CN102223485B - 曝光补偿装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曝光补偿装置及方法，所述曝光补偿方法包括获取第一曝光时间，通过判定第一曝光时间是否处于第一阈值和第二阈值之间，从而判定红外灯曝光补偿值是否达到最佳曝光补偿值，以最佳曝光补偿值对红外摄像机进行曝光补偿，使红外发射设备的红外线发射强度达到最佳值。本发明通过第一曝光时间来判定曝光补偿值是否在预定范围内，这样的最佳曝光补偿值是能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。

Description

曝光补偿装置及方法

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种曝光补偿装置及方法。

背景技术

摄像机在成像时，曝光光线的强弱控制非常重要，曝光参数一般通过曝光时间和光圈大小来控制。曝光时间与曝光光线成反比关系，曝光光线越强，那么曝光时间就越短，反之，曝光光线越弱，曝光时间就需要越长。而光圈的大小与曝光光线的强弱成反比关系，曝光光线越强，则控制光圈越小，反之，曝光光线越弱，则控制光圈越大。

为实现摄像机在较暗的环境下正常工作，尤其是夜晚也能正常工作，仅仅通过控制曝光时间和光圈大小显然不能解决问题，于是引入了红外光曝光补偿技术。红外光曝光补偿技术重要的一点是使得曝光光线＝自然光+红外光，以增加自然光在夜晚或者较暗的环境中的强度，克服传统摄像机不能在夜晚或较暗的环境中正常成像的缺陷，这种带红外灯的摄像机就是红外摄像机。

2007年11月7日公开的申请号为：“200710097458.3”的发明专利申请文件中，公开了一种数字图像的曝光补偿方法，该方法是通过初始曝光值的数字图像中的像素亮度值计算出初始边缘能量值，并通过改变曝光补偿值而得到一最大边缘能量值，对应于所述最大边缘能量值的曝光补偿值即为最佳曝光补偿值，如果所述最大边缘能量值与所述初始边缘能量值的差值大于一阈值，则将所述初始曝光值补偿所述最佳曝光曝光补偿值后的数值作为目前的曝光值补偿；反之，则直接以所述初始曝光值作为目前的曝光值补偿。

上述专利虽然对传统的曝光补偿方法进行了改进，但是其判定依据初始曝光值的数字图像中像素的亮度值来来寻求一个最佳曝光补偿值，而这个最佳曝光补偿值的并不随外界光线环境的实时变化而快速做出反应，因此，仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种曝光补偿装置及方法，能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到一个最佳曝光补偿值，从而可以在多种光线条件下使得摄像机均可获得目标物的清晰稳定图像。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种曝光补偿方法，包括以下步骤：

获取第一曝光时间，所述第一曝光时间为红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

如果第一曝光时间大于第一阈值，则判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

如果第一曝光时间大于第二阈值，则增加所述红外发射设备的红外线发射强度，以减小所述第一曝光时间，使得所述第一曝光时间大于所述第一阈值且小于所述第二阈值。

其中，所述判断第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值的步骤之后还包括：如果第一曝光时间小于第一阈值，则减少所述红外发射设备的红外线发射强度。

其中，所述判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值的步骤之后还包括：如果第一曝光时间小于第二阈值，则保持所述红外发射设备的红外线发射强度。

其中，所述获取第一曝光时间的步骤之前还包括：

获取第二曝光时间，所述第二曝光时间为红外发射设备关闭状态下的当前曝光时间；

判断所述第二曝光时间是否大于预先设置在本地的第三阈值；

如果第二曝光时间大于第三阈值，则向所述红外发射设备发送第一控制信号使所述红外发射设备开启。

其中，所述的红外发射设备的红外线发射强度是通过控制驱动电流的脉冲宽度调制调节的。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种曝光补偿装置，包括：

第一曝光时间获取模块：用于获取红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

第一判断模块：用于判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

第二判断模块：用于在第一判断模块得出第一曝光时间大于第一阈值后，判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

第一红外调整模块：用于在第一曝光时间大于第二阈值时，增加所述红外发射设备的红外线发射强度，以减小所述第一曝光时间，使得所述第一曝光时间大于所述第一阈值且小于所述第二阈值。

其中，所述装置还包括：

第二红外调整模块：用于当第一判断模块判断出第一曝光时间小于预先设置在本地的第一阈值时，减少所述红外发射设备的红外线发射强度。

其中，所述装置还包括：

第三红外调整模块：用于当第二判断模块判断出第一曝光时间小于第二阈值时，保持所述红外发射设备的红外线发射强度。

其中，所述装置还包括：

第二曝光时间获取模块：用于获取红外发射设备在关闭状态下的当前曝光时间；

第三判断模块：判断所述第二曝光时间是否大于预先设置在本地的第三阈值；

第四红外调整模块：用于在第二曝光时间大于第三阈值时，向所述红外发射设备发送第一控制信号使所述红外发射设备开启。

其中，所述装置还包括脉冲宽度调制模块，用于驱动所述红外发射设备。

本发明的有益效果是：区别于现有技术仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确的缺陷，本发明通过曝光时间来判定曝光补偿值是否在预定范围内，这样的最佳曝光补偿值是能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。

附图说明

图1是本发明曝光补偿方法实施例一的步骤流程图；

图2是本发明曝光补偿方法实施例二的步骤流程图；

图3是本发明曝光补偿方法实施例三的步骤流程图；

图4是本发明曝光补偿方法实施例四的步骤流程图；

图5是本发明曝光补偿装置实施例一的结构方框图；

图6是本发明曝光补偿装置实施例二的结构方框图；

图7是本发明曝光补偿装置实施例三的结构方框图；

图8是本发明曝光补偿装置实施例四的结构方框图。

具体实施方式

下面，结合具体实施例及附图，对本发明作出详细说明。

请参阅图1，本发明曝光补偿方法的实施例一，包括以下步骤：

步骤101：获取第一曝光时间，该第一曝光时间为红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

在红外发射设备开启的状态下，对目标物进行曝光，以获取当前曝光时间，由于当前曝光时间与摄像机成像时的光线强度成反比关系，即当红外发射设备开启后，摄像机成像效果最好时，有一个最佳的曝光时间，以这个最佳的曝光时间为基础来判定红外光是否足够。

步骤102：判断第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

预先设置在本地的第一阈值，是红外发射设备发射的红外光线与自然光综合形成的光通量成像效果最好时第一曝光时间的下限值，当第一曝光时间低于第一阈值时，证明光线太强，需要调整。

步骤103：如果第一曝光时间大于第一阈值，则判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

预先设置在本地的第二阈值，是红外发射设备发射的红外光线与自然光组合形成的整体光量成像效果最好时第一曝光时间的上限值，当第一曝光时间高于第二阈值时，证明光线太弱，需要调整。

步骤104：如果第一曝光时间大于第二阈值，则增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

通过控制红外发射设备的红外线发射强度，来调整整体光量，将第一曝光时间控制在第一阈值和第二阈值之间，即可使成像效果最好。外界环境的光线强弱根据时间变化会不同，只有控制红外发射设备的红外线强度，使得自然光和红外线组成的整体光量保持在最佳值，这样成像效果才达到最好。

区别于现有技术仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确的缺陷，本发明通过曝光时间来判定曝光补偿值是否在预定范围内，这样的最佳曝光补偿值依赖对第一曝光时间的判定，能够根据外界光线环境的实时调整红外发射设备的红外线发射强度，使得曝光光通量达到一个最佳值，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。

请参阅图2，本发明曝光补偿方法的实施例二，包括以下步骤：

步骤201：获取第一曝光时间，该第一曝光时间为红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

步骤202：判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

步骤203：如果第一曝光时间小于第一阈值，则减少该红外发射设备的红外线发射强度；

步骤204：如果第一曝光时间大于第一阈值，则判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

步骤205：如果第一曝光时间大于第二阈值，则增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

在其他实施例中，上述实施例二的步骤203和步骤204进行对换，亦可实现本发明的发明目的。在本实施例中，设定了当第一曝光时间小于第一阈值，则减少该红外发射设备的红外线发射强度；使得自然光和红外线组成的整体光量保持在最佳值，这样成像效果才达到最好。

请参阅图3，本发明曝光补偿方法的实施例三，包括以下步骤：

步骤301：获取第一曝光时间，该第一曝光时间为红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

步骤302：判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

步骤303：如果第一曝光时间小于第一阈值，则减少该红外发射设备的红外线发射强度；

步骤304：如果第一曝光时间大于第一阈值，则判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

步骤305：如果第一曝光时间小于第二阈值，则保持该红外发射设备的红外线发射强度；

步骤306：如果第一曝光时间大于第二阈值，则增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

在其他实施例中，上述实施例三的步骤203和步骤204进行对换，步骤305和步骤306进行对换，亦可实现本发明的发明目的。

在该实施例中，当第一曝光时间小于第二阈值时，表明现在的红外补偿量刚好，只需保持现有的红外发射设备的发射强度即可实现自然光和红外线组成的整体光量保持在最佳值，摄像机的成像效果最佳。

请参阅图4，本发明曝光补偿方法的实施例四，包括以下步骤：

步骤401：获取第二曝光时间，该第二曝光时间为红外发射设备关闭状态下的当前曝光时间；

步骤402：判断该第二曝光时间是否大于预先设置在本地的第三阈值；

步骤403：如果第二曝光时间大于第三阈值，则向该红外发射设备发送第一控制信号使该红外发射设备开启；

步骤404：获取第一曝光时间，该第一曝光时间为红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

步骤405：判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

步骤406：如果第一曝光时间小于第一阈值，则减少该红外发射设备的红外线发射强度；

步骤407：如果第一曝光时间大于第一阈值，则判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

步骤408：如果第一曝光时间小于第二阈值，则保持该红外发射设备的红外线发射强度；

步骤409：如果第一曝光时间大于第二阈值，则增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

在该实施例中，获取第二曝光时间，并根据第二曝光时间来判定是否需要开启红外发射设备，第三阈值是判断红外发射设备是否开启的阈值，超过第三阈值表示自然光光线不够，需要红外光进行补偿。当需要红外光进行补偿时，继续判断红外光是否足够达到最佳补偿效果，这就需要一个判断基础，于是引入了第一阈值和第二阈值，只有当前曝光时间在第一阈值和第二阈值之间时，才能达到最佳红外补偿值，使摄像机获得最清晰的目标物体图像。红外发射设备是通过红外灯的功率来调整红外光线的强弱的。当前曝光时间小于第一阈值时，应该增强红外光，以增加被拍摄区域的红外光强度。当前曝光时间大于第二阈值时，应该减弱红外光，以减弱被拍摄区域的红外光强度。

在上述实施例中，该的红外发射设备的红外线发射强度是通过控制驱动电流的脉冲宽度调制调节的。

请参阅图5，本发明的曝光补偿装置实施例一，包括：

第一曝光时间获取模块501：用于获取红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

第一判断模块502：用于判断第一曝光时间获取模块501获取的第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

第二判断模块503：用于在第一判断模块502判断出第一曝光时间大于第一阈值后，再判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

第一红外调整模块504：用于第二判断模块503判断出第一曝光时间大于第二阈值时，增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

区别于现有技术仅仅根据初始曝光值的数字图像像素的亮度值得到的最佳曝光补偿值并不准确的缺陷，本发明通过曝光时间来判定曝光补偿值是否在预定范围内，这样的最佳曝光补偿值是能够根据外界光线环境的实时变化准确地得到，从而可以使得摄像机工作在多种光线条件下，均可获得目标物的清晰稳定图像。

在该实施例中，第一曝光时间获取模块501在获取第一曝光时间后，送入第一判断模块502中进行处理，第一判断模块502判断第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阀值，在第一判断模块502得出第一曝光时间大于第一阀值后，第二判断模块503继续对第一曝光时间进行判定，看是否大于预先设置在本地的第二阀值，第一曝光时间大于第二阈值时，发送指令到第一红外调整模块504中，增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

请参阅图6，本发明的曝光补偿装置实施例二，包括：

第一曝光时间获取模块601：用于获取红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

第一判断模块602：用于判断第一曝光时间获取模块601获取的第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

第二判断模块603：用于在第一判断模块602判断出第一曝光时间大于第一阈值后，判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

第一红外调整模块604：用于第二判断模块603判断出第一曝光时间大于第二阈值时，增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值；

第二红外调整模块605：用于第一判断模块602判断出第一曝光时间小于预先设置在本地的第一阈值，减少该红外发射设备的红外线发射强度。

在该实施例中，第一曝光时间获取模块601在获取第一曝光时间后，送入第一判断模块602中进行处理，第一判断模块602判断第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阀值，在第一判断模块602得出第一曝光时间小于第一阀值后，发送指令到第二红外调整模块605中，以减少该红外发射设备的红外线发射强度；在第一判断模块602得出第一曝光时间大于第一阀值后，第二判断模块503继续对第一曝光时间进行判定，看是否大于预先设置在本地的第二阀值，第一曝光时间大于第二阈值时，发送指令到第一红外调整模块604中，以增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

请参阅图7，本发明的曝光补偿装置实施例三，包括：

第一曝光时间获取模块701：用于获取红外发射设备开启状态下的第一曝光时间，即当前曝光时间；

第一判断模块702：用于判断第一曝光时间获取模块701获取的第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

第二判断模块703：用于在第一判断模块702判断出第一曝光时间大于第一阈值后，判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

第一红外调整模块704：用于第二判断模块703判断出第一曝光时间大于第二阈值时，增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值；

第二红外调整模块705：用于第一判断模块702判断第一曝光时间小于预先设置在本地的第一阈值，减少该红外发射设备的红外线发射强度；

第三红外调整模块706：用于第二判断模块703判断出第一曝光时间小于第二阈值时，保持该红外发射设备的红外线发射强度。

在该实施例中，第一曝光时间获取模块701在获取第一曝光时间后，送入第一判断模块702中进行处理，第一判断模块702判断第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阀值，在第一判断模块702得出第一曝光时间小于第一阀值后，发送指令到第二红外调整模块705中，以减少该红外发射设备的红外线发射强度；在第一判断模块602得出第一曝光时间大于第一阀值后，第二判断模块703继续对第一曝光时间进行判定，看是否大于预先设置在本地的第二阀值，第一曝光时间小于第二阀值时，发送指令到第三红外调整模块706中，保持该红外发射设备的红外线发射强度；当第一曝光时间大于第二阈值时，发送指令到第一红外调整模块704中，以增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

请参阅图8，本发明的曝光补偿装置实施例四，包括：

第二曝光时间获取模块801：用于获取红外发射设备在关闭状态下的当前曝光时间；

第三判断模块802：判断第二曝光时间获取模块801获取的第二曝光时间是否大于预先设置在本地的第三阈值；

第四红外调整模块803：用于第三判断模块802判断出第二曝光时间大于第三阈值时，向该红外发射设备发送第一控制信号使该红外发射设备开启；

第一曝光时间获取模块804：用于获取红外发射设备开启状态下的第一曝光时间，即当前曝光时间；

第一判断模块805：用于判断第一曝光时间获取模块804获取的第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

第二判断模块806：用于在第一判断模块805判断出第一曝光时间大于第一阈值后，判断该第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

第一红外调整模块807：用于在第二判断模块806判断出第一曝光时间大于第二阈值时，增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值；

第二红外调整模块808：用于在第一判断模块805判断出第一曝光时间小于预先设置在本地的第一阈值，减少该红外发射设备的红外线发射强度；

第三红外调整模块809：用于在第二判断模块806判断出第一曝光时间小于第二阈值时，保持该红外发射设备的红外线发射强度。

在该实施例中，第二曝光时间获取模块801获取第二曝光时间，送入第三判断模块802中处理，第三判断模块802判断第二曝光时间是否大于预先设置在本地的第三阀值，第三阀值是开启红外发射设备的临界门限值，如果第二曝光时间超过第三阀值后第四红外调整模块803向该红外发射设备发送第一控制信号开启红外发射设备。在红外发射设备开启的情况下，第一曝光时间获取模块804获取第一曝光时间，送入第一判断模块805中进行处理，第一判断模块805判断第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阀值，在第一判断模块805得出第一曝光时间小于第一阀值后，发送指令到第二红外调整模块808中，以减少该红外发射设备的红外线发射强度；在第一判断模块805得出第一曝光时间大于第一阀值后，第二判断模块806继续对第一曝光时间进行判定，看是否大于预先设置在本地的第二阀值，第一曝光时间小于第二阀值时，发送指令到第三红外调整模块809中，保持该红外发射设备的红外线发射强度；当第一曝光时间大于第二阈值时，发送指令到第一红外调整模块807中，以增加该红外发射设备的红外线发射强度，以减小该第一曝光时间，使得该第一曝光时间大于该第一阈值且小于该第二阈值。

在上述实施例中，该装置还包括脉冲宽度调制模块，用于驱动该红外发射设备。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种曝光补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取第一曝光时间，所述第一曝光时间为红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

如果第一曝光时间大于第一阈值，则判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

如果第一曝光时间大于第二阈值，则增加所述红外发射设备的红外线发射强度，以减小所述第一曝光时间，使得所述第一曝光时间大于所述第一阈值且小于所述第二阈值。

2.根据权利要求1所述的曝光补偿方法，其特征在于，所述判断第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值的步骤之后还包括：

如果第一曝光时间小于第一阈值，则减少所述红外发射设备的红外线发射强度。

3.根据权利要求2所述的曝光补偿方法，其特征在于，所述判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值的步骤之后还包括：

如果第一曝光时间小于第二阈值，则保持所述红外发射设备的红外线发射强度。

4.根据权利要求1～3任一项所述的曝光补偿方法，其特征在于，所述获取第一曝光时间的步骤之前还包括：

获取第二曝光时间，所述第二曝光时间为红外发射设备关闭状态下的当前曝光时间；

判断所述第二曝光时间是否大于预先设置在本地的第三阈值；

如果第二曝光时间大于第三阈值，则向所述红外发射设备发送第一控制信号使所述红外发射设备开启。

5.根据权利要求4所述的曝光补偿方法，其特征在于：

所述的红外发射设备的红外线发射强度是通过控制驱动电流的脉冲宽度调制调节的。

6.一种曝光补偿装置，其特征在于，包括：

第一曝光时间获取模块：用于获取第一曝光时间，所述第一曝光时间为红外发射设备开启状态下的当前曝光时间；

第一判断模块：用于判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第一阈值；

第二判断模块：用于在第一判断模块得出第一曝光时间大于第一阈值后，判断所述第一曝光时间是否大于预先设置在本地的第二阈值；

第一红外调整模块：用于在第一曝光时间大于第二阈值时，增加所述红外发射设备的红外线发射强度，以减小所述第一曝光时间，使得所述第一曝光时间大于所述第一阈值且小于所述第二阈值。

7.根据权利要求6所述的曝光补偿装置，其特征在于：

所述装置还包括：

第二红外调整模块：用于当第一判断模块判断出第一曝光时间小于预先设置在本地的第一阈值时，减少所述红外发射设备的红外线发射强度。

8.根据权利要求7所述的曝光补偿装置，其特征在于：

所述装置还包括：

第三红外调整模块：用于当第二判断模块判断出第一曝光时间小于第二阈值时，保持所述红外发射设备的红外线发射强度。

9.根据权利要求6～8任一项所述的曝光补偿装置，其特征在于：

所述装置还包括：

第二曝光时间获取模块：用于获取第二曝光时间，所述第二曝光时间为红外发射设备在关闭状态下的当前曝光时间；

第三判断模块：判断所述第二曝光时间是否大于预先设置在本地的第三阈值；

第四红外调整模块：用于在第二曝光时间大于第三阈值时，向所述红外发射设备发送第一控制信号使所述红外发射设备开启。

10.根据权利要求9所述的曝光补偿装置，其特征在于：

所述装置还包括脉冲宽度调制模块，用于驱动所述红外发射设备。

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