CN105721781A - 一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法 - Google Patents

一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法 Download PDF

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赵伟时
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    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
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Abstract

本专利公开了一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其由累积直方图计算、中值计算、偏差计算、曝光时间调整等环节组成。具体方法是根据设定的中值，计算出当前帧图像数据的中值与设定值的偏差，据此调整摄像机的曝光时间，使偏差减小，直至趋于零。采用多点、多区域曝光时，每个点、每个区域都计算出图像数据中值，根据各点、各区域的权重，计算总体控制量，控制摄像机的曝光。

Description

一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法
技术领域
本发明涉及一种数字摄像机。
背景技术
摄像机的一个重要功能是其自动曝光功能，人们对自动曝光的技术和方法也一直在进行研究和改进。例如许多摄像机采取了取多点（区域）亮度进行加权平均以期得到更多的亮度信息。甚至有采用更为复杂的亮度信息估计、计算方法。但这些方法所涉及、处理的都是亮度的平均值。平均值所体现的仅是数据关于其量值的一种统计关系，并且不同的数组可能有相同的平均值，例如，两组亮度值分别为：255、32、24、17、 20、54、22、248、30、14、232、28、192、76、16和255、90、87、62、84、86、32、26、52、72、42、176、92、88、16的图像，其亮度平均值都是84，但前者所表现出的视觉效果为前者大面积黑暗，而后者较为明亮。将两组亮度值按数值降序排列，有255、248、232、192、76、54、32、30、28、24、22、20、17、16、14及255、176、92、90、88、87、86、84、72、62、52、42、32、26、16。两组数据的中间值分别为30及84。即前一组图像有一半像素亮度值低于30，而后一组图像只有不到15%的像素亮度值低于30，因此前一组图像显得比较暗，后一组图像相对显得比较明亮。所以仅根据亮度平均值判断摄像机感光量的调整值是不够充分的。
发明内容
本发明的目的在于克服目前摄像机自动曝光技术存在的缺陷，改变现有技术只注意数据间数字关系而忽视数据间结构关系的处理方法，从而使摄像机的曝光控制更臻完善。
中值即为一组数据排位中间的值，如图1所示。图像中值即为一帧图像数据排位中间的像素值。采用图像数据中值控制摄像机曝光即根据设定的中值，计算出当前帧图像数据中值及与设定值的偏差，调整摄像机的曝光时间，使偏差减小，直至趋于零。
实现上述目的的技术方案：
一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，包括累积直方图计算、中值计算、偏差计算、曝光时间调整。如图2所示。所述累积直方图计算用于对当前帧图像的亮度分量计算出其累积直方图ha(•)；所述中值计算用于根据累积直方图ha(•)计算出中值m1。具体计算方法为：
设每帧图像亮度分量数据量为n0，则其二分值为n0/2，
设k=0, 1, 2, …, M为所有亮度值，
若ha(km-1)<n0/2且ha(km)≥n0/2，km∈[0, M]
则m1= km ；
所述偏差计算用于计算中值设定值mset与当前中值m1之间的差∆m=mset - m1；所述曝光时间调整用于根据∆m调整改变当前摄像机曝光时间的长短。经调整为达到变差趋于零，则再进行下一次调整，直至偏差最小或趋于零。
采用多点、多区域曝光时，每个点、每个区域都计算图像数据中值，根据各点、各区域的权重，计算总体控制量，控制摄像机的曝光。
采用上述技术方案，本专利有益的技术效果在于：
（1）采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法忠实了图像数据间结构关系，使摄像机曝光时间的确定更加合理；
（2）本技术方案运算简便。
附图说明
图1为中值示意图。
图2为一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的技术方案框图。
图3为一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的具体实施框图。
具体实施方式
一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，如图3所示，包括累积直方图计算模块1、中值计算模块2、偏差计算模块3、曝光时间调整模块4。累积直方图计算模块1针对接收到的当前帧图像数据的亮度分量计算出其累积直方图ha(•)，并将ha(•)交由中值计算模块2；中值计算模块2在接受到累积直方图计算模块1输出的累积直方图ha(•)后，进行中值计算。其计算过程为：根据每帧图像亮度分量数据量为n0，计算出其二分值为n0/2、对于所有亮度值k=0, 1, 2, …, M，找到符合条件ha(km-1)<n0/2且ha(km)≥n0/2的km，其中km∈[0,M] ，则中值m1= km。采用二分法查找，最多经过8次运算即可计算出km。计算出m1后将m1送到偏差计算模块3；偏差计算模块3在接收到中值计算模块2输出的中值m1后，计算中值设定值mset与当前中值m1之间的差∆m=mset - m1，并将∆m送到曝光时间调整模块4；曝光时间调整模块4根据∆m调整改变当前摄像机曝光时间的长短。

Claims (8)

1.一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其特征在于，根据设定的中值，计算出当前帧图像数据中值及与设定值之间的偏差，据此调整摄像机的曝光时间，使偏差减小，直至趋于零。
2.一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其特征在于，其由累积直方图计算、中值计算、偏差计算、曝光时间调整组成。
3.一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其特征在于，其由累积直方图 ha(•)系根据当前帧图像亮度分量计算出。
4.一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其特征在于，其中值系根据累积直方图计ha(•)计算出。
5.如权利要求4所述的一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其特征还在于，其计算方法如下：
设每帧图像亮度分量数据量为n0，则其二分值为n0/2，
设k=0, 1, 2, …, M为所有亮度值，
若ha(km-1)<n0/2且ha(km)≥n0/2，km∈[0, M]
则m1= km 。
6.一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其特征在于，其偏差计算为∆m=mset- m1，其中mset为中值设定值、m1为当前中值。
7.一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其特征在于，其摄像机曝光时间长短的改变系根据偏差∆m而定。
8.如权利要求7所述的一种采用图像数据中值控制摄像机曝光的方法，其根据偏差调整曝光时间的操作需多次进行，直至偏差做小或趋于零。
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