[發(fā)明專利]攝像機(jī)的自動(dòng)曝光方法及控制裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110235781.9
• 申請(qǐng)日: 2011-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102291538A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳付軍;侯俊鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江博視電子科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/235
• 分類號(hào): H04N5/235
• 代理公司: 廣東國(guó)暉律師事務(wù)所 44266
• 代理人: 陳琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及攝像機(jī)，特別是涉及攝像機(jī)的自動(dòng)曝光功能的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的攝像機(jī)種類很多，使用到的圖像傳感器的種類繁多，有CCD的，有COMS的。其中大部分?jǐn)z像機(jī)基本都有自動(dòng)曝光功能，自動(dòng)曝光功能的實(shí)現(xiàn)方式有多種，例如：有通過(guò)改變通光量來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光的，有通過(guò)控制圖像傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光的。現(xiàn)有的攝像機(jī)的自動(dòng)曝光方法主要有以下幾種：

只調(diào)節(jié)光圈來(lái)控制鏡頭的通光量的，由于現(xiàn)實(shí)當(dāng)中不同場(chǎng)景的亮度差異很大，一般的鏡頭光圈無(wú)法滿足所有場(chǎng)景的自動(dòng)曝光，即使有光圈范圍比較寬的鏡頭，其價(jià)格也是非常昂貴，而且控制也非常的復(fù)雜，所以這種方法很少被采用。

通過(guò)圖像處理器或者圖像處理模塊來(lái)對(duì)圖像傳感器的數(shù)據(jù)做處理，這種方法只是對(duì)圖像傳感器的數(shù)據(jù)做處理來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光，對(duì)環(huán)境不是很苛刻的場(chǎng)景能實(shí)現(xiàn)比較好的自動(dòng)曝光，而且調(diào)整的速度很快。這種方法的缺陷是，對(duì)于環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)景，圖像傳感器出來(lái)的數(shù)據(jù)往往已經(jīng)超過(guò)了數(shù)據(jù)的極限值，這時(shí)無(wú)論圖像處理器或者圖像處理模塊如何處理，都已經(jīng)沒(méi)法還原真實(shí)的場(chǎng)景。

通過(guò)調(diào)節(jié)圖像傳感器的曝光時(shí)間和增益的，這種方法又有幾種不同的實(shí)現(xiàn)途徑，如現(xiàn)有的一種自動(dòng)曝光實(shí)現(xiàn)途徑，是先判斷當(dāng)前亮度值是否在設(shè)定的期望圖像亮度值閥值內(nèi)，如果不是，就要進(jìn)過(guò)一系列的相當(dāng)復(fù)雜的運(yùn)算、比較，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光。這種實(shí)現(xiàn)途徑的缺陷在于，要完成這樣復(fù)雜的運(yùn)算，對(duì)圖像處理器的運(yùn)算速度要求相對(duì)就要比較高，運(yùn)算速度高的圖像處理器成本也比較高，即使運(yùn)用了運(yùn)算速度比較高的圖像處理器，也要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜運(yùn)算，由于處理時(shí)間比較長(zhǎng)的，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速的自動(dòng)曝光。又如現(xiàn)有的一種數(shù)字亮度增益與曝光時(shí)間協(xié)同工作的自動(dòng)曝光實(shí)現(xiàn)途徑，如果曝光時(shí)間增大，則將數(shù)字化亮度增益復(fù)位到新的曝光時(shí)間下的最低值；如果曝光時(shí)間減小，則將數(shù)字化亮度增益復(fù)位至新的曝光時(shí)間下的最高值。這種實(shí)現(xiàn)途徑的缺陷在于，由于曝光時(shí)間減小說(shuō)明外界的光線變亮，數(shù)字化亮度增益會(huì)把噪聲放大，因此在外界光線變好的情況下把數(shù)字化亮度增益復(fù)位至新的曝光時(shí)間下的最高值，將會(huì)引入不必要的噪聲，從而降低了圖像的質(zhì)量。

可見(jiàn)，現(xiàn)有的攝像機(jī)的自動(dòng)曝光方法要么成本比較高，要么運(yùn)算復(fù)雜、自動(dòng)曝光耗時(shí)長(zhǎng)，要么降低了圖像質(zhì)量，實(shí)有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種攝像機(jī)的自動(dòng)曝光方法及控制裝置，可以低成本地、簡(jiǎn)單地并且快速地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案包括，提出一種攝像機(jī)的自動(dòng)曝光方法，包括以下步驟：

a、得到當(dāng)前幀圖像的平均亮度值；

b、將當(dāng)前幀圖像平均亮度值與預(yù)設(shè)平均亮度值做比較，如果當(dāng)前幀圖像的平均亮度值在預(yù)設(shè)的平均亮度值允許的范圍內(nèi)，維持當(dāng)前的曝光設(shè)置中的曝光時(shí)間并返回步驟a，否則繼續(xù)；

c、如果當(dāng)前幀圖像的平均亮度值大于預(yù)設(shè)的平均亮度值允許的范圍，則進(jìn)行曝光時(shí)間的縮短調(diào)整以得到曝光設(shè)置中新的曝光時(shí)間；如果當(dāng)前幀圖像的平均亮度值小于預(yù)設(shè)的平均亮度值允許的范圍，則進(jìn)行曝光時(shí)間的增長(zhǎng)調(diào)整以得到曝光設(shè)置中新的曝光時(shí)間；以及

e、根據(jù)新的曝光時(shí)間對(duì)圖像傳感器進(jìn)行設(shè)置。

步驟c中所述的曝光時(shí)間的縮短調(diào)整是在當(dāng)前曝光時(shí)間的基礎(chǔ)上減去一個(gè)最小曝光單位時(shí)間以得到曝光設(shè)置中新的曝光時(shí)間。

步驟c中所述的曝光時(shí)間的增長(zhǎng)調(diào)整是在當(dāng)前曝光時(shí)間的基礎(chǔ)上加上一個(gè)最小曝光單位時(shí)間以得到曝光設(shè)置中新的曝光時(shí)間。

還包括位于步驟c與步驟e之間的步驟：

d、將當(dāng)前曝光時(shí)間與預(yù)設(shè)曝光時(shí)間值做比較，如果當(dāng)前曝光時(shí)間不大于預(yù)設(shè)曝光時(shí)間值，維持當(dāng)前的曝光設(shè)置中的數(shù)字增益；如果當(dāng)前曝光時(shí)間大于預(yù)設(shè)曝光時(shí)間值，并且如果當(dāng)前是要進(jìn)行曝光時(shí)間的縮短調(diào)整，則進(jìn)行數(shù)字增益的縮小調(diào)整以得到曝光設(shè)置中新的數(shù)字增益，如果當(dāng)前是要進(jìn)行曝光時(shí)間的增長(zhǎng)調(diào)整，則進(jìn)行數(shù)字增益的增大調(diào)整以得到曝光設(shè)置中新的數(shù)字增益。

該預(yù)設(shè)曝光時(shí)間值有兩個(gè)及兩個(gè)以上而使曝光時(shí)間分為若干等級(jí)，曝光設(shè)置中的數(shù)字增益的調(diào)整幅度則是與當(dāng)前曝光時(shí)間所在的等級(jí)相關(guān)的。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案還包括，提出一種攝像機(jī)的自動(dòng)曝光控制裝置，包括：

幀圖像平均亮度計(jì)算單元，其可根據(jù)圖像傳感器提供的數(shù)據(jù)得到當(dāng)前幀圖像的平均亮度值；

亮度值與亮度設(shè)定閾值比較單元，其可將當(dāng)前幀圖像的平均亮度值與設(shè)定閾值進(jìn)行比較給出第一比較結(jié)果；以及