一种成像设备自动曝光控制方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种成像设备自动曝光控制方法及装置，通过将每个曝光参数划分为多个段，每个段称为一个子曝光线，并对子曝光线进行排序后组合，形成成像设备总曝光线，在打开成像设备后，判断当前画面亮度与目标画面亮度的偏差，如果存在偏差，则按照所述成像设备总曝光线调整曝光参数，如果当前画面亮度在目标画面亮度范围内，则不做调整。同时公开的成像设备自动曝光控制装置包括控制模块、亮度评价模块和曝光参数调整模块。本发明具有通用性，正常光照条件下，能够将曝光参数调整至合理值，优化了成像效果；极端光照条件下，也会将曝光参数调整至最值，保证了成像效果不会比传统方案差；同时能够有效抑制过曝现象。
【专利说明】ー种成像设备自动曝光控制方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄影成像【技术领域】，特别是涉及成像设备的自动曝光控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]在成像设备中，图像最終的画面亮度直接影响了可视效果，画面亮度可以通过调整曝光參数来实现控制。在实际的成像设备当中，相关的曝光參数通常有曝光时间(电子快门)、増益、光圈大小等。由于人为调整各个曝光參数比较繁琐，就需要软件自动控制这些曝光參数的调整，这样的功能即称为自动曝光。自动曝光存在的意义也即控制各种相关的曝光參数，使画面亮度维持期望的值。
[0003]传统的自动曝光策略，是当ー种曝光參数调到尽头了，再调另外ー种曝光參数，t匕如画面太暗了，先将光圈放大，大到最大值时，再去调整快门。
[0004]而实际情况是，最值通常不是效果最优值，光圈大了景深就会变小，快门太慢了就会有拖影，増益太大了就会有噪点，单纯将一个參数调到极限再调另ー个參数，得到的效果往往不太好。举个例子，实际情况中，假如原本环境下画面较暗，需要把光圈放到最大，那么我们把光圈放大一部分(不放到最大)，然后剩余部分通过减慢快门速度去补偿，成像效果会好得多。
[0005]而且随着曝光參数的不断増加(如各种补光灯)，传统自动曝光控制系统并未考虑到这些曝光參数，因而不能使成像效果最佳化。同吋，由于补光灯的存在，及夜间的车灯路灯等，图像很容易出现局部过曝情況，而传统的自动曝光依靠的是全局的画面亮度统计，无法起到抑制过曝作用。
[0006]为了应对曝光參数最大/小值不是最优效果的情况，现有技术对曝光參数进行了限制，将光圈、増益值等限制在合适范围内(实际的取值与镜头特性、成像设备的特性等相关)，举个例子，比如光圈原本调节范围为Fl.4?F16，增益范围为0?42db，考虑到光圈太大会导致景深变浅清晰度变差、光圈太小又会有衍射问题，因此将光圈限制在F2?F8，由于增益过大后噪点会明显增加难以压制，所以又把増益限制在0?30db，通过这些限制来确保较优的图像效果。
[0007]另外现有技术对于补光灯的控制，是在自动曝光控制系统外，通过不断的检测曝光參数、画面亮度的变化来实现的。举个简单的例子，预先设定两个上下门限，当画面亮度低于下门限，开启补光灯，当画面亮度高于上门限，关闭补光灯。实际应用中不仅仅会将画面亮度作为门限判断，也会对曝光參数(如増益等)进行门限判断。
[0008]对于局部区域过曝的情况，由于此现象往往发生在夜间，现有技术采用的是夜间降低画面亮度的方式，以减轻过曝程度，改善成像效果。
[0009]可见现有技术自动曝光控制不通用，由于对光圈等进行了限制，极端光照环境(光照很强/很弱)下会出现画面比传统技术过亮/过暗的情况；不节能稳定，补光灯只有打开/关闭的状态，打开后在功耗激增的同时，也会导致画面亮度变化过大，容易出现反复开、关补光灯的情况，即原本画面过暗，打开补光灯后画面又过亮，如此反复，即便増加了对増益等參数的判断，由于控制曝光、控制补光灯是两个核心，存在两套判断机制，也会导致整体系统的不够稳定健壮；过曝抑制效果不佳，现有技术只能减轻夜间局部区域过曝情況，对于局部过曝严重的，仍会存在明显过曝。
【发明内容】
[0010]本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的自动曝光不是最优的成像效果，以及过曝等问题，提出ー种成像设备自动曝光控制装置及控制方法，以追求更好的成效效果。
[0011]为了实现本发明的目的，采用的技术方案如下:
[0012]ー种成像设备自动曝光控制方法，用于成像设备的自动曝光，所述成像设备具有至少ー个曝光參数，该控制方法包括以下步骤:
[0013]步骤1、将每个曝光參数的调整范围分为至少ー个段，每一段称为ー个子曝光线，将所有子曝光线进行排序后组合，形成成像设备总曝光线，该总曝光线从前向后调整时，画面逐渐变亮；
[0014]步骤2、初始化当前曝光參数；
[0015]步骤3、判断当前画面亮度与目标画面亮度的偏差，如果当前画面偏暗，则进入步骤4，如果当前画面偏亮，则进入步骤5，如果当前画面亮度在目标画面亮度范围内，则不做调整；
[0016]步骤4、在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向后调整曝光參数后返回步骤3 ；
[0017]步骤5、在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向前调整曝光參数后返回步骤3。
[0018]其中，所述曝光參数包括光圈、快门、増益和补光。曝光參数根据成像设备的硬件决定，硬件具备则曝光參数都在本发明的考虑之列，本发明将补光作为ー个曝光參数，即集成对补光灯的强度控制，即避免反复开关的同吋，也降低了功耗。
[0019]进ー步地，所述将每个曝光參数的调整范围分为至少ー个段，每一段称为ー个子曝光线，包括步骤:
[0020]将光圈调整范围从光圈最小值Imin到光圈最大值Imax分为三个自子曝光线，Imin?Ia为ー个子曝光线，Ia?Ib为ー个子曝光线，Ib?Imax为ー个子曝光线，其中Ia?Ib为光圈景深良好的范围；
[0021 ] 将快门调整范围从最快快门Sfast到最慢快门Ss1w分为三个子曝光线，Sfast?Sa为ー个子曝光线，Sa?Sfrm为ー个子曝光线，Sfrm?Sslow为ー个子曝光线，其中Sa为快门合适值，Sfrm为慢快门未开启时的最慢快门值；
[0022]将增益调整范围从最小增益GO到最大增益Gmax分为三个子曝光线，GO?Gi为一个子曝光线，Gi?Gslow为ー个子曝光线，Gslow?Gmax为ー个子曝光线，其中Gi为增益无损点，Gslow为增益可接受点；
[0023]将补光范围从补光不开启LO到补光最大值Lmax定义为一个子曝光线。
[0024]进ー步地，所述总曝光线依次包括:
[0025]子曝光线1、Imin?Ia ;子曝光线2、Sfast?Sa ;子曝光线3、Ia?Ib ;子曝光线4、Sa?Sfrm ;子曝光线5、GO?Gi ;子曝光线6、Ib?Imax ;子曝光线7、LO?Lmax ;子曝光线8、Gi?Gslow ;子曝光线9、Sfrm?Sslow ;子曝光线10、Gslow?Gmax0
[0026]合理的设置和排列子曝光线，将有效保证在曝光參数自动调整过程中，在正常光照环境下使主要曝光參数尽可能的保持合理，其次在极端光照环境下，尽可能的保证了成像质量，即满足了通用性，又有效提高了成像效果，
[0027]进ー步地，所述判断当前画面亮度与目标画面亮度的偏差，还包括步骤:对当前画面亮度进行评价。
[0028]进ー步地，对当前画面亮度进行评价包括步骤:
[0029]将整幅画面均分成M*N个区域；
[0030]寻找整幅画面中画面亮度最大的区域，并以画面亮度最大的区域为基础，扩展成ー个X*Y的测光区域，X〈M，Y〈N ；
[0031]计算测光区域的画面亮度均值，并将其作为整幅画面的画面亮度值。
[0032]采用本发明的当前画面亮度进行评价，也即动态区域测光方法，可以有效降低过曝区域的画面亮度，防止过曝光。
[0033]本发明还提出了ー种成像设备自动曝光控制装置，用于成像设备的自动曝光，所述控制装置将成像设备的每个曝光參数的调整范围分为至少ー个段，每一段称为ー个子曝光线，将所有子曝光线进行排序后组合，形成成像设备总曝光线，该总曝光线从前向后调整吋，画面逐渐变亮，所述控制装置还包括控制模块、亮度评价模块和曝光參数调整模块:
[0034]所述控制模块，用于判断当前画面亮度是否在目标范围内，如果不在目标范围内，则触发所述曝光參数调整模块进行曝光參数调整，如果在目标范围内则不进行參数调整；
[0035]所述亮度评价模块，用于评价当前画面亮度，并将评价的结果提交到控制模块；
[0036]所述曝光參数调整模块，用于根据所述控制模块的触发信号按照成像设备总曝光线调整曝光參数，如果当前画面偏暗，则在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向后调整曝光參数，如果当前画面偏亮，则在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向前调整曝光參数，如果当前画面亮度在目标画面亮度范围内，则不做调整。
[0037]进ー步地，所述曝光參数包括光圈、快门、増益和补光。
[0038]进ー步地，所述亮度评价模块将将整幅画面均分成M*N个区域，寻找整幅画面中画面亮度最大的区域，并以画面亮度最大的区域为基础，扩展成ー个X*Y的测光区域，计算该测光区域的画面亮度均值作为整幅画面的画面亮度值。
[0039]本发明成像设备自动曝光控制方法及装置，通过将曝光參数划分为多个子曝光线，并将子曝光线进行排序，用来自动曝光，具有通用性，正常光照条件下，能够将曝光參数调整至合理值，优化了成像效果；极端光照条件下，也会将曝光參数调整至最值，保证了成像效果不会比传统方案差；曝光控制节能稳定，无缝集成对补光灯的控制，避免反复开关的同时，也降低了功耗；过曝抑制效果明显，智能评价画面亮度，对于各种存在过曝的场景，都能做到过曝抑制，环境适应性強。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1为本发明成像设备自动曝光控制方法流程图；
[0041]图2为本发明曝光线划分和排序示意图；[0042]图3为本发明动态区域测光的画面亮度评价方法流程图；
[0043]图4为本发明动态区域测光的测光区域示意图；
[0044]图5为本发明成像设备自动曝光控制装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进ー步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。
[0046]如图1所示，本实施例ー种成像设备自动曝光控制方法包括步骤:
[0047]步骤S1、将每个曝光參数的调整范围分为至少ー个段，每一段称为ー个子曝光线，每个子曝光线的两个端点代表了该子曝光线的调整范围。
[0048]如图2所示，本实施例曝光參数包括光圈、快门、增益和补光，各曝光參数的调整范围如下:
[0049]对于光圈，将光圈调整范围从Imin到Imax,分为三段，即三个子曝光线，Imin?Ia为ー个子曝光线，Ia?Ib为ー个子曝光线，Ib?Imax为ー个子曝光线；对于快门，将快门调整范围也分为三段，即三个子曝光线，Sfast?Sa为ー个子曝光线，Sa?Sfrm为ー个子曝光线，Sfrm?Ss1w为ー个子曝光线；对于增益，将增益调整范围也分为三段，即三个子曝光线，GO?Gi为ー个子曝光线；Gi?Gslow为ー个子曝光线，Gslow?Gmax为ー个子曝光线；对于补光，将补光范围LO?Lmax定义为一个子曝光线。每个子曝光线的两端对应该子曝光线的极限值。其中:
[0050]光圈:
[0051]Imin 为光圈最小值；
[0052]Ia?Ib为光圈景深良好的范围；
[0053]Imax 为光圈最大值。
[0054]快门:
[0055]Sfast为最快快门；
[0056]Sa 为快门合适值；
[0057]Sfrm 为慢快门未开启时的最慢快门值；
[0058]Sslow为慢快门开启时的最慢快门值。
[0059]增益:
[0060]GO 为最小増益Odb (即不对信号进行放大)；
[0061]Gi 为增益无损点(在此之前增益增加，引入的噪声可以忽略)；
[0062]Gslow为增益可接受点(在此之前，増益引入的噪声可以接受，能够控制住)；
[0063]Gmax为增益最大值。
[0064]补光:
[0065]LO 补光不开启；
[0066]Lmax补光最大值。
[0067]对于各个曝光參数，其子曝光线的划分对应于成像设备的硬件特性，每个成像设备的硬件特性不同，其子曝光线的划分会有所不同，例如Ia?Ib光圈景深良好的范围、Sa快门合适值、Sfrm慢快门未开启时的最慢快门值、Gi增益无损点、Gslow增益可接受点都是硬件特性固有的參数，不同硬件其对应的參数不同，必然导致其对应的子曝光线的调整范围不同。但是本【技术领域】人员可以理解的是，无论采用哪种方式划分曝光线，其划分的子曝光线越多，自动曝光调整的颗粒越精细，本发明不限于采用何种方式划分子曝光线。同样地，曝光參数的选择本实施例选择了现有的四个參数，对于将来技术的发展，即使有更多的曝光參数可以来进行范围调整，只需将其加入并进行分段即可，这里不再赘述。
[0068]步骤S2、将所有子曝光线进行排序后组合，形成成像设备总曝光线，该总曝光线从前向后调整吋，画面逐渐变亮。
[0069]对每个曝光參数进行划分子曝光线后，对所有的子曝光线进行排序，排序顺序的一个实施例如图2所示:
[0070]子曝光线1、Imin?Ia ；
[0071]子曝光线2、Sfast ?Sa ; (la, GO, L0)
[0072]子曝光线3、Ia ?Ib ; (Sa, GO, L0)
[0073]子曝光线4、Sa ?Sfrm ； (lb, GO, L0)
[0074]子曝光线5、GO ?Gi ; (lb, Sfrm, L0)
[0075]子隱光线6、Ib ?Imax ； (Sfrm, Gi, L0)
[0076]子曝光线7、LO ?Lmax ； (Imax, Sfrm, Gi)
[0077]子曝光线8、Gi ?Gslow ； (Imax, Sfrm, Lmax)
[0078]子曝光线9、Sfrm ?Sslow ； (Imax, Gslow, Lmax)
[0079]子曝光线10、Gslow ?Gmax ； (Imax, Sslow, Lmax)
[0080]上述括号中的内容是表示在当前子曝光线调整时，其他曝光參数保持括号中所列数值。例如:在子曝光线2中进行快门调整吋，当前的其它曝光參数为光圈保持Ia，増益保持G0，补光保持LO ;在子曝光线3中进行光圈调整吋，当前其他曝光參数快门保持Sa，増益保持GO，补光保持LO ;依此类推。
[0081]需要说明的是，本实施例的四个曝光參数中，光圈、快门和增益显然是主要的曝光參数，而补光是辅助曝光參数，通常在调整主要曝光參数就能满足画面亮度的情况下，是尽量不去调整辅助曝光參数的。因此，作为调整曝光參数的子曝光线顺序排序来说，首先考虑的是在正常光照环境下使主要曝光參数尽可能的保持合理，其次是考虑在极端光照环境下，要尽可能的保证成像质量，将主要曝光參数往最值的方向调，同时调整辅助曝光參数进行补充。
[0082]首先轮流调整光圈和快门到合理的区间，根据轮流调整的顺序排列对应的子曝光线，通常光圈的合理区间是Ia?Ib，而快门的合理区间是Sa?Sfrm，因此子曝光线的排列顺序为:
[0083]子曝光线1、Imin?Ia,调整光圈逼近合理区间；
[0084]子曝光线2、Sfast?Sa,调整快门逼近合理区间；
[0085]子曝光线3、Ia?Ib，调整光圈进入合理区间；
[0086]子曝光线4、Sa?Sfrm，调整快门进入合理区间。
[0087]可见这样的排序将首先调整光圈逼近合理的区间，然后调整快门逼近合理的区间，接着调整光圈进入合理区间，最后调整快门进入合理区间。由此可见这样的排序满足了在正常光照环境下使主要曝光參数尽可能的保持合理的设想。[0088]如果在上述调整后画面亮度仍然未能达到目标范围内，则需要在合理范围内调整増益，増益的无损范围为GO?Gi，因此接下来的将GO?Gi作为曝光线5，即调整增益进入合理区间。
[0089]其次排列曝光參数极值对应的子曝光线和辅助子曝光线。在极端光照环境下，要尽可能的保证调整不影响画面成像效果，而影响画面成像效果的是快门处于慢快门区间，在慢快门的情况下，容易导致画面模糊；同时影响画面成像效果的还有增益，当増益处于Gslow?Gmax期间，増益引入的噪声就很难接受。因此在极端光照环境下，子曝光线的排列顺序为:
[0090]子曝光线6、Ib?Imax,调整光圈到极值；
[0091]子曝光线7、LO?Lmax,引入补光；
[0092]子曝光线8、Gi?Gslow，引入増益在可接受的范围内。
[0093]最后排列对画面成像效果产生影响的曝光线:
[0094]子曝光线9、Sfrm?Sslow,在极端条件下,进入慢快门区间，需要三角架固定拍摄保证成像质量；
[0095]子曝光线10、Gslow?Gmax,在极端条件下，即使有不能接受的噪声也进行成像。
[0096]可见，在极端光照环境时，本实施例的子曝光线调整顺序有效的保证了成像质量。
[0097]本发明对于子曝光线的排序方法不做限定，在保证成像质量的情况下，可以适当变化，这里不再赘述。
[0098]将所有子曝光线进行排序后组合，形成成像设备总曝光线，对应于成像设备总曝光线上的任一点，都有其对应的曝光參数。如对应于子曝光线2上的一点，其曝光參数为:光圈为Ia，快门为子曝光线2上当前点的值，其他曝光參数为极小值；对应于曝光线8上的一点，其曝光參数为:光圈为Imax，快门为Sfrm，补光为Lmax，增益为子曝光线8上当前点的值。
[0099]步骤S3、初始化当前曝光參数。
[0100]初始化时可以将当前曝光參数初始化为各曝光參数的最小值，即从总曝光线的起点开始，也即子曝光线I (Imin?Ia)的起点；初始化还可以根据经验选择合适的曝光參数值作为初始化值。如果成像设备是使用过的，则其当前曝光參数保留上次曝光时的曝光參数，即位于上次调整的所述成像设备总曝光线位置。
[0101]步骤S4、判断当前画面亮度与目标画面亮度的偏差，如果当前画面偏暗，则进入步骤S5，如果当前画面偏亮，则进入步骤S6，如果当前画面亮度在目标画面亮度范围内，则进入步骤S7。
[0102]成像设备根据当前图像数据信息评价当前画面亮度，再与目标画面亮度进行比较，如果当前画面偏暗，说明需要调整曝光參数使画面变亮，则在当前曝光參数的基础上，按照总曝光线中子曝光线的顺序向后调整曝光參数；如果当前画面偏亮，说明需要调整曝光參数使画面变暗，与调亮刚刚相反，也就是说要在当前曝光參数的基础上，按照总曝光线中子曝光线的顺序向前调整曝光參数；如果当前画面在目标画面亮度范围内，则说明当前曝光參数适当，不需要进行调整，直接以当前曝光參数为设备成像的曝光參数即可。
[0103]步骤S5、在当前曝光參数的基础上，按照总曝光线向后调整曝光參数，返回步骤S4。[0104]按照总曝光线向后调整曝光參数，例如当前曝光參数是对应于子曝光线6 (Ib?Imax)上的一点的曝光參数，即光圈为Ib?Imax中的一点，快门为Sfrm，增益为Gi，补光为L0。这时候向后调整，即增大光圈，在増大光圈后，再返回步骤S4，根据增大后的光圈和其他曝光參数(快门为Sfrm，增益为Gi，补光为L0)计算当前画面亮度，再进行判断。
[0105]如果调整光圈调整到Imax仍不满足需求，则继续向后调整，即进入子曝光线7(L0?Lmax)的调整范围，此时当前曝光參数为光圈Imax，快门为Sfrm，增益为Gi，补光为LO?Lmax中的值,依次类推。
[0106]步骤S6、在当前曝光參数的基础上，按照总曝光线向前调整曝光參数，返回步骤S4。
[0107]按照总曝光线向前调整曝光參数，例如当前曝光參数是对应于子曝光线6 (Ib?Imax)上的一点的曝光參数，即光圈为Ib?Imax中的一点，快门为Sfrm，增益为Gi，补光为L0。这时候向前调整，即减小光圈，在减小光圈后，再返回步骤S4，根据减小后的光圈和其他曝光參数(快门为Sfrm，增益为Gi，补光为L0)计算当前画面亮度，再进行判断。
[0108]如果调整光圈调整到Ib仍不满足需求，则继续向前调整，即进入子曝光线5(G0?Gi)的调整范围，此时当前曝光參数为光圈Ib，快门为Sfrm，补光为L0，增益为GO?Gi中的值，依次类推。
[0109]S7、不进行曝光參数的调整，直接以当前曝光參数为设备成像的曝光參数即可。
[0110]需要说明的是，作为监控设备等常开的成像设备来说，其自动曝光的控制是持续不断的，随着环境的变化不断进行调整，环境变暗则向画面变亮的方向调，环境变亮则向画面变暗的方向调，除非关闭设备不进行拍摄；而对于照相机等单次拍摄的成像设备来说，在进行一次拍摄后，成像设备停留在当前曝光參数对应的位置，下次开始拍照时，从当前处于总曝光线的位置开始根据环境的变化向前或向后调整，调整到适当的位置，即当前画面亮度位于目标换面亮度范围内，则以当前位置对应的曝光參数为成像曝光參数，进行成像。
[0111]需要说明的是，评价当前画面亮度的方法可以是传统的全局测光，即采用整幅画面的亮度均值作为当前画面的亮度评价值。然而本实施例提出了一种动态区域测光的画面亮度评价方法如图3所示，包括步骤:
[0112]步骤301、将整幅画面均分成M*N个区域；
[0113]步骤302、寻找整幅画面中画面亮度最大的区域，并以画面亮度最大的区域为基础，扩展成ー个X*Y的测光区域，X〈M，Y〈N ；；
[0114]步骤303、计算测光区域的画面亮度均值，并将其作为整幅画面的画面亮度值。
[0115]假设M=10，N=8, X=5, Y=3，则整幅画面如图4所示，其中亮度值为250的区域为整幅画面中画面亮度最大的区域，以250区域进行扩展后的测光区域为图中斜线部分区域。根据测光区域的画面亮度值计算得到画面亮度均值为:163，并以此作为整幅画面的画面亮度评价值。假设画面亮度调整目标值为128，则原本画面亮度最大的区域的亮度将从原来的250调整为196，计算公式为:调整后的画面亮度=最大画面亮度X (目标画面亮度/画面亮度评价值)=250 X 128/163=196。
[0116]如果画面亮度最大的区域存在过暴的现象，经过调整后，原本过暴的区域的亮度值将得到有效的较低，对于过曝现象抑制作用明显。
[0117]可以看出，上述技术方案完整的包含了每个曝光參数的最大最小值，因此保证了极端光照环境下的图像效果不会比传统方案差；其次曝光參数的调整顺序经过最大的合理化，可以保证正常光照时，曝光參数总是处于较合理的状态，兼顾景深、拖影等各种情況；然后，自动曝光调整中集成了对补光灯強度的连续控制，而不仅仅是打开、关闭，节省了功耗，同时避免了画面亮度突变可能导致的反复开关补光灯。
[0118]上述成像设备自动曝光控制方法可由如图5所示成像设备自动曝光控制装置实现，下面对该装置的结构和功能进行说明。
[0119]如图5所示，本实施例成像设备自动曝光控制装置包括控制模块501，亮度评价模块502，曝光參数调整模块503。
[0120]其中控制模块501，用于判断当前画面亮度是否在目标范围内，如果不在目标范围内，则触发曝光參数调整模块503进行曝光參数调整，如果在目标范围内不进行曝光參数调整。
[0121]亮度评价模块502用于评价当前画面亮度，并将评价的结果提交到控制模块501。
[0122]曝光參数调整模块503，用于根据控制模块501的触发信号按照成像设备总曝光线调整曝光參数，如果当前画面偏暗，则在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向后调整曝光參数，如果当前画面偏亮，则在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向前调整曝光參数，如果当前画面亮度在目标画面亮度范围内，则不做调整。
[0123]需要说明的是，亮度评价模块502用于评价当前画面亮度的方法可以是传统的进行全局测光，即采用整幅画面的亮度均值作为当前画面的亮度评价值；也可采用本发明实施例提出的动态区域测光的方法。本实施例不限于采用何种测光方法，这里不再赘述。
[0124]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.ー种成像设备自动曝光控制方法，用于成像设备的自动曝光，所述成像设备具有至少ー个曝光參数，其特征在于，该控制方法包括以下步骤: 步骤1、将每个曝光參数的调整范围分为至少ー个段，每一段称为ー个子曝光线，将所有子曝光线进行排序后组合，形成成像设备总曝光线，该总曝光线从前向后调整吋，画面逐渐变亮； 步骤2、初始化当前曝光參数； 步骤3、判断当前画面亮度与目标画面亮度的偏差，如果当前画面偏暗，则进入步骤4，如果当前画面偏亮，则进入步骤5，如果当前画面亮度在目标画面亮度范围内，则不做调整； 步骤4、在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向后调整曝光參数后返回步骤3 ; 步骤5、在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向前调整曝光參数后返回步骤3。
2.根据权利要求1所述的成像设备自动曝光控制方法，其特征在于，所述曝光參数包括光圈、快门、増益和补光。
3.根据权利要求2所述的成像设备自动曝光控制方法，其特征在干，所述将每个曝光參数的调整范围分为至少ー个段，每一段称为ー个子曝光线，包括步骤: 将光圈调整范围从光圈最小值Imin到光圈最大值Imax分为三个子曝光线，Imin?Ia为ー个子曝光线，Ia?Ib为ー个子曝光线，Ib?Imax为ー个子曝光线，其中Ia?Ib为光圈景深良好的范围； 将快门调整范围从最快快门Sfast到最慢快门Sslow分为三个子曝光线，Sfast?Sa为ー个子曝光线，Sa?Sfrm为ー个子曝光线，Sfrm?Sslow为ー个子曝光线，其中Sa为快门合适值，Sfrm为慢快门未开启时的最慢快门值； 将增益调整范围从最小増益GO到最大増益Gmax分为三个子曝光线，GO?Gi为ー个子曝光线，Gi?Gslow为ー个子曝光线，Gslow?Gmax为ー个子曝光线,其中Gi为增益无损点，Gslow为增益可接受点； 将补光范围从补光不开启LO到补光最大值Lmax定义为一个子曝光线。
4.根据权利要求3所述的成像设备自动曝光控制方法，其特征在于，所述总曝光线依次包括:子曝光线1、Imin?Ia,子曝光线2、Sfast?Sa,子曝光线3、Ia?Ib,子曝光线4、Sa?Sfrm，子曝光线5、G0?Gi，子曝光线6、Ib?Imax，子曝光线7、L0?Lmax，子曝光线8、Gi?Gslow,子隱光线9、Sfrm?Sslow,子隱光线10、Gslow?Gmax0
5.根据权利要求1所述的成像设备自动曝光控制方法，其特征在于，所述判断当前画面亮度与目标画面亮度的偏差，还包括步骤: 对当前画面亮度进行评价，该评价采用动态的区域测光评价方法，具体包括如下步骤: 将整幅画面均分成M*N个区域； 寻找整幅画面中画面亮度最大的区域，并以画面亮度最大的区域为基础，扩展成ー个X*Y的测光区域，X〈M，Y〈N ； 计算测光区域的画面亮度均值，并将其作为整幅画面的画面亮度值。
6.ー种成像设备自动曝光控制装置，用于成像设备的自动曝光，其特征在于，所述控制装置将成像设备的每个曝光參数的调整范围分为至少ー个段，每一段称为ー个子曝光线，将所有子曝光线进行排序后组合，形成成像设备总曝光线，该总曝光线从前向后调整时，画面逐渐变亮，所述控制装置还包括控制模块、亮度评价模块和曝光參数调整模块: 所述控制模块，用于判断当前画面亮度是否在目标范围内，如果不在目标范围内，则触发所述曝光參数调整模块进行曝光參数调整，如果在目标范围内则不进行曝光參数调整； 所述亮度评价模块，用于评价当前画面亮度，并将评价的结果提交到控制模块； 所述曝光參数调整模块，用于根据所述控制模块的触发信号按照成像设备总曝光线调整曝光參数，如果当前画面偏暗，则在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向后调整曝光參数，如果当前画面偏亮，则在当前曝光參数的基础上，按照所述成像设备总曝光线向前调整曝光參数，如果当前画面亮度在目标画面亮度范围内，则不做调整。
7.根据权利要求6所述的成像设备自动曝光控制装置，其特征在于，所述曝光參数包括光圈、快门、増益和补光。
8.根据权利要求7所述的成像设备自动曝光控制装置，其特征在于，所述子曝光线包括: Imin?Ia为ー个子曝光线，Ia?Ib为ー个子曝光线，Ib?Imax为ー个子曝光线，其中Imin为光圈最小值，Imax为光圈最大值，Ia?Ib为光圈景深良好的范围； Sfast?Sa为一个子曝光线，Sa?Sfrm为一个子曝光线，Sfrm?Sslow为一个子曝光线，其中Sfast为最快快门，Ss1w为最慢快门，Sa为快门合适值，Sfrm为慢快门未开启时的最慢快门值； GO?Gi为ー个子曝光线，Gi? Gslow为ー个子曝光线，Gslow?Gmax为ー个子曝光线，其中GO为最小増益，Gmax为最大増益，Gi为增益无损点，Gslow为增益可接受点； 补光不开启LO到补光最大值Lmax为ー个子曝光线。
9.根据权利要求7所述的成像设备自动曝光控制装置，其特征在于，所述总曝光线依次包括:子曝光线1、Imin?Ia,子曝光线2、Sfast?Sa,子曝光线3、Ia?Ib,子曝光线4、Sa?Sfrm，子曝光线5、G0?Gi，子曝光线6、Ib?Imax，子曝光线7、L0?Lmax，子曝光线8、Gi?Gslow,子隱光线9、Sfrm?Sslow,子隱光线10、Gslow?Gmax0
10.根据权利要求6所述的成像设备自动曝光控制装置，其特征在于，所述亮度评价模块将将整幅画面均分成M*N个区域，寻找整幅画面中画面亮度最大的区域，并以画面亮度最大的区域为基础，扩展成ー个X*Y的测光区域，计算该测光区域的画面亮度均值作为整幅画面的画面亮度值，其中X〈M，Y〈N。
【文档编号】H04N5/235GK103428439SQ201310370662
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】潘广浩, 陈庆议 申请人:浙江宇视科技有限公司