双自动曝光方法、装置及芯片与流程

本技术涉及数字图像处理，特别涉及一种双自动曝光方法、装置及芯片。

背景技术：

1、自动曝光成像的过程包括：通过图像传感器采集原始数据，对原始数据进行灰度测量，完成亮度统计，根据预设的目标亮度计算偏差再进行曝光补偿，使图像亮度达成预设值，而后再经图像信号处理芯片(isp)处理，实现目标清晰的效果。双自动曝光是指能够同时处理得到两个不同亮度的视频流。

2、双自动曝光是指能够实现两种不同曝光亮度的成像，目前实现双自动曝光的方案都存在一些问题：

3、1、基于额外硬件的双自动曝光方案：图像传感器(cmos)另外接入到硬件集成电路中处理，例如，现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)，fpga板基于自身的计算能力，实现两路不同亮度的自动曝光；由于isp ae自动曝光算法对fpga的处理速度要求高，因此，此方案的实现难度大，并且在摄像机之外额外新增fpga板，硬件成本很高。

4、2、基于双传感器(sensor)的双自动曝光方案：双sensor提供了两个不同的数据采集源，能够从两个图像传感器实现数据输入和分发，并创建两个流水线来实现双自动曝光。然而，此方案需要部署两套sensor、对应的镜头(lens)以及重新规划整机结构，实施成本同样较高。

5、因此，亟需一种双自动曝光方法，无需额外部署硬件或图像传感器，仅利用单图像传感器即可实现多种亮度的曝光和成像，保证成像效果的情况下，降低双曝光方案的实施成本。

技术实现思路

1、本技术提供了一种双自动曝光方法、装置、芯片及存储介质，仅利用单图像传感器即可实现多种曝光亮度的成像，保证成像效果的情况下，降低双曝光方案的实施成本。

2、为了实现上述目的，第一方面，本技术提供了一种双自动曝光方法，应用于处理器，该方法包括：

3、s1、根据预设的帧率，向图像传感器发送行场同步信号以及多套不同的曝光参数，所述行场同步信号用于控制所述图像传感器采集图像数据；

4、所述多套不同的曝光参数中：第一套曝光参数被设置为在采集图像数据的奇数帧时生效，第二套曝光参数被设置为在采集图像数据的偶数帧时生效；

5、s2、获取所述图像数据，将所述图像数据划分为奇数帧和偶数帧；

6、s3、处理器中预先建立的第一流水线采用给定的自动曝光算法和预设的第一目标亮度，对所述奇数帧进行亮度统计，得出针对所述奇数帧的第一补偿曝光参数；处理器中预先建立的第二流水线采用给定的自动曝光算法和预设的第二目标亮度，对所述偶数帧进行亮度统计，得出针对所述偶数帧的第二补偿曝光参数，所述第一目标亮度和所述第二目标亮度不同；

7、s4、根据所述帧率，在奇数帧对应的时刻向所述图像传感器发送所述第一补偿曝光参数，在偶数帧对应的时刻向所述图像传感器发送所述第二补偿曝光参数；

8、s5、获取所述图像传感器基于所述第一补偿曝光参数和所述第二补偿曝光参数采集到的目标图像数据。

9、在一种可能实施方式中，所述步骤s1包括：

10、根据所述帧率对应的帧间隔，周期性发送所述行场同步信号；

11、按照所述图像传感器的延迟特性，在发送控制所述图像传感器采集奇数帧的行场同步信号时，同步下发所述第二套曝光参数，所述延迟特性指示下发的曝光参数实际生效所延迟的帧数；

12、在发送控制所述图像传感器采集偶数帧的行场同步信号时，同步下发所述第一套曝光参数；

13、所述步骤s4包括：按照所述图像传感器的延迟特性，在采集偶数帧时向所述图像传感器发送所述第一补偿曝光参数，在采集奇数帧时向所述图像传感器发送所述第二补偿曝光参数。

14、在一种可能实施方式中，所述步骤s3之后，所述方法还包括：

15、所述第一流水线将所述第一补偿曝光参数回调给所述处理器，并存储至奇数帧的参数缓冲器中；

16、所述第二流水线将所述第二补偿曝光参数回调给所述处理器，并存储至偶数帧的参数缓冲器中；

17、所述步骤s4包括：按照所述图像传感器的延迟特性，从所述奇数帧的参数缓冲器中获取所述第一补偿曝光参数向所述图像传感器发送，从所述偶数帧的参数缓冲器中获取所述第二补偿曝光参数向所述图像传感器发送。

18、在一种可能实施方式中，所述步骤s2包括：

19、从所述图像传感器获取所述图像数据，利用计数器对串行传输的所述图像数据进行帧计数，将所述图像数据划分为奇数帧和偶数帧，并将所述奇数帧打上第一标记，将所述偶数帧打上第二标记；

20、将所述图像数据中的奇数帧分发至所述预先建立的第一流水线，将所述图像数据中的偶数帧分发至所述预先建立的第二流水线。

21、在一种可能实施方式中，曝光参数包括曝光时间和增益；所述步骤s3包括：

22、控制所述第一流水线采用给定的自动曝光算法对所述奇数帧进行亮度统计，将统计得到的亮度与所述第一目标亮度进行偏差计算，得出第一补偿曝光参数包括的曝光时间及增益；

23、控制所述第二流水线采用给定的自动曝光算法对所述偶数帧进行亮度统计，将统计得到的亮度与所述第二目标亮度进行偏差计算，得出第二补偿曝光参数包括的曝光时间及增益。

24、在一种可能实施方式中，所述步骤s5之后，所述方法还包括：

25、s61、使用视频处理子系统基于所述第一目标亮度和所述第二目标亮度分别对所述目标图像数据的奇数帧和偶数帧进行下述至少一项图像处理：

26、色彩和颜色空间转换、色彩校正矩阵标定、利用自动白平衡算法进行白平衡处理、利用伽马曲线调整对比度、提升清晰度、二维图像降噪和三维图像降噪；

27、s62、基于视频编码子系统对所述视频处理子系统处理后的奇数帧和偶数帧进行编码，输出预设格式的两路视频数据流，所述两路视频数据流分别对应于第一目标亮度和所述第二目标亮度。

28、在一种可能实施方式中，所述方法还包括：

29、s7、将所述两路视频数据流，以统一资源定位符的形式推送至预设的媒体资源播放器。

30、第二方面，提供一种双自动曝光装置，该装置包括图像传感器和处理器，所述处理器用于：

31、根据预设的帧率，向所述图像传感器发送行场同步信号以及多套不同的曝光参数，所述行场同步信号用于控制所述图像传感器采集图像数据；

32、所述多套不同的曝光参数中：第一套曝光参数被设置为在采集图像数据的奇数帧时生效，第二套曝光参数被设置为在采集图像数据的偶数帧时生效；

33、所述处理器从所述图像处理器获取所述图像数据，将所述图像数据划分为奇数帧和偶数帧；

34、所述处理器中预先建立的第一流水线采用给定的自动曝光算法和预设的第一目标亮度，对所述奇数帧进行亮度统计，得出针对所述奇数帧的第一补偿曝光参数；处理器中预先建立的第二流水线采用给定的自动曝光算法和预设的第二目标亮度，对所述偶数帧进行亮度统计，得出针对所述偶数帧的第二补偿曝光参数，所述第一目标亮度和所述第二目标亮度不同；

35、所述处理器根据所述帧率，在奇数帧对应的时刻向所述图像传感器发送所述第一补偿曝光参数，在偶数帧对应的时刻向所述图像传感器发送所述第二补偿曝光参数；

36、所述处理器获取所述图像传感器基于所述第一补偿曝光参数和所述第二补偿曝光参数采集到的目标图像数据。

37、在一种可能实施方式中，所述处理器包括根据所述帧率预先配置的定时器，所述处理器用于：

38、根据所述定时器中配置的所述帧率对应的帧间隔，周期性向所述图像处理器发送所述行场同步信号；

39、根据所述定时器中配置的所述图像传感器的延迟特性，在发送控制所述图像传感器采集奇数帧的行场同步信号时，同步下发所述第二套曝光参数，所述延迟特性指示下发的曝光参数实际生效所延迟的帧数；

40、在发送控制所述图像传感器采集偶数帧的行场同步信号时，同步下发所述第一套曝光参数；

41、所述处理器还用于：根据所述定时器中配置的所述图像传感器的延迟特性，在采集偶数帧时向所述图像传感器发送所述第一补偿曝光参数，在采集奇数帧时向所述图像传感器发送所述第二补偿曝光参数。

42、在一种可能实施方式中，所述处理器还用于执行如第一方面所提供的双自动曝光方法中任一种可能实施方式中的对应步骤。

43、第三方面，提供一种芯片，该芯片包括处理器和接口电路，所处理器用于执行如第一方面提供的双自动曝光方法。

44、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一段程序，至少一段程序由处理器执行以实现如第一方面提供的双自动曝光方法。

45、本技术提供的技术方案至少包括如下技术效果：

46、通过本技术提供的技术方案，基于单个图像传感器即可实现双自动曝光，图像数据能够精准地按照奇偶交替分发到对应的流水线中进行自动曝光控制和图像处理，实现了两种不同曝光亮度的成像。且本技术是基于软件实现双自动曝光控制流程，无需通过fpga等硬件作为中间版，大大降低硬件成本、开发难度和实施成本。