[發(fā)明專利]一種基于線掃描相機的漸變曝光方法

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• 申請日: 2020-02-23
• 公開（公告）號: CN111263080A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 樊天放
• 申請（專利權）人: 樊天放
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開了一種基于線掃描相機的漸變曝光方法，包括以下步驟：S1：通過多次包圍曝光實驗獲通過經(jīng)驗數(shù)值設定曝光范圍數(shù)值，在逐行掃描時，根據(jù)所設定的數(shù)值，逐行/列計算出需要的曝光時間，在逐行/列計算曝光時間時，增量以0.1ms為最小步長，通過上位機軟件將曝光范圍以參數(shù)的形式發(fā)送到FPGA芯片，發(fā)送的參數(shù)包括掃面的線數(shù)，曝光的起始值與最終值，曝光的變化遞增/遞減值；S2：FPGA根據(jù)上位機傳來的參數(shù)，動態(tài)的形成CCD控制波形；本發(fā)明的目的在于提供一種基于線掃描相機的漸變曝光方法，解決了現(xiàn)有數(shù)碼相機在拍攝素材，尤其是風光攝影時，亮度差別較大，無法使用同一參數(shù)，獲得亮部和暗部的全部細節(jié)的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及攝影攝像技術領域，更具體地說，涉及一種基于線掃描相機的漸變曝光方法。

背景技術

數(shù)碼相機是通過調整快門速度和光圈大小，來實現(xiàn)控制曝光時間，從而使感光元件得到清晰的圖像，每張圖像只能在拍攝前調整一個單一的曝光時間，在明暗部對比強烈時，如曝光時間過長，暗部圖像完整清晰，則照片發(fā)白，造成亮部細節(jié)丟失；如曝光時間過短，亮部完整清晰，則容易造成圖像發(fā)暗，暗部呈現(xiàn)一片黑色，無法體現(xiàn)暗部細節(jié)。尤其在風光攝影中，天空部分明亮，而地面部很暗。目前解決這一問題的普遍辦法，是加一層漸變鏡，但是漸變鏡的漸變范圍是固定的，無法隨著圖像的明暗變化而改變，并且，增加一層漸變鏡，通常會使圖像的質量受損。

為此，提出一種基于線掃描相機的漸變曝光方法。

本發(fā)明內容

1.要解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于線掃描相機的漸變曝光方法，解決了現(xiàn)有數(shù)碼相機在拍攝素材，尤其是風光攝影時，亮度差別較大，無法使用同一參數(shù)，獲得亮部和暗部的全部細節(jié)的問題。

2.技術方案

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術方案。

一種基于線掃描相機的漸變曝光方法，包括以下步驟：

S1：通過多次包圍曝光實驗獲通過經(jīng)驗數(shù)值設定曝光范圍數(shù)值，在逐行掃描時，根據(jù)所設定的數(shù)值，逐行/列計算出需要的曝光時間，通過上位機軟件將曝光范圍以參數(shù)的形式發(fā)送到FPGA芯片；

S2：FPGA根據(jù)上位機傳來的參數(shù)，動態(tài)的形成CCD控制波形，通過控制曝光管腳的高低電平來控制CCD的曝光時間，控制CCD，逐行使用不同的曝光時間進行拍攝；

S3：每次曝光結束后，F(xiàn)PGA生成步進馬達控制指令，實現(xiàn)CCD機械結構的單步步進；

S4：通過AD轉換為數(shù)字，通過ARM系統(tǒng)存儲。

進一步的，發(fā)送的參數(shù)包括掃面的線數(shù)，曝光的起始值與最終值，曝光的變化遞增/遞減值。

進一步的，在逐行/列計算曝光時間時，增量以0.1ms為最小步長。

進一步的，其中CCD為電荷耦合器件圖像傳感器，主要功能為光線轉變成電荷，通過模數(shù)轉換器芯片轉換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機內部的閃速存儲器或內置硬盤卡保存。

3.有益效果

相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明根據(jù)掃描式相機的特點，在拍攝時，通過在掃描式相機逐行掃描的過程中，根據(jù)所攝圖像光線明暗的變化，計算需要的曝光時間，以得到更高還原度的圖片素才。

本發(fā)明對相機的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)進行時序編程，掃描式相機拍攝時，在從左到右或從上到下掃描的過程中，通過控制Linear CCD(線性傳感器)曝光時間，使每一行或者每一列使用不同的曝光時間，從而獲取亮部和暗部的全部細節(jié)。

本發(fā)明的曝光時間，可根據(jù)拍攝需求，在1/15秒到1/4000之間改變。