[發明專利]一種深空探測相機曝光調節方法、調節系統及其調節裝置

有效

• 申請號: 202110607207.5
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113347369B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 周黎;劉光林;余國彬;周向東;劉恩海
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N5/353;G06T5/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

本發明提供一種深空探測相機曝光調節方法、調節系統及其調節裝置，涉及航天深空探測技術領域。通過獲取當前幀深空圖像，計算第一目標平均灰度、第二目標平均灰度以及第三目標平均灰度；根據目標像素單元的數量確定當前幀深空圖像平均灰度，其中，所述當前幀深空圖像平均灰度為第一目標平均灰度、第二目標平均灰度以及第三目標平均灰度中的一個；根據所述當前幀深空圖像平均灰度確定下一幀深空圖像的曝光時間和模擬增益，從而實現深空環境下，針對不同應用場景和不同目標類型的自適應的曝光控制。

技術領域

本發明涉及航天深空探測技術領域，特別是涉及一種深空探測相機曝光調節方法、調節系統及其調節裝置。

背景技術

深空探測是指對月球及更遠的天體或空間環境開展的探測活動。深空探測對于太陽系及宇宙的形成與演化、生命起源于進化等重大科學問題的研究有重要意義，是人類航天活動的重要方向。相機是深空探測活動中的重要科學載荷之一，它通過對深空天體拍攝成像，直觀地獲取目標的光學圖像，進而用于對天體的地形地貌及其變化、地質結構等研究。

對深空探測相機曝光的控制是影響相機成像質量的關鍵因素。過度曝光和曝光不足都會導致圖像質量下降，圖像細節丟失。由于深空探測遠距離的特性，一次測控交互延遲長達數十分鐘，因此要求深空探測相機具備自主曝光調節能力。同時，由于深空探測中攜帶載荷數量和種類有限，對深空探測相機提出了探測目標的多元化和相機的多功能化要求，探測的目標包括大星體表面、深空背景大/小目標等，還要求相機針對不同的目標成像時，曝光調節策略具有自適應性。但是，目前沒有滿足上述需求的曝光調節方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種深空探測相機曝光調節方法、調節系統及其調節裝置，以實現深空環境下，針對不同應用場景和不同目標類型的自適應的曝光控制。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種深空探測相機曝光調節方法包括：

獲取當前幀深空圖像；

計算第一目標平均灰度、第二目標平均灰度以及第三目標平均灰度；所述第一目標平均灰度為所述當前幀深空圖像的全圖平均灰度；所述第二目標平均灰度為所有目標塊的平均灰度；所述目標塊為灰度值大于或者等于第一灰度閾值的圖像塊，所述圖像塊是對所述當前幀深空圖像進行分塊處理后得到的；所述第三目標平均灰度為所有目標像素單元的平均灰度，所述目標像素單元為灰度值大于或者等于第二灰度閾值的像素單元，所述像素單元為所述當前幀深空圖像的最小像素單元；

根據所述目標像素單元的數量，確定當前幀深空圖像平均灰度；所述當前幀深空圖像平均灰度為所述第一目標平均灰度、所述第二目標平均灰度及所述第三目標平均灰度中的一個；

根據所述當前幀深空圖像平均灰度確定下一幀深空圖像的曝光時間和模擬增益。

可選地，所述根據所述目標像素單元的數量，確定當前幀深空圖像平均灰度，具體包括：

統計所述當前幀深空圖像對應的目標像素單元數量和總像素單元數量；

當所述目標像素單元數量小于所述總像素單元數量的10％時，將所述第三目標平均灰度確定為所述深空圖像平均灰度；

當所述目標像素單元數量大于或等于所述總像素單元數量的10％，且所述目標像素單元數量小于所述總像素單元數量的80％時，將所述第二目標平均灰度確定為所述深空圖像平均灰度；

當所述目標像素單元數量大于或等于所述總像素單元數量的80％時，將所述第一目標平均灰度確定為所述深空圖像平均灰度。

可選地，所述根據所述當前幀深空圖像平均灰度確定下一幀深空圖像的曝光時間和模擬增益，具體包括：

判斷差值的絕對值是否小于設定閾值；所述差值為所述當前幀深空圖像平均灰度與預設的灰度參考值的差；