专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN201210189160.6 | 申请日 | 2012-06-08 |
公开(公告)号 | CN102724404A | 公开(公告)日 | 2012-10-10 |
申请人 | 北京大恒图像视觉有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 宋伟铭; 路鹏; 郭勇军; 周中亚; 赵祖轩; 王丽丽; | 第一发明人 | 宋伟铭 |
权利人 | 北京大恒图像视觉有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 北京大恒图像视觉有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:北京市 | 城市 | 当前专利权人所在城市:北京市海淀区 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:北京市海淀区苏州街3号大恒科技大厦北座12层 | 邮编 | 当前专利权人邮编: |
主IPC国际分类 | H04N5/235 | 所有IPC国际分类 | H04N5/235 ; G03B7/00 ; G03B15/05 |
专利引用数量 | 2 | 专利被引用数量 | 8 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 北京北新智诚知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 满靖; |
摘要 | 本 发明 公开了一种全天候曝光增益 自动调节 方法和系统。该方法包括重复执行如下步骤:计算拍摄的图像的实际灰度值;根据计算出的实际灰度值判断所处状态并进入相应模式;根据进入的相应模式中设定的相应用户期望灰度值计算曝光值和增益值,使相机根据计算出的该曝光值和增益值进行调整,然后进行拍摄。该系统包括灰度值计算模 块 、灰度值判断模块、频闪灯判断模块、调整模块。根据拍摄环境下的光照强度,本发明可进入相应模式,快速地自动调整相机的曝光和增益参数,使图像的灰度值达到用户期望的灰度值,获得最佳拍摄效果,提高拍摄的图像 质量 。 | ||
权利要求 | 1.一种全天候曝光增益自动调节方法,其特征在于:它包括如下步骤: |
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说明书全文 | 一种全天候曝光增益自动调节方法和系统技术领域[0001] 本发明涉及一种全天候曝光增益自动调节方法和系统,具体地说,是涉及一种全天候自动调整相机曝光参数和增益参数的方法和系统。 背景技术[0002] 目前,相机中设置有自动曝光调整和自动增益调整两个模块,它们是通过调节相机的成像传感器的曝光和增益参数来控制拍摄输出的图像亮度的。在相机参数(曝光、数字增益、模拟增益)不变的情况下,相机拍摄的图像的亮度(灰度值)会随拍摄环境下的光照强度而变化,因此,在使用相机的过程中,为了适应人眼的感官,拍摄出的图像的灰度值应保持在某个水平,故而,根据拍摄环境下的光照强度,相机会对曝光和增益自动做出相应调整,以达到用户期望的灰度值。但是,目前已有的相机只设计了在白天和夜间状态下如何调整曝光和增益参数来达到用户期望的灰度值,而当处于白天向夜间过渡状态以及夜间向白天过渡状态时,相机并没有设计如何调整曝光和增益参数的方法,不能很好地达到用户期望的灰度值,拍摄出的图像亮度不能满足用户要求。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种全天候曝光增益自动调节方法和系统,该方法和系统可根据拍摄环境下的光照强度,进入相应模式来自动调整相机的曝光参数和增益参数,使图像的灰度值达到用户期望的灰度值,获得最佳拍摄效果。 [0004] 为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案: [0005] 一种全天候曝光增益自动调节方法,其特征在于:它包括如下步骤: [0006] 步骤1:计算拍摄的图像的实际灰度值; [0007] 步骤2:根据步骤1中计算出的实际灰度值进行如下判断: [0008] 若该实际灰度值小于等于设定夜间期望灰度值,则进入夜间模式; [0009] 若该实际灰度值大于等于设定白天期望灰度值,则进入白天模式; [0010] 若该实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于设定夜间期望灰度值,则判断此时频闪灯状态:若此时该频闪灯处于关闭状态,则进入白天向夜间过渡模式;若此时该频闪灯处于开启状态,则进入夜间向白天过渡模式; [0011] 步骤3:根据进入的相应模式中设定的相应用户期望的灰度值计算曝光值和增益值,使相机根据计算出的该曝光值和增益值进行调整,然后进行拍摄; [0012] 步骤4:返回步骤1; [0013] 其中:该设定白天期望灰度值大于该设定夜间期望灰度值。 [0014] 在所述步骤1中,所述拍摄的图像为在将要拍摄的图像之前拍摄的至少一个图像,其中:当所述拍摄的图像为在将要拍摄的图像之前拍摄的两个或两个以上图像时,所述实际灰度值为该两个或两个以上图像的平均灰度值。 [0015] 所述步骤4为如下步骤:判断相机是否继续执行拍摄:若相机继续执行拍摄,则返回所述步骤1;若相机不继续执行拍摄,则结束拍摄。 [0016] 在所述设定白天期望灰度值与所述设定夜间期望灰度值之间设有关频闪灯灰度值、开频闪灯灰度值,该开频闪灯灰度值大于所述设定夜间期望灰度值且小于该关频闪灯灰度值,该关频闪灯灰度值大于该开频闪灯灰度值且小于所述设定白天期望灰度值;在所述步骤2中:若所述实际灰度值小于所述设定白天期望灰度值且大于所述设定夜间期望灰度值,则做如下判断: [0017] 若所述实际灰度值小于该开频闪灯灰度值且大于所述设定夜间期望灰度值,则判断当前所述频闪灯状态:若此时所述频闪灯处于关闭状态,则开启所述频闪灯,以进行拍摄,然后跳至所述步骤4;若此时所述频闪灯处于开启状态,则所述频闪灯保持开启,以进行拍摄,然后跳至所述步骤4; [0018] 若所述实际灰度值小于所述设定白天期望灰度值且大于该关频闪灯灰度值,则判断当前所述频闪灯状态:若此时所述频闪灯处于关闭状态,则所述频闪灯保持关闭,以进行拍摄,然后跳至所述步骤4;若此时所述频闪灯处于开启状态,则关闭所述频闪灯,以进行拍摄,然后跳至所述步骤4; [0019] 若所述实际灰度值小于等于该关频闪灯灰度值且大于等于该开频闪灯灰度值,则判断此时所述频闪灯状态:若此时所述频闪灯处于关闭状态,则进入所述白天向夜间过渡模式,执行所述步骤3;若此时所述频闪灯处于开启状态,则进入所述夜间向白天过渡模式,执行所述步骤3。 [0020] 当连续处于所述白天向夜间过渡模式时,随着光照强度的逐渐变弱,逐渐增大曝光值和增益值,直至曝光值和增益值增大到白天拍摄中可达到的最大曝光值和最大增益值,其中:当曝光值和增益值增大到白天拍摄中可达到的最大曝光值和最大增益值时,若图像的灰度值仍不能达到用户期望的灰度值,则保持曝光值和增益值不变,开启所述频闪灯,通过所述频闪灯进行补光; [0021] 当连续处于所述夜间向白天过渡模式时,随着光照强度的逐渐变强,逐渐减小曝光值,直至曝光值减小到白天拍摄中可达到的最大曝光值,其中:当曝光值减小到白天拍摄中可达到的最大曝光值时,若图像的灰度值仍不能达到用户期望的灰度值,则保持曝光值和增益值不变,直至所述拍摄的图像的实际灰度值到达所述关频闪灯灰度值时,关闭所述频闪灯。 [0022] 当调整曝光值和增益值后,由于光照强度较弱,图像的灰度值仍未达到用户期望的灰度值时,若所述频闪灯没有开启,则通过所述频闪灯进行补光。 [0023] 一种全天候曝光增益自动调节系统,其特征在于:它包括: [0024] 灰度值计算模块,用于计算拍摄的图像的实际灰度值; [0025] 灰度值判断模块,用于根据计算出的实际灰度值进行如下判断: [0026] 若实际灰度值小于等于设定夜间期望灰度值,则进入夜间模式; [0027] 若实际灰度值大于等于设定白天期望灰度值,则进入白天模式; [0028] 若实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于设定夜间期望灰度值,则频闪灯判断模块判断此时频闪灯状态:若此时该频闪灯处于关闭状态,则进入白天向夜间过渡模式;若此时该频闪灯处于开启状态,则进入夜间向白天过渡模式; [0029] 调整模块,用于根据进入的相应模式中设定的相应用户期望的灰度值计算曝光值和增益值,使相机根据计算出的该曝光值和增益值进行调整,然后进行拍摄; [0030] 其中:该设定白天期望灰度值大于该设定夜间期望灰度值。 [0031] 所述全天候曝光增益自动调节系统还包括持续拍摄判断模块,用于判断相机是否继续执行拍摄:若相机不继续执行拍摄,则结束拍摄,反之,继续执行拍摄。 [0032] 对于所述灰度值判断模块: [0033] 若所述实际灰度值小于所述设定白天期望灰度值且大于所述设定夜间期望灰度值,则所述灰度值判断模块做如下判断: [0034] 若所述实际灰度值小于开频闪灯灰度值且大于所述设定夜间期望灰度值,则所述频闪灯判断模块判断当前所述频闪灯状态:若此时所述频闪灯处于关闭状态,则开启所述频闪灯,以进行拍摄;若此时所述频闪灯处于开启状态,则所述频闪灯保持开启,以进行拍摄; [0035] 若所述实际灰度值小于所述设定白天期望灰度值且大于关频闪灯灰度值,则所述频闪灯判断模块判断当前所述频闪灯状态:若此时所述频闪灯处于关闭状态,则所述频闪灯保持关闭,以进行拍摄;若此时所述频闪灯处于开启状态,则关闭所述频闪灯,以进行拍摄; [0036] 若所述实际灰度值小于等于该关频闪灯灰度值且大于等于该开频闪灯灰度值,则所述频闪灯判断模块判断此时所述频闪灯状态:若此时所述频闪灯处于关闭状态,则进入所述白天向夜间过渡模式,所述调整模块工作;若此时所述频闪灯处于开启状态,则进入所述夜间向白天过渡模式,所述调整模块工作; [0037] 其中:在所述设定白天期望灰度值与所述设定夜间期望灰度值之间设有该关频闪灯灰度值、该开频闪灯灰度值,该开频闪灯灰度值大于所述设定夜间期望灰度值且小于该关频闪灯灰度值,该关频闪灯灰度值大于该开频闪灯灰度值且小于所述设定白天期望灰度值。 [0038] 所述全天候曝光增益自动调节系统还包括补光模块,用于当调整曝光值和增益值后,由于光照强度较弱,图像的灰度值仍未达到用户期望的灰度值时,若所述频闪灯没有开启,则通过所述频闪灯进行补光。 [0039] 本发明的优点是: [0040] 根据拍摄环境下的光照强度,本发明可进入相应模式,快速地自动调整相机的曝光参数(指曝光时间)和增益参数(包括数字增益值和模拟增益值),从而调节所拍摄图像的亮度(灰度值),使图像的灰度值达到用户期望的灰度值,获得最佳拍摄效果,提高拍摄的图像质量。附图说明 [0041] 图1是本发明方法的实施流程图。 具体实施方式[0042] 如图1所示,本发明全天候曝光增益自动调节方法包括如下步骤: [0043] 步骤1:计算拍摄的图像的实际灰度值; [0044] 步骤2:根据步骤1中计算出的实际灰度值进行如下判断: [0045] 若该实际灰度值小于等于设定夜间期望灰度值,则进入夜间模式; [0046] 若该实际灰度值大于等于设定白天期望灰度值,则进入白天模式; [0047] 若该实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于设定夜间期望灰度值,则判断此时频闪灯状态:若此时该频闪灯处于关闭状态,则进入白天向夜间过渡模式;若此时该频闪灯处于开启状态,则进入夜间向白天过渡模式;(需要提及的是,此时频闪灯的开启、关闭是相机根据此时拍摄环境而自动执行的,是相机自身具备的功能。) [0048] 步骤3:根据进入的相应模式中设定的相应用户期望的灰度值计算曝光值和增益值,使相机根据计算出的该曝光值和增益值进行调整,然后进行拍摄(此时拍摄的图像即为本文中所说的“将要拍摄的图像”。); [0049] 步骤4:返回步骤1; [0050] 其中:该设定白天期望灰度值大于该设定夜间期望灰度值。 [0051] 在步骤1中,所谓拍摄的图像为在将要拍摄的图像(该图像即指步骤3中相机所拍摄的图像)之前拍摄的至少一个图像,其中:当拍摄的图像为在将要拍摄的图像之前拍摄的两个或两个以上图像时,本发明方法中提及的实际灰度值为该两个或两个以上图像的平均灰度值。 [0052] 在本发明方法中,在设定白天期望灰度值与设定夜间期望灰度值之间还可设有关频闪灯灰度值、开频闪灯灰度值,该开频闪灯灰度值大于设定夜间期望灰度值且小于该关频闪灯灰度值,该关频闪灯灰度值大于该开频闪灯灰度值且小于设定白天期望灰度值,因而,在步骤2中:若实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于设定夜间期望灰度值,可做如下判断: [0053] 若实际灰度值小于该开频闪灯灰度值且大于设定夜间期望灰度值,则判断当前频闪灯状态:若此时频闪灯处于关闭状态,则开启频闪灯,以进行拍摄,然后跳至步骤4;若此时频闪灯处于开启状态,则频闪灯保持开启,以进行拍摄,然后跳至步骤4;(需要提及的是,在实际中,当相机拍摄的图像的实际灰度值小于该开频闪灯灰度值且大于设定夜间期望灰度值时,一般地,相机此时已自动令频闪灯呈开启状态。) [0054] 若实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于该关频闪灯灰度值,则判断当前频闪灯状态:若此时频闪灯处于关闭状态,则频闪灯保持关闭,以进行拍摄,然后跳至步骤4;若此时频闪灯处于开启状态,则关闭频闪灯,以进行拍摄,然后跳至步骤4;(需要提及的是,在实际中,当相机拍摄图像的实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于该关频闪灯灰度值时,一般地,相机此时已自动令频闪灯呈关闭状态。) [0055] 若实际灰度值小于等于该关频闪灯灰度值且大于等于该开频闪灯灰度值,则判断此时频闪灯状态:若此时频闪灯处于关闭状态,则进入白天向夜间过渡模式,执行步骤3;若此时频闪灯处于开启状态,则进入夜间向白天过渡模式,执行步骤3(需要提及的是,此时频闪灯的开启、关闭是相机根据此时拍摄环境而自动执行的,是相机自身具备的功能。)。 [0056] 对于本发明方法,在设定白天期望灰度值与设定夜间期望灰度值之间又设计关频闪灯灰度值、开频闪灯灰度值的目的是,当相机拍摄图像的实际灰度值小于该开频闪灯灰度值且大于设定夜间期望灰度值时,相机不用对曝光和增益参数进行调整,而是简单地通过开启频闪灯的方式即可实现拍摄图像的灰度值达到此时用户期望的灰度值的目的,同样地,当相机拍摄图像的实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于该关频闪灯灰度值时,相机不用对曝光和增益参数进行调整,而是简单地通过关闭频闪灯的方式即可实现拍摄图像的灰度值达到此时用户期望的灰度值的目的,这样做的好处是简化了相机的处理过程,使相机运行稳定,节能。 [0057] 在实际应用中,步骤4可扩展为如下步骤:判断相机是否继续执行拍摄:若相机继续执行拍摄,则返回步骤1;若相机不继续执行拍摄,则结束拍摄。 [0058] 在用户连续使用相机进行拍摄情形下,当连续处于白天向夜间过渡模式时,随着光照强度的逐渐变弱,应逐渐增大曝光值和增益值,直至曝光值和增益值增大到白天拍摄中可达到的最大曝光值和最大增益值,其中:当曝光值和增益值增大到白天拍摄中可达到的最大曝光值和最大增益值时,若图像的灰度值仍不能达到用户期望的灰度值,则保持曝光值和增益值不变,开启频闪灯,通过频闪灯进行补光。需要提及的是,增大曝光值和增益值可按如下顺序进行:首先增大曝光值,当曝光值增大到最大后,增大模拟增益值,当模拟增益值增大到最大后,增大数字增益值,直至数字增益值增大到最大。 [0059] 在用户连续使用相机进行拍摄情形下,当连续处于夜间向白天过渡模式时,随着光照强度的逐渐变强,应逐渐减小曝光值,直至曝光值减小到白天拍摄中可达到的最大曝光值,其中:当曝光值减小到白天拍摄中可达到的最大曝光值时,若图像的灰度值仍不能达到用户期望的灰度值,则保持曝光值和增益值不变,直至所述拍摄的图像的实际灰度值到达所述关频闪灯灰度值时,关闭频闪灯。 [0060] 当调整曝光值和增益值后,由于光照强度较弱,图像的灰度值仍未达到用户期望的灰度值时,若频闪灯没有开启,则可开启频闪灯,通过频闪灯进行补光。此种方式适用于需要进行补光的任何情形,例如夜间模式、白天向夜间过渡模式、夜间向白天过渡模式等,目的是使图像的亮度达到期望值,而此种方式是目前已有相机不具备的。 [0061] 在白天模式中,对曝光值和增益值的调整可按如下顺序进行:首先减小数字增益值,当数字增益值减小到最小后,减小模拟增益值,当模拟增益值减小到最小后,减小曝光值(曝光时间),直至曝光值减小到最小。 [0062] 基于上面的全天候曝光增益自动调节方法,本发明还提出了一种全天候曝光增益自动调节系统,它包括: [0063] 灰度值计算模块,用于计算拍摄的图像的实际灰度值; [0064] 灰度值判断模块,用于根据计算出的实际灰度值进行如下判断: [0065] 若实际灰度值小于等于设定夜间期望灰度值,则进入夜间模式; [0066] 若实际灰度值大于等于设定白天期望灰度值,则进入白天模式; [0067] 若实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于设定夜间期望灰度值,则频闪灯判断模块判断此时频闪灯状态:若此时该频闪灯处于关闭状态,则进入白天向夜间过渡模式;若此时该频闪灯处于开启状态,则进入夜间向白天过渡模式; [0068] 调整模块,用于根据进入的相应模式中设定的相应用户期望的灰度值计算曝光值和增益值,使相机根据计算出的该曝光值和增益值进行调整,然后进行拍摄; [0069] 其中:该设定白天期望灰度值大于该设定夜间期望灰度值。 [0070] 在实际中,本发明全天候曝光增益自动调节系统还可包括持续拍摄判断模块,用于判断相机是否继续执行拍摄:若相机不继续执行拍摄,则结束拍摄,反之,继续执行拍摄。 [0071] 对于灰度值判断模块: [0072] 若实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于设定夜间期望灰度值,则灰度值判断模块可做如下判断: [0073] 若实际灰度值小于开频闪灯灰度值且大于设定夜间期望灰度值,则频闪灯判断模块判断当前频闪灯状态:若此时频闪灯处于关闭状态,则开启频闪灯,以进行拍摄;若此时频闪灯处于开启状态,则频闪灯保持开启,以进行拍摄; [0074] 若实际灰度值小于设定白天期望灰度值且大于关频闪灯灰度值,则频闪灯判断模块判断当前频闪灯状态:若此时频闪灯处于关闭状态,则频闪灯保持关闭,以进行拍摄;若此时频闪灯处于开启状态,则关闭频闪灯,以进行拍摄; [0075] 若实际灰度值小于等于该关频闪灯灰度值且大于等于该开频闪灯灰度值,则频闪灯判断模块判断此时频闪灯状态:若此时频闪灯处于关闭状态,则进入白天向夜间过渡模式,调整模块工作;若此时频闪灯处于开启状态,则进入夜间向白天过渡模式,调整模块工作; [0076] 其中:在设定白天期望灰度值与设定夜间期望灰度值之间设有该关频闪灯灰度值、该开频闪灯灰度值,该开频闪灯灰度值大于设定夜间期望灰度值且小于该关频闪灯灰度值,该关频闪灯灰度值大于该开频闪灯灰度值且小于设定白天期望灰度值。 [0077] 在实际中,本发明全天候曝光增益自动调节系统还可包括补光模块,用于当调整曝光值和增益值后,由于光照强度较弱,图像的灰度值仍未达到用户期望的灰度值时,若频闪灯没有开启,则开启频闪灯,通过频闪灯进行补光。 [0078] 在本发明中,曝光值指曝光时间,增益值包括模拟增益值和数字增益值。设定白天期望灰度值、设定夜间期望灰度值、关频闪灯灰度值、开频闪灯灰度值是相机自身预先设定好的,不同的相机所设计的设定白天期望灰度值、设定夜间期望灰度值、关频闪灯灰度值、开频闪灯灰度值可以不同,但它们的大小顺序是固定的:设定白天期望灰度值>关频闪灯灰度值>开频闪灯灰度值>设定夜间期望灰度值。各个模式下相应设定的用户期望的灰度值是用户或相机本身预先设定好的。 [0079] 本发明的优点是: [0080] 根据拍摄环境下的光照强度,本发明可进入相应模式,快速地自动调整相机的曝光参数(指曝光时间)和增益参数(包括数字增益值和模拟增益值),从而调节所拍摄图像的亮度(灰度值),使图像的灰度值达到用户期望的灰度值,获得最佳拍摄效果,提高拍摄的图像质量。也就是说,当光照发生变化时,相机会根据当前光照强度进入相应模式,按照模式中预先设定好的用户期望的灰度值来自动计算并调整曝光(如曝光时间)、增益参数(如数字增益、模拟增益),使相机拍摄出的图像灰度值维持在用户期望的灰度值上。 [0082] 当相机处于光照较弱的拍摄环境下时,本发明能够自动开启频闪灯进行补光,弥补了目前相机处于光照较弱情况下无法自动补光的缺陷。 [0083] 当相机处于白天向夜间过渡的状态以及夜间向白天过渡的状态时,本发明调整曝光和增益的过程可以很好地适应光照强度逐渐变化的情形,可达到用户期望的灰度值,拍摄出的图像亮度可以很好地满足用户的要求。 [0084] 若一次拍摄的图像没有很好地达到用户期望的灰度值,本发明设计的这种方法可对曝光和增益进行逐步调整,在用户下一次或下几次拍摄时,便可使拍摄的图像达到用户期望的灰度值。 |