CN108681182A

CN108681182A - 一种光圈控制方法及终端设备

Info

Publication number: CN108681182A
Application number: CN201810374957.0A
Authority: CN
Inventors: 沈广月; 潘润发; 周艳芬
Original assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2018-10-19
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: CN108681182B

Abstract

本发明实施例提供一种光圈控制方法及终端设备，用于解决现有技术中的终端设备的光圈位置控制方法的控制效果较差的技术问题。该方法包括：确定图像采集装置采集的当前图像的曝光状态参数，所述曝光状态参数包括曝光时间参数、增益参数和图像亮度参数；根据所述曝光状态参数确定所述图像采集装置是否到达曝光极限，以及所述当前图像是否过曝/欠曝；若确定所述图像采集装置未到达所述曝光极限，采用步进位置控制方式控制所述采集装置的光圈的位置；若确定所述图像采集装置到达所述曝光极限且所述当前图像过曝/欠曝，采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置。

Description

一种光圈控制方法及终端设备

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，特别涉及一种光圈控制方法及终端设备。

背景技术

摄像头的自动光圈是一个用于控制光线透过镜头，进入机身内感光面光量的装置，它通常是在镜头内。通过调整镜头的光圈可实现在不同光照条件下得到曝光适度的影像，使摄像机输出的视频图像信号自动地保持在标准状态。

目前，针对自动光圈中的直流驱动(Direct Current，DC)光圈的控制方法主要包括两种：

第一种，从硬件上增加DC光圈开合大小反馈，确定光圈大小。该方式虽然比较简单，但需要在硬件上增加反馈原件，导致成本的增加。

第二种，从软件上将画面亮度与设定值的差作为输入变量，使用模糊控制或者比例、积分微分控制(Proportion Integration Differentiation，PID)控制等方法，使亮度差收敛至设定值。但由于DC光圈只能控制光圈开合的正负作用力，因此使用模糊控制方法控制DC光圈开合无法将光圈控制在具体的位置上，且该控制方法中大部分情况下光圈处于全开状态，易导致图像的模糊。

综上可知，现有技术中终端设备的光圈位置控制方法的控制效果较差。

发明内容

本发明实施例提供一种光圈控制方法及终端设备，用于解决现有技术中的终端设备的光圈位置控制办法的控制效果较差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种光圈控制方法，包括以下步骤：

确定图像采集装置采集的当前图像的曝光状态参数，所述曝光状态参数包括曝光时间参数、增益参数和图像亮度参数；

根据所述曝光状态参数确定所述图像采集装置是否到达曝光极限，以及所述当前图像是否过曝/欠曝；

若确定所述图像采集装置未到达所述曝光极限，采用步进位置控制方式控制所述采集装置的光圈的位置；

若确定所述图像采集装置到达所述曝光极限且所述当前图像过曝/欠曝，采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置。

可选的，在确定图像采集装置采集当前图像的曝光状态参之前，所述方法还包括：

对所述图像采集装置进行平衡点校准；

确定所述图像采集装置处于平衡状态时对应的光圈速度；其中，所述平衡状态为所述图像采集装置的曝光正常时，所述光圈处于静止的状态。

可选的，若确定所述图像采集装置未到达所述曝光极限，采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置，包括：

根据所述曝光状态参数中的增益参数和所述图像采集装置的镜头倍率确定所述图像采集装置中光圈的目标位置；

根据所述目标位置及所述光圈速度，采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈到达所述目标位置。

可选的，所述根据所述目标位置及所述光圈速度，采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈到达所述目标位置，包括：

确定所述目标位置对应的调整控制的次数；

在每次调整控制中，控制所述图像采集装置在第一时间段内按照预设光圈速度缩小，以及在所述第一时间段之后的第二时间段内按照所述光圈速度暂停；其中，所述第一时间段为所述图像采集装置采集第一预设数量帧的图像所对应的时间，所述第二时间段为所述图像采集装置采集第二预设数量帧的图像所对应的时间；

确定所述光圈完成所述调整控制的全部次数，所述图像采集装置的光圈达到所述目标位置。

可选的，在采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，所述方法还包括：

确定完成所述调整控制的次数，获得所述图像采集装置的调整后的光圈位置；

根据所述调整后的光圈位置设置所述图像采集装置的增益参数对应的增益阈值进行扩容。

可选的，在采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，所述方法还包括：

确定所述图像采集装置曝光恢复正常，获取所述图像采集装置的当前曝光时间参数和当前增益参数；

根据所述当前曝光时间参数和所述当前增益参数确定所述图像采集装置的曝光能力参数；

若确定所述曝光能力参数处于预设参数范围内，采用所述步进位置控制方式控制所述采集装置的光圈的位置；否则，采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置；其中，所述预设参数范围为根据所述图像采集装置的实际可调曝光时间参数和实际可调增益参数，以及最大曝光时间参数和最大增益参数所确定的。

根据所述曝光状态参数和标定的一组曝光状态参数，计算当前环境亮度参数；

确定在第三预设时间段内采集的多帧图像中相邻的图像对应的环境亮度参数的差值是否单调小范围变化；

若确定是，采用环境亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置保持不动。

可选的，所述采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，所述方法还包括：

确定所述图像采集装置采集的图像的图像过曝/欠曝，采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置。

第二方面，本发明实施例提供一种终端设备，包括：

第一确定模块，用于确定图像采集装置采集的当前图像的曝光状态参数，所述曝光状态参数包括曝光时间参数、增益参数和图像亮度参数；

判断模块，用于根据所述曝光状态参数确定所述图像采集装置是否到达曝光极限，以及所述当前图像是否过曝/欠曝；

第一操作模块，用于若所述判断模块确定所述图像采集装置未到达所述曝光极限，采用步进位置控制方式控制所述采集装置的光圈的位置；

第二操作模块，用于若所述判断模块确定所述图像采集装置到达所述曝光极限且所述当前图像过曝/欠曝，采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置。

可选的，所述终端设备还包括：

校准模块，用于在确定终端设备通过图像采集装置采集当前图像的曝光状态参之前，对所述图像采集装置进行平衡点校准；

第二确定模块，用于确定所述图像采集装置处于平衡状态时对应的光圈速度；其中，所述平衡状态为所述图像采集装置的曝光正常时，所述光圈所处的静止的状态。

可选的，所述第一操作模块用于：

可选的，所述第一操作模块具体用于：

确定所述目标位置对应的调整控制的次数；

确定所述光圈完成所述调整控制的次数，所述图像采集装置的光圈达到所述目标位置。

可选的，所述第一操作模块还用于：

在采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，确定完成所述调整控制的次数，获得所述图像采集装置的调整后的光圈位置；

可选的，所述第二操作模块还用于：

在采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，确定所述图像采集装置曝光恢复正常，获取所述图像采集装置的当前曝光时间参数和当前增益参数；

可选的，所述第一操作模块还用于：

在采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，根据所述曝光状态参数和标定的一组曝光状态参数，计算当前环境亮度参数；并确定在第三预设时间段内采集的多帧图像中相邻的图像对应的环境亮度参数的差值是否单调小范围变化；若确定是，按照环境亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置保持不动。

可选的，所述第一操作模块还用于：

在采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，确定所述图像采集装置采集的图像的图像过曝/欠曝，采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置。

第三方面，本发明实施例提供一种计算机装置，所述计算机装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面所述的监测方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的监测方法的步骤。

本发明实施例中，通过确定图像采集装置采集的当前图像的曝光状态参数，来确定图像采集装置是否到达曝光极限，以及当前图像是否过曝/欠曝，并在确定图像采集装置未到达曝光极限时，采用步进位置控制方式控制采集装置的光圈的位置，以及在确定图像采集装置到达曝光极限且当前图像过曝/欠曝时，采用图像亮度PID控制方式控制图像采集装置的光圈的位置，故通过步进位置控制和PID控制配合使用，实现了在不增加硬件成本的基础上，对DC光圈的精确位置控制，有助于提高图像透彻性和清晰度。

附图说明

图1为本发明实施例中光圈控制方法的流程示意图；

图2A-图2B为本发明实施例中步进控制的效果示意图；

图3为本发明实施例中光圈步进位置调整过程的示意图

图4为本发明实施例中曝光能力的示意图；

图5为本发明实施例中光圈控制的流程图；

图6为本发明实施例中终端设备的结构示意图；

图7为本发明实施例中计算机装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中描述的技术方案可用于设置有图像采集装置的终端设备，如设置有相机的手机、平板电脑和智能头盔等。该图像采集装置可以是包括感光元件(sensor)、光圈、镜头等部件的装置，通过调整图像采集装置的光圈大小可以获得不同效果的图像。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

图1为本发明实施例提供一种光圈控制方法，该方法可以用于采集装置，或者包含图像采集装置的终端设备，本发明实施例例主要以应用于终端设备为例进行介绍。该方法可以描述如下：

S11：终端设备确定图像采集装置采集的当前图像的曝光状态参数，曝光状态参数包括曝光时间参数、增益参数和图像亮度参数。

本发明实施例中，终端设备在使用图像采集装置采集图像的过程中，可以实时获取图像采集装置对应的曝光状态参数。曝光状态参数可以表征图像采集装置在采集当前图像时对应的相应的参数，例如设备的曝光时间、增益以及采集的当前图像的图像亮度等参数。

本发明实施例中，在S11之前，还可以对终端设备的图像采集装置进行平衡点校准，该平衡点可以是指图像采集图像在正常曝光，图像亮度保持稳定时，光圈静止的一种状态。通过平衡点的校准，可以确定图像采集装置中光圈处于平衡位置时的光圈速度，该光圈速度即为光圈处于平衡点时，用于光圈控制的电流/电压换算的光圈速度，即光圈打开或关闭的速度。光圈进行校准的过程可以描述如下：

1)光圈处于全开状态。在一定光照环境下，设置光圈的固定曝光时间和增益，再按照最大速度打开光圈，获取最小图像亮度(evFirstMin)，以及图像采集装置采集在打开过程中采集的第10帧到25帧图像的平均图像亮度(evFirst)。如果平均图像亮度(evFirst)大于一亮度阈值(evDiff1)，例如evFirst>evDiff1，进入下一步2)关闭状态，否则进入5)，表明配置失败。

2)光圈处于关闭状态，此时以最小速度缩小光圈，获取当前图像亮度(evMin)，如果确定50帧内的图像亮度均不小于一亮度阈值，说明光圈不能关闭到很小，则进入5)配置失败；如果50帧内全开时确定的最小图像亮度与当前图像亮度差大于一亮度阈值(evDiff2)，例如evFirstMin-evMin>evDiff2，则进入3)打开状态；否则，说明环境亮度太暗，进入5)，表明配置失败；

3)调节光圈速度打开光圈(调节光圈速度-127～127，实际是改变光圈控制的输入电压大小)，并在图像采集过程中，前25帧图像采用固定步长为50进行采集，后6帧图像以步长为10累加(即平衡点速度从0开始，以10为步长增加)，获取当前图像亮度(cur_ev)；31帧内出现亮度能大于关闭状态下的图像亮度与一定容差(evDiff3)的和，例如cur_ev≥evMin+evDiff3，即光圈打开后的图像亮度大于光圈关闭状态下的图像亮度，其中，evDiff3可以是根据经验值预设的，则进入4)配置状态，否则进入5)；

4)以步长为1调节光圈速度(即平衡点加1或减1)，获取当前图像亮度(cur_ev)；当图像亮度稳定，且当前图像亮度在一定上下限阈值内，进入6)，表明配置成功，否则，进入5)，表明配置失败；当图像亮度小于某一阈值，进入3)打开状态，此时可将光圈的平衡点加8；当图像亮度大于某个阈值，则进入2)，控制光圈处于关闭状态，同时将光圈的平衡点减8；

5)以最大速度完全打开光圈，返回配置平衡点失败；

6)保存当前光圈速度为平衡点速度，以最大速度将光圈完全打开，返回配置平衡点成功。

本发明实施例中，通过平衡点校准，可获知图像采集装置的光圈在平衡位置的光圈速度。也就是说，在平衡点校准过程中，通过对光圈开合控制和亮度统计，能够找到使光圈相对稳定的速度，消除设备差异。

S12：根据曝光状态参数确定图像采集装置是否到达曝光极限，以及当前图像是否过曝/欠曝。

终端设备在获得曝光状态参数后，即可根据曝光状态参数确定图像采集装置的曝光状态。在实际应用中，只有当图像采集装置到达曝光极限之后，设备才会出现欠曝/过曝。

本发明实施例中，终端设备可以先根据曝光状态参数，判断终端设备的图像采集装置是否到达曝光极限。该判断过程如下：

1)终端设备分别确定图像采集装置的曝光时间和增益的取值范围，该取值范围通常是根据设备自身的结构来确定的。例如，设备的曝光时间的取值范围可以是[10ms，100ms]；

2)根据取值范围确定曝光时间极限值和增益极限值，该曝光极限值对应于曝光时间的取值范围的端点值(包括最大曝光时间和最小曝光时间)，同理，增益极限值对应于图像采集装置的增益的取值范围的端点值(包括最大增益和最小增益)，进而将曝光状态参数中的曝光时间和增益，分别与设备的极限值进行比较；

3)确定终端设备的曝光时间和增益未到达相应的曝光时间极限值和增益极限值，则认为还未达到设备的曝光极限。

具体的，如果终端设备确定曝光状态参数中的曝光时间和增益大于各自相应的极限值的下限的110％，且曝光时间和增益低于各自相应的极限值的上限的90％，则确定未达到设备的曝光极限。

例如，若终端设备中相机的曝光时间范围为[10ms，100ms]，如果确定相机采集当前图像的曝光时间大于11ms(即10ms的110％)或者小于90ms(即100ms的90％)，表明未到达曝光极限，也就不会出现过曝或欠曝的情况。同理，对增益参数的判断过程也相同。

进一步，如果确定终端设备的图像采集装置到达曝光极限，则可以进一步将图像亮度参数和预设图像亮度进行比较，并将图像亮度参数与预设图像亮度之间的亮度差与预设的亮度容差进行比较，来判断是否过曝/欠曝。其中，预设图像亮度可以是预先设置的，例如可以是预先根据正常曝光的图像的亮度设置的，预设的亮度容差可以是预先根据终端设备中图像采集装置的硬件配置设置的。

在实际应用中，终端设备还可以设置相应的标志来表征设备是否过曝/欠曝，例如，如果确定过曝/欠曝，设置标志位置为1，例如overExpflag＝1，否则，设置标志位置为0，例如overExpflag＝0。终端设备判断是否过曝/欠曝的过程包括以下情况：

情况1：当曝光时间和增益大于对应曝光时间和增益上限的90％，同时当前画面亮度小于目标亮度(即预设图像亮度)，且亮度差大于预设的亮度容差，则认为欠曝，overExpflag＝1，否则overExpflag＝0。

情况2：当曝光时间和增益小于对应曝光时间和增益下限的110％，同时当前画面亮度大于目标亮度，且亮度差大于预设的亮度容差，则认为过曝overExpflag＝1，否则overExpflag＝0。

S13：若确定图像采集装置未到达曝光极限，采用步进位置控制方式控制采集装置的光圈的位置。

终端设备通过S12中的一系列判断过程，如果终端设备确定图像采集装置未到达曝光极限，例如曝光时间和增益大于各自极限值的下限的110％，且小于各自极限值的上限的90％，此时，可以采用步进位置控制方式来控制光光圈的位置，实现采用低速启动、停止光圈的操作，来保证光圈位置的一致性和较高精度。

具体来说，在S13中，终端设备采用步进位置控制方式控制光圈位置的过程如下：

1)终端设备根据曝光状态参数中的增益参数和图像采集装置的镜头倍率确定图像采集装置中光圈的目标位置。

终端设备在确定目标位置时，可以是根据当前增益大小和镜头倍率配置光圈确定要设置的位置大小对应的调整次数(dcPosTar)，调整次数的计算公式为：dcPosTar＝dcPos*ratio，其中，dcPos是增益对应光圈档位的调整次数，ratio是镜头倍率对应的比例系数。

通常来说，在相同环境下，光圈越小，增益越大，增益增大之后图像信噪比会有所下降，所以根据增益增加可以适当调整开大光圈。同时，镜头不同倍率下最优光圈不同，一般镜头倍率越大，最优光圈相对要小一些。因此本发明实施例中结合增益和镜头倍率来确定要设置的目标位置对应的调整次数，有助于提高调整操作的准确性。

2)根据目标位置及光圈速度，采用步进位置控制方式控制图像采集装置的光圈到达目标位置。

在确定目标位置对应的调整控制的次数(即调整次数)后，终端设备便可以进行按照该调整次数进行步进调整，以到达目标位置。在每次调整控制中，终端设备可以控制图像采集装置在第一时间段内按照预设光圈速度缩小，以及在第一时间段之后的第二时间段内按照平衡点对应的光圈速度暂停。其中，第一时间段为图像采集装置采集第一预设数量帧的图像所对应的时间，第二时间段为图像采集装置采集第二预设数量帧的图像所对应的时间，第一预设数量和第二预设数量分别可以是指定帧数，两者可以相同或者不同，例如两者可以均为10帧。

例如，终端设备可以控制步进调整模块(积分模块)以一个较小的速度缩小光圈10帧，再以校准的平衡点速度暂停光圈10帧，即完成一次调整。在终端设备按照步进方式完成调整次数(dcPosTar)后，例如按照调整次数(如x)循环x次后，可以达到要设置的新位置，即目标位置。

其中，按照平衡点的光圈速度暂停的原因是：由于dc光圈速度的未知非线性，如果以某光圈速度一直缩小光圈，经过相同时间下光圈的大小是相差很大的。因此，本发明实施例中通过采用低速启动、停止光圈的操作，可以保证光圈位置的一致性，精确控制DC光圈位置，解决传统DC光圈控制位置不明确和无法控制最优光圈的缺点。如图2A和2B所示，其中，图2A为本发明实施例中单步控制的效果，即以某一固定速度打开光圈相同时间，可能会使得不同次数下光圈开口大小不一致，光圈控制的准确性不高；图2B为本发明实施例中的步进控制效果，即采用启停步进控制方式，可实现多次试验光圈开口基本一致，光圈控制的准确性较高。

在本发明另一实施例中，在步骤1)确定目标位置对应的调整控制的次数(即调整次数)后，终端设备还可以判断光圈档位是否要发生改变。通常来说，在调整完成之后，如果光圈位置变化，或者调整过程中要设置的光圈大小大于当前光圈大小(对应次数dcPosTar<dcCurrPos)，或者计时超过某一阈值，则光圈档位位置需要变化，否则不用变化。也就是说，即便当前光圈调整到了指定位置，但如果经过一段时间，环境亮度发生了变化，例如到夜晚了，增益变大了，此时计算出来的dcPosTar和当前的位置dcCurrPos不一致，则表明需要重新调整光圈。

那么，在本发明实施例中，如果确定光圈档位位置需要变化，则在步骤2)按照调整次数进行步进调整之前，先以一个较小的速度慢慢打开光圈，例如将光圈驱动电压设置到10，即在平衡速度(平衡电压)对应速度基础上加10，光圈打开所对应的速度。并以该速度持续打开指定帧数，使光圈达到全开状态；其中，指定帧数可以是通过当前光圈档位算出来的需要打开的帧数，例如100帧。

然后，再按照调整次数进行步进控制调整。在步进控制调整中，每调用一次，并指定增减，就可以调整光圈增减变化一小步，且每一小步步幅接近，以提高精准度。如图3所示，其为DC光圈步进位置调整过程的示意图。

其中，新光圈档位可以是调整次数为x次时，光圈位置所对应的档位。指定帧数可以是由当前档位数决定，经过指定帧数的调节，光圈必须开到最大，所以此指定帧数的值一般会有较大的容差。

在实际应用中，终端设备在完成位置调整后，还可以获得图像采集装置的调整后的光圈位置，并根据调整后的光圈位置设置图像采集装置的增益参数对应的增益阈值进行扩容，即对光圈档位对应的增益进行扩容，以防止在阈值附近反复调整。

例如，若预先为增益范围0-12db设置的光圈大小对应次数是100，12db-24db设置的光圈大小对应次数是60，24db-36db设置光圈大小对应次数是40。当前增益是10db，控制所光圈次数是100，当光圈位置调整完成后，当前增益是11.5db。如果此时环境亮度稍暗一点或者其它原因到导致进光量略减少，增益变大超过12db，此时对应的光圈位置是60，需要打开光圈重新调整。但是当光圈调整至60位置时，增益又会小于12db，又需要将光圈打开重新调整至100，这样会导致来回调整，图像效果不好。因此，本发明实施例汇中，在第一次调整完成之后，可以对增益阈值进行扩大，例如扩展为0-18db对应100，6db-30db对应60，18db-36db对应40，这样可以防止增益在切换点附近变化的时候光圈来回重新调整的问题。

本发明实施例中，终端设备在进行S13位置控制调整完成之后，还可以采用环境亮度PID控制方式来控制光圈位置。环境亮度PID控制方式即以环境亮度为PID控制的输入量，在最优光圈的基础上进行光圈控制，解决传统DC光圈无法控制最优光圈的缺点，同时可以解决没有绝对平衡点引入的问题，使光圈精确控制在某一位置上。

具体的，终端设备还可以根据曝光状态参数和标定的一组曝光状态参数，该组曝光状态参数中包含曝光时间、增益、当前图像亮度和环境亮度，从而计算当前环境亮度参数，并在第三预设时间段内采集的多帧图像中，确定相邻的图像之间的环境亮度参数的差值，并确定多帧图像对应的多个差值是否单调小范围变化。如果是，按照环境亮度PID控制方式控制图像采集装置的光圈的位置维持不动。

例如，若第三预设时间段内采集了n帧图像，且第1帧与第2帧之间的亮度差为d1，第2帧与第3帧之间的亮度差为d2，第3帧与第4帧之间的亮度差为d3，……，第n帧与第n-1帧之间的亮度差为dn。如果确定d1＜d2＜d3……＜dn，且任意两个相邻的亮度差之间的差值小于等于某一阈值，表明单调小范围变化，如递增/递减，则按照环境亮度PID控制方式控制光圈，即将计算的当前环境光亮度与标定的环境亮度之间的亮度差作为PID控制的输入变量，来控制光圈开合速度。

那么，在位置控制调整完成之后，若计算的环境亮度多帧内连续往一个方向变化一个较小的值，说明光圈在慢慢打开或者慢慢缩小，使用环境亮度PID控制光圈大小；若计算的环境亮度变化较大，认为为外部实际环境变化，不调整光圈大小；若计算的环境亮度变化有正负，表明光圈相对稳定，此时不需要调整光圈。其中，环境亮度的计算方法可以是：在一稳定已知亮度的环境下，统计曝光时间和增益，并以这组标定的值为基准，忽略光圈的影响，根据曝光时间和增益与环境亮度的对应关系即可计算环境亮度。在外部环境不变的情况下，计算的环境亮度变化能表征光圈的变化。

本发明实施例中，通过使用环境亮度差作为PID控制的输入，控制光圈的开合以保证环境亮度不变，即保证光圈开口大小固定，能够使光圈精确控制在某一位置上。

S14：若确定图像采集装置到达曝光极限且当前图像过曝/欠曝，采用图像亮度PID控制方式控制图像采集装置的光圈的位置。

终端设备在确定图像采集装置到达曝光极限且当前图像过曝/欠曝后，采用图像亮度PID控制方式时，可以以图像亮度与预设图像亮度的亮度差作为PID的输入变量，控制光圈开合速度，因该方法已有实际运用，本专利不做重复阐述。

本发明实施例中，通过根据采集的曝光状态参数来确定曝光状态，进而结合通过步进位置控制方式和PID控制方式配合使用，提高图像透彻性和清晰度。

在本发明另一实施例中，在进行S14之后，如果图像采集装置曝光恢复正常，则终端设备还可以先进行曝光能力判断，再根据曝光能力的判断结果来进行控制方法的选择，即选择采用步进位置控制方式还是图像亮度PID控制方式来对光圈位置进行控制。该过程可以描述如下：

a、终端设备确定图像采集装置曝光恢复正常，获取图像采集装置的当前曝光时间参数和当前增益参数；

b、根据当前曝光时间参数和当前增益参数确定图像采集装置的曝光能力参数；

终端设备可根据当前曝光时间参数和当前增益参数，确定能够表征设备曝光能力的参数，例如将当前曝光时间参数和当前增益参数转换成对应倍数currTotalDb。

c、若确定曝光能力参数处于预设参数范围内，采用步进位置控制方式控制采集装置的光圈的位置；否则，采用图像亮度PID控制方式控制图像采集装置的光圈的位置。

其中，预设参数范围为根据图像采集装置的实际可调曝光时间参数和实际可调增益参数，以及最大曝光时间参数和最大增益参数所确定的。实际可调曝光时间参数和实际可调增益参数(也称实际可调曝光时间和增益)可以是终端设备在运行过程中会实时获取的配置的，其可以表征终端设备的图像采集装置的可调曝光能力。同理，最大曝光时间参数和最大增益参数(也称最大曝光时间和增益)可以表征终端设备配置的图像采集装置的最大曝光能力。

终端设备在获得实际可调整曝光时间和实际可调整增益，以及最大曝光时间和增益之后，可以确定相应的曝光能力参数。例如，根据实际可调整曝光时间和实际可调整增益，转换成对应倍数finalTotalDb，即可调曝光能力参数；以及，根据终端设备根据最大曝光时间和增益，转换成对应倍数totalDb，即最大曝光能力参数。

然后，终端设备将可调曝光能力参数与曝光总能力参数进行比较，以及将当前曝光能力参数与可调曝光能力参数进行比较，进而根据比较结果确定曝光能力是否够。

如果finalTotalDb*3≤totalDb，说明曝光能力不够。以及，将当前曝光能力参数与可调曝光能力参数进行比较，如果currTotalDb*3≤finalTotalDb或者currTotalDb*3≥finalTotalDb*2，说明曝光能力不够。

例如，如图4所示，当finalTotalDb在范围1，即范围(1/3*totalDb，totalDb)之外时，说明曝光能力不够；当finalTotalDb在范围1之内时，currTotalDb在范围2，即(1/3*finalTotalDb，2/3*finalTotalDb)范围内，说明曝光能力够，反之说明曝光能力不够。

在曝光能力判断之后，如果确定曝光能力判断不够，则选择画面亮度pid控制；或者，如果确定曝光能力够，则选择步进位置控制。图5为本发明实施例中光圈控制的流程图。

因此，在设备发生过曝/欠曝后，若图像恢复正常曝光，此时通过对设备曝光能力的判断，可确定是否适合进入步进位置控制方式，防止两种控制方法来回切换导致图像震荡出现发蒙、模糊等情况。

图6为本发明实施例提供的终端设备，该终端设备包括第一确定模块21、判断模块22、第一操作模块23和第二操作模块24。

第一确定模块21，用于确定图像采集装置采集的当前图像的曝光状态参数，所述曝光状态参数包括曝光时间参数、增益参数和图像亮度参数。

判断模块22，用于根据所述曝光状态参数确定所述图像采集装置是否到达曝光极限，以及所述当前图像是否过曝/欠曝。

第一操作模块23，用于若所述判断模块确定所述图像采集装置未到达所述曝光极限，采用步进位置控制方式控制所述采集装置的光圈的位置。

第二操作模块24，用于若所述判断模块确定所述图像采集装置到达所述曝光极限且所述当前图像过曝/欠曝，采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置。

可选的，所述终端设备还包括：

第二确定模块，用于确定所述图像采集装置处于平衡状态时对应的光圈速度；其中，所述平衡状态为所述图像采集装置的曝光正常时，所述光圈所处的静止位置。

可选的，所述第一操作模块23用于：

可选的，所述第一操作模块23具体用于：

确定所述目标位置对应的调整控制的次数；

可选的，所述第一操作模块23还可以用于：

可选的，所述第二操作模块24还可以用于：

可选的，所述第一操作模块23还可以用于：

图7为本发明实施例提供的一种计算机装置。该计算机装置包括处理器10和存储器20，其中，处理器10用于执行存储器20中存储的计算机程序时实现图1所示的光圈控制方法的步骤。

可选的，处理器10具体可以是中央处理器、特定应用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路，可以是使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)开发的硬件电路，可以是基带处理器。

可选的，处理器10可以包括至少一个处理核。

可选的，计算机装置还包括存储器20，存储器20可以包括只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)和磁盘存储器。存储器20用于存储处理器10运行时所需的数据。存储器20的数量为一个或多个。

进一步，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时可以实现如图1所示的光圈控制方法的步骤。

在本发明实施例中，应该理解到，所揭露方法及识别装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，或者各个单元也可以均是独立的物理模块。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备，例如可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等，或处理器(Processor)执行本发明各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：通用串行总线闪存盘(Universal Serial Bus flash drive，USB)、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，

RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用于对本发明的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法，不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种光圈控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定图像采集装置采集当前图像的曝光状态参之前，所述方法还包括：

对所述图像采集装置进行平衡点校准；

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，若确定所述图像采集装置未到达所述曝光极限，采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标位置及所述光圈速度，采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈到达所述目标位置，包括：

确定所述目标位置对应的调整控制的次数；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，所述方法还包括：

6.如权利要求1-5任一权项所述的方法，其特征在于，在采用图像亮度PID控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，所述方法还包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，所述方法还包括：

8.如权利要求4或7所述的方法，其特征在于，所述采用步进位置控制方式控制所述图像采集装置的光圈的位置之后，所述方法还包括：

9.一种终端设备，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括：

11.如权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述第一操作模块用于：

12.如权利要求11所述的终端设备，其特征在于，所述第一操作模块具体用于：

确定所述目标位置对应的调整控制的次数；

13.如权利要求12所述的终端设备，其特征在于，所述第一操作模块还用于：

14.如权利要求9-13任一权项所述的终端设备，其特征在于，所述第二操作模块还用于：

15.如权利要求14所述的终端设备，其特征在于，所述第一操作模块还用于：

16.如权利要求12或17所述的终端设备，其特征在于，所述第一操作模块还用于：

17.一种计算机装置，其特征在于，所述计算机装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-9中任意一项所述的光圈控制方法的步骤。

18.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任意一项所述的光圈控制方法的步骤。