CN110891149B - 高动态范围图像自动曝光方法及无人飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种高动态范围图像自动曝光方法及无人飞行器,应用于无人飞行器的高动态范围图像自动曝光方法包括：首先获取自动曝光的统计信息和窗口权重，然后根据获取到的统计信息和窗口权重，得到自动曝光的评价值，进而根据评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，进而当补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，最终避免自动曝光会出现亮暗不准、震荡的现象。

Description

高动态范围图像自动曝光方法及无人飞行器
【技术领域】
本发明涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种高动态范围图像自动曝光方法及无人飞行器。
【背景技术】
目前飞行器，例如，无人飞行器(Unmanned rial Vehicle，UAV)，也称无人机得到了越来越广泛的应用。无人机具有体积小、重量轻、机动灵活、反应快速、无人驾驶、操作要求低的优点，通过云台搭载航拍相机，还可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。近年来，无人机在灾情调查和救援、空中监控、输电线路巡检、航拍、航测以及军事领域有着广泛的应用前景
在航拍过程中，采用航拍摄影机来获取高动态范围图像(HDR)，高动态范围图像就是多次曝光生成一幅图像，HDR视频就是持续多次曝光产生HDR图像序列形成视频，HDR视频跟普通视频相比，能够显著增加视频亮区和暗区的细节。HDR视频是多次曝光，跟传统的视频曝光方式不一样，所以自动曝光处理也需要特殊的处理，否则自动曝光会出现类似亮暗不准、震荡等问题。
【发明内容】
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种最终避免自动曝光会出现亮暗不准、震荡的现象的高动态范围图像自动曝光方法避障方法及无人飞行器。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：一种高动态范围图像自动曝光方法，应用于无人飞行器，所述方法包括：获取自动曝光的统计信息和窗口权重；
根据所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值；
根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量；
当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光。
可选地，所述统计信息包括长曝光统计信息、中曝光统计信息和短曝光统计信息；
所述长曝光统计信息、所述中曝光统计信息和短曝光统计信息均对应同一窗口权重表，所述窗口权重表包括多个所述窗口权重。
可选地，所述评价值包括长曝光评价值、中曝光评价值和短曝光评价值；
所述根据所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值，包括：
获取与所述长曝光统计信息中的长曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第一权重比值；
获取与所述中曝光统计信息中的中曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第二权重比值；
获取与所述短曝光统计信息中的短曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第三权重比值；
所述根据所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值，还包括：
将所述长曝光窗口统计值与所述第一权重比值进行相乘处理，得到所述长曝光评价值；
将所述中曝光窗口统计值与所述第二权重比值进行相乘处理，得到所述中曝光评价值；
将所述短曝光窗口统计值与所述第三权重比值进行相乘处理，得到所述短曝光评价值。
可选地，所述自动曝光目标值包括长曝光目标值、中曝光目标值和短曝光目标值，所述长曝光目标值、所述中曝光目标值和所述中曝光目标值均分别对应于长曝光权重值、中曝光权重值、短曝光权重值；
所述根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，包括:
根据所述长曝光目标值、所述长曝光权重值及所述长曝光评价值，得到第一补偿量；
根据所述中曝光目标值、所述中曝光权重值及所述中曝光评价值，得到第二补偿量；
根据所述短曝光目标值、所述短曝光权重值及所述短曝光评价值，得到第三补偿量；
根据所述第一补偿量、所述第二补偿量和所述第三补偿量，得到所述补偿量。
可选地，将自动曝光区域划分为触发区域、缓冲区域和收敛区域；所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间；
所述触发区域对应的曝光比倍数的范围为小于第一曝光比倍数或大于第二曝光比倍数；
所述缓冲区域对应的曝光比倍数的范围为大于第一曝光比倍数且小于第三曝光比倍数或大于第四曝光比倍数且小于第二曝光比倍数；
所述收敛区域对应的曝光比倍数的范围为大于第三曝光比倍数且小于第四曝光比倍数；
所述第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第二曝光比倍数依次增大；
所述当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，包括：
当所述补偿量位于所述所述触发区域内时，则确定所述补偿量满足所述预设触发条件，触发自动曝光。
可选地，所述方法还包括：
当所述补偿量位于所述缓冲区域内，则确定所述补偿量不满足所述预设触发条件，不触发自动曝光。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供以下技术方案：一种高动态范围图像自动曝光方法装置。所述高动态范围图像自动曝光方法装置包括：自动曝光信息获取模块，用于获取自动曝光的统计信息和窗口权重；
自动曝光评价值获取模块，用于根据所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值；
自动曝光补偿量获取模块，用于根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量；
触发条件判定模块，用于当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光。
可选地，所述评价值包括长曝光评价值、中曝光评价值和短曝光评价值；
所述自动曝光评价值获取模块包括权重比值计算单元及评价值计算单元；
所述权重比值计算单元用于获取与所述长曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第一权重比值，还用于获取与所述中曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第二权重比值，还用于获取与所述短曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第三权重比值；
所述评价值计算单元用于将所述长曝光统计信息与所述第一权重比值进行相乘处理，得到所述长曝光评价值，还用于将所述中曝光统计信息与所述第二权重比值进行相乘处理，得到所述中曝光评价值，还用于将所述短曝光统计信息与所述第三权重比值进行相乘处理，得到所述短曝光评价值。
可选地，将自动曝光区域划分为触发区域、缓冲区域和收敛区域；所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间；
所述触发区域对应的曝光比倍数的范围为小于第一曝光比倍数或大于第二曝光比倍数；
所述缓冲区域对应的曝光比倍数的范围为大于第一曝光比倍数且小于第三曝光比倍数或大于第四曝光比倍数且小于第二曝光比倍数；
所述收敛区域对应的曝光比倍数的范围为大于第三曝光比倍数且小于第四曝光比倍数；
所述第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第二曝光比倍数依次增大；
所述触发条件判定模块具体用于当所述补偿量位于所述所述触发区域内时，则确定所述补偿量满足所述预设触发条件，触发自动曝光。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供以下技术方案：一种无人飞行器。所述无人飞行器包括：
机身；
机臂，与所述机身相连；
动力装置，设于所述机臂，用于给所述无人飞行器提供飞行的动力；
飞控模组；以及
与所述飞控模组通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述飞控模组执行的指令，所述指令被所述飞控模组执行，以使所述飞控模组能够用于执行如上所述的高动态范围图像自动曝光方法。
与现有技术相比较，本发明实施例的提供高动态范围图像自动曝光方法可以通过首先获取自动曝光的统计信息和窗口权重，然后根据获取到的所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值，进而根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，进而当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，最终避免自动曝光会出现亮暗不准、震荡的现象。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例的应用环境示意图；
图2为本发明其中一实施例提供的高动态范围图像自动曝光方法的流程示意图；
图3是图2中S20的流程示意图；
图4是图2中S30的流程示意图；
图5是图2中S40的流程示意图；
图6本发明实施例提供的触发区域、缓冲区域和收敛区域的结构示意图；
图7本发明其中一实施例提供的高动态范围图像自动曝光方法装置的结构框图；
图8本发明其中一实施例提供的无人飞行器的结构框图。
【具体实施方式】
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供了一种高动态范围图像自动曝光方法及无人飞行器，其中，应用于无人飞行器的高动态范围图像自动曝光方法通过首先获取自动曝光的统计信息和窗口权重，然后根据获取到的所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值，进而根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，进而当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，最终避免自动曝光会出现亮暗不准、震荡的现象。
以下举例说明所述高动态范围图像自动曝光方法的应用环境。
图1是本发明实施例提供的无飞行器的控制方法的应用环境的示意图；如图1所示，所述应用场景包括无人飞行器10、红外无线网路20、遥控装置30及用户40。用户40可利用遥控装置30通过所述红外无线网络控制无人飞行器10。
无人飞行器10可以是以任何类型的动力驱动的无人飞行载具，包括但不限于旋翼无人飞行器、固定翼无人飞行器、伞翼无人飞行器、扑翼无人飞行器以及直升机模型等。
该无人飞行器10可以根据实际情况的需要，具备相应的体积或者动力，从而提供能够满足使用需要的载重能力、飞行速度以及飞行续航里程等。无人飞行器10上还可以添加有一种或者多种功能模块，令无人飞行器10能够实现相应的功能。
例如，在本实施例中，该无人飞行器10设置有电池模组、定位装置及红外发射装置、云台和航拍相机，航拍相机通过云台搭载在无人飞行器10上，以进行拍照、录像等工作。
云台用于实现航拍相机的固定、或用于随意调节航拍相机的姿态(例如，改变航拍相机的拍摄方向)以及使航拍相机稳定保持在设定的姿态上。云台20包括基座、电机和电机控制器，基座与无人飞行器固定连接或可拆卸连接，用于将航拍相机搭载在无人飞行器上；电机安装于基座，并与航拍相机连接，电机控制器与电机电连接，用于控制电机。云台可以为多轴云台，与之适应的，电机为多个，也即每个轴设置有一个电机。
多个电机一方面可带动航拍相机转动，从而满足航拍相机的不同拍摄方向的调节，通过手动远程控制电机旋转或利用程序让电机自动旋转，从而达到全方位扫描监控的作用；另一方面，在无人飞行器进行航拍的过程中，通过电机的转动实时抵消航拍相机受到的扰动，防止航拍相机抖动，保证拍摄画面的稳定。
航拍相机包括相机壳体和与相机壳体相连的摄像机，在相机壳体上设置有云台连接件，用于与云台连接，在相机壳体上还安装有深度相机，且深度相机与主摄像机安装在相机壳体的同一面上。深度相机可以横向、纵向或斜向安装在其安装面上，在云台电机转动时，深度相机与摄像机同步运动，始终朝向同一方向。
当所述电池模组接入所述无人飞行器10后，所述电池模组可为所述无人飞行器10提供电源。
所述定位装置可为GPS定位系统，所述GPS定位系统用于获取无人飞行器的实时的地理位置信息。
所述红外发射装置用于发送红外接入信息并接收遥控装置发出的红外控制指令，例如，当所述遥控装置发出红外控制指令时，所述红外发射装置接收到所述红外控制指令，进而使所述无人飞行器10根据所述红外控制指令控制所述无人飞行器10的启动状态。当所述电池模组接入所述无人飞行器10后，所述红外发射装置可将根据由电池模组的接入信息得到的红外接入信息，发送至所述遥控装置30。
无人飞行器10上包含至少一个飞控模组，作为无人飞行器10飞行和数据传输等的控制核心，具有对无人飞行器飞行和任务进行监控、运算和操纵的能力，在本实施例中，所述飞控模组还可将二进制数字信号调制成相应的光脉冲的形式的红外信号或将光脉冲的形式红外信号解调为二进制数字信号。遥控装置30可以是任何类型，用以与无人飞行器10建立通信连接的智能装置，例如手机、平板电脑、笔记本电脑或者其他移动操控终端等。
该遥控装置30装配有红外接收装置，所述红外接收装置用于接收红外接入信息并发送用于控制无人飞行器的红外控制指令。例如，所述遥控装置30可用于接收所述无人飞行器10当所述电池模组正常接入所述无人飞行器时生成的红外接入信息。所述遥控装置30同时可根据用户40的控制指令生成的红外控制指令发送至所述无人飞行器10，以控制所述无人飞行器10的启动状态。该遥控装置30还可以装配有用于控制定位画面、云台拍摄画面及瞄准画面回传的图传模组。在本实施例中，所述图传模组还可将二进制数字信号调制成相应的光脉冲的形式的红外信号或将光脉冲的形式红外信号解调为二进制数字信号。
该遥控装置30还可以装配有一种或者多种不同的用户40交互装置，用以采集用户40指令或者向用户40展示和反馈信息。
这些交互装置包括但不限于：按键、显示屏、触摸屏、扬声器以及遥控操作杆。例如，遥控装置30可以装配有触控显示屏，通过该触控显示屏接收用户40对无人飞行器10的遥控指令。
在一些实施例中，无人飞行器10与遥控装置30之间还可以融合现有的图像视觉处理技术，进一步的提供更智能化的服务。例如无人飞行器10可以通过双光相机采集图像的方式，由遥控装置30对图像进行解析，从而实现用户40对于无人飞行器10的手势控制。
图2为本发明实施例提供的一种高动态范围图像自动曝光方法的实施例。该方法可以由图1中的无人飞行器执行。具体地，请参阅图2，该方法可以包括但不限于如下步骤：
S10、获取自动曝光的统计信息和窗口权重。
具体地，所述无人飞行器内置有图像传感器芯片，所述图像传感器芯片可获取自动曝光的统计信息和窗口权重。
其中，所述统计信息可包括长曝光统计信息、中曝光统计信息和短曝光统计信息。长曝光统计信息、中曝光统计信息和短曝光统计信息均分别3个4x32的表。举例说明，如表1代表长曝光统计信息，如表2代表中曝光统计信息，如标3代表短曝光统计信息。
Figure BDA0002271057680000091
表1
Figure BDA0002271057680000092
表2
Figure BDA0002271057680000093
表3
其中，如表4所示，窗口权重表包括多个所述窗口权重。所述窗口权重表也为4x32的窗口窗口权重表，这种方式稍微偏重于图像中央，有利于人眼侧重点，所述长曝光统计信息、所述中曝光统计信息和短曝光统计信息均对应同一窗口权重表，所述窗口权重表包括多个所述窗口权重。即三次曝光的窗口权重采用同一张窗口权重表。
1 2 3 4
1 1 1 1 1
2 1 1 1 1
3 1 1 1 1
4 1 1 1 1
5 1 1 1 1
6 1 1 1 1
7 1 1 1 1
8 1 1 1 1
9 1 4 4 1
10 1 4 4 1
11 1 4 4 1
12 1 4 4 1
13 1 4 4 1
14 2 5 5 2
15 2 5 5 2
16 2 5 5 2
17 2 5 5 2
18 1 4 4 1
19 1 4 4 1
20 1 4 4 1
21 1 4 4 1
22 1 4 4 1
23 1 1 1 1
24 1 1 1 1
25 1 1 1 1
26 1 1 1 1
27 1 1 1 1
28 1 1 1 1
29 1 1 1 1
30 1 1 1 1
31 1 1 1 1
32 1 1 1 1
表4
S20、根据所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值。
具体地，首先获取到长曝光统计信息、中曝光统计信息和短曝光统计信息对应的窗口统计值，进而可根据所述窗口统计值和对应的窗口权重，得到所述自动曝光的评价值。所述评价值包括长曝光评价值、中曝光评价值和短曝光评价值；
其中，所述评价值包括长曝光评价值、中曝光评价值和短曝光评价值。
举例说明，首先获取与所述长曝光统计信息中的长曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第一权重比值，然后将所述长曝光窗口统计值与所述第一权重比值进行相乘处理，得到所述长曝光评价值。又例如，首先获取与所述中曝光统计信息中的中曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第二权重比值，然后将所述中曝光窗口统计值与所述第二权重比值进行相乘处理，得到所述中曝光评价值。又例如，首先获取与所述短曝光统计信息中的短曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第三权重比值，然后将所述短曝光窗口统计值与所述第三权重比值进行相乘处理，得到所述短曝光评价值。
S30、根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量。
其中，述自动曝光目标值包括长曝光目标值、中曝光目标值和短曝光目标值，所述长曝光目标值、所述中曝光目标值和所述中曝光目标值均分别对应于长曝光权重值、中曝光权重值、短曝光权重值。上述长曝光目标值、中曝光目标值和短曝光目标值以及长曝光目标值、中曝光目标值和短曝光目标值分布对应的长曝光权重值、中曝光权重值、短曝光权重值均是由用户设定，需要用户图像质量工程师在进行图像质量调节时进行设定。
具体地，首先根据所述长曝光目标值、所述长曝光权重值及所述长曝光评价值，得到第一补偿量；根据所述中曝光目标值、所述中曝光权重值及所述中曝光评价值，得到第二补偿量，根据所述短曝光目标值、所述短曝光权重值及所述短曝光评价值，得到第三补偿量，然后根据所述第一补偿量、所述第二补偿量和所述第三补偿量，得到所述补偿量。
S40、当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光。
具体地，将自动曝光区域划分为触发区域、缓冲区域和收敛区域；所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间；所述触发区域对应的曝光比倍数的范围为小于第一曝光比倍数或大于第二曝光比倍数；所述缓冲区域对应的曝光比倍数的范围为大于第一曝光比倍数且小于第三曝光比倍数或大于第四曝光比倍数且小于第二曝光比倍数；所述收敛区域对应的曝光比倍数的范围为大于第三曝光比倍数且小于第四曝光比倍数；所述第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第二曝光比倍数依次增大。
进一步地，当所述补偿量位于所述所述触发区域内时，则确定所述补偿量满足所述预设触发条件，触发自动曝光。当所述补偿量位于所述缓冲区域内，则确定所述补偿量不满足所述预设触发条件，不触发自动曝光。
本发明实施例提供了一种高动态范围图像自动曝光方法，所述方法通过首先获取自动曝光的统计信息和窗口权重，然后根据获取到的所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值，进而根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，进而当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，最终避免自动曝光会出现亮暗不准、震荡的现象。
为了更好的根据所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值，在一些实施例中，请参阅图3，S20包括如下步骤：
S21、获取与所述长曝光统计信息中的长曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第一权重比值。获取与所述中曝光统计信息中的中曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第二权重比值。获取与所述短曝光统计信息中的短曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第三权重比值。
具体地，可采用如下算式分别得到所述第一权重比值、所述第二权重比值及所述第三权重比值；
Figure BDA0002271057680000121
其中，W(i,j)为所述窗口权重表中的所述窗口权重，B为所述第一权重比值、所述第二权重比值或所述第三权重比值。
S22、将所述长曝光窗口统计值与所述第一权重比值进行相乘处理，得到所述长曝光评价值；将所述中曝光窗口统计值与所述第二权重比值进行相乘处理，得到所述中曝光评价值；将所述短曝光窗口统计值与所述第三权重比值进行相乘处理，得到所述短曝光评价值。
具体地，可通过如下算式分别得到长曝光评价值、中曝光评价值及短曝光评价值。
Figure BDA0002271057680000131
其中，B为所述第一权重比值、所述第二权重比值或所述第三权重比值；E(i,j)为所述中曝光统计信息中的中曝光窗口统计值或所述中曝光统计信息中的中曝光窗口统计值或所述中曝光统计信息中的中曝光窗口统计值。
为了更好的根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，在一些实施例中，请参阅图4，S30包括如下步骤：
S31：根据所述长曝光目标值、所述长曝光权重值及所述长曝光评价值，得到第一补偿量；根据所述中曝光目标值、所述中曝光权重值及所述中曝光评价值，得到第二补偿量；根据所述短曝光目标值、所述短曝光权重值及所述短曝光评价值，得到第三补偿量。
其中，所述自动曝光目标值包括长曝光目标值、中曝光目标值和短曝光目标值，所述长曝光目标值、所述中曝光目标值和所述中曝光目标值均分别对应于长曝光权重值、中曝光权重值、短曝光权重值。
具体地，可通过如下算式分别得到所述第一补偿量、第二补偿量和第三补偿量。
Figure BDA0002271057680000132
其中，C1为第一补偿量，Dl为长曝光目标值，Al为中曝光权重值，Am为中曝光权重值,As为中曝光权重值。
Figure BDA0002271057680000133
其中，C2为第二补偿量，Dm为中曝光目标值，Al为中曝光权重值，Am为中曝光权重值,As为中曝光权重值
Figure BDA0002271057680000134
其中，C3为第三补偿量，Ds为短曝光目标值，Al为长曝光权重值，Am为中曝光权重值，As为短曝光权重值。
S32：根据所述第一补偿量、所述第二补偿量和所述第三补偿量，得到所述补偿量。
具体地，将所述第一补偿量C1、第二补偿量C2和第三补偿量C3进行求和处理，得到补偿量C＝C1+C2+C3。
为了更好的当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，在一些实施例中，请参阅图5，S40还包括如下步骤：
S41：将自动曝光区域划分为触发区域、缓冲区域和收敛区域；所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间。
其中，所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间；所述触发区域对应的曝光比倍数的范围为小于第一曝光比倍数或大于第二曝光比倍数；所述缓冲区域对应的曝光比倍数的范围为大于第一曝光比倍数且小于第三曝光比倍数或大于第四曝光比倍数且小于第二曝光比倍数；所述收敛区域对应的曝光比倍数的范围为大于第三曝光比倍数且小于第四曝光比倍数；所述第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第二曝光比倍数依次增大。
S42：当所述补偿量位于所述所述触发区域内时，则确定所述补偿量满足所述预设触发条件，触发自动曝光。
举例说明，如图6所示，若第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第四曝光比倍数分别为0.9倍、0.95倍、1.05倍及1.1倍。定义触发区域为补偿量小于0.9倍或大于1.1倍。定义缓冲区域为0.9～0.95倍或1.05～1.1倍，即在0.9<补偿量<1.1倍的情况下，不触发。收敛区域为0.95～1.05倍，即当收敛到0.95<补偿量<1.05倍的条件下时，判断收敛完成。增加缓冲区的主要作用是为了防止震荡问题。
实际应用场景假设图像突然变亮，统计值变大，从而评价值变大，计算得到补偿量变小，小于0.9，触发。当收敛过程中，统计值逐渐变小，计算得到补偿量逐渐变大，直到补偿量大于0.95时，不再触发，完成收敛。
同样，假设图像突然变暗，从而计算得到补偿量变大，大于1.1倍，触发。当收敛过程中，统计值逐渐变大，计算得到补偿量逐渐变小，直到补偿量小于1.05时，不再触发，完成收敛。如果亮度变化不大，致使补偿量没有小于0.9或大于1.1倍，则不会触发，这样就防止不停反复触发，反复震荡。
需要说明的是，在上述各个实施例中，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本申请实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。
作为本申请实施例的另一方面，本申请实施例提供一种高动态范围图像自动曝光方法装置70，所述高动态范围图像自动曝光方法装置应用于无人飞行器。请参阅图7，该高动态范围图像自动曝光方法装置70包括：自动曝光信息获取模块71、自动曝光评价值获取模块72、自动曝光补偿量获取模块73及触发条件判定模块74。
所述自动曝光信息获取模块71用于获取自动曝光的统计信息和窗口权重。
所述自动曝光评价值获取模块72用于根据所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值。
所述自动曝光补偿量获取模块73用于根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量。
所述触发条件判定模块74用于当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光。
因此，在本实施例中，通过首先获取自动曝光的统计信息和窗口权重，然后根据获取到的所述统计信息和所述窗口权重，得到自动曝光的评价值，进而根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，进而当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，最终避免自动曝光会出现亮暗不准、震荡的现象。
其中，在一些实施例中，所述自动曝光评价值获取模块包括权重比值计算单元及评价值计算单元；
所述权重比值计算单元用于获取与所述长曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第一权重比值，还用于获取与所述中曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第二权重比值，还用于获取与所述短曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第三权重比值；
所述评价值计算单元用于将所述长曝光统计信息与所述第一权重比值进行相乘处理，得到所述长曝光评价值，还用于将所述中曝光统计信息与所述第二权重比值进行相乘处理，得到所述中曝光评价值，还用于将所述短曝光统计信息与所述第三权重比值进行相乘处理，得到所述短曝光评价值。
其中，在一些实施例中，所述触发条件判定模块具体用于当所述补偿量位于所述所述触发区域内时，则确定所述补偿量满足所述预设触发条件，触发自动曝光。将自动曝光区域划分为触发区域、缓冲区域和收敛区域；所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间；所述触发区域对应的曝光比倍数的范围为小于第一曝光比倍数或大于第二曝光比倍数；所述缓冲区域对应的曝光比倍数的范围为大于第一曝光比倍数且小于第三曝光比倍数或大于第四曝光比倍数且小于第二曝光比倍数；所述收敛区域对应的曝光比倍数的范围为大于第三曝光比倍数且小于第四曝光比倍数；所述第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第二曝光比倍数依次增大。
图8是本申请实施例提供的一种无人飞行器10的结构示意图，该无人飞行器10可以是任意类型的无人载具，能够执行上述相应的方法实施例提供的高动态范围图像自动曝光方法，或者，运行上述相应的装置实施例提供的高动态范围图像自动曝光方法装置70。所述无人飞行器包括：机身、机臂、动力装置、红外发射装置、飞控模组110、存储器120及通信模块130。
所述机臂与所述机身相连；所述动力装置设于所述机臂，用于给所述无人飞行器提供飞行的动力；所述红外发射装置设于所述机身内，用于发送红外接入信息并接收遥控装置发出的红外控制指令；
所述飞控模组具有对无人飞行器飞行和任务进行监控、运算和操纵的能力，包含对无人飞行器发射和回收控制的一组设备。所述飞控模组还可将二进制数字信号调制成相应的光脉冲的形式的红外信号或将光脉冲的形式红外信号解调为二进制数字信号。
所述飞控模组110、存储器120以及通信模块130之间通过总线的方式，建立任意两者之间的通信连接。
飞控模组110可以为任何类型，具备一个或者多个处理核心的飞控模组110。其可以执行单线程或者多线程的操作，用于解析指令以执行获取数据、执行逻辑运算功能以及下发运算处理结果等操作。
存储器120作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的高动态范围图像自动曝光方法对应的程序指令/模块(例如，附图7所示的自动曝光信息获取模块71、自动曝光评价值获取模块72、自动曝光补偿量获取模块73及触发条件判定模块74)。飞控模组110通过运行存储在存储器120中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行高动态范围图像自动曝光方法装置70的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任一方法实施例中高动态范围图像自动曝光方法。
存储器120可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据高动态范围图像自动曝光方法装置70的使用所创建的数据等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器120可选包括相对于飞控模组110远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至无人飞行器10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述存储器120存储有可被所述至少一个飞控模组110执行的指令；所述至少一个飞控模组110用于执行所述指令，以实现上述任意方法实施例中高动态范围图像自动曝光方法，例如，执行以上描述的方法步骤10、20、30、40等等，实现图7中的模块71-74的功能。
通信模块130是用于建立通信连接，提供物理信道的功能模块。通信模块130以是任何类型的无线或者有线通信模块130，包括但不限于WiFi模块或者蓝牙模块等。
进一步地，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个飞控模组110执行，例如，被图7中的一个飞控模组110执行，可使得上述一个或多个飞控模组110执行上述任意方法实施例中高动态范围图像自动曝光方法，例如，执行以上描述的方法步骤10、20、30、40等等，实现图7中的模块71-74的功能。
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单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序产品中的计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非暂态计算机可读取存储介质中，该计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被相关设备执行时，可使相关设备执行上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
上述产品可执行本发明实施例所提供的高动态范围图像自动曝光方法，具备执行高动态范围图像自动曝光方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的高动态范围图像自动曝光方法。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高动态范围图像自动曝光方法，应用于无人飞行器，其特征在于，包括：
获取自动曝光的统计信息和窗口权重，其中，所述统计信息包括多次曝光的统计信息，所述多次曝光的统计信息均为亮度统计信息；
获取所述多次曝光的统计信息中的统计值对应的窗口权重与窗口总权重的权重比值，将所述统计值与对应的所述权重比值进行相乘处理，得到自动曝光的评价值，其中，所述统计值为亮度值；
根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量；
当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光；
将自动曝光区域划分为触发区域、缓冲区域和收敛区域；所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间；
所述触发区域对应的曝光比倍数的范围为小于第一曝光比倍数或大于第二曝光比倍数；
所述缓冲区域对应的曝光比倍数的范围为大于第一曝光比倍数且小于第三曝光比倍数或大于第四曝光比倍数且小于第二曝光比倍数；
所述收敛区域对应的曝光比倍数的范围为大于第三曝光比倍数且小于第四曝光比倍数；
所述第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第二曝光比倍数依次增大；
所述当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光，包括：
当所述补偿量位于所述触发区域内时，则确定所述补偿量满足所述预设触发条件，触发自动曝光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计信息包括长曝光统计信息、中曝光统计信息和短曝光统计信息；
所述长曝光统计信息、所述中曝光统计信息和短曝光统计信息均对应同一窗口权重表，所述窗口权重表包括多个所述窗口权重。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述评价值包括长曝光评价值、中曝光评价值和短曝光评价值；
所述获取所述多次曝光的统计信息中的统计值对应的窗口权重与窗口总权重的权重比值，包括：
获取与所述长曝光统计信息中的长曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第一权重比值；
获取与所述中曝光统计信息中的中曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第二权重比值；
获取与所述短曝光统计信息中的短曝光窗口统计值对应的窗口权重与窗口总权重的第三权重比值；
所述将所述统计值与对应的所述权重比值进行相乘处理，得到自动曝光的评价值，包括：
将所述长曝光窗口统计值与所述第一权重比值进行相乘处理，得到所述长曝光评价值；
将所述中曝光窗口统计值与所述第二权重比值进行相乘处理，得到所述中曝光评价值；
将所述短曝光窗口统计值与所述第三权重比值进行相乘处理，得到所述短曝光评价值。
4.根据权利要求3的所述的方法，其特征在于，
所述自动曝光目标值包括长曝光目标值、中曝光目标值和短曝光目标值，所述长曝光目标值、所述中曝光目标值和所述中曝光目标值均分别对应于长曝光权重值、中曝光权重值、短曝光权重值；
所述根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量，包括:
根据所述长曝光目标值、所述长曝光权重值及所述长曝光评价值，得到第一补偿量；
根据所述中曝光目标值、所述中曝光权重值及所述中曝光评价值，得到第二补偿量；
根据所述短曝光目标值、所述短曝光权重值及所述短曝光评价值，得到第三补偿量；
根据所述第一补偿量、所述第二补偿量和所述第三补偿量，得到所述补偿量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述补偿量位于所述缓冲区域内，则确定所述补偿量不满足所述预设触发条件，不触发自动曝光。
6.一种高动态范围图像自动曝光方法装置，其特征在于，包括：所述
自动曝光信息获取模块，用于获取自动曝光的统计信息和窗口权重，其中，所述统计信息包括多次曝光的统计信息，所述多次曝光的统计信息均为亮度统计信息；
自动曝光评价值获取模块，用于获取所述多次曝光的统计信息中的统计值对应的窗口权重与窗口总权重的权重比值，将所述统计值与对应的所述权重比值进行相乘处理，得到自动曝光的评价值；
自动曝光补偿量获取模块，用于根据所述评价值和获取到的自动曝光目标值，得到自动曝光的补偿量；
触发条件判定模块，用于当所述补偿量满足预设触发条件时，触发自动曝光；
将自动曝光区域划分为触发区域、缓冲区域和收敛区域；所述缓冲区域位于所述触发区域和所述收敛区域之间；
所述触发区域对应的曝光比倍数的范围为小于第一曝光比倍数或大于第二曝光比倍数；
所述缓冲区域对应的曝光比倍数的范围为大于第一曝光比倍数且小于第三曝光比倍数或大于第四曝光比倍数且小于第二曝光比倍数；
所述收敛区域对应的曝光比倍数的范围为大于第三曝光比倍数且小于第四曝光比倍数；
所述第一曝光比倍数、第三曝光比倍数、第四曝光比倍数及第二曝光比倍数依次增大；
所述触发条件判定模块具体用于当所述补偿量位于所述触发区域内时，则确定所述补偿量满足所述预设触发条件，触发自动曝光。
7.根据权利要求6的所述的装置，其特征在于，所述评价值包括长曝光评价值、中曝光评价值和短曝光评价值；
所述自动曝光评价值获取模块包括权重比值计算单元及评价值计算单元；
所述权重比值计算单元用于获取与所述长曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第一权重比值，还用于获取与所述中曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第二权重比值，还用于获取与所述短曝光统计信息对应的窗口权重与窗口总权重的第三权重比值；
所述评价值计算单元用于将所述长曝光统计信息与所述第一权重比值进行相乘处理，得到所述长曝光评价值，还用于将所述中曝光统计信息与所述第二权重比值进行相乘处理，得到所述中曝光评价值，还用于将所述短曝光统计信息与所述第三权重比值进行相乘处理，得到所述短曝光评价值。
8.一种无人飞行器，其特征在于，包括：
机身；
机臂，与所述机身相连；
动力装置，设于所述机臂，用于给所述无人飞行器提供飞行的动力；
飞控模组；以及
与所述飞控模组通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述飞控模组执行的指令，所述指令被所述飞控模组执行，以使所述飞控模组能够用于执行如权利要求1-5任一项所述的高动态范围图像自动曝光方法。
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