[發明專利]基于色彩加權的自動曝光方法

有效

• 申請號: 201410259348.2
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN105227852B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 隋修寶;李曉帆;顏奇歡;錢毅濤;陳錢;顧國華;錢惟賢;何偉基;于雪蓮;錢佳;王晨;尹春梅;高航;孫鐿誠;曾俊杰;劉源
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于色彩加權的自動曝光方法，其特征在于，方法步驟如下：

步驟1)獲得前一幀目標圖像，通過A/D轉換模塊，將其轉換為目標的數字圖像；

步驟2)通過數據采集模塊獲得目標數字圖像信息，以及其曝光時間T_i-1和增益值G_i-1，其中i＝1,2,3……；

步驟3)通過色彩特征值提取模塊提取上述目標的數字圖像的色彩特征值以及圖像亮度均值，其中色彩特征值包括：

a)上述目標數字圖像中的紅、綠、藍各個色彩分量的均值，即紅色分量均值Ravg，綠色分量均值Gavg，藍色分量均值Bavg；

b)色彩分量中最大值Cmax，即Cmax＝MAX(Ravg，Gavg，Bavg)；

c)色彩分量中最小值Cmin，即Cmin＝MIN(Ravg,Gavg,Bavg)；

d)色彩分量均值Cavg＝(Ravg+Gavg+Bavg)/3；

e)色彩場景特征值Ctv＝Cmax-Cmin；

f)圖像亮度均值Y，即Y＝0.3Ravg+0.6Gavg+0.1Bavg；

步驟4)根據上述目標的數字圖像的色彩特征值，通過權重分配模塊確定相應的權重，方法為：

4-1)若色彩場景特征值Ctv大于等于色彩閾值Cth，則W₁＝0.4；再比較Cavg與亮度閾值Yth，若Cavg大于等于Yth，則W₂＝0.1，W₃＝0.5；若Cavg小于Yth，則W₂＝0.5，W₃＝0.1；

4-2)若色彩場景特征值Ctv小于色彩閾值Cth，則W₁＝0.6，然后比較Cavg與亮度閾值Yth，若Cavg大于等于Yth，則W₂＝0.1，W₃＝0.3；若Cavg小于Yth，則W₂＝0.3，W₃＝0.1；

步驟5)根據相應的權重，通過亮度指標模塊確定目標數字圖像的亮度指標Yopt，公式為Yopt＝W₁Y+W₂Cmax+W₃Cmin，其中W₁為圖像亮度均值Y的權重，W₂為色彩分量中最大值Cmax的權重，W₃為色彩分量中最小值Cmin的權重；

步驟6)自適應步長模塊根據目標的數字圖像亮度指標Yopt和亮度閾值Yth確定自適應步長，即曝光時間調整步長ΔT和增益調整步長ΔG，方法為：

a)獲得初始曝光時間調節步長λ_T和初始增益調節步長λ_G；

b)獲得步長調整因子Step＝|1-Yopt/Yth|；

c)確定曝光時間調整步長ΔT＝Step*λ_T，確定增益調整步長ΔG＝Step*λ_G；

步驟7)曝光參數調整模塊根據圖像亮度指標Yopt判斷是否需要進行曝光調節，確定最佳亮度區間為[YL,YH]，其中YL為亮度低閾值，YH為亮度高閾值，若圖像亮度指標Yopt在最佳亮度區間內，則不調整曝光時間和增益值，曝光時間T_i＝T_i-1，增益值G_i＝G_i-1，其中i＝1,2,3……；輸出曝光時間T_i和增益值G_i；

若需要進行曝光調節，則根據自適應調節步長調整曝光時間T_i和增益值G_i，調節方法如下，分為兩種情況：

1°若圖像亮度指標Yopt高于亮度高閾值YH，根據增益調整標識Flag，再分為兩種情況：

7-1-1)若增益調整標識Flag大于等于調整閾值Fth，則調整新的增益值G_i＝G_i-1-ΔG，調整新的曝光時間T_i＝T_i-1-ΔT，其中i＝1，2，3……，輸出曝光時間T_i和增益值G_i，返回步驟2)；

7-1-2)若增益調整標識Flag小于調整閾值Fth，則調整新的增益值G_i＝Gmin，其中Gmin為最小增益值，調整新的曝光時間T_i＝T_i-1-ΔT，其中i＝1，2，3……；輸出曝光時間Ti和增益值G_i，返回步驟2)；

2°若圖像亮度指標Yopt低于亮度低閾值YL，根據增益調整標識Flag，再分為兩種情況：

7-2-1)若增益調整標識Flag小于調整閾值Fth時，調整新的增益值G_i＝Gmin，調整新的曝光時間T_i＝T+ΔT，輸出曝光時間Ti和增益值G_i，返回步驟2)；

7-2-2)若增益調整標識Flag大于等于調整閾值Fth，調整新的增益值G_i＝G+ΔG，新的曝光時間T_i＝T+ΔT，輸出曝光時間Ti和增益值G_i，返回步驟2)。