CN107948542A - 多摄像头爆光控制方法及装置 - Google Patents

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李正武
周宇
徐洪波
唐艾宾
王政
郭宇
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Abstract

本发明公开了一种多摄像头爆光控制方法及装置，方法包括：获取多个摄像头中每个摄像头的曝光特性数据，所述曝光特性数据反映摄像头的曝光时长和图像亮度之间的关系；基于所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为第一亮度Ypre时的更新前曝光时长；当所需达到的目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre不一致时，计算所述目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre的比值Ratio；基于所述比值Ratio和所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为所述目标亮度时的更新后曝光时长，以基于所述更新后曝光时长来控制所述多个摄像头，使得摄像头输出的画面有比较好的一致性。

Description

多摄像头爆光控制方法及装置
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种多摄像头爆光控制方法及装置。
背景技术
随着多摄像头的应用越来越广泛(如手机，全景相机，3D摄像，双目体感等)，对于多摄像头的曝光控制要求越来越高。在多摄应用中，一般并不是要求每个摄像头单独输出的画面平均亮度一致，而是需要在相同的物体或者场景下，每个摄像头输出的亮度一致。传统的曝光控制方式为每个摄像头单独控制，分别分析每个摄像头图像的亮度，然后根据图像亮度分别调整传感器曝光时间。
传统的单独控制的方法在画面视场角不一致的情况下，由于统计的亮度存在差异，自动曝光之后的亮度会存在一定的差异。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，目的在于提供一种多摄像头爆光控制方法及装置。
在本发明一实施例中，一种多摄像头爆光控制方法包括：
获取多个摄像头中每个摄像头的曝光特性数据，所述曝光特性数据反映摄像头的曝光时长和图像亮度之间的关系；
基于所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为第一亮度Ypre时的更新前曝光时长；
当所需达到的目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre不一致时，计算所述目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre的比值Ratio；
基于所述比值Ratio和所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为所述目标亮度时的更新后曝光时长，以基于所述更新后曝光时长来控制所述多个摄像头。
在本发明一实施例中，一种多摄像头爆光控制装置包括：
获取单元，用于获取多个摄像头中每个摄像头的曝光特性数据，所述曝光特性数据反映摄像头的曝光时长和图像亮度之间的关系；
第一计算单元，用于基于所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为第一亮度Ypre时的更新前曝光时长；
第二计算单元，用于当所需达到的目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre不一致时，计算所述目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre的比值Ratio；
第三计算单元，用于基于所述比值Ratio和所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为所述目标亮度时的更新后曝光时长，以基于所述更新后曝光时长来控制所述多个摄像头。
本发明的效果在于：
通过预先获取多摄像头中每一摄像头的曝光特性，然后根据每个摄像头的曝光特性，分别计算出各个摄像头在亮度相对一致时的曝光时长，使得所有摄像头在相同物体上的亮度一致，达到摄像头输出的画面有比较好的一致性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的获得多摄像头曝光特性的流程图；
图2为摄像头的曝光特性图；
图3为本发明一实施例提供的多摄像头爆光控制方法的流程图；
图4为本发明一实施例提供的多摄像头爆光控制装置的模块图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本说明书实施例中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于保护的范围。
本发明的技术方案包括摄像头模组曝光特性标定以及曝光控制两个部分。其中，“曝光特性标定”是指：因为传感器型号、模组镜头、组装等因素的不同，每个摄像模组的曝光特性会存在一定的差异，因此，在曝光控制时，需要排除个体的差异性，本发明实施例采用的方法需要对摄像模组中的每个摄像头的曝光特性进行逐个标定。
本文先介绍摄像头模组曝光特性的标定方法，如图1所示，为本发明一实施例提供的获得多摄像头曝光特性的流程，包括步骤101～103，其中：
步骤101：在全黑暗室中，将所述多个摄像头中每个摄像头分别对准恒定均匀光源，获得各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度并进行记录。
步骤102：根据记录的各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度，分别计算各摄像头的曝光特性数据。
其中，如图2所示，用于反映所述摄像头的曝光特性的公式为：
Y＝K*EXPOSURE+BLC；
其中，EXPOSURE表示曝光时长，BLC为初始亮度值，K为斜率，Y为图像亮度；
所述曝光特性数据包括所述斜率K和所述初始亮度值BLC。
步骤103：将斜率K和BLC值烧录到存储元件中。
其中，可以分别计算出多个摄像头中的每个摄像头的曝光特性：
Y1＝K1*EXPOSURE+BLC1
Y2＝K2*EXPOSURE+BLC2
……
Yn＝Kn*EXPOSURE+BLCn。
最终，将上述K1、K2……Kn，BLC1、BLC2……BLCn烧录到摄像头模组中的存储元件(如EEPROM)。
如图3所示，本发明一实施例中提供的一种多摄像头爆光控制方法，包括步骤201～205，其中：
步骤201：读取多个摄像头中每个摄像头的曝光特性数据，所述曝光特性数据反映摄像头的曝光时长和图像亮度之间的关系。
步骤202：基于所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为第一亮度Ypre时的更新前曝光时长。
可选的，所述第一亮度Ypre可以是所述多个摄像头中的主摄像头或所有摄像头所输出的图像亮度。
在曝光控制时，如果摄像头的场景一致，需要每个摄像头的亮度一致，比这个场景暗的，则需要比这个场景的输出暗，比这个场景亮的场景，输出画面相对的亮。在本发明中称为曝光相对一致，其表现为如下公式：
Y1＝Y2……＝Yn (公式一)；
其中，Y1是第1个摄像头的输出亮度，Y2是第2个摄像头的输出亮度，…，Yn是第n个摄像头的输出亮度。
基于曝光特性数据，上述公式一可以转化为：
K1*EXPOSURE1+BLC1＝K2*EXPOSURE2+BLC2＝Kn*EXPOSUREn+BLCn (公式二)。
假定第1个摄像头的初始曝光时长为：EXPOSURE0并以第1个摄像头为基准，那么根据上述公式二可以计算得到第2摄像头的初始曝光时长为：
(K1*EXPOSURE0+BLC1-BLC2)/K2；
……
以此类推，第n个摄像头的初始曝光时长为：
(K1*EXPOSURE0+BLC1-BLCn)/Kn。
其中第一亮度Ypre＝K1*EXPOSURE0+BLC1。
步骤203：当需要进行一次曝光控制(如场景变化或接收到曝光指令)时，需要确定当前需要达到的目标亮度，并比较上述第一亮度(即Ypre)和当前的目标亮度是否一致，如果一致则不需要进行计算直接采用各个摄像头在更新前的曝光时长(直接进入步骤205)，如果不一致，则需要进行重新计算(进入步骤204)。
步骤204：计算所述目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre的比值Ratio(即Ytarget＝Ypre*Ratio)，并基于所述比值Ratio和所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为所述目标亮度时的更新后曝光时长。
计算出的第1个摄像头的更新后曝光时长EXPOSURE1target＝Ratio*EXPOSURE1pre+(Ratio-1)*BLC1/K1，其中，EXPOSURE1pre为第1个摄像头的更新前曝光时长(如果为第一次曝光控制，此值为EXPOSURE0，如果不是，则为上次曝光控制结束时所得的曝光值)，BLC1为第1个摄像头的初始亮度值，K1为第1个摄像头的斜率；
计算出的第2摄像头的更新后曝光时长EXPOSURE2target＝Ratio*((K1*EXPOSURE1pre+BLC1-BLC2)/K2)+(Ratio-1)*BLC2/K2，其中，BLC2为第2个摄像头的初始亮度值，K2为第2个摄像头的斜率；
……
以此类推，计算出的第n个摄像头的更新后曝光时长EXPOSUREntarget＝Ratio*((K1*EXPOSURE1pre+BLC1-BLCn)/Kn)+(Ratio-1)*BLCn/Kn，其中，BLCn为第n个摄像头的初始亮度值，Kn为第n个摄像头的斜率。
本发明一实施例中，所述方法还包括：记录所述更新后曝光时长，以作为下一次曝光控制指令的更新前曝光时长。可选的，可在本算法的实现模块(如CPU等)中记录所述更新后曝光时长。
步骤205：基于更新后曝光时长来控制所述多个摄像头，并在控制结束后等待下一次曝光。本发明需要将每个摄像头的更新后曝光时长分别写入摄像头中，使得摄像头模组处于曝光相对一致状态。然后等待下一次曝光指令，或者根据场景变化自动开启曝光控制。其中，下一次曝光的当前曝光为本次曝光结束的曝光值。
本发明的特点是基于每个摄像头的曝光特性出发，摒弃了其他外在视场角，视差等因素。并且对模组进行标定，排除了模组个体差异，所有摄像头在相同场景亮度一致，达到较好的一致性要求。并且摄像头的视场角差异没有要求，可以根据特定的曝光控制，对摄像头的个数也没有要求。使用比较广泛。本发明的适用范围包括但不局限于：手机，全景相机，3D建模，3D测距等。
相应的，本发明实施例还提供了一种多摄像头爆光控制装置(可以通过软件方式实现)，如图4所示，该装置可以包括：
获取单元301，用于获取多个摄像头中每个摄像头的曝光特性数据，所述曝光特性数据反映摄像头的曝光时长和图像亮度之间的关系；
第一计算单元302，用于基于所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为第一亮度Ypre时的更新前曝光时长；
第二计算单元303，用于当所需达到的目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre不一致时，计算所述目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre的比值Ratio；
第三计算单元304，用于基于所述比值Ratio和所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为所述目标亮度时的更新后曝光时长，以基于所述更新后曝光时长来控制所述多个摄像头。
可选的，所述装置还包括：
曝光特性计算单元，用于在全黑暗室中，将所述多个摄像头中每个摄像头分别对准恒定均匀光源，获得各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度，并根据各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度，分别计算各摄像头的曝光特性数据。
上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本说明书实施例各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，在实施本说明书实施例方案时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。也可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本说明书实施例的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本说明书实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本说明书实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种多摄像头爆光控制方法，其特征在于包括：
获取多个摄像头中每个摄像头的曝光特性数据，所述曝光特性数据反映摄像头的曝光时长和图像亮度之间的关系；
基于所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为第一亮度Ypre时的更新前曝光时长；
当所需达到的目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre不一致时，计算所述目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre的比值Ratio；
基于所述比值Ratio和所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为所述目标亮度时的更新后曝光时长，以基于所述更新后曝光时长来控制所述多个摄像头。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在全黑暗室中，将所述多个摄像头中每个摄像头分别对准恒定均匀光源，获得各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度；
根据各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度，分别计算各摄像头的曝光特性数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，用于反映所述摄像头的曝光特性的公式为：
Y＝K*EXPOSURE+BLC；
其中，EXPOSURE表示曝光时长，BLC为初始亮度值，K为斜率，Y为图像亮度；
所述曝光特性数据包括所述斜率K和所述初始亮度值BLC。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
记录所述更新后曝光时长，以作为下一次曝光控制指令的更新前曝光时长。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一亮度是所述多个摄像头中的主摄像头或所有摄像头所输出的图像亮度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算出的第1个摄像头的更新后曝光时长EXPOSURE1target＝Ratio*EXPOSURE1pre+(Ratio-1)*BLC1/K1，其中，EXPOSURE1pre为第1个摄像头的更新前曝光时长，BLC1为第1个摄像头的初始亮度值，K1为第1个摄像头的斜率；
计算出的第2摄像头的更新后曝光时长EXPOSURE2target＝Ratio*((K1*EXPOSURE1pre+BLC1-BLC2)/K2)+(Ratio-1)*BLC2/K2，其中，BLC2为第2个摄像头的初始亮度值，K2为第2个摄像头的斜率；
以此类推，计算出的第n个摄像头的更新后曝光时长EXPOSUREntarget＝Ratio*((K1*EXPOSURE1pre+BLC1-BLCn)/Kn)+(Ratio-1)*BLCn/Kn，其中，BLCn为第n个摄像头的初始亮度值，Kn为第n个摄像头的斜率。
7.一种多摄像头爆光控制装置，其特征在于包括：
获取单元，用于获取多个摄像头中每个摄像头的曝光特性数据，所述曝光特性数据反映摄像头的曝光时长和图像亮度之间的关系；
第一计算单元，用于基于所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为第一亮度Ypre时的更新前曝光时长；
第二计算单元，用于当所需达到的目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre不一致时，计算所述目标亮度Ytarget和所述第一亮度Ypre的比值Ratio；
第三计算单元，用于基于所述比值Ratio和所述曝光特性数据，计算所述多个摄像头中各个摄像头在图像亮度均为所述目标亮度时的更新后曝光时长，以基于所述更新后曝光时长来控制所述多个摄像头。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
曝光特性计算单元，用于在全黑暗室中，将所述多个摄像头中每个摄像头分别对准恒定均匀光源，获得各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度，并根据各摄像头在不同曝光时长所得的图像亮度，分别计算各摄像头的曝光特性数据。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，用于反映所述摄像头的曝光特性的公式为：
Y＝K*EXPOSURE+BLC；
其中，EXPOSURE表示曝光时长，BLC为初始亮度值，K为斜率，Y为图像亮度；
所述曝光特性数据包括所述斜率K和所述初始亮度值BLC。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元计算出的第1个摄像头的更新后曝光时长
EXPOSURE1target＝Ratio*EXPOSURE1pre+(Ratio-1)*BLC1/K1，其中，EXPOSURE1pre为第1个摄像头的更新前曝光时长，BLC1为第1个摄像头的初始亮度值，K1为第1个摄像头的斜率；
所述第三计算单元计算出的第2摄像头的更新后曝光时长EXPOSURE2target＝Ratio*((K1*EXPOSURE1pre+BLC1-BLC2)/K2)+(Ratio-1)*BLC2/K2，其中，BLC2为第2个摄像头的初始亮度值，K2为第2个摄像头的斜率；
以此类推，所述第三计算单元计算出的第n个摄像头的更新后曝光时长EXPOSUREntarget＝Ratio*((K1*EXPOSURE1pre+BLC1-BLCn)/Kn)+(Ratio-1)*BLCn/Kn，其中，BLCn为第n个摄像头的初始亮度值，Kn为第n个摄像头的斜率。
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