。
可选的，在通过执行S250而确定出存在ICR频繁切换故障后，还可以进一步结合图像的亮度特征来确定导致出现ICR频繁切换故障的原因。比如，针对频繁出现的ICR切换，可以对摄像机在连续发生的两次ICR切换之间所拍摄到的视频图像进行监控，并通过监控，确定各视频图像的Y分量的平均值。由于触发摄像机进行ICR切换的原因往往是其所在环境的亮度发生了变化，因此，通过对上述视频图像中的相邻两个或多个视频图像的Y分量的平均值进行 比较，就可以判断出摄像机所在环境的亮度的变化情况。
比如，若某两次ICR切换之间所拍摄到的视频图像均为彩色视频图像，且摄像机在发生这两次ICR切换中的第二次ICR切换前所拍摄到的多组相邻视频图像均满足：每组相邻视频图像所包含的两个视频图像的Y分量的平均值之差小于预先针对彩色视频图像设置的第二亮度变化量阈值，那么也可以判定摄像机发生频繁切换故障的原因是摄像机对于环境的亮度的变化情况过于敏感。其中需要说明的是，“相邻视频图像”的含义为连续被摄像机所拍摄到的两个视频图像。
在规定时间内例如1分钟，统计ICR切换次数，如果大于规定的ICR切换次数，并且同为黑白状态时的Yavarage值变化不超过10个像素的情况下，则为ICR切换异常。
一般地，当判断出出现任意的故障时，都可以执行异常状态报警的操作。
基于实施例2所介绍的技术方案，可以采用并行检测方式检测ICR切换故障，一个技术人员就可以实现同时检测多台摄像机。从而检测效率较高，并且可以灵活延长检测时间，实现对摄像机的多个ICR切换过程的检测，从而提高对于摄像机的ICR切换故障的全面性和准确性。
对应于本发明实施例提供的ICR切换的检测方法，本发明实施例还提供一种红外滤光片切换的检测装置，该装置的具体结构示意图如图4所示，主要可以包括以下功能单元：
扫描黑边检测单元41，用于通过对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行预定的检测操作，判断所述图像中是否存在扫描黑边；
切换确定单元42，用于在扫描黑边检测单元41得到的判断结果为是时，确定所述摄像机正在进行红外滤光片切换。
可选的，对应于扫描黑边检测单元41功能的一种实现方式，可以将其划分为以下功能子单元：
扫描子单元，用于对带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像执行第一、 第二扫描过程；其中，第一扫描过程包括：从图像中具备最小编号的一列像素开始，沿指定方向扫描带红外滤光片切换器的摄像机获得的图像，并在连续扫描到第一预定列数的满足预设判定条件的像素时，确定所述连续扫描到的满足所述判定条件的第一预定列数中的第一列像素所在列的编号k；第二扫描过程包括：从图像中具备最大编号的一列像素开始，沿指定方向的反方向扫描摄像机获得的所述图像，并在连续扫描到第二预定列数的满足所述判定条件的像素时，确定所述连续扫描到的满足所述判定条件的第二预定列数中的第一列像素所在列的编号w；其中，摄像机获得的所述图像中的沿指定方向排列的各列的编号满足依次递增；而所述判定条件则为：一列像素在YUV空间中的Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且该列像素在YUV空间中的Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值；
扫描黑边检测子单元，用于在根据通过扫描子单元执行第一扫描过程而连续扫描到的满足预设判定条件的第一预定列数中的第一列像素所在列的编号k，以及通过扫描子单元41执行第二扫描过程而连续扫描到的满足所述判定条件的第二预定列数中的第一列像素所在列的编号w，判断出w减去k所得的差值不小于预设扫描黑边判定阈值时，确定所述图像中存在扫描黑边，否则确定所述图像中不存在扫描黑边。
可选的，基于扫描黑边检测单元41功能的上述实现方式，本发明实施例提供的如图4所示的装置还可以进一步包括下述功能单元，以实现对Y分量方差阈值和Y分量亮度阈值的动态调整：
参数确定单元，用于确定所述图像的Y分量的最小值、所述图像的Y分量的平均值以及所述图像的Y分量的方差平方值；
阈值确定单元，用于在扫描黑边检测子单元判断出w减去k所得的差值小于扫描黑边判定阈值时，根据Y分量方差阈值和视频图像的Y分量的方差平方值的预设映射关系，确定参数确定单元确定出的Y分量的方差平方值对应的Y分量方差阈值；并根据Y分量的最小值、Y分量的平均值和Y分量亮度阈 值的预设映射关系，确定参数确定单元确定出的Y分量的最小值和Y分量的平均值所对应的Y分量亮度阈值；
阈值更新单元，用于根据阈值确定单元确定的Y分量方差阈值更新所述预设Y分量方差阈值；以及根据阈值确定单元确定的Y分量亮度阈值更新所述预设Y分量亮度阈值。
可选的，对应于扫描黑边检测单元41功能的另一种实现方式，也可以将其划分为以下功能子单元：
边缘检测子单元，用于通过对所述图像所包含的边缘的检测，判断所述图像中是否存在两条垂直边缘；
参数确定子单元，用于在边缘检测子单元得到的判断结果为是时，确定两条垂直边缘的间距、位于两条垂直边缘之间的像素的Y分量的平均值和Y分量的方差平方值；
扫描黑边检测子单元，用于当参数确定子单元确定的所述间距不小于预设的扫描黑边判定阈值，且参数确定子单元确定的所述Y分量的平均值小于预设Y分量亮度阈值，且参数确定子单元确定的所述Y分量的方差平方值小于预设Y分量方差阈值时，判断所述图像中存在扫描黑边；否则，判断所述图像中不存在扫描黑边。
可选的，为了实现对扫描黑边移动故障的检测，上述装置还可以进一步包括：
图像确定单元，用于在切换确定单元42确定摄像机正在进行红外滤光片切换之后，针对摄像机在获得所述图像之后所获得的预定个数的图像，确定所述预定个数的图像中的由摄像机最后获得的图像；
判断单元，用于判断扫描子单元确定的k与扫描子单元针对所述最后获得的图像分别执行第一扫描过程而确定出的k的差值是否小于预设的移动距离阈值，或判断w与针对所述最后获得的图像分别执行第二扫描过程而确定出的w的差值是否小于预设的移动距离阈值；
切换故障确定单元，用于在判断单元得到的判断结果为是时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。
可选的，为了实现对色彩切换故障的检测，本发明实施例提供的该装置还可以进一步包括：
判断单元，用于在切换确定单元42确定摄像机正在进行红外滤光片切换之后，判断摄像机在规定时间长度内发生的红外滤光片切换的次数是否大于预设的切换次数阈值；
切换故障确定单元，用于在判断单元得到的判断结果为是时，确定摄像机发生红外滤光片切换故障（ICR频繁切换故障）。
进一步地，为了实现对导致ICR频繁切换故障的原因的检测，本发明实施例提供的该装置还可以进一步包括：
视频图像组确定单元，用于在切换故障确定单元确定摄像机发生红外滤光片切换故障后，确定摄像机在连续发生的两次红外滤光片切换之间获得的至少一组相邻视频图像；
差值确定单元，用于分别确定视频图像组确定单元确定的相邻视频图像中的两个视频图像的Y分量的平均值的差值；
故障原因确定单元，用于通过比较差值确定单元确定的所述平均值的差值与预先设置的亮度变化量阈值，确定摄像机是否对环境的亮度变化过于敏感。
可选的，为了实现对ICR频繁切换故障的检测，本发明实施例提供的该装置还可以进一步包括：
扫描黑边判断单元，用于在切换确定单元41确定摄像机正在进行红外滤光片切换之后，依次判断针对摄像机在获得所述图像之后所获得的各个图像而分别确定出的w与k的差值是否小于预设的扫描黑边判定阈值；
切换完成确定单元，用于在判断单元第一次得到判断为是的判断结果时，确定所述摄像机完成红外滤光片切换；
色彩切换判断单元，用于在切换完成确定单元确定出所述摄像机完成红外 滤光片切换后，通过比较扫描黑边判断单元得出所述判断结果所依据的图像与所述摄像机先于所述所依据的图像所获得的最后一个图像的色彩，判断是否发生了色彩切换；
切换故障确定单元，用于在色彩切换判断单元判断出未发生色彩切换时，确定所述摄像机发生红外滤光片切换故障。
本发明实施例提供的方案通过对摄像机获得的图像进行自动扫描的方式，确定摄像机获得的图像中是否存在不小于预设的扫描黑边判定阈值的扫描黑边，并在确定为是时确定摄像机正在进行红外滤光片切换，从而实现了对摄像机的红外滤光片切换的自动检测。与现有技术中采用的人工检测方式相比，本发明实施例提供的该方案大大提升了红外滤光片切换的检测效率。
通过对上述方案的进一步改进，还可以实现对于摄像机的红外滤光片切换故障的自动识别。
基于本发明实施例提供的红外滤光片切换的检测方法和装置，本发明实施例还提供用于实现该方法的一种红外滤光片切换的检测系统。该检测系统的特点在于包括如图4所示的该装置。该装置不限于可以外接于待检测的摄像机，或可以内置于待检测的摄像机中。当该装置内置于待检测的摄像机时，该摄像机可以被视为一种红外滤光片切换的检测系统。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入 式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。