本發(fā)明屬于攝像頭控制，具體涉及一種基于單攝像頭的拍攝曝光控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、曝光是拍照過(guò)程中的最基礎(chǔ)同時(shí)也是最重要的部分，即在攝影中進(jìn)入鏡頭照射在感光元件上的光量，由光圈大小、曝光時(shí)長(zhǎng)和曝光增益來(lái)組合控制。

3、放置在桿塔上對(duì)輸電線路進(jìn)行拍攝的槍機(jī)，需要在不同場(chǎng)景下完成全天候的拍攝任務(wù)，拍攝場(chǎng)景不乏光照條件較差的高山或農(nóng)田，而這些場(chǎng)景在夜晚時(shí)通過(guò)測(cè)光發(fā)現(xiàn)光照強(qiáng)度約為0.001l?ux(即星光級(jí)光照強(qiáng)度)。要想實(shí)現(xiàn)星光級(jí)全彩夜視則需選用一顆尺寸相對(duì)較大的傳感器，但大尺寸傳感器存在著白天的進(jìn)光量較大而易造成過(guò)曝現(xiàn)象以至于白天無(wú)法拍攝的弊端。為克服這一弊端，可使用一顆大尺寸的傳感器進(jìn)行夜間拍攝、同時(shí)配合一顆小尺寸的傳感器進(jìn)行白天拍攝，但是，這種方案會(huì)造成設(shè)備體積過(guò)大、造價(jià)成本高和后期維護(hù)復(fù)雜等問(wèn)題，單攝像頭因曝光問(wèn)題無(wú)法同時(shí)兼顧完成白天與夜間等復(fù)雜光照環(huán)境的拍攝任務(wù)，這是單攝像頭全天候拍攝時(shí)的難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于單攝像頭的拍攝曝光控制方法及系統(tǒng)，對(duì)單攝像頭進(jìn)行全天候拍攝時(shí)曝光狀態(tài)的自動(dòng)控制，同時(shí)優(yōu)化拍攝效果，應(yīng)用二次拍攝，有針對(duì)性地選擇測(cè)光區(qū)域的曝光狀態(tài)自動(dòng)控制策略以及參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜光照環(huán)境下單攝像頭獲取曝光正常的圖像、輸出高質(zhì)量圖片。

2、根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明的第一方案提供了一種基于單攝像頭的拍攝曝光控制方法，采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于單攝像頭的拍攝曝光控制方法，包括：

4、獲取單攝像頭的單幀圖像；

5、計(jì)算所獲取的單幀圖像的全局亮度值，判斷獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式；

6、當(dāng)且僅當(dāng)所獲取的曝光模式為正常模式時(shí)，單幀圖像為曝光合適圖像，否則進(jìn)行單攝像頭的拍攝曝光調(diào)控；

7、其中，在進(jìn)行單攝像頭的拍攝曝光調(diào)控的過(guò)程中，調(diào)節(jié)單攝像頭的光圈大小、曝光時(shí)長(zhǎng)以及曝光增益，基于調(diào)節(jié)后的單攝像頭獲取二次單幀圖像；結(jié)合獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式以及所獲取的單幀圖像和二次單幀圖像，得到單攝像頭的曝光圖像，完成單攝像頭的拍攝曝光調(diào)控。

8、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，在得到單攝像頭的曝光圖像的過(guò)程中，計(jì)算得到的二次單幀圖像的全局亮度值，將所得到的二次單幀圖像的全局亮度值與單幀圖像全局亮度值相比較，根據(jù)獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式的不同，確定單攝像頭的曝光圖像。

9、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，所述曝光模式至少包括正常模式、過(guò)曝模式、夕陽(yáng)模式和夜視模式；根據(jù)所得到的單幀圖像全局亮度值依次設(shè)置夜視閾值、夕陽(yáng)閾值和過(guò)曝閾值；當(dāng)所得到的全局亮度值小于夜視閾值時(shí)，單幀圖像的曝光模式為夜視模式；當(dāng)所得到的全局亮度值處于夜視閾值與夕陽(yáng)閾值之間時(shí)，單幀圖像的曝光模式為夕陽(yáng)模式；當(dāng)所得到的全局亮度值處于夕陽(yáng)閾值和過(guò)曝閾值之間時(shí)，單幀圖像的曝光模式為正常模式；當(dāng)所得到的全局亮度值大于過(guò)曝模式時(shí)，單幀圖像的曝光模式為過(guò)曝模式。

10、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，當(dāng)獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式為過(guò)曝模式時(shí)，將單攝像頭的光圈大小與曝光增益均調(diào)至最小，通過(guò)調(diào)節(jié)曝光時(shí)長(zhǎng)抑制曝光過(guò)度時(shí)二次單幀圖像的全局亮度，確定過(guò)曝模式下不同全局亮度均值的單幀圖像與不同曝光時(shí)長(zhǎng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，擬合出過(guò)曝模式下的曝光時(shí)長(zhǎng)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)。

11、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，當(dāng)獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式為夕陽(yáng)模式時(shí)，將單攝像頭的光圈大小與曝光時(shí)長(zhǎng)均調(diào)至最大，通過(guò)調(diào)節(jié)曝光增益提高曝光不足時(shí)二次單幀圖像的全局亮度，確定夕陽(yáng)模式下不同全局亮度均值的單幀圖像與不同曝光增益之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，擬合出夕陽(yáng)模式下的曝光增益參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)。

12、作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，當(dāng)獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式為夜視模式時(shí)，將單攝像頭的光圈大小與曝光時(shí)長(zhǎng)均調(diào)至最大，通過(guò)調(diào)節(jié)曝光增益提高曝光不足時(shí)二次單幀圖像的全局亮度，確定夜視模式下不同全局亮度均值的單幀圖像與不同曝光增益之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，擬合出夜視模式下的曝光增益參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)。

13、根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明的第二方案提供了一種基于單攝像頭的拍攝曝光控制系統(tǒng)，采用如下技術(shù)方案：

14、一種基于單攝像頭的拍攝曝光控制系統(tǒng)，包括：

15、獲取模塊，其被配置為獲取單攝像頭的單幀圖像；

16、判斷模塊，其被配置為計(jì)算所獲取的單幀圖像的全局亮度值，判斷獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式；

17、控制模塊，其被配置為當(dāng)且僅當(dāng)所獲取的曝光模式為正常模式時(shí)，單幀圖像為曝光合適圖像，否則進(jìn)行單攝像頭的拍攝曝光調(diào)控；

18、其中，在進(jìn)行單攝像頭的拍攝曝光調(diào)控的過(guò)程中，調(diào)節(jié)單攝像頭的光圈大小、曝光時(shí)長(zhǎng)以及曝光增益，基于調(diào)節(jié)后的單攝像頭獲取二次單幀圖像；結(jié)合獲取二次單幀圖像時(shí)單攝像頭的拍攝曝光模式以及所獲取的單幀圖像和二次單幀圖像，得到單攝像頭的曝光圖像，完成單攝像頭的拍攝曝光調(diào)控。

19、根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明的第三方案提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，采用如下技術(shù)方案：

20、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方案所述的基于單攝像頭的拍攝曝光控制方法中的步驟。

21、根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明的第四方案提供了一種電子設(shè)備，采用如下技術(shù)方案：

22、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并在處理器上運(yùn)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方案所述的基于單攝像頭的拍攝曝光控制方法中的步驟。

23、根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明的第五方案提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，采用如下技術(shù)方案：

24、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括軟件代碼，所述軟件代碼中的程序執(zhí)行如本發(fā)明第一方案所述的基于單攝像頭的拍攝曝光控制方法中的步驟。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

26、本發(fā)明采用單攝像頭進(jìn)行全天候拍攝時(shí)曝光狀態(tài)的自動(dòng)控制，同時(shí)優(yōu)化拍攝效果，應(yīng)用二次拍攝，有針對(duì)性地選擇測(cè)光區(qū)域的曝光狀態(tài)自動(dòng)控制策略以及參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)，有效解決單攝像頭因曝光問(wèn)題無(wú)法同時(shí)兼顧完成白天與夜間等復(fù)雜光照環(huán)境的拍攝任務(wù)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜光照環(huán)境下單攝像頭獲取曝光正常的圖像、輸出高質(zhì)量圖片。

27、外界光照的強(qiáng)弱影響攝像頭的成像質(zhì)量，但在攝像頭層面，光圈大小、曝光時(shí)長(zhǎng)和曝光增益也可以影響進(jìn)光量，繼而影響最終的成像質(zhì)量；同時(shí)所拍攝圖像的有效區(qū)域集中在圖像的中間位置，所拍攝圖像周圍一圈若存在區(qū)域過(guò)曝或點(diǎn)過(guò)曝，并不會(huì)對(duì)圖像有效信息的可視化產(chǎn)生較大影響。本發(fā)明在對(duì)單幀圖像測(cè)光后進(jìn)行曝光模式的分類，并決定是否在修改光圈大小、曝光時(shí)長(zhǎng)和曝光增益三個(gè)參數(shù)后進(jìn)行二次單幀圖像的拍攝，在得到二次單幀圖像后與單幀圖像按照不同曝光模式在特定的測(cè)光區(qū)域進(jìn)行測(cè)光比較，最終輸出亮度均值在正常模式范圍內(nèi)的圖像。本發(fā)明在修改光圈大小、曝光時(shí)長(zhǎng)和曝光增益三個(gè)參數(shù)時(shí)應(yīng)用了全新擬合的參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)，特別是在夜視模式下擬合出了斜率變化的參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)；按照不同的曝光模式有針對(duì)性地選擇不同的測(cè)光區(qū)域；確保在不同亮度均值的不同曝光模式下調(diào)節(jié)參數(shù)后拍攝的二次單幀圖像的亮度均值在正常模式范圍內(nèi)。