[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

本發明涉及一種深空探測中使用的自動曝光控制方法，具體涉及一種基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法，以解決現有技術中存在的自動曝光控制方法容易使太空背景下可見光圖像中的空間目標曝光過度，且不適用于深空環境的航天特定微處理器的問題。首先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、過飽和閾值、欠飽和閾值、過亮閾值、過暗閾值，然后依據圖像像元值對當前幀圖像進行計算與統計，得到當前幀圖像的平均亮度、飽和像元數、亮像元數，再將當前幀圖像的平均亮度、飽和像元數、亮像元數與設定閾值進行比較，確定是否更新曝光時間，如果更新曝光時間，則將連續幀循環迭代直至圖像符合設定要求，曝光控制結束。

技術領域

本發明涉及一種深空探測中使用的自動曝光控制方法，具體涉及一種基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法。

背景技術

應用于空間探測的成像裝置在軌工作時，曝光時間至關重要，曝光時間過短會導致景物昏暗，而曝光時間過長又會導致景物亮度飽和，因此進行自動曝光控制是必不可少的，也是成像裝置的核心技術。

自動曝光控制的目標是使拍攝主體的圖像暗部細節不丟失，亮部不過曝，同時平均亮度適合人眼觀看，但自動曝光控制非常復雜，曝光控制不好可能會陷入曝光時間紊亂，出現時亮時暗的情況。

在空間探測相機工作的環境中，太空背景是全黑的暗背景，很多高亮的空間目標與暗背景形成了強烈的反差。當空間目標在畫面中所占比例較小而太空暗背景所占比例較大時，畫面整體表現偏暗，此時若仍采取平均值或直方圖等傳統曝光控制方法，空間目標必然過曝。

此外，民用相機一般采用的微處理器因無法保證其在深空環境下的可靠性而不能應用于空間探測相機，能夠適用于深空環境的航天特定微處理器對自動曝光控制方法也提出了優化需求。

因此，亟需一種自動曝光控制方法，既能滿足常規目標成像，又能解決太空背景下可見光圖像中的空間目標容易曝光過度的問題，同時還能應用于航天特定微處理器。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的自動曝光控制方法容易使太空背景下可見光圖像中的空間目標曝光過度，且不適用于深空環境的航天特定微處理器的問題，而提供了一種基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法。

本發明所依據的原理是：

自動曝光控制的目標是使拍攝主體的圖像暗部細節不丟失，亮部不過曝，同時平均亮度適合人眼觀看。在空間探測相機工作的環境中，太空背景是全黑的暗背景，很多高亮的空間目標與暗背景形成了強烈的反差，需要去除暗背景對空間目標成像的干擾，同時需要避免空間目標成像亮度飽和。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于圖像多閾值控制的自動曝光控制方法，其特殊之處在于，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；

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