專利名稱：攝像機(jī)的曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于攝像領(lǐng)域，尤其涉及一種攝像機(jī)的曝光方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)曝光(AUTO EXPOSURE, AE)、自動(dòng)白平衡(AUTO WHITEBALANCE, AffB)算法是攝像機(jī)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，被譽(yù)為攝像機(jī)領(lǐng)域的明珠；受影像傳感器和影像處理數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing, DSP)技術(shù)的限制，AE> AffB核心技術(shù)多年來(lái)主要掌握在國(guó)外一些壟斷企業(yè)手中。近3年來(lái)，中國(guó)視頻監(jiān)控得到大規(guī)?？v深應(yīng)用，極大促進(jìn)本土影像企業(yè)公司熱情，尤其是高清攝像機(jī)技術(shù)的發(fā)展徹底顛覆了原來(lái)壟斷影像處理格局，國(guó)內(nèi)監(jiān)控領(lǐng)域領(lǐng)先的企業(yè)相繼攻克AE、AWB技術(shù)，中國(guó)監(jiān)控?cái)z像機(jī)迅速成為全球中堅(jiān)力量。國(guó)內(nèi)平安城市監(jiān)控具有中國(guó)本身的特點(diǎn)，城市發(fā)展規(guī)模和設(shè)施配套差異大，照明環(huán)境普遍不理想，紅外夜視產(chǎn)品主要需要解決二個(gè)問(wèn)題，一是保障夜視距離范圍內(nèi)，攝像機(jī)亮度基本保持不變，即空間亮度均勻性問(wèn)題；二是防止出現(xiàn)“手電筒”效應(yīng)，即中間亮，邊緣暗，導(dǎo)致圖像畫面不均勻，即圖象平面亮度均勻性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種攝像機(jī)的曝光方法，其解決現(xiàn)有技術(shù)的空間亮度均勻性和圖像畫面不均勻的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一方面，提供一種攝像機(jī)的曝光方法，所述方法包括:檢測(cè)曝光時(shí)環(huán)境光線的強(qiáng)度；如所述強(qiáng)度超過(guò)閾值，確認(rèn)為白天，將公式2.2中的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成白天目標(biāo)亮度和白天亮度平均值，依據(jù)所述白天目標(biāo)亮度和所述白天亮度平均值計(jì)算DeltaEV ;依據(jù)DeltaEV調(diào)整Av、Tv和Sv，并依據(jù)所述公式2.1計(jì)算出調(diào)整后的Lv’，當(dāng)Lv’與當(dāng)前圖像幀的Lv的差值為零時(shí)，結(jié)束調(diào)整；如所述強(qiáng)度低于閾值，確定為黑夜，將所述公式2.2中的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成黑夜目標(biāo)亮度和黑夜亮度平均值，依據(jù)所述黑夜目標(biāo)亮度和所述黑夜亮度平均值計(jì)算DeltaEV ;依據(jù)DeltaEV調(diào)整Av、Tv和Sv，并依據(jù)所述公式2.1計(jì)算出調(diào)整后的Lv’，當(dāng)Lv’與當(dāng)前圖像幀的Lv的差值為零時(shí)，結(jié)束調(diào)整；所述公式2.1具體為:Av+Tv=Lv+Sv 2.1其中，Av:鏡頭光圈，Tv:曝光時(shí)間，Sv:圖像傳感器的增益；Lv:圖像亮度；所述公式2.2具體為:DeltaEV = AE_MULTIPLE* (lo g_2 (AePreviewAverageLuma)—log—2 (AeTargetLuma)) ；2.2
AePreviewAverageLuma 為:亮度平均值；Ae Target Luma 為:目標(biāo)亮度；AE_MULTIPLE為常數(shù)。可選的，所述白天亮度平均值的計(jì)算方法為:將當(dāng)前圖像幀的圖像分成柵格；亮度平均值為:AePreviewAverageLuma=Luma (i, j)*weight(i, j) / (WINVC^ffINHC) 2.3其中，Luma(i, j)為柵格亮度平均值，weight (i，j)為柵格亮度權(quán)重；WINVC為所述柵格在垂直方向的柵格數(shù)，WINHC為所述柵格在豎直方向的柵格數(shù)。weight (i, j)亮度權(quán)重(白天)的矩陣具體為:{10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10}，{10，18，18，18，18，18，18，18，18，18，18，10}，{10，18，18，28，28，28，28，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，30，30，28，28，18，18，10}，

{10，18，18，28，28，30，30，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，28，28，28，28，18，18，10}，{10，18，18，18，18，18，18，18，18，18，18，10}，{10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10}。可選的，所述黑夜亮度平均值的計(jì)算方法為:將當(dāng)前圖像幀的圖像分成柵格；亮度平均值為:AePreviewAverageLuma=Luma (i, j)*weight(i, j) / (WINVC^ffINHC) 2.3其中，Luma(i, j)為柵格亮度平均值，weight (i，j)為柵格亮度權(quán)重；WINVC為該柵格在垂直方向的柵格數(shù)，WINHC為該柵格在豎直方向的柵格數(shù)。weight (i，j)亮度權(quán)重的矩陣為黑夜亮度權(quán)重矩陣為:{I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I},{1，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，I},{I, 4，4，8，15，15，15，15，8，4，4，1}，{I, 4，4，8，15，30，30，15，8，4，4，1}，{I, 4，4，8，15，30，30，15，8，4，I, 1}，{I, 4，4，8，15，15，15，15，8，4，4，1}，{1，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，I},{I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I}。在本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明提供的技術(shù)方案充分考慮了環(huán)境光線的因素，在不同的環(huán)境下，選擇不同的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整攝像頭的曝光，所以其具有空間亮度均勻性好和圖像畫面均勻的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明提供的一種攝像機(jī)的曝光方法的流程圖；圖2是本發(fā)明提供的柵格的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。通常攝像機(jī)自動(dòng)曝光算法原理就是保證式2.1的平衡。Av+Tv=Lv+Sv 2.1其中，Av:鏡頭光圈，Tv:曝光時(shí)間，Sv:圖像傳感器的增益；Lv:圖像亮度目標(biāo)亮度AeTarget Luma根據(jù)環(huán)境設(shè)定，為設(shè)定值，圖象亮度變化時(shí)，根據(jù)圖像亮度Lv計(jì)算亮度平均值A(chǔ)e Preview Average Luma, Lv的變化值為:圖像亮度差值DeltaLv,即相鄰兩個(gè)圖像巾貞Lv的差值，DeltaEV可以通過(guò)式2.2計(jì)算得到，DeltaEV為依據(jù)當(dāng)前圖像幀的圖像亮度(測(cè)量得至IJ)計(jì)算出來(lái)的表示相鄰兩個(gè)圖像幀Lv的差值；需要說(shuō)明的是，DeltaEV僅僅為計(jì)算值，其與DeltaLv不相同。AE_MULTIPLE是一個(gè)常數(shù)，具體數(shù)值可以為1024。DeltaEV = AE_MULTIPLE* (I o g _ 2 (AePreviewAverageLuma)—log_2(AeTargetLuma))2.2 為了使圖像幀的亮度Lv基本不變，我們必須調(diào)整Av、Tv和Sv，使得DeltaLv為零，從而保持當(dāng)前圖像幀的Lv和下一圖像幀的Lv基本相同，而DeltaEV是我們依據(jù)當(dāng)前圖像幀的Lv計(jì)算出來(lái)的相鄰兩個(gè)圖像幀Lv的差值，所以本發(fā)明依據(jù)DeltaEV來(lái)調(diào)整Av、Tv和Sv,使DeltaLv為零，使式2.1仍然保持平衡能達(dá)到DeltaLv基本為零的效果。因?yàn)镈eltaEV是依據(jù)曝光目標(biāo)亮度和當(dāng)前幀的亮度平均值計(jì)算出來(lái)的，所以依據(jù)DeltaEV來(lái)調(diào)整Av、Tv和Sv,就能使得依據(jù)式2.1所計(jì)算出下一巾貞的Lv與當(dāng)前巾貞的Lv基本不變,從而達(dá)到保持當(dāng)前幀和下一幀亮度基本無(wú)變化的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供一種攝像機(jī)的曝光方法，該方法由攝像機(jī)完成，該方法如圖1所示，包括:S11、檢測(cè)曝光時(shí)環(huán)境光線的強(qiáng)度；S12、如強(qiáng)度超過(guò)閾值，確認(rèn)為白天，將2.2中的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成白天目標(biāo)亮度和白天亮度平均值，依據(jù)白天目標(biāo)亮度和白天亮度平均值計(jì)算DeltaEV ;依據(jù)DeltaEV調(diào)整Αν、Τν和Sv，并依據(jù)式2.1計(jì)算出調(diào)整后的Lv’，當(dāng)Lv’與當(dāng)前圖像幀的Lv的差值為零時(shí)，結(jié)束調(diào)整。S13、如強(qiáng)度低于閾值，確定為黑夜，將2.2中的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成黑夜目標(biāo)亮度和黑夜亮度平均值，依據(jù)黑夜目標(biāo)亮度和黑夜亮度平均值計(jì)算DeltaEV ;依據(jù)DeltaEV調(diào)整Av、Tv和Sv，并依據(jù)式2.1計(jì)算出調(diào)整后的Lv’，當(dāng)Lv’與當(dāng)前圖像幀的Lv的差值為零時(shí)，結(jié)束調(diào)整。需要說(shuō)明的是，依據(jù)DeltaEV調(diào)整Av、Tv和Sv的具體方法可以為:如DeltaEV為正值，則說(shuō)明下一幀圖像的Lv要變大，則將Av或Tv增大，Sv不變，這樣依據(jù)式2.1計(jì)算出的調(diào)整后的Lv就變大了，從而提高圖像亮度。如DeltaEV為負(fù)值，則說(shuō)明下一幀圖像的Lv要變小，則將Av或Tv增小，Sv不變，這樣依據(jù)式2.1計(jì)算出的調(diào)整后的Lv就變小了，從而減低圖像亮度。本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的方法在曝光時(shí)，充分考慮了環(huán)境光線的因素，在不同的環(huán)境下，選擇不同的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整攝像頭的曝光，并且依據(jù)當(dāng)前圖像幀的亮度來(lái)調(diào)整下一幀的圖像亮度，所以圖像具有空間亮度均勻性好和圖像畫面均勻的優(yōu)點(diǎn)?？蛇x的，上述白天亮度平均值的計(jì)算方法可以為:將當(dāng)前圖像幀(即曝光前獲取的最近的圖像幀)分成柵格(該柵格如圖2所示，如圖2中，WINH表示垂直方向每格的像素點(diǎn)數(shù)，WINff表示水平方向每格的像素點(diǎn)數(shù))；AePreviewAverageLuma=Luma (i, j)*weight(i, j) / (WINVOWINHC) (2.3)其中，Luma(i, j)為柵格亮度平均值,其通過(guò)測(cè)量當(dāng)前圖像巾貞得到,該Luma(i, j)為柵格亮度平均值的整體表現(xiàn)即為圖像亮度Lv ;Weight(i，j)為柵格亮度權(quán)重;WINVC為該柵格在垂直方向的柵格數(shù)，WINHC為該柵格在豎直方向的柵格數(shù)。weight (i, j)亮度權(quán)重(白天)的矩陣具體可以為:{10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10}，{10，18，18，18，18，18，18，18，18，18，18，10}，{10，18，18，28，28，28，28，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，30，30，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，30，30，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，28，28，28，28，18，18，10}，{10，18，18，18，18，18，18，18，18，18，18，10}，{10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10}可選的,上述黑夜亮度平均值的計(jì)算方法與白天不同點(diǎn)僅僅在于此時(shí)weight (i,j)亮度權(quán)重的矩陣為黑夜亮度權(quán)重矩陣，具體可以為:{I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I},{1，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，I},{I, 4，4，8，15，15，15，15，8，4，4，1}，{I, 4，4，8，15，30，30，15，8，4，4，1}，{I, 4，4，8，15，30，30，15，8，4，I, 1}，{I, 4，4，8，15，15，15，15，8，4，4，1}，{1，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，I},{I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I, 1}上述通過(guò)白天亮度權(quán)重矩陣和黑夜亮度權(quán)重矩陣能充分考慮白天和黑夜的變化，使得圖像具有空間亮度均勻性好和圖像畫面均勻的優(yōu)點(diǎn)。值得注意的是，上述實(shí)施例中，所包括的各個(gè)單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能單元的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，相應(yīng)的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，如R0M/RAM、磁盤或光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種攝像機(jī)的曝光方法，其特征在于，所述方法包括: 檢測(cè)曝光時(shí)環(huán)境光線的強(qiáng)度； 如所述強(qiáng)度超過(guò)閾值，確認(rèn)為白天，將公式2.2中的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成白天目標(biāo)亮度和白天亮度平均值，依據(jù)所述白天目標(biāo)亮度和所述白天亮度平均值計(jì)算DeltaEV ;依據(jù)DeltaEV調(diào)整Av、Tv和Sv，并依據(jù)所述公式2.1計(jì)算出調(diào)整后的Lv’，當(dāng)Lv’與當(dāng)前圖像幀的Lv的差值為零時(shí)，結(jié)束調(diào)整； 如所述強(qiáng)度低于閾值，確定為黑夜，將所述公式2.2中的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成黑夜目標(biāo)亮度和黑夜亮度平均值，依據(jù)所述黑夜目標(biāo)亮度和所述黑夜亮度平均值計(jì)算DeltaEV ;依據(jù)DeltaEV調(diào)整Av、Tv和Sv，并依據(jù)所述公式2.1計(jì)算出調(diào)整后的Lv’，當(dāng)Lv’與當(dāng)前圖像幀的Lv的差值為零時(shí)，結(jié)束調(diào)整； 所述公式2.1具體為:Av+Tv=Lv+Sv 2.1其中， Av:鏡頭光圈，Tv:曝光時(shí)間，Sv:圖像傳感器的增益；Lv:圖像亮度； 所述公式2.2具體為:DeltaEV=AE_MULTIPLE*(log_2(AePreviewAverageLuma) 一log_2 (AeTargetLuma))；2.2 AePreviewAverageLuma 為:亮度平均值；Ae Target Luma 為:目標(biāo)亮度；AE_MULTIPLE為常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述白天亮度平均值的計(jì)算方法為: 將當(dāng)前圖像幀的圖像分成柵格；亮度平均值為:AePreviewAverageLuma=Luma (i, j)*weight(i, j) / (WINVC^ffINHC) 2.3其中，Luma(i, j)為柵格亮度平均值，weight (i, j)為柵格亮度權(quán)重;WINVC為所述柵格在垂直方向的柵格數(shù)，WINHC為所述柵格在豎直方向的柵格數(shù)。weight (i, j)亮度權(quán)重(白天)的矩陣具體為:{10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10}，{10，18，18，18，18，18，18，18，18，18，18，10}，{10，18，18，28，28，28，28，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，30，30，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，30，30，28，28，18，18，10}，{10，18，18，28，28，28，28，28，28，18，18，10}，{10，18，18，18，18，18，18，18，18，18，18，10}，{10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10，10}。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述黑夜亮度平均值的計(jì)算方法為: 將當(dāng)前圖像幀的圖像分成柵格；亮度平均值為:AePreviewAverageLuma=Luma (i, j)*weight(i, j) / (WINVC^ffINHC) 2.3其中，Luma(i, j)為柵格亮度平均值，weight (i，j)為柵格亮度權(quán)重；WINVC為該柵格在垂直方向的柵格數(shù)，WIN HC為該柵格在豎直方向的柵格數(shù)。weight (i，j)亮度權(quán)重的矩陣為黑夜亮度權(quán)重矩陣為:
全文摘要
本發(fā)明適用通信領(lǐng)域，提供了一種攝像機(jī)的曝光方法，所述方法包括檢測(cè)曝光時(shí)環(huán)境光線的強(qiáng)度；如強(qiáng)度超過(guò)閾值，確認(rèn)為白天，將公式2.2中的目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成白天目標(biāo)亮度和白天亮度平均值；如強(qiáng)度低于閾值，確定為黑夜，將目標(biāo)亮度和亮度平均值調(diào)整成黑夜目標(biāo)亮度和黑夜亮度平均值。本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有空間亮度均勻性好和圖像畫面均勻的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N5/235GK103188446SQ20121050467
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者吳國(guó)勇 申請(qǐng)人:深圳市捷高電子科技有限公司