CN110753178B - 一种曝光时间调整方法及装置、摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种曝光时间调整方法，应用于摄像机，所述方法包括：确定拍摄目标的运动速度；根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。应用本发明实施例提供的曝光时间调整方法及装置，可以实现在摄像机拍摄的图像过程中对摄像机的曝光时间的调整，提高了针对运动目标采集的图像的清晰度。

Description

一种曝光时间调整方法及装置、摄像机

技术领域

本发明涉及摄像机技术领域，特别是涉及一种曝光时间调整方法及装置、摄像机。

背景技术

目前，通常将摄像机的曝光时间设置为40毫秒。但是，对于运动目标而言，40毫秒的常规曝光时间内，运动目标与摄像机之间的相对位移比较大，这样就导致摄像机拍摄到的运动目标的图像清晰度较差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种曝光调整方法及装置、摄像机，以提高针对运动目标采集的图像的清晰度。

具体技术方案如下：

一种曝光时间调整方法，应用于摄像机，所述方法包括：

确定拍摄目标的运动速度；

根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；

根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

可选的，在所述根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整之前，所述方法还包括：

获取当前环境亮度；

根据所述当前环境亮度，确定第二时间参数；其中，所述当前环境亮度越大，所述第二时间参数越小；

所述根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整，包括：

根据确定的第一时间参数及所确定的第二时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

可选的，所述拍摄目标为人；所述确定拍摄目标的运动速度，包括：

获取包含所述拍摄目标的监控视频；

在所述监控视频中识别所述拍摄目标在竖直方向的位置变化信息；

根据所述位置变化信息，确定所述拍摄目标在竖直方向的运动速度；

所述根据所述运动速度，确定时间参数；其中，所述运动速度越大，所述时间参数越小，包括：

根据所述拍摄目标在竖直方向的运动速度，确定时间参数；其中，所述拍摄目标在竖直方向的运动速度越大，所述时间参数越小。

可选的，所述在所述监控视频中识别所述拍摄目标在竖直方向的位置变化信息，包括：

在所述监控视频中，识别所述拍摄目标的人脸区域；

获取所述人脸区域在竖直方向上的位置变化信息，作为所述拍摄目标在竖直方向上的位置变化信息。

可选的，在所述对摄像机的曝光时间进行调整之后，还包括：

按照调整后的曝光时间进行图像采集，得到多张候选人脸图像；

在所述多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像；

输出所述目标人脸图像。

可选的，所述在所述多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像，包括：

获得所述多张候选人脸图像的灰度图像；

针对每张所述灰度图像，将该张灰度图像划分为多个子区域；

针对每个所述子区域，计算该子区域的梯度幅度图，将所述梯度幅度图转换为一维图像边缘梯度幅度信号及一维图像边缘灰度信号；根据所述一维图像边缘梯度幅度信号及所述一维图像边缘灰度信号，计算该子区域的清晰度度量值；

根据该张灰度图像划分的所述多个子区域的清晰度度量值，判断该张灰度图像是否满足预设条件；如果满足，将该张灰度图像对应的候选人脸图像，作为目标人脸图像。

可选的，所述获取当前环境亮度，包括：

利用如下算式，计算所述当前环境亮度：

其中，L表示所述当前环境亮度，Y表示当前摄像机的画面亮度，T为当前曝光时间，G为当前增益，V为当前光圈值，k为预设的比例系数。

本发明实施例还提供了一种曝光时间调整装置，应用于摄像机，所述装置包括：

运动速度确定模块，用于确定拍摄目标的运动速度；

第一时间参数确定模块，用于根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；

曝光时间调整模块，用于根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

可选的，所述装置还包括：

环境亮度获取模块，用于获取当前环境亮度；

第二时间参数确定模块，用于根据所述当前环境亮度，确定第二时间参数；其中，所述当前环境亮度越大，所述第二时间参数越小；

所述曝光时间调整模块，还用于根据确定的第一时间参数及所确定的第二时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

可选的，所述拍摄目标为人；

所述运动速度确定模块，包括：

视频获取子模块，用于获取包含所述拍摄目标的监控视频；

位置变化识别子模块，用于在所述监控视频中识别所述拍摄目标在竖直方向的位置变化信息；

竖直速度确定子模块，用于根据所述位置变化信息，确定所述拍摄目标在竖直方向的运动速度；

所述第一时间参数确定模块，具体用于根据所述拍摄目标在竖直方向的运动速度，确定时间参数；其中，所述拍摄目标在竖直方向的运动速度越大，所述时间参数越小。

可选的，所述位置变化识别子模块，具体用于：

在所述监控视频中，识别所述拍摄目标的人脸区域；

获取所述人脸区域在竖直方向上的位置变化信息，作为所述拍摄目标在竖直方向上的位置变化信息。

可选的，所述装置还包括：

图像采集模块，用于按照调整后的曝光时间进行图像采集，得到多张候选人脸图像；

图像筛选模块，用于在所述多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像；

图像输出模块，用于输出所述目标人脸图像。

可选的，所述图像筛选模块，具体用于：

获得所述多张候选人脸图像的灰度图像；

针对每张所述灰度图像，将该张灰度图像划分为多个子区域；

针对每个所述子区域，计算该子区域的梯度幅度图，将所述梯度幅度图转换为一维图像边缘梯度幅度信号及一维图像边缘灰度信号；根据所述一维图像边缘梯度幅度信号及所述一维图像边缘灰度信号，计算该子区域的清晰度度量值；

根据该张灰度图像划分的所述多个子区域的清晰度度量值，判断该张灰度图像是否满足预设条件；如果满足，将该张灰度图像对应的候选人脸图像，作为目标人脸图像。

可选的，所述环境亮度获取模块，具体用于：

利用如下算式，计算所述当前环境亮度：

其中，L表示所述当前环境亮度，Y表示当前摄像机的画面亮度，T为当前曝光时间，G为当前增益，V为当前光圈值，k为预设的比例系数。

本发明实施例还提供了一种摄像机，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的曝光时间调整方法。

本发明实施例提供的曝光时间调整方法及装置，基于拍摄目标的运动速度，对摄像机的曝光时间进行调整，并且运动速度越大，曝光时间越短；这样，实现了在摄像机拍摄的图像过程中对摄像机的曝光时间的调整，提高了针对运动目标采集的图像的清晰度。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的曝光时间调整方法的第一种流程示意图；

图2为人在正常行走或跑动时的运动轨迹示意图；

图3为人在前进方向上的运动速度与时间的关系示意图；

图4为人在垂直于地面方向上的运动速度与时间的关系示意图；

图5为较长曝光时间情况下人脸运动抓拍图示意图；

图6为本发明实施例提供的曝光时间调整方法的第二种流程示意图；

图7为摄像机利用本发明实施例提供的曝光时间调整方法后拍摄到的图像与利用传统方法拍摄到的图像的效果对比图；

图8为本发明实施例提供的曝光时间调整装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种摄像机的结构示意图。

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。

本发明的术语解释如下：

曝光：是指在拍摄过程中进入摄像机镜头、照射在感光元件上的光量，由光圈、快门、感光度的组合来控制。

曝光时间：曝光时间主要是指感光器件的感光时间，曝光时间越长底片上生成的相片越亮，相反越暗。摄像机曝光时间一般由电子快门决定,快门速度越快(曝光时间越短)越可以抓取运动的物体，使其清晰成像。

运动分解：是指在不同的方向上对运动进行的方向分解，一般可以按照“水平方向”和“垂直方向”来分解一个运动。分解到各个方向的运动，仍遵循运动的基本规律。

现有方案中，摄像机的曝光时间通常是预先配置的，在图像拍摄过程中无法进行调整。

举例而言，目前通常将摄像机的曝光时间设置为40毫秒，但是，对于运动目标而言，40毫秒的常规曝光时间内，运动目标与摄像机之间的相对位移比较大，这样就导致摄像机拍摄到的运动目标的图像是模糊的。

如果要拍摄到运动目标的清晰图像，则需要将摄像机的曝光时间设置为较短的时间，但是，一方面，曝光时间的缩短意味着摄像机的感光时间也随之缩短，这样，拍摄到的图像整体亮度较低，另一方面，为了对降低的亮度进行补偿，摄像机通常会增加对图像的增益，导致产生较大的噪声，这些都会影响到拍摄到的图像的清晰度。举例而言，如果将摄像机的曝光时间设置为10毫秒，那么，相对于40毫秒的常规曝光时间，相应的，摄像机通常会增加12dB的增益，其中，1dB等于20*log(增益倍数)。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种曝光时间调整方法，该方法应用于摄像机，比如，应用于视频监控领域的监控摄像机等等。

下面从总体上对本发明实施例提供的曝光时间调整方法进行说明。

一种实现方式中，上述曝光时间调整方法包括：

确定拍摄目标的运动速度；

根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；

根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

由以上可见，本发明实施例提供的曝光时间调整方法及装置，基于拍摄目标的运动速度，对摄像机的曝光时间进行调整，并且运动速度越大，曝光时间越短；这样，实现了在摄像机拍摄的图像过程中对摄像机的曝光时间的调整，提高了针对运动目标采集的图像的清晰度。

下面将通过具体的实施例，对本发明实施例提供的曝光时间调整方法进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例提供的曝光时间调整方法的第一种流程示意图，包括如下步骤：

S101：确定拍摄目标的运动速度。

举例来说，拍摄目标可以为行人、车辆等等，具体不做限定。不同拍摄目标的运动速度通常是不同的，在对摄像机的曝光时间进行调整之前，可以先在拍摄到的图像中确定拍摄目标，再确定该拍摄目标的运动速度。

其中，确定拍摄目标运动速度的方式，可以是直接获取该拍摄目标的运动速度的经验值。比如，可以预先对大量数据进行分析，获取不同种类拍摄目标的平均运动速度，并将拍摄目标的种类与每个种类的平均运动速度对应存储至摄像机中，这样，在确定拍摄目标之后，摄像机可以进一步确定拍摄目标的种类，再根据所存储的数据，将拍摄目标所属种类的平均运动速度作为拍摄目标的运动速度。

或者，也可以根据摄像机的应用场景，由用户直接对摄像机进行设置。比如，如果摄像机被应用于道路监控时，用户可以根据当前道路的路况，对拍摄目标的运动速度进行预测，将得到的预测值输入至摄像机中，作为拍摄目标运动速度。

又或者，确定拍摄目标运动速度的方式，还可以是由摄像机对拍摄到的包含拍摄目标的监控视频进行分析得到的。比如，如果拍摄目标为人，则可以先获取包含此人的监控视频，然后对监控视频进行分析，获取此人的位置变化信息，从而确定此人的运动速度。

在一种实现方式中，摄像机正对着拍摄目标，对拍摄目标进行运动分解，比如，可以将拍摄目标相对于摄像机的运动分解为与水平方向和竖直方向两个方向的运动。

举例而言，假设拍摄目标为人，人在正常行走或跑动时的运动轨迹如图2所示。由于摄像机正对着拍摄目标，因此，可以认为水平方向即为人的前进方向，而在竖直方向即为垂直于地面的方向。

一方面，在人的前进方向上，人向前迈步行走或跑动，可以认为是一种近似的匀速运动，其中，人在前进方向上的运动速度与时间的关系如图3所示。

另一方面，由于人在行走时需要双脚交替着地，为人的行走提供加速度，因此在垂直于地面的方向上，人的运动具有周期性特点：刚迈开步子时，头顶位置在最低点，此时人在垂直于地面方向上的速度接近0，同时，人一只脚支撑地面，获得了较大的加速度；随后，在该方向上，人的速度先增加再减少，而头顶位置则逐渐升高，当一只脚着地，另一只脚提起朝前弯曲时，人的头顶位置到达最高点，此时，在该方向上，人的运动速度再次接近0于零，同时，再次获得大的加速度，相当于刚迈开步子时的状态。其中，人在垂直于地面方向上的运动速度与时间的关系如图4所示。

基于上述运动规律，结合如图5所示的较长曝光时间情况下人脸运动抓拍图，可以看出，当人在竖直方向上运动速度接近于0时，即使使用较长的曝光时间，也可以得到较为清晰的图像。

因此，在拍摄目标为人的情况下，如果获取拍摄目标运动速度的方式是通过摄像机对拍摄到的包含拍摄目标的监控视频的分析，那么，可以在监控视频中识别拍摄目标在竖直方向的位置变化信息，确定拍摄目标在竖直方向上的运动速度即可，可以不考虑水平方向的运动速度，从而减少了摄像机的运算量。

进一步的，在监控视频中识别拍摄目标在竖直方向的位置变化信息时，可以先在监控视频中，识别出拍摄目标的人脸区域，这样，可以直接将人脸区域在竖直方向上的位置变化信息，作为拍摄目标在竖直方向上的位置变化信息，便于摄像机的识别和计算。

或者，还可以采用其他的方式获取拍摄目标运动速度，本发明实施例对此不做限定。

S102：根据运动速度，确定第一时间参数；其中，运动速度越大，第一时间参数越小。

为了便于描述，本发明实施例中，将根据运动速度确定的时间参数称为第一时间参数。

一种实现方式中，可以通过如下表达式表示运动速度与第一时间参数之间的关系：

T¹＝k₁/V

在上述表达式中，T¹表示第一时间参数，V表示运动速度，k₁表示第一时间参数与运动速度之间的转换系数。

其中，用户可以通过对大量数据的分析统计，确定曝光时间与运动速度之间的转换系数，将该转换系数作为k₁，直接将k₁输入至摄像机中，对摄像机进行设置。摄像机获取到拍摄目标的运动速度之后，可以直接根据上述表达式，根据所获取的运动速度计算出第一时间参数。

或者，另一种实现方式中，也可以直接设定第一时间参数与拍摄目标的运动速度之间的对应关系。举例而言，可以将拍摄目标的运动速度划分为多个区间，每个区间对应一个固定的第一时间参数，摄像机获取到拍摄目标的运动速度之后，可以判断拍摄目标运动速度所属的区间，从而确定第一时间参数。

或者，还可以采用其他的方式确定第一时间参数，本发明实施例对此不做限定。

S103：根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

一种实现方式中，确定第一时间参数之后，摄像机可以将自身曝光时间设置为第一时间参数的值，从而实现对曝光时间的调整。

或者，在另一种实现方式中，摄像机在根据第一时间参数对曝光时间进行调整之前，还可以参考当前环境亮度，根据拍摄目标的运动速度和当前环境亮度共同对曝光时间进行调整。比如，可以通过获取当前环境亮度，确定第二时间参数，其中，第二时间参数与当前环境亮度之间成反比，当前环境亮度越大，第二时间参数越小。

具体的，可以利用如下算式，计算当前环境亮度：

其中，L表示当前环境亮度，Y表示当前摄像机的画面亮度，T为当前曝光时间，G为当前增益，V为当前光圈值，k为预设的比例系数。

这样，摄像机不会严格按照第一时间参数对曝光时间进行调整，当当前环境亮度较低时，即使拍摄目标运动速度很快，也不会大幅度缩短曝光时间，从而可以在一定程度上减少曝光时间缩短带来的增益，提高摄像机拍摄到的图像的清晰度。为了便于描述，本发明实施例中，将根据当前环境亮度确定的时间参数称为第二时间参数。

举例而言，第二时间参数可以是根据当前环境亮度确定出的曝光时间的数值，这样，可以对第一时间参数和第二时间参数设置不同的权重，根据两者的权重计算出最终的曝光时间。

或者，第二时间参数还可以是摄像机曝光时间调整的最低阈值，如果所确定的第一时间参数低于该阈值，则不再继续缩短曝光时间，减少由于曝光时间过短导致的拍摄图像亮度过低的现象。

另外，还可以直接根据拍摄目标的运动速度和当前环境亮度，确定出具体的曝光时间调整参数，对摄像机曝光时间进行调整，本发明实施例对此不做限定。

一种实现方式中，对摄像机的曝光时间进行调整之后，按照调整后的曝光时间进行图像采集，进一步的，可以对采集到的多张图像进行清晰度检测，从中挑选出最清晰的图像，作为目标图像输出。这样，摄像机就可以输出较为清晰的图像，便于用户的使用。

延续上述例子，以拍摄目标为人为例，按照调整后的曝光时间进行图像采集后，可以得到多张候选人脸图像，随后，可以在多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像，进行输出。

具体的，在判断候选人脸图像的清晰度是否满足预设条件时，可以通过以下步骤确定候选人脸图像的清晰度：

首先，获得多张候选人脸图像的灰度图像，将每张灰度图像划分为多个子区域。然后，针对每个子区域，计算该子区域的梯度幅度图，将梯度幅度图转换为一维图像边缘梯度幅度信号及一维图像边缘灰度信号，根据一维图像边缘梯度幅度信号及所述一维图像边缘灰度信号，计算该子区域的清晰度度量值。接着，根据每张灰度图像的多个子区域的清晰度度量值，可以确定候选人脸图像的清晰度。

或者，也可以采用其他的图像清晰度评价算法，比如频率测试算法、边缘锐度算法、二次模糊算法、图像变换域算法等等，本发明实施例对此不做限定。

由以上可见，本发明实施例提供的曝光时间调整方法，基于拍摄目标的运动速度，对摄像机的曝光时间进行调整，并且运动速度越大，曝光时间越短；这样，实现了在摄像机拍摄的图像过程中对摄像机的曝光时间的调整，提高了针对运动目标采集的图像的清晰度。

如图6所示，为本发明实施例提供的曝光时间调整方法的第二种流程示意图，包括如下步骤：

S601：确定拍摄目标的运动速度。

举例来说，拍摄目标可以为行人、车辆等等，具体不做限定。不同拍摄目标的运动速度通常是不同的，在对摄像机的曝光时间进行调整之前，可以先在拍摄到的图像中确定拍摄目标，再确定该拍摄目标的运动速度。

其中，确定拍摄目标运动速度的方式，可以是直接获取该拍摄目标的运动速度的经验值。比如，可以预先对大量数据进行分析，获取不同种类拍摄目标的平均运动速度，并将拍摄目标的种类与每个种类的平均运动速度对应存储至摄像机中，这样，在确定拍摄目标之后，摄像机可以进一步确定拍摄目标的种类，再根据所存储的数据，将拍摄目标所属种类的平均运动速度作为拍摄目标的运动速度。

或者，也可以根据摄像机的应用场景，由用户直接对摄像机进行设置。比如，如果摄像机被应用于道路监控时，用户可以根据当前道路的路况，对拍摄目标的运动速度进行预测，将得到的预测值输入至摄像机中，作为拍摄目标运动速度。

又或者，确定拍摄目标运动速度的方式，还可以是由摄像机对拍摄到的包含拍摄目标的监控视频进行分析得到的。比如，如果拍摄目标为人，则可以先获取包含此人的监控视频，然后对监控视频进行分析，获取此人的位置变化信息，从而确定此人的运动速度。

进一步的，在监控视频中识别拍摄目标在竖直方向的位置变化信息时，可以先在监控视频中，识别出拍摄目标的人脸区域，这样，可以直接将人脸区域在竖直方向上的位置变化信息，作为拍摄目标在竖直方向上的位置变化信息，便于摄像机的识别和计算。

或者，还可以采用其他的方式获取拍摄目标运动速度，本发明实施例对此不做限定。

S602：根据运动速度，确定第一时间参数；其中，运动速度越大，第一时间参数越小。

为了便于描述，本发明实施例中，将根据运动速度确定的时间参数称为第一时间参数。

一种实现方式中，可以通过如下表达式表示运动速度与第一时间参数之间的关系：

T¹＝k₁/V

在上述表达式中，T¹表示第一时间参数，V表示运动速度，k₁表示第一时间参数与运动速度之间的转换系数。

其中，用户可以通过对大量数据的分析统计，确定曝光时间与运动速度之间的转换系数，将该转换系数作为k₁，直接将k₁输入至摄像机中，对摄像机进行设置。摄像机获取到拍摄目标的运动速度之后，可以直接根据上述表达式，根据所获取的运动速度计算出第一时间参数。

或者，另一种实现方式中，也可以直接设定第一时间参数与拍摄目标的运动速度之间的对应关系。举例而言，可以将拍摄目标的运动速度划分为多个区间，每个区间对应一个固定的第一时间参数，摄像机获取到拍摄目标的运动速度之后，可以判断拍摄目标运动速度所属的区间，从而确定第一时间参数。

或者，还可以采用其他的方式确定第一时间参数，本发明实施例对此不做限定。

S603：获取当前环境亮度。

具体的，可以利用如下算式，计算当前环境亮度：

其中，L表示当前环境亮度，Y表示当前摄像机的画面亮度，T为当前曝光时间，G为当前增益，V为当前光圈值，k为预设的比例系数。

或者，在另一种实现方式中，也可以根据摄像机的工作模式，将不同的工作模式对应不同的默认环境亮度，比如摄像机工作模式可以分为日间模式和夜间模式，日间模式对应较高的默认环境亮度，夜间模式对应较低的默认环境亮度。在获取当前环境亮度时，根据摄像机当前的工作模式，将其对应的默认环境亮度作为当前环境亮度。

或者，还可以直接由用户输入当前环境亮度值，本发明实施例对此不做限定。

S604：根据当前环境亮度，确定第二时间参数；其中，当前环境亮度越大，第二时间参数越小。

一种实现方式中，可以通过如下表达式表示当前环境亮度与第二时间参数之间的关系：

T²＝k₂/L

在上述表达式中，T²表示第二时间参数，L表示当前环境亮度，k₂表示第二时间参数与当前环境亮度之间的转换系数。

其中，用户可以通过对大量数据的分析统计，确定曝光时间与当前环境亮度之间的转换系数，将该转换系数作为k₂，直接将k₂输入至摄像机中，对摄像机进行设置。摄像机获取到当前环境亮度之后，可以直接根据上述表达式，根据所获取的当前环境亮度计算出第二时间参数；

或者，也可以直接设定第二时间参数与当前环境亮度之间的对应关系。举例而言，可以将当前环境亮度划分为多个区间，每个区间对应一个固定的第二时间参数，摄像机获取到当前环境亮度之后，可以判断当前环境亮度所属的区间，从而确定第二时间参数。

或者，还可以采用其他的方式确定第二时间参数，本发明实施例对此不做限定。

S605：根据所确定的第一时间参数及所确定的第二时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

举例而言，第二时间参数可以是根据当前环境亮度确定出的曝光时间的数值，这样，可以对第一时间参数和第二时间参数设置不同的权重，根据两者的权重计算出最终的曝光时间。

或者，第二时间参数还可以是摄像机曝光时间调整的最低阈值，如果所确定的第一时间参数低于该阈值，则不再继续缩短曝光时间，减少由于曝光时间过短导致的拍摄图像亮度过低的现象。

另外，还可以直接根据拍摄目标的运动速度和当前环境亮度，确定出具体的曝光时间调整参数，对摄像机曝光时间进行调整，本发明实施例对此不做限定。

一种实现方式中，对摄像机的曝光时间进行调整之后，按照调整后的曝光时间进行图像采集，进一步的，可以对采集到的多张图像进行清晰度检测，从中挑选出最清晰的图像，作为目标图像，进行输出。这样，摄像机就可以输出较为清晰的图像，便于用户的使用。

延续上述例子，以拍摄目标为人为例，按照调整后的曝光时间进行图像采集后，可以得到多张候选人脸图像，随后，可以在多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像，进行输出。

具体的，在判断候选人脸图像的清晰度是否满足预设条件时，可以通过以下步骤确定候选人脸图像的清晰度：

首先，获得多张候选人脸图像的灰度图像，将每张灰度图像划分为多个子区域。然后，针对每个子区域，计算该子区域的梯度幅度图，将梯度幅度图转换为一维图像边缘梯度幅度信号及一维图像边缘灰度信号，根据一维图像边缘梯度幅度信号及所述一维图像边缘灰度信号，计算该子区域的清晰度度量值。接着，根据每张灰度图像的多个子区域的清晰度度量值，可以确定候选人脸图像的清晰度。

或者，也可以采用其他的图像清晰度评价算法，比如频率测试算法、边缘锐度算法、二次模糊算法、图像变换域算法等等，本发明实施例对此不做限定。

由以上可见，本发明实施例提供的曝光时间调整方法，基于拍摄目标的运动速度和当前环境亮度，对摄像机的曝光时间进行调整，并且运动速度越大曝光时间越短、当前环境亮度越高曝光时间短；这样，实现了在摄像机拍摄的图像过程中对摄像机的曝光时间的调整，提高了针对运动目标采集的图像的清晰度。

如图7所示，为摄像机利用本发明实施例提供的曝光时间调整方法后拍摄到的图像与利用传统方法拍摄到的图像的效果对比，可以看出在当前环境亮度较低时，使用本发明实施例提供的曝光时间调整方法拍摄到的人脸图片质量明显较好。

与上述曝光时间调整方法相对应的，本发明实施例还提供了一种曝光时间调整装置。

如图8所示，为本发明实施例提供的曝光时间调整装置的结构示意图，应用于摄像机，该装置包括：

运动速度确定模块801，用于确定拍摄目标的运动速度；

第一时间参数确定模块802，用于根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；

曝光时间调整模块803，用于根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

在一种实现方式中，所述装置还包括：

环境亮度获取模块804，用于获取当前环境亮度；

第二时间参数确定模块805，用于根据所述当前环境亮度，确定第二时间参数；其中，所述当前环境亮度越大，所述第二时间参数越小；

所述曝光时间调整模块803，还用于根据确定的第一时间参数及所确定的第二时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

在一种实现方式中，所述拍摄目标为人；

所述运动速度确定模块801，包括：

视频获取子模块801(a)，用于获取包含所述拍摄目标的监控视频；

位置变化识别子模块801(b)，用于在所述监控视频中识别所述拍摄目标在竖直方向的位置变化信息；

竖直速度确定子模块801(c)，用于根据所述位置变化信息，确定所述拍摄目标在竖直方向的运动速度；

所述第一时间参数确定模块802，具体用于根据所述拍摄目标在竖直方向的运动速度，确定时间参数；其中，所述拍摄目标在竖直方向的运动速度越大，所述时间参数越小。

在一种实现方式中，所述位置变化识别子模块801(b)，具体用于：

在所述监控视频中，识别所述拍摄目标的人脸区域；

获取所述人脸区域在竖直方向上的位置变化信息，作为所述拍摄目标在竖直方向上的位置变化信息。

在一种实现方式中，所述装置还包括：

图像采集模块806，用于按照调整后的曝光时间进行图像采集，得到多张候选人脸图像；

图像筛选模块807，用于在所述多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像；

图像输出模块808，用于输出所述目标人脸图像。

在一种实现方式中，所述图像筛选模块807，具体用于：

获得所述多张候选人脸图像的灰度图像；

针对每张所述灰度图像，将该张灰度图像划分为多个子区域；

针对每个所述子区域，计算该子区域的梯度幅度图，将所述梯度幅度图转换为一维图像边缘梯度幅度信号及一维图像边缘灰度信号；根据所述一维图像边缘梯度幅度信号及所述一维图像边缘灰度信号，计算该子区域的清晰度度量值；

根据该张灰度图像划分的所述多个子区域的清晰度度量值，判断该张灰度图像是否满足预设条件；如果满足，将该张灰度图像对应的候选人脸图像，作为目标人脸图像。

在一种实现方式中，所述环境亮度获取模块804，具体用于：

利用如下算式，计算所述当前环境亮度：

其中，L表示所述当前环境亮度，Y表示当前摄像机的画面亮度，T为当前曝光时间，G为当前增益，V为当前光圈值，k为预设的比例系数。

由以上可见，本发明实施例提供的曝光时间调整装置，基于拍摄目标的运动速度，对摄像机的曝光时间进行调整，并且运动速度越大，曝光时间越短；这样，实现了在摄像机拍摄的图像过程中对摄像机的曝光时间的调整，提高了针对运动目标采集的图像的清晰度。

本发明实施例还提供了一种摄像机，如图9所示，包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信，

存储器903，用于存放计算机程序；

处理器901，用于执行存储器903上所存放的程序时，实现如下步骤：

确定拍摄目标的运动速度；

根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；

根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

由以上可见，本发明实施例提供的摄像机，可以基于拍摄目标的运动速度，对摄像机的曝光时间进行调整，并且运动速度越大，曝光时间越短；这样，实现了在摄像机拍摄的图像过程中对摄像机的曝光时间的调整，提高了针对运动目标采集的图像的清晰度。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，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、摄像机实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种曝光时间调整方法，应用于摄像机，其特征在于，所述方法包括：

确定拍摄目标的运动速度，其中，所述拍摄目标为人；

根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；

根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整；

所述确定拍摄目标的运动速度，包括：获取包含所述拍摄目标的监控视频；在所述监控视频中识别所述拍摄目标在竖直方向的位置变化信息；根据所述位置变化信息，确定所述拍摄目标在竖直方向的运动速度；

所述根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小，包括：根据所述拍摄目标在竖直方向的运动速度，确定第一时间参数；其中，所述拍摄目标在竖直方向的运动速度越大，所述第一时间参数越小。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整之前，所述方法还包括：

获取当前环境亮度；

根据所述当前环境亮度，确定第二时间参数；其中，所述当前环境亮度越大，所述第二时间参数越小；

所述根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整，包括：

根据确定的第一时间参数及所确定的第二时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述监控视频中识别所述拍摄目标在竖直方向的位置变化信息，包括：

在所述监控视频中，识别所述拍摄目标的人脸区域；

获取所述人脸区域在竖直方向上的位置变化信息，作为所述拍摄目标在竖直方向上的位置变化信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对摄像机的曝光时间进行调整之后，还包括：

按照调整后的曝光时间进行图像采集，得到多张候选人脸图像；

在所述多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像；

输出所述目标人脸图像。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述多张候选人脸图像中选择清晰度满足预设条件的候选人脸图像，作为目标人脸图像，包括：

获得所述多张候选人脸图像的灰度图像；

针对每张所述灰度图像，将该张灰度图像划分为多个子区域；

针对每个所述子区域，计算该子区域的梯度幅度图，将所述梯度幅度图转换为一维图像边缘梯度幅度信号及一维图像边缘灰度信号；根据所述一维图像边缘梯度幅度信号及所述一维图像边缘灰度信号，计算该子区域的清晰度度量值；

根据该张灰度图像划分的所述多个子区域的清晰度度量值，判断该张灰度图像是否满足预设条件；如果满足，将该张灰度图像对应的候选人脸图像，作为目标人脸图像。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取当前环境亮度，包括：

利用如下算式，计算所述当前环境亮度：

其中，L表示所述当前环境亮度，Y表示当前摄像机的画面亮度，T为当前曝光时间，G为当前增益，V为当前光圈值，k为预设的比例系数。

7.一种曝光时间调整装置，应用于摄像机，其特征在于，所述装置包括：

运动速度确定模块，用于确定拍摄目标的运动速度，其中，所述拍摄目标为人；

第一时间参数确定模块，用于根据所述运动速度，确定第一时间参数；其中，所述运动速度越大，所述第一时间参数越小；

曝光时间调整模块，用于根据所确定的第一时间参数，对摄像机的曝光时间进行调整；

所述运动速度确定模块，包括：视频获取子模块，用于获取包含所述拍摄目标的监控视频；位置变化识别子模块，用于在所述监控视频中识别所述拍摄目标在竖直方向的位置变化信息；竖直速度确定子模块，用于根据所述位置变化信息，确定所述拍摄目标在竖直方向的运动速度；

所述第一时间参数确定模块，具体用于根据所述拍摄目标在竖直方向的运动速度，确定第一时间参数；其中，所述拍摄目标在竖直方向的运动速度越大，所述第一时间参数越小。

8.一种摄像机，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。

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