[發明專利]一種自動曝光調節方法及系統

在審

• 申請號: 202011215586.5
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112312037A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 錢慧;李浪浪;肖學軍
• 申請（專利權）人: 蘇州佳智彩光電科技有限公司
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發明涉及一種自動曝光方法及系統，以初始曝光時間為基礎，通過相機模塊采集一張圖像，輸入采集圖像到亮度計算模塊，亮度計算模塊根據輸入的圖像計算直方圖，從高亮度灰階開始取一定數量的點，計算所取高亮度灰階的權重，再由權重計算出亮度值，然后對所計算出的亮度值進行評估，如果計算出的亮度值在合理亮度區間范圍內，則認為曝光成功，如果計算出的亮度值不在合理亮度區間范圍內，則將計算出的亮度值輸入到曝光調整模塊，曝光調整模塊根據公式以及輸入的亮度值計算出所需調整的曝光值。本發明通過基于直方圖統計圖像亮度值以及自動曝光調節算法來實現精準、高效的自動曝光。

技術領域

本發明涉及發光體和發光屏幕的視覺檢測技術，面向相機的自動曝光控制領域，更具體地涉及一種自動曝光調節方法及系統。

背景技術

在規則及非規則面陣型發光體(例如用于照明)或顯示屏幕的亮度、發光均勻性、以及顯示畫面缺陷檢測領域，自動控制曝光參數對于提高系統調試效率，快速獲得更好適應圖像處理算法，以及提高測試效率和準確性都是非常重要的關鍵步驟。

自動曝光的主要功能是通過調節相機的曝光時間來控制拍攝出來的圖像的亮度，自動曝光對成像的質量影響非常大，自動曝光的目標是保證圖像中有用數據的亮度數據不過低，也不過高。過低容易導致被噪音所干擾，過高會導致數據失真。多數傳統的自動曝光方法根據所拍攝的圖像被加權平均亮度值來計算曝光時間。這種方法的缺點在于將圖像信息過度簡化，許多數據被平均，由于發光體的特性，采集的圖像上會存在大量黑色圖像以及大量噪音，在這基礎上若使用傳統的自動曝光算法在準確性上會大大降低。

自動曝光的調整范圍會影響調整到最佳曝光時間的速度，調整范圍過大會導致調整的曝光時間并非最佳，在最佳曝光時間左右起伏不定的現象，調整范圍過小則調整次數過多，整體自動曝光設置時間過長，影響測試效率。

發明內容

本發明針對上述問題，提出了一種自動曝光調節方法及系統，本發明在傳統曝光算法的基礎上，對傳統的曝光算法進行了重新設計，提出了在目標物體圖像上具有大量噪聲時，依舊可以進行高效精準的自動曝光方法及系統。

本發明提出的一種自動曝光調節方法具體步驟包括：

S1、初始值設置：設置相機當前曝光時間；

S2、圖像采集：利用相機采集一張目標物體圖像；；

S3、亮度計算：對所述目標物體圖像進行直方圖計算，從所述直方圖中從高亮度開始取像素點，并根據所述直方圖計算每個亮度的像素點權重，再由權重計算出所述目標物體圖像的亮度值；

S4、亮度評估：對步驟S3亮度計算得出的亮度值進行評估：

如果所述亮度值在預先設定的亮度區間范圍內，則根據所述直方圖計算目標物體圖像中的亮度最大值，如果最大亮度值不在預先設定的最大亮度區間范圍內則曝光調節失敗，如果亮度最大值在預先設定的最大亮度區間范圍內，則曝光成功退出自動曝光調節；

如果所述亮度值不在預先設定的亮度區間范圍內，則進入曝光調節階段；

S5、曝光調節：根據進入曝光調節階段的亮度值以及當前曝光時間計算出需要調節的曝光時間，如果計算出的曝光時間超過預先設定的曝光時間閾值則認為此次曝光調整失敗，否則返回步驟S2進行下一輪自動曝光調節，直至曝光調節成功或者曝光調節失敗。

本發明的進一步技術方案是：步驟S3中所述像素點權重Wi的計算具體為：Wi＝(Ni)/∑_i＝GtNii∈[Gt，255]，其中，Gt為所述直方圖中，從高亮度開始統計每個亮度的數量和Num，當數量和Num達到預先設定的數值時的亮度值，Ni為亮度值i的像素數量，Wi為亮度值i的像素點權重。

本發明的進一步技術方案是：所述目標物體圖像的亮度值Lcalc計算具體為：Lcalc＝∑_i＝GtWi*ii∈[Gt，255]。