CN108933901B - 一种基于倾斜摄影相机的曝光算法 - Google Patents

一种基于倾斜摄影相机的曝光算法 Download PDF

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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/73—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time

Abstract

本发明公开了一种基于倾斜摄影相机的曝光算法，包括如下步骤：步骤一，快门速度初值设定；步骤二，光圈大小级数分布；步骤三，曝光测试采集图像数据；步骤四，计算曝光值；步骤五，计算方差；步骤六，航线飞行照片数据采集；其中在上述的步骤一中，进行快门速度初值设定；本发明，在倾斜摄影相机拍照任务的执行过程中，同步性高，延迟小，并且通过对快门速度、光圈大小合理调试，使用函数式将物体亮度以及曝光补偿常数进行计算，从而将曝光值计算出来，使得曝光值更加准确，通过将计算好的参数代入相机中进行拍照，使得不同的相机在拍照时的曝光一致性好，提高了曝光的效果；生成的三维图像明暗均匀，提高了成像质量。

Description

一种基于倾斜摄影相机的曝光算法
技术领域
本发明涉及无人机低空航空摄影技术领域，具体为一种基于倾斜摄影相机的曝光算法。
背景技术
曝光时用来计算从景物到达相机光通亮大小的物理量；曝光过渡，照片看起来就太亮，曝光不足，照片开起来就太暗；正确的曝光值和合适的图像亮度可以通过改变曝光时间的长短和光圈的大小来给出。
现有倾斜相机中五个拍照单元的每次曝光不相同，并且在同一拍照单元在一次飞行中的不同航点的曝光值也不相同，这样造成合成的3D图像有明暗斑纹，因此，设计一种基于倾斜摄影相机的曝光算法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于倾斜摄影相机的曝光算法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于倾斜摄影相机的曝光算法，包括如下步骤：步骤一，快门速度初值设定；步骤二，光圈大小级数分布；步骤三，曝光测试采集图像数据；步骤四，计算曝光值；步骤五，计算方差；步骤六，航线飞行照片数据采集；
其中在上述的步骤一中，进行快门速度初值设定：
1，1/2，1/4，1/8，1/15，/1/30，1/60，1/125，1/250，1/500，1/1000，1/2000；
其中在上述的步骤二中，光圈大小级数分布：
F1，F/1.4，F/2，F/2.8，F/4，F/5.6，F/8，F/11，F/16，F/22；
其中在上述的步骤三中，设定快门速度和光圈值大小的自动曝光模式，倾斜摄影相机相对景物在一定的距离上采集多张图像数据；
其中在上述的步骤四中，计算采集的图像数据曝光值：
Ev＝Tv+Av
Tv为快门速度值，Av为光圈大小值，
其中，Tv＝log2(1/T)，Av＝log2(A2)；Ev为曝光值；上述表达式可以转换为：
Ev＝log2(A2/T)＝log2(1/T)+log2(A2)；
Ev＝f(Bv，Sv)；
Bv＝(1-exp(L*K))*255；
Bv为图像亮度；
其中在上述的步骤五中，将设定的曝光值与采集图像信息的曝光值进行方差计算，得出最优值；
其中在上述的步骤六中，将得到的最优质参数设置到其它拍照单元，在拍照任务执行的全过程中，所有拍照单元都使用计算好的曝光值进行图像采集。
根据上述技术方案，所述相机的控制核心为现场可编程逻辑器件FPGA。
根据上述技术方案，所述步骤四中，T为曝光时间，即上述快门速度初值，单位秒，A为镜头光圈数，即光圈大小级数。
根据上述技术方案，所述步骤四中，Sv为胶片速度值，即胶片对光线的敏感程度，且Sv一般用ISO感光速度表示。
根据上述技术方案，所述步骤四中，L为物体亮度320lux；K为曝光校正常数12.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明，在倾斜摄影相机拍照任务的执行过程中，同步性高，延迟小，并且通过对快门速度、光圈大小合理调试，使用函数式将物体亮度以及曝光补偿常数进行计算，从而将曝光值计算出来，使得曝光值更加准确，通过将计算好的参数代入相机中进行拍照，使得不同的相机在拍照时的曝光一致性好，提高了曝光的效果；生成的三维图像明暗均匀，提高了成像质量。
附图说明
图1是本发明的算法流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种基于倾斜摄影相机的曝光算法，包括如下步骤：步骤一，快门速度初值设定；步骤二，光圈大小级数分布；步骤三，曝光测试采集图像数据；步骤四，计算曝光值；步骤五，计算方差；步骤六，航线飞行照片数据采集；
其中在上述的步骤一中，进行快门速度初值设定：
1，1/2，1/4，1/8，1/15，/1/30，1/60，1/125，1/250，1/500，1/1000，1/2000；
其中在上述的步骤二中，光圈大小级数分布：
F1，F/1.4，F/2，F/2.8，F/4，F/5.6，F/8，F/11，F/16，F/22；
其中在上述的步骤三中，设定快门速度和光圈值大小的自动曝光模式，倾斜摄影相机相对景物在一定的距离上采集多张图像数据；
其中，Tv＝log2(1/T)，Av＝log2(A2)；Ev为曝光值；上述表达式可以转换为：
Ev＝log2(A2/T)＝log2(1/T)+log2(A2)；
Ev＝f(Bv，Sv)；
Bv＝(1-exp(L*K))*255；
Bv为图像亮度；
其中在上述的步骤五中，将设定的曝光值与采集图像信息的曝光值进行方差计算，得出最优值；
其中在上述的步骤六中，将得到的最优质参数设置到其它拍照单元，在拍照任务执行的全过程中，所有拍照单元都使用计算好的曝光值进行图像采集。
根据上述技术方案，相机的控制核心为现场可编程逻辑器件FPGA。
根据上述技术方案，步骤四中，T为曝光时间，即上述快门速度初值，单位秒。
根据上述技术方案，步骤四中，Sv为胶片速度值，Sv以ISO感光速度表示。
根据上述技术方案，步骤四中，L为物体亮度320lux；K为曝光校正常数。
基于上述，本发明的优点在于，本发明使用时，进行快门速度初值设定：1，1/2，1/4，1/8，1/15，/1/30，1/60，1/125，1/250，1/500，1/1000，1/2000；并选取合适的光圈大小级数分布：F1，F/1.4，F/2，F/2.8，F/4，F/5.6，F/8，F/11，F/16，F/22；设定快门速度和光圈值大小的自动曝光模式，倾斜摄影相机相对景物在一定的距离上采集多张图像数据，相机的控制核心为现场可编程逻辑器件FPGA；计算采集的图像数据曝光值：Ev＝Tv+Av；Tv为快门速度值，Av为光圈大小值，Tv＝log2(1/T)，Av＝log2(A2)；Ev为曝光值；上述表达式可以转换为：Ev＝log2(A2/T)＝log2(1/T)+log2(A2)；Ev＝f(Bv，Sv)；Bv＝(1-exp(L*K))*255；Bv为图像亮度，T为有效曝光时间，Sv为胶片速度值，且Sv一般用ISO感光速度表示，L为物体亮度320lux；K为曝光校正常数12.5；将设定的曝光值与采集图像信息的曝光值进行方差计算，得出最优值；将得到的最优质参数设置到其它拍照单元，在拍照任务执行的全过程中，所有拍照单元都使用计算好的曝光值进行图像采集。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于倾斜摄影相机的曝光算法，包括如下步骤：步骤一，快门速度初值设定；步骤二，光圈大小级数分布；步骤三，曝光测试采集图像数据；步骤四，计算曝光值；步骤五，计算方差；步骤六，航线飞行照片数据采集；其特征在于：
其中在上述的步骤一中，进行快门速度初值设定：
1，1/2，1/4，1/8，1/15，1/30，1/60，1/125，1/250，1/500，1/1000，1/2000；
其中在上述的步骤二中，光圈大小级数分布：
F1，F/1.4，F/2，F/2.8，F/4，F/5.6，F/8，F/11，F/16，F/22；
其中在上述的步骤三中，设定快门速度和光圈值大小的自动曝光模式，倾斜摄影相机相对景物在一定的距离上采集多张图像数据；
其中在上述的步骤四中，计算采集的图像数据曝光值：
Ev＝Tv+Av
Tv为快门速度值，Av为光圈大小值，
其中，Tv＝log2(1/T)，Av＝log2(A2)；Ev为曝光值；上述表达式可以转换为：
Ev＝log2(A2/T)＝log2(1/T)+log2(A2)；
Ev＝f(Bv，Sv)；
Bv＝(1-exp(L*K))*255；
Bv为图像亮度；
其中在上述的步骤五中，将设定的曝光值与采集图像信息的曝光值进行方差计算，得出最优值；
其中在上述的步骤六中，将得到的最优值参数设置到其它拍照单元，在拍照任务执行的全过程中，所有拍照单元都使用计算好的曝光值进行图像采集；所述相机的控制核心为现场可编程逻辑器件FPGA；所述步骤四中，T为曝光时间，即上述快门速度初值，单位秒；所述步骤四中，Sv为胶片速度值，胶片对光线的敏感程度，Sv为ISO感光速度表示；所述步骤四中，L为物体亮度320lux；K为曝光校正常数12.5；所述步骤四中，A为镜头光圈数，即为上述光圈大小极数，f值。
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