CN111263080A - 一种基于线扫描相机的渐变曝光方法 - Google Patents

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • 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线扫描相机的渐变曝光方法，包括以下步骤：S1：通过多次包围曝光实验获通过经验数值设定曝光范围数值，在逐行扫描时，根据所设定的数值，逐行/列计算出需要的曝光时间，在逐行/列计算曝光时间时，增量以0.1ms为最小步长，通过上位机软件将曝光范围以参数的形式发送到FPGA芯片，发送的参数包括扫面的线数，曝光的起始值与最终值，曝光的变化递增/递减值；S2：FPGA根据上位机传来的参数，动态的形成CCD控制波形；本发明的目的在于提供一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，解决了现有数码相机在拍摄素材，尤其是风光摄影时，亮度差别较大，无法使用同一参数，获得亮部和暗部的全部细节的问题。

Description

一种基于线扫描相机的渐变曝光方法
技术领域
本发明涉及摄影摄像技术领域，更具体地说，涉及一种基于线扫描相机的渐变曝光方法。
背景技术
数码相机是通过调整快门速度和光圈大小，来实现控制曝光时间，从而使感光元件得到清晰的图像，每张图像只能在拍摄前调整一个单一的曝光时间，在明暗部对比强烈时，如曝光时间过长，暗部图像完整清晰，则照片发白，造成亮部细节丢失；如曝光时间过短，亮部完整清晰，则容易造成图像发暗，暗部呈现一片黑色，无法体现暗部细节。尤其在风光摄影中，天空部分明亮，而地面部很暗。目前解决这一问题的普遍办法，是加一层渐变镜，但是渐变镜的渐变范围是固定的，无法随着图像的明暗变化而改变，并且，增加一层渐变镜，通常会使图像的质量受损。
为此，提出一种基于线扫描相机的渐变曝光方法。
本发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，解决了现有数码相机在拍摄素材，尤其是风光摄影时，亮度差别较大，无法使用同一参数，获得亮部和暗部的全部细节的问题。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，包括以下步骤：
S1：通过多次包围曝光实验获通过经验数值设定曝光范围数值，在逐行扫描时，根据所设定的数值，逐行/列计算出需要的曝光时间，通过上位机软件将曝光范围以参数的形式发送到FPGA芯片；
S2：FPGA根据上位机传来的参数，动态的形成CCD控制波形，通过控制曝光管脚的高低电平来控制CCD的曝光时间，控制CCD，逐行使用不同的曝光时间进行拍摄；
S3：每次曝光结束后，FPGA生成步进马达控制指令，实现CCD机械结构的单步步进；
S4：通过AD转换为数字，通过ARM系统存储。
进一步的，发送的参数包括扫面的线数，曝光的起始值与最终值，曝光的变化递增/递减值。
进一步的，在逐行/列计算曝光时间时，增量以0.1ms为最小步长。
进一步的，其中CCD为电荷耦合器件图像传感器，主要功能为光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本发明根据扫描式相机的特点，在拍摄时，通过在扫描式相机逐行扫描的过程中，根据所摄图像光线明暗的变化，计算需要的曝光时间，以得到更高还原度的图片素才。
本发明对相机的FPGA(现场可编程门阵列)进行时序编程，扫描式相机拍摄时，在从左到右或从上到下扫描的过程中，通过控制Linear CCD(线性传感器)曝光时间，使每一行或者每一列使用不同的曝光时间，从而获取亮部和暗部的全部细节。
本发明的曝光时间，可根据拍摄需求，在1/15秒到1/4000之间改变。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
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。
实施例1：
请参阅图1，一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，包括以下步骤：
S1：通过多次包围曝光实验获通过经验数值设定曝光范围数值，在逐行扫描时，根据所设定的数值，逐行/列计算出需要的曝光时间，在逐行/列计算曝光时间时，增量以0.1ms为最小步长，通过上位机软件将曝光范围以参数的形式发送到FPGA芯片，发送的参数包括扫面的线数，曝光的起始值与最终值，曝光的变化递增/递减值；
S2：FPGA根据上位机传来的参数，动态的形成CCD控制波形，通过控制曝光管脚的高低电平来控制CCD的曝光时间，控制CCD，逐行使用不同的曝光时间进行拍摄，其中CCD为电荷耦合器件图像传感器，主要功能为光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存；
S3：每次曝光结束后，FPGA生成步进马达控制指令，实现CCD机械结构的单步步进；
S4：通过AD转换为数字，通过ARM系统存储。
本发明的目的在于提供一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，本发明根据扫描式相机的特点，在拍摄时，通过在扫描式相机逐行扫描的过程中，根据所摄图像光线明暗的变化，计算需要的曝光时间，以得到更高还原度的图片素才。
本发明对相机的FPGA(现场可编程门阵列)进行时序编程，扫描式相机拍摄时，在从左到右或从上到下扫描的过程中，通过控制Linear CCD(线性传感器)曝光时间，使每一行或者每一列使用不同的曝光时间，从而获取亮部和暗部的全部细节。
本发明的曝光时间，可根据拍摄需求，在1/15秒到1/4000之间改变。
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 (4)

1.一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过多次包围曝光实验获通过经验数值设定曝光范围数值，在逐行扫描时，根据所设定的数值，逐行/列计算出需要的曝光时间，通过上位机软件将曝光范围以参数的形式发送到FPGA芯片；
S2：FPGA根据上位机传来的参数，动态的形成CCD控制波形，通过控制曝光管脚的高低电平来控制CCD的曝光时间，控制CCD，逐行使用不同的曝光时间进行拍摄；
S3：每次曝光结束后，FPGA生成步进马达控制指令，实现CCD机械结构的单步步进；
S4：通过AD转换为数字，通过ARM系统存储。
2.根据权利要求1所述的一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，其特征在于：发送的参数包括扫面的线数，曝光的起始值与最终值，曝光的变化递增/递减值。
3.根据权利要求1所述的一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，其特征在于：在逐行/列计算曝光时间时，增量以0.1ms为最小步长。
4.根据权利要求1所述的一种基于线扫描相机的渐变曝光方法，其特征在于：其中CCD为电荷耦合器件图像传感器，主要功能为光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存。
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