[發(fā)明專利]一種使用CMOS探測器的工業(yè)相機的自動曝光方法

有效

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• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108551555B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 孔亮;閆鵬;溫志剛;武琪敬;劉永征;劉文龍;周冠
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N5/353
• 代理公司: 61211 西安智邦專利商標代理有限公司
• 代理人: 唐沛

本發(fā)明涉及一種使用CMOS探測器的工業(yè)相機的自動曝光方法。該方法實現了CMOS相機的自動曝光功能的快速收斂，其主要步驟包括：【1】在光照固定的情況下，建立CMOS探測器中圖像灰度值與曝光時間檔位的數學關系，并將該數學關系輸入至工業(yè)相機內；【2】確定圖像的參考灰度值D₀；【3】確定當前曝光時間下的圖像灰度值D₁；【4】確定正確的自動曝光時間檔位E₀。

技術領域

本發(fā)明涉及一種使用CMOS探測器的工業(yè)相機的自動曝光方法。

背景技術

自動曝光的目的是在不同的照明條件和場景中實現欣賞亮度級別或所謂的目標亮度級別，從而捕獲的視頻或圖像既不太暗也不太亮。為了達到這個目的，要調整鏡頭孔徑，傳感器曝光時間，傳感器模擬增益和傳感器數字增益。這個過程稱為自動曝光。

帶有自動曝光功能的工業(yè)相機，一般采用統計探測器輸出的經過量化的灰度值來判斷光線的強弱，根據設置的閾值來判斷曝光過度或者不足，從而通過調整探測器的曝光時間、增益等參數來完成自動曝光的功能。這里存在一個難點，就是自動曝光過程的收斂速度。

發(fā)明內容

為了解決背景技術中的問題，實現了CMOS相機的自動曝光功能的快速收斂，本發(fā)明提供了一種使用CMOS探測器的工業(yè)相機的自動曝光方法。

本發(fā)明的具體技術方案是：

本發(fā)明設計出了一種使用CMOS探測器的工業(yè)相機的自動曝光方法，包括以下步驟：

【1】在光照固定的情況下，建立CMOS探測器中圖像灰度值與曝光時間檔位的數學關系，并將該數學關系輸入至工業(yè)相機內，其具體數學關系式是：

其中，D₀為圖像的參考灰度值，E₀為參考的曝光時間檔位，D₁為當前幀頻曝光時間下的圖像灰度值，E₁為當前幀頻的曝光時間檔位，E_min為CMOS探測器允許的最小曝光時間的檔位，D_max為CMOS探測器飽和時輸出的最大灰度值，E_max為CMOS探測器允許的最大曝光時間的檔位；

【2】確定圖像的參考灰度值D₀；

參考灰度值D₀的確定方式有兩種：

A：用戶根據工業(yè)相機的使用環(huán)境可以手動確定一個灰度值作為自動曝光的參考灰度值，記為D₀，并將D₀通過串行接口配置到工業(yè)相機中；

B：也可以使用工業(yè)相機默認參考灰度值，記為D₀，此時不需要通過串行接口配置；

【3】確定當前曝光時間下的圖像灰度值D₁；

以E₁為當前曝光時間檔位工業(yè)相機上電拍照，獲取N幀圖像，N≥1，工業(yè)相機將奇數幀中每一幀圖像中感興趣區(qū)域的灰度值累加和記為D₁，或者將偶數幀中每一幀圖像中感興趣區(qū)域的灰度值累加和記為D₁；

【4】確定正確的自動曝光時間檔位E₀；

對步驟【3】中D₁與步驟【2】中D₀的進行比較：

情況一：當時，則認為自動曝光過程收斂，CMOS探測器中的正確自動曝光時間檔位為E₁，即就是E₀＝E₁；