[實用新型]一種圖像恒定亮度自動調整的電路

有效

• 申請號: 201320447576.3
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN203377962U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 孫增玉;梁雅軍;劉柯;宋金城;陳曉暉
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/243
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 李東斌

技術領域

本實用新型屬于圖像亮度自動控制技術領域，具體涉及一種圖像恒定亮度自動調整的電路。

背景技術

相機的圖像采集在科學技術及工業生產中已有廣泛應用，但在一些特殊的應用場合，如高溫鍛造工件的外形測量中，隨著溫度的變化，被測物體的表面光強會發生劇烈變化，甚至會使得測量圖像出現亮度飽和，無法辨識的情況。為了提高圖像質量，當背景光線發生急劇大范圍變化時，需要光調節入射光強，獲得在變化光強條件下恒定亮度的圖像。

利用偏振原理的調光結構具有良好的效果，且對光照強度的調節范圍較大。偏振片結構由兩張偏振片緊貼在一起形成，其中一張固定不動，另一張旋轉時，兩張偏振片的夾角將發生變化。經過兩張偏振片后光強滿足：E=1/2E₀cos²θ，其中：E₀為原始光強；θ為兩偏振片偏振方向夾角。

但目前對偏振片光強調節的應用中，偏振片間的角度往往相對固定，因此無法做到對光照強度的實時和定量調節。國內也有相關文獻中采用查表方式獲得外部光強與偏振片旋轉角度的比例關系，并以該角度作為控制量，通過電機改變偏振片夾角來調節入射光強，但相機自身參數（如光圈、曝光時間）發生變化時，均需要重新修正查找表，且該控制方式會產生電機的抖動影響圖像質量。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種圖像恒定亮度自動調整的電路，可以解決相機入射光強自動調節的問題，并能保持采集圖像亮度恒定，不受背景光強影響。

本實用新型的技術方案如下：一種圖像恒定亮度自動調整電路，該調整電路包括外環位置回路和內環速率回路，其中，外環位置回路包括位置反饋回路、比較模塊A和位置回路運算網絡，比較模塊A的兩個輸入端分別接收設定灰度值信號和與比較模塊A一個輸入端相連接的位置反饋回路的輸出信號，比較模塊A的輸出端直接與位置回路運算網絡直接連接；內環速率回路包括速率反饋回路、比較模塊B、速率回路運算網絡、數模轉換器DAC和功率放大模塊，其中，比較模塊B的兩個輸入端分別與位置回路運算網絡和速率反饋回路的輸出端相連，比較模塊B的輸出端與速率回路運算網絡連接，且速率回路運算網絡的輸出端依次與數模轉換器DAC和功率放大模塊相連接，輸出電機驅動控制信號。

所述的位置反饋回路（3）包括位置反饋系數模塊和串口通信模塊，其中，相機灰度信號是通過位置反饋回路所包含的串口通信模塊后，經過位置反饋回路所包含的位置反饋系數模塊處理后，輸入至比較模塊A。

所述的位置反饋系數模塊用于調節反饋的相機灰度信號與輸入至比較模塊A的設定灰度值之間的比例關系。

所述的速率反饋回路包括運算放大模塊、模數轉換器ADC和速率反饋系數，其中，電機速度信號是依次通過速率反饋回路4所包含的運算放大模塊和模數轉換器ADC后，經過速率反饋回路4所包含的速率反饋系數模塊處理后輸入至比較模塊B。

所述的速率反饋系數模塊用于調節反饋的電機速度信號與由外環位置回路產生并輸入至內環速率回路的電機位置調節量調節信號的比例關系。

所述的位置回路運算網絡通過現有的超前滯后算法，推算出電機位置調節量，該調節信號作為輸入信號輸入至內環速率回路中。

所述的速率回路運算網絡采用超前滯后算法，推算電機速率調節量，獲得電機速率調節量調節信號后，直接經過數模轉換器DAC和功率放大模塊輸出電機驅動控制信號。

本實用新型的顯著效果在于：本實用新型所述的一種圖像恒定亮度自動調整的電路，通過調整電路中兩回路的反饋比例系數和超前滯后網絡，使系統達到高動態跟隨且不發生震蕩。實驗結果顯示，該調整方法穩定可靠，在背景光強發生劇烈變化時，相機圖像能夠始終穩定在設定灰度值，響應速度快，灰度偏離量不大于1。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的一種圖像恒定亮度自動調整的電路框圖；

圖中：1、外環位置回路；2、內環速率回路；3、位置反饋回路；4、速率反饋回路。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。