[發明專利]基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法

有效

• 申請號: 202010053972.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111225160B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 申侖;喬衛東;呂寶剛;葛偉;馬小龍;王南歌;薛彬;楊建峰
• 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
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 史曉麗

1.一種基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法，其特征在于，按照以下步驟實施：

步驟1)設定閾值

依據圖像傳感器飽和值設定亮區閾值、暗區閾值、合理亮度閾值區間，以及過飽和閾值、欠飽和閾值、過亮閾值、過暗閾值；

步驟2)對當前幀圖像進行計算和統計

依據當前幀圖像的像元值計算得到當前幀圖像的平均亮度，統計得到當前幀圖像的飽和像元數、亮像元數；

具體為：將圖像中大于暗區閾值的像元值進行累加求平均值，得到當前幀圖像的平均亮度；將圖像中像元值等于圖像傳感器飽和值的像元進行統計，得到當前幀圖像的飽和像元數；將圖像中像元值大于亮區閾值的像元進行統計，得到當前幀圖像的亮像元數；

步驟3)將計算和統計結果與設定閾值進行比較，確定是否更新曝光時間

將步驟2)得到的當前幀圖像的平均亮度、飽和像元數、亮像元數與步驟1)中設定的合理亮度閾值區間、過飽和閾值、欠飽和閾值、過亮閾值、過暗閾值進行比較，依次判斷當前幀圖像的平均亮度是否位于合理亮度閾值區間之外，飽和像元數是否高于過飽和閾值，亮像元數是否高于過亮閾值，飽和像元數是否低于欠飽和閾值且亮像元數低于過暗閾值；如果任一判斷結果為是，則更新曝光時間，并返回步驟2)，將連續幀循環迭代直至圖像的平均亮度位于合理亮度閾值區間，且飽和像元數不高于過飽和閾值，亮像元數不高于過亮閾值，飽和像元數不低于欠飽和閾值或亮像元數不低于過暗閾值；如果判斷結果均為否，則圖像符合設定要求，曝光控制結束；

具體包括以下步驟：

3.1)若當前幀圖像的平均亮度位于合理亮度閾值區間之外，則依據當前幀圖像的平均亮度調整下一幀圖像曝光時間，下一幀圖像曝光時間＝(圖像傳感器飽和值*當前幀圖像曝光時間)/(2*當前幀圖像平均亮度)，并返回步驟2)；否則執行下一步；

3.2)若當前幀圖像的飽和像元數高于過飽和閾值，則在當前幀圖像曝光時間的基礎上減小下一幀圖像曝光時間，下一幀圖像曝光時間＝當前幀圖像曝光時間*0.8，并返回步驟2)；否則執行下一步；

3.3)若當前幀圖像的亮像元數高于過亮閾值，則在當前幀圖像曝光時間的基礎上減小下一幀圖像曝光時間，下一幀圖像曝光時間＝當前幀圖像曝光時間*0.9，并返回步驟2)；否則執行下一步；

3.4)若當前幀圖像的飽和像元數低于欠飽和閾值且亮像元數低于過暗閾值，則在當前幀圖像曝光時間的基礎上增加下一幀圖像曝光時間，下一幀圖像曝光時間＝當前幀圖像曝光時間*1.1，并返回步驟2)；

否則，圖像符合設定要求，曝光控制結束。

2.根據權利要求1所述的基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法，其特征在于：

步驟1)中所述亮區閾值的范圍為圖像傳感器飽和值的7/10～9/10；

所述暗區閾值的范圍為圖像傳感器飽和值的1/10～3/10；

所述合理亮度閾值區間為圖像傳感器飽和值的3/10～7/10；

所述過飽和閾值的范圍為圖像像元總數的萬分之一至萬分之五；

所述欠飽和閾值的范圍為圖像像元總數的百萬分之一至百萬分之五；

所述過亮閾值的范圍為圖像像元總數的百分之一至百分之五；

所述過暗閾值的范圍為圖像像元總數的千分之一至千分之五。

3.根據權利要求2所述的基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法，其特征在于：

步驟1)中所述亮區閾值為圖像傳感器飽和值的4/5；

所述暗區閾值為圖像傳感器飽和值的1/5；

所述合理亮度閾值區間為圖像傳感器飽和值的1/3～2/3；

所述過飽和閾值為圖像像元總數的萬分之一；

所述欠飽和閾值為圖像像元總數的百萬分之三；

所述過亮閾值為圖像像元總數的百分之一；

所述過暗閾值為圖像像元總數的千分之一。