[發明專利]基于直方圖的自動曝光方法及系統

有效

• 申請號: 201610190582.3
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105827995B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 張君;李力;楊偉強
• 申請（專利權）人: 深圳金三立視頻科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/238
• 分類號: H04N5/238;H04N5/243
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務所44275
• 代理人: 張明

技術領域

本發明涉及一種基于直方圖的自動曝光方法及系統。

背景技術

在安全理念越來越重要的今天，安防監控系統的重要性也日益凸現，特別是一些比較敏感的場所，如銀行、監獄、公路等，出于安全和管理的需要，人們需要知道這些場所發生的事件，對這些場所進行監控。出于對這些特殊場所的監控需求，一體化攝像機的越來越多的被需求。在一體化攝像機中，自動曝光技術是攝像機的核心技術之一，能否快速、準確的實現自動曝光直接影響到畫面的成像效果，若曝光過度，則會使圖像過亮，失去一些圖像細節；曝光不足，則會導致圖像過暗，也會失去一些圖像細節，甚至影響圖像處理的色彩復原。

傳統的自動曝光系統將整幅圖像的亮度均值與預先設定的參考值比較來進行曝光控制。這種方法適用于大部分場景，但是當畫面中亮區和暗區分布的不是很均勻的時候，經常容易出現過曝或者欠曝的現象，例如畫面中有背光區域時，此時基于傳統的自動曝光方式，會導致畫面部分區域較暗或者過曝的情況存在。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供基于直方圖的自動曝光方案，解決畫面亮度不均的情況下的過曝或者欠曝問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：提供一種基于直方圖的自動曝光方法，包括亮度獲取步驟和亮度分析步驟，

所述亮度獲取步驟包括：將畫面分成若干個小格，獲取各個小格的亮度值及直方圖統計信息；

所述亮度分析步驟包括：根據直方圖統計信息獲取各小格的亮度權重值，并計算畫面平均亮度值。

為解決上述問題，本發明還提供一種基于直方圖的自動曝光系統，包括：

亮度獲取模塊，用于將畫面分成若干個小格，獲取各個小格的亮度值及直方圖統計信息；

亮度分析模塊，用于根據直方圖統計信息獲取各小格的亮度權重值，并計算畫面平均亮度值。

本發明的有益效果在于：區別于現有技術，本發明通過將畫面分成若干個小格，獲取各個小格的亮度值及直方圖統計信息；并根據直方圖統計信息獲取各小格的亮度權重值，并計算畫面平均亮度值。通過上述方式，本發明能兼顧到畫面中較亮和較暗的地方，給予不同的比重，可以使得畫面的曝光接近均衡，盡可能多的保證畫面的細節。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例中自動曝光控制流程示意圖；

圖2為本發明具體實施例中Bayer格式示意圖；

圖3為本發明具體實施例中直方圖示意圖；

圖4為本發明具體實施例中亮度分區圖；

圖5為本發明具體實施例中場景分析流程圖；

圖6為本發明具體實施例中曝光調節流程圖。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。

本發明最關鍵的構思在于:基于直方圖得到畫面的平均亮度及統計信息，再重新計算畫面中各個模塊的加權值，而后再將此值與目標亮度值進行比較來控制光圈、快門以及增益等。

本發明的主要目的是解決畫面中有太亮或者太暗畫面時存在過曝或者是欠曝的問題。因此基于自動曝光的工作方式，自動曝光技術有三個十分重要的核心問題：光強測量、場景分析和曝光調節。本發明將在此基于后面兩個核心問題提出一種自動曝光方法。

自動曝光是通過控制進入攝像機成像系統的曝光量從而使圖像亮度穩定在目標亮度附近，實現圖像亮度最優化的過程。

如圖1所示，自動曝光系統是一個測光和控制系統，其控制流程如圖1所示。光照經鏡頭聚焦后照射在CMOS圖像傳感器上，CMOS傳感器經過一定時間的曝光后將光信號轉換成模擬電信號，而后通過模擬增益將信號放大，最后經內部的AD轉換后轉換成數字信號，將數字信號輸出到視頻處理系統，而視頻采集系統接收到數字視頻信號后，經過一系列的預處理，由內部的自動曝光算法得出此時的控制量，即如何控制快門、增益及光圈。由此，自動曝光流程一般經過三個步驟：亮度獲取、亮度分析和曝光調節。

本發明實施例一提供一種基于直方圖的自動曝光方法，包括亮度獲取步驟和亮度分析步驟，

所述亮度獲取步驟包括：將畫面分成若干個小格，獲取各個小格的亮度值及直方圖統計信息；

所述亮度分析步驟包括：根據直方圖統計信息獲取各小格的亮度權重值，并計算畫面平均亮度值。

其中還包括曝光調節步驟，所述曝光調節步驟包括：比較畫面平均亮度值與目標亮度值，適應性調節曝光。

所述亮度分析步驟具體為：

根據各個小格亮度值與對應的權重值，計算出畫面初始亮度值；