CN102012602A

CN102012602A - 一种基于摄像头模组的环境光监测方法

Info

Publication number: CN102012602A
Application number: CN 201010515488
Authority: CN
Inventors: 蓝和; 杨鑫; 裴广宇
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: CN102012602B

Abstract

本发明涉及一种基于摄像头模组的环境光监测方法，包括：固定设置摄像头模组的曝光时间和数字增益；接收并统计处理摄像头模组的曝光数据获取亮度值。这种基于摄像头模组的环境光监测方法，在已有摄像头模组基础上无须增加额外硬件就能监测环境光亮度，尤其适用于手机等紧凑设备上。

Description

一种基于摄像头模组的环境光监测方法

技术领域

本发明涉及环境光监测，具体涉及一种基于摄像头模组的环境光监测方法，尤其应用在手机上。

背景技术

目前，公知的应用于手机的环境光检测是由专门的感光器件和电路来实现；这种方式需要增加额外的器件成本和设计电路；同时结构也需要增加额外透光孔，给开模增加难度；电路板PCB增加额外空间用于摆放器件，增加布板复杂度。当前照相机的自动曝光控制装置AE的控制方式普遍采用模拟和数字同时控制的方式，比如当前曝光不过，传感器sensor内部通过增加模拟增益(即曝光时间)和数字增益达到当前设定的一个目标值。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种基于摄像头模组的环境光监测方法，在已有摄像头模组基础上无须增加额外硬件就能监测环境光亮度。

本发明的技术问题这样解决：构建一种基于摄像头模组的环境光监测方法，包括以下步骤：

固定设置摄像头模组的曝光时间和数字增益；

接收并统计处理摄像头模组的曝光数据获取亮度值；所述统计处理一般包括采样。

按照本发明提供的方法，还包括曝光步骤，具体：

㈠所述曝光少于三次，所述曝光数据是最新一帧newdate，则CL=L(newdate)；

㈡所述曝光是三次以上，所述曝光数据是时间前后连续的三帧Buffer[0]、Buffer[1]和Buffer[2]，其亮度值包括以下三种情况：

①若亮度值变化趋势一致且变化值小于阈值T，则CL=(L(Buffer[0])+L(Buffer[1]) +L(Buffer[2]))/3；

②若亮度值变化趋势一致且变化值都大于阈值T，则CL=L(Buffer[1]) +L(Buffer[2]))/2；

③若亮度值变化趋势不一致，则CL=CL，也即当前亮度值保持不变、为上一次亮度值。

其中：CL表示所述亮度值，L（）表示统计采样函数，L（Buffer[0]）≤L（Buffer[1]）≤L（Buffer[2]）或L（Buffer[2]）≤L（Buffer[1]）≤L（Buffer[0]）表示亮度值变化趋势一致。

按照本发明提供的方法，还包括周期性清除最老数据帧接收新数据帧newdate，即：Buffer[0] = Buffer[1]; Buffer[1] = Buffer[2]; Buffer[2] = newdate，获取对应亮度值。

按照本发明提供的方法，还包括根据用户指令或光监测时间到结束曝光。

按照本发明提供的方法，所述一次以上曝光是按固定频率进行。

按照本发明提供的方法，所述采样函数包括但不限制于是均值滤波采样统计或中值滤波采样统计。

按照本发明提供的方法，还包括检测所述摄相模块及其数据通道是否使用，是，接收并根据摄相模块的曝光数据获取亮度值，否则退出。

本发明提供的基于摄像头模组的环境光监测方法，通过获取摄像头模组曝光数据，将数据进行一系列的处理得出当前的曝光统计值，实现光亮度监测，这样在已有摄像头模组基础上无须增加额外硬件就能监测环境光亮度，尤其适用于手机等紧凑设备上。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明：

图1是本发明具体实施例的手机上环境光监测流程示意图；

图2是图1所示流程中处理数据对应的数据流示意图；

图3是图2所示数据流中的数据采样和数据处理流程示意图；

图4是图2所示数据流中的数据应用流程示意图。

具体实施方式

首先，说明本发明核心和关键：

本发明是在sensor曝光的基础上，进一步利用sensor输出的数据来做一个亮度检测的应用，要实现这个应用首先要保证sensor的曝光是固定的也即是禁止sensor本身的AE和自动白平衡AWB功能；保证在曝光环境当中曝光时间固定，数字增益固定。本发明是利用了照相机的感光功能实现环境光检测方法。

第二、结合本发明应用在手机上的具体实施例进行详细说明，以下照相机设备对应摄像头模组：

如图1所示，本发明具体实施例手机上环境光检测应用程序包括：

101）首先启动照相机设备，同时检测设备是否可以正常启动和使用，如果不能正常启动或者其他程序正在使用设备，退出环境光检测程序；

102）其次，照相机设备可以正常打开并可以使用，配置并打开数据接收通道，如果通道不能打开或者其他程序正在使用该通道，则退出环境光检测程序；

103）最后，如果照相机设备可用，并且相应数据接收通道也可用，则注册相应数据处理接口，环境光检测程序等待通道传过来的数据并进行后续的数据处理并将处理后的数据（曝光统计值）派发给各需要使用亮度值的应用程序；所述亮度值可直接使用曝光统计值，也可以有一个对应关系，如：每曝光统计值范围对应一亮度值。

如图2所示，本发明具体实施例手机上环境光监测数据流包括以下过程：

201）照相机设备通过曝光获取曝光范围内的信息，这些信息通过平台外部接口传送到平台；

202）平台通过同步信号将这些信息重新恢复成照相机曝光的场景，当数据通道收完照相机传过来的一帧数据之后会产生一个中断通知软件数据已接收完成；

203）中断进一步将数据传到环境光检测程序的数据采样和数据处理模块，环境光检测程序将收到的数据进行采样和统计处理，之后保存；

204）最后，通知环境光检测程序的数据应用模块已有信息更新；

其中：照相机按一定频率以固定曝光时间进行多次曝光，并以固定数字增益输出数据。

如图3所示，对应图2中数据采样模块和数据处理模块的本发明具体实施例手机上数据采样和数据处理流程，采用三个数据缓冲对应三帧缓冲数据Buffer[0]、Buffer[1]和Buffer[2]，用于存储数据应用模块所需要的信息；缓冲计数器B_count用于记录当前缓冲区存储状态，程序启动初始化为0；包括以下步骤：

301）数据通道收到照相机输出的一帧数据，数据尺寸320x240，然后通知数据采样模块和数据处理模块并将数据指针传给数据处理模块；

302）数据处理模块根据数据采样模块判断采用的采样统计方式，采样之后的数据为(320/N)x(240/M)；将这些数据累加得到一个输出结果R；R可能因为选择采样算法的差异结果会有一些差异但数据类型是一样的；

303）判断是否B_count <= 2，如果条件成立则将结果R保存到缓冲Buffer[B_count]中，同时缓冲计数器B_count加1；

304）根据缓冲计数器判断缓冲区是否已满，如果缓冲区数据已满则通知数据应用模块，否则等待下一帧通知；

305）采样控制模块由一个采样控制器Filter和一个控制器选择接口实现，通过接口可以修改采样控制器Filter，程序默认为均值滤波采样统计法。

如图4所示，对应图2中数据应用模块的本发明具体实施例手机上数据应用流程，采用两个趋势判断器T1和T2；一个判断阈值T；一个方向指示器Bright；还有一个当前亮度值CL；包括以下步骤：

401）数据应用模块收到消息，先判断数据提供是否充分，即数据缓冲是否已满，如果未满则；当前亮度值CL =L(Buffer[B_count - 1])，继续等待；如果满将进行进一步处理；

402）数据缓冲区满了之后，依次读取缓冲区数据，按新旧顺序两两进行差分运算；T1 = (L(Buffer[1]) – L(Buffer[0]))；T2 =(L(Buffer[2]) – L(Buffer[1]))；

403）假如，T1&T2 >0 或者 T1&T2 <0,则说明数据变化趋势一致，同时记录变化方向Bright；if(T1&T2 >0) Bright = 1；if(T1&T2 < 0) Bright = 0；可以进行下一步更精确判定；否则认为两个变化趋势不一致CL值不变，属于不稳定环境或者数据有误；

404）如果T1&T2的趋势一致，并且|T1|&|T2| > T，通知系统变化趋势或者调用系统接口直接根据环境变化趋势做相应的处理；CL = (L(Buffer[1]) + L(Buffer[2]))/2；

405）如果T1&T2的趋势一致，并且|T1|&|T2| <= T，CL = (L(Buffer[0]) +L(Buffer[1]) + L(Buffer[2]))/3；

406）清除缓冲区中最老数据，Buffer[0] = Buffer[1]; Buffer[1] = Buffer[2];

407）继续等待新的数据。

上述流程采用均值滤波采样统计法时，L（newdate）=R，具体实现如下：

①有三个指针P_this_line， P_pre_line，P_next_line；P_this_line指针指向当前帧newdate第M行，P_pre_line和P_next_line分别为P_this_line的前一行和后一行；

②有三个指针P_this_ pixel，P_pre_ pixel，P_next_ pixel；P_pre_ pixel指向P_this_line行的第N个像素点，P_pre_ pixel指向P_pre_line行的第N个像素点，P_next_ pixel指向P_next_line行的第N个像素点；

③将P_this_ pixel ，P_pre_ pixel，P_next_ pixel 所指向的像素点和它们各自的前后一个像素点的亮度值累加然后除以9得到结果result；

④R += result，将结果result累加保存R中；

⑤P_this_ pixel，P_pre_ pixel和P_next_ pixel分别跨N个像素点，重复③和④，直到当前行结束；

⑥P_this_line， P_pre_line和P_next_line分别跨M行，重复①，②，③，④，⑤，直到当前帧结束；

⑦Buffer[B_count] = R，并保存到缓冲队列。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims

1.一种基于摄像头模组的环境光监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

固定设置摄像头模组的曝光时间和数字增益；

接收并统计处理摄像头模组的曝光数据获取亮度值。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括曝光步骤，所述曝光是一次，所述曝光数据是一帧Buffer，则CL=L(Buffer)，其中：CL是所述亮度值，L（）是统计采样函数。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括曝光步骤，所述曝光是一次以上，所述曝光数据是时间前后连续三帧Buffer[0]、Buffer[1]和Buffer[2]，若亮度值变化趋势一致且变化值小于阈值T，则CL=(L(Buffer[0])+L(Buffer[1]) +L(Buffer[2]))/3，其中：CL是所述亮度值，L（）是统计采样函数。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括曝光步骤，所述曝光是一次以上，所述曝光数据是时间前后连续三帧Buffer[0]、Buffer[1]和Buffer[2]，若亮度值变化趋势一致且变化值都大于阈值T，则CL=(L(Buffer[1]) +L(Buffer[2]))/2，其中：CL是所述亮度值，L（）是统计采样函数。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括曝光步骤，所述曝光是一次以上，所述曝光数据是时间前后连续三帧Buffer[0]、Buffer[1]和Buffer[2]，若亮度值变化趋势不一致，则CL保持不变。

6.根据权利要求3-5任一项所述方法，其特征在于，还包括周期性清除最老数据帧接收新数据帧、获取对应亮度值。

7.根据权利要求3-5任一项所述方法，其特征在于，还包括根据用户指令或光监测时间到结束曝光。

8.根据权利要求3-5任一项所述方法，其特征在于，所述一次以上曝光是按固定频率进行。

9.根据权利要求2-5任一项所述方法，其特征在于，所述统计采样函数是均值滤波采样统计或中值滤波采样统计。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括检测所述摄相模块及其数据通道是否使用，是，接收并根据摄相模块的曝光数据获取亮度值，否则退出。