CN111654638A - 摄像机宽动态成像曝光调节方法及装置 - Google Patents

摄像机宽动态成像曝光调节方法及装置 Download PDF

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CN111654638A CN202010360454.5A CN202010360454A CN111654638A CN 111654638 A CN111654638 A CN 111654638A CN 202010360454 A CN202010360454 A CN 202010360454A CN 111654638 A CN111654638 A CN 111654638A
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Abstract

本发明提供了一种摄像机宽动态成像曝光调节方法及装置，通过短帧曝光控制、长帧曝光控制，根据短帧、长帧曝直方图信息、曝光信息、平均亮度构建一个衡量宽动态场景的反差程度，最大限度增加摄像机在当前场景的动态范围，使画面中亮暗区域均清晰可见。和稳态判定。

Description

摄像机宽动态成像曝光调节方法及装置
技术领域
本发明涉及安防监控设备技术领域，尤其是指一种摄像机宽动态成像曝光调节方法及装置。
背景技术
在摄像机成像系统中，由于摄像机的动态范围较小，当摄像机画面中同时存在高亮区域和暗区域，例如停车场出入口、商场大门等，在摄像机线性模式下，输出的图像要么出现明亮区域因曝光过度成为白色，要么黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。
因此，现有技术中，通常会在摄像机中采用多帧合成宽动态模式，但是传统的宽动态曝光控制一般基于合成后图像的平均亮度和简单的宽动态场景判断，在暗区占比比较小的情况比较容易失效，在反差较小的场景图像容易不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种有效增加摄像机当前摄动态范围的像机宽动态成像曝光调节方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种摄像机宽动态成像曝光调节方法，包括步骤，
S1)初始化，设定直方图亮区范围[thr1，thr2]，亮区占比范围[thr3，thr4]及直方图暗区范围[thr5，thr6]；
S2)判断是否首次运行，是则继续步骤；
S3)获取短帧曝光参数及短帧n段直方图Hs(n)；
所述短帧曝光参数包括短帧曝光时间tshort、摄像机增益G；
S4)根据短帧直方图Hs(n)计算图像平均值Ms，
Figure BDA0002474805930000021
S5)计算短帧图像亮区占比S1，
Figure BDA0002474805930000022
S6)判断短帧图像亮区占比S1是否满足S1∈[thr3,thr4]，是则继续步骤，否则调节短帧曝光参数，返回步骤S5；
S7)获取长帧曝光时间tlong、长帧n段直方图Hl(n)、当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G；
S8)计算短帧n段直方图Hs(n)的峰值所在灰度值nm，
Figure BDA0002474805930000023
S9)并求取长帧图像暗区占比S2，
Figure BDA0002474805930000024
S10)在满足下式的基础上设定暗区占比S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax
Figure BDA0002474805930000025
S11)根据下式在[0,1000]值范围内构建一个衡量宽动态场景的反差程度系数P，
Figure BDA0002474805930000031
式中a1为长帧暗区占比在取值范围的位置，a2为短帧直方图灰度值在取值范围的位置、a3为短帧均值在取值范围的位置，a4为摄像机增益在取值范围中的位置，l1、l2、l3、l4根据反差程度系数P的反差程度设置；
S12)设定曝光比取值范围[γmin,γmax]
S13)计算长短帧曝光比γ，γ＝γmin+(γmax-γmin)×1000÷(1000-P)
S14)计算长帧曝光时间tlong，
tlong＝tshort×γ；
S15)待曝光稳定后，记录长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)。
上述中，所述步骤S2，否则转到步骤S21；
S21)获取当前时刻长帧m段直方图Hl(m)，短帧m段直方图Hs(m)，获取上一次稳态的长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)；
S22)计算稳态参数Pstd，
Figure BDA0002474805930000032
S23)设定稳态参数阈值Pthr；
S24)判断是否Pstd＜Pthr，是则返回步骤S21，否则转到步骤S2。
上述中，所述thr1在215～240之间取值，所述thr2取值255；所述在0.005～0.008之间取值，所述thr4在0.01～0.02之间取值；所述thr5取值0，所述thr6在15～30之间取值。
上述中，所述Smin取值0，Smax在30～50之间取值；nmin在10～20之间取值，nmax在35～50之间取值；Gmin取值1，Gmax在10～15之间取值；Mmin在30～60之间取值，Mmax在128～160之间取值；所述γmin在1～2之间取值，γmax在16～32之间取值。
上述中，所述步骤S11中，构建P的公式中l1取值0.57，l2取值0.23，l3取值0.09，l4取值0.11；所述S15中，m在3～8之间取值。
本发明还涉及一种摄像机宽动态成像曝光调节装置，包括，
初始化模块，用于设定直方图亮区范围[thr1，thr2]，亮区占比范围[thr3，thr4]及直方图暗区范围[thr5，thr6]，而后转到首次判断模块；
首次判断模块，用于判断是否首次运行，是则转到获取模块；
获取模块，用于获取短帧曝光参数及短帧n段直方图Hs(n)，而后转到图像平均值计算模块；所述短帧曝光参数包括短帧曝光时间tshort、摄像机增益G；
图像平均值计算模块，用于根据短帧直方图Hs(n)计算图像平均值Ms，
Figure BDA0002474805930000041
而后转到短帧图像亮区占比计算模块；
短帧图像亮区占比计算模块，用于计算短帧图像亮区占比S1，
Figure BDA0002474805930000042
而后转到判断模块；
判断模块，用于判断短帧图像亮区占比S1是否满足S1∈[thr3,thr4]，是则转到二次获取模块，否则调节短帧曝光参数，转到短帧图像亮区占比计算模块；
二次获取模块，用于获取长帧曝光时间tlong、长帧n段直方图Hl(n)、当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G，而后转到灰度值计算模块；
灰度值计算模块，用于计算短帧n段直方图Hs(n)的峰值所在灰度值nm，
Figure BDA0002474805930000043
而后转到长帧图像暗区占比计算模块；
长帧图像暗区占比计算模块，用于求取长帧图像暗区占比S2，
Figure BDA0002474805930000051
而后转到设定模块；
设定模块，用于在满足下式的基础上设定暗区占比S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax
Figure BDA0002474805930000052
而后转到反差程度系数构件模块；
反差程度系数构件模块，用于根据下式在[0,1000]值范围内构建一个衡量宽动态场景的反差程度系数P，
Figure BDA0002474805930000053
式中a1为长帧暗区占比在取值范围的位置，a2为短帧直方图灰度值在取值范围的位置、a3为短帧均值在取值范围的位置，a4为摄像机增益在取值范围中的位置，l1、l2、l3、l4根据反差程度系数P的反差程度设置，而后转到曝光比取值范围设定模块；
曝光比取值范围设定模块，用于设定曝光比取值范围[γmin,γmax]，而后转到长短帧曝光比计算模块；
长短帧曝光比计算模块，用于计算长短帧曝光比γ，
γ＝γmin+(γmax-γmin)×1000÷(1000-P)，而后转到长帧曝光时间计算模块；
长帧曝光时间计算模块，用于计算长帧曝光时间tlong，tlong＝tshort×γ，而后转到记录模块；
记录模块，用于待曝光稳定后，记录长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)。
上述中，所述首次判断模块，用于否则转到第三获取模块；
第三获取模块，用于获取当前时刻长帧m段直方图Hl(m)，短帧m段直方图Hs(m)，获取上一次稳态的长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)而后转到稳态参数计算模块；
稳态参数计算模块，用于计算稳态参数Pstd，
Figure BDA0002474805930000061
而后转到稳态参数阈值设定模块；
稳态参数阈值设定模块，用于设定稳态参数阈值Pthr，而后转到比较模块；
比较模块，用于判断是否Pstd＜Pthr，是则转到第三获取模块，否则转到首次判断模块。
上述中，所述thr1在215～240之间取值，所述thr2取值255；所述在0.005～0.008之间取值，所述thr4在0.01～0.02之间取值；所述thr5取值0，所述thr6在15～30之间取值。
上述中，所述Smin取值0，Smax在30～50之间取值；nmin在10～20之间取值，nmax在35～50之间取值；Gmin取值1，Gmax在10～15之间取值；Mmin在30～60之间取值，Mmax在128～160之间取值；所述γmin在1～2之间取值，γmax在16～32之间取值。
上述中，所述反差程度系数构件模块中，构建P的公式中l1取值0.57，l2取值0.23，l3取值0.09，l4取值0.11；所述记录模块中，m在3～8之间取值。
本发明的有益效果在于：通过直方图信息、曝光信息、平均亮度构建一个衡量宽动态场景的反差程度，最大限度增加摄像机在当前场景的动态范围，使画面中亮暗区域均清晰可见。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明的实施例流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，一种摄像机宽动态成像曝光调节方法，包括步骤，
S1)初始化，设定直方图亮区范围[thr1，thr2]，亮区占比范围[thr3，thr4]及直方图暗区范围[thr5，thr6]；
S2)判断是否首次运行，是则继续步骤；
S3)获取短帧曝光参数及短帧n段直方图Hs(n)；
所述短帧曝光参数包括短帧曝光时间tshort、摄像机增益G；
S4)根据短帧直方图Hs(n)计算图像平均值Ms，
Figure BDA0002474805930000071
S5)计算短帧图像亮区占比S1，
Figure BDA0002474805930000072
本步骤中，S1的计算可为后续调整短帧图像之用，从而保证亮区正确曝光。
S6)判断短帧图像亮区占比S1是否满足S1∈[thr3,thr4]，是则继续步骤，否则调节短帧曝光参数，返回步骤S5；
S7)获取长帧曝光时间tlong、长帧n段直方图Hl(n)、当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G；
本步骤中，由于S6对短帧曝光参数进行了调整，因此需要重新获取调整后的当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G参数。
S8)计算短帧n段直方图Hs(n)的峰值所在灰度值nm，
Figure BDA0002474805930000081
S9)并求取长帧图像暗区占比S2，
Figure BDA0002474805930000082
S10)在满足下式的基础上设定暗区占比S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax
Figure BDA0002474805930000083
S11)根据下式在[0,1000]值范围内构建一个衡量宽动态场景的反差程度系数P，
Figure BDA0002474805930000084
式中a1为长帧暗区占比在取值范围的位置，a2为短帧直方图灰度值在取值范围的位置、a3为短帧均值在取值范围的位置，a4为摄像机增益在取值范围中的位置，l1、l2、l3、l4根据反差程度系数P的反差程度设置；
S12)设定曝光比取值范围[γmin,γmax]
S13)计算长短帧曝光比γ，γ＝γmin+(γmax-γmin)×1000÷(1000-P)
S14)计算长帧曝光时间tlong，
tlong＝tshort×γ；
S15)待曝光稳定后，记录长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)。
本步骤中，根据曝光相关量收敛稳定即可得出曝光稳定的判断。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过直方图信息、曝光信息、平均亮度构建一个衡量宽动态场景的反差程度，保证了画面亮暗区域均清晰可见，最大限度增加摄像机在当前场景的动态范围，使画面中亮暗区域均清晰可见。
实施例1
进一步的，上述步骤S1，否则转到步骤S21；
S21)获取当前时刻长帧m段直方图Hl(m)，短帧m段直方图Hs(m)，获取上一次稳态的长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)；
S22)计算稳态参数Pstd，
Figure BDA0002474805930000091
S23)设定稳态参数阈值Pthr；
S24)判断是否Pstd＜Pthr，是则返回步骤S21，否则转到步骤S2。
本实施例中，除首次运行外，每次运行均执行该S21-S24的步骤，通过稳态判定从而使得稳态参数Pstd不会轻易的变动，从而增加了系统的稳定性。
实施例2
直方图亮区范围[thr1，thr2]的取值会影响亮区和暗区范围的选取，经大量实验得出，最优的当所述thr1在215～240之间取值，所述thr2取值255；所述thr3在0.005～0.008之间取值，所述thr4在0.01～0.02之间取值；所述thr5取值0，所述thr6在15～30之间取值。
实施例3
S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax这取值最终会影响亮区和暗区的图像效果，经大量实验得出，最优的当所述Smin取值0，Smax在30～50之间取值；nmin在10～20之间取值，nmax在35～50之间取值；Gmin取值1，Gmax在10～15之间取值；Mmin在30～60之间取值，Mmax在128～160之间取值；所述γmin在1～2之间取值，γmax在16～32之间取值。
实施例4
步骤S13中l1、l2、l3、l4、步骤S17中m取值最终会影响亮区和暗区的图像效果，经大量实验得出，最优的在构建P的公式中l1取值0.57，l2取值0.23，l3取值0.09，l4取值0.11；而所述S17中，m在3～8之间取值。
本发明还涉及一种摄像机宽动态成像曝光调节装置，包括：
初始化模块，用于设定直方图亮区范围[thr1，thr2]，亮区占比范围[thr3，thr4]及直方图暗区范围[thr5，thr6]，而后转到首次判断模块；
首次判断模块，用于判断是否首次运行，是则转到获取模块；
获取模块，用于获取短帧曝光参数及短帧n段直方图Hs(n)，而后转到图像平均值计算模块；所述短帧曝光参数包括短帧曝光时间tshort、摄像机增益G；
图像平均值计算模块，用于根据短帧直方图Hs(n)计算图像平均值Ms，
Figure BDA0002474805930000101
而后转到短帧图像亮区占比计算模块；
短帧图像亮区占比计算模块，用于计算短帧图像亮区占比S1，
Figure BDA0002474805930000102
而后转到判断模块；
本模块中，S1的计算可为后续调整短帧图像之用，从而保证亮区正确曝光。
判断模块，用于判断短帧图像亮区占比S1是否满足S1∈[thr3,thr4]，是则转到二次获取模块，否则调节短帧曝光参数，转到短帧图像亮区占比计算模块；
二次获取模块，用于获取长帧曝光时间tlong、长帧n段直方图Hl(n)、当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G，而后转到灰度值计算模块；
由于判断模块对短帧曝光参数进行了调整，因此需要二次获取模块重新获取调整后的当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G参数。
灰度值计算模块，用于计算短帧n段直方图Hs(n)的峰值所在灰度值nm，
Figure BDA0002474805930000111
而后转到长帧图像暗区占比计算模块；
长帧图像暗区占比计算模块，用于求取长帧图像暗区占比S2，
Figure BDA0002474805930000112
而后转到设定模块；
设定模块，用于在满足下式的基础上设定暗区占比S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax
Figure BDA0002474805930000113
而后转到反差程度系数构件模块；
反差程度系数构件模块，用于根据下式在[0,1000]值范围内构建一个衡量宽动态场景的反差程度系数P，
Figure BDA0002474805930000114
式中a1为长帧暗区占比在取值范围的位置，a2为短帧直方图灰度值在取值范围的位置、a3为短帧均值在取值范围的位置，a4为摄像机增益在取值范围中的位置，l1、l2、l3、l4根据反差程度系数P的反差程度设置，而后转到曝光比取值范围设定模块；
曝光比取值范围设定模块，用于设定曝光比取值范围[γmin,γmax]，而后转到长短帧曝光比计算模块；
长短帧曝光比计算模块，用于计算长短帧曝光比γ，
γ＝γmin+(γmax-γmin)×1000÷(1000-P)，而后转到长帧曝光时间计算模块；
长帧曝光时间计算模块，用于计算长帧曝光时间tlong，tlong＝tshort×γ，而后转到记录模块；
记录模块，用于待曝光稳定后，记录长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)。
本记录模块种，根据曝光相关量收敛稳定即可得出曝光稳定的判断。
实施例5
所述首次判断模块，用于否则转到第三获取模块；
第三获取模块，用于获取当前时刻长帧m段直方图Hl(m)，短帧m段直方图Hs(m)，获取上一次稳态的长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)而后转到稳态参数计算模块；
稳态参数计算模块，用于计算稳态参数Pstd，
Figure BDA0002474805930000121
而后转到稳态参数阈值设定模块；
稳态参数阈值设定模块，用于设定稳态参数阈值Pthr，而后转到比较模块；
比较模块，用于判断是否Pstd＜Pthr，是则转到第三获取模块，否则转到首次判断模块。
本实施例中，除首次运行外，每次运行均通过第三获取模块、稳态参数计算模块、稳态参数阈值设定模块、稳态参数阈值设定模块和比较模块，通过稳态判定从而使得稳态参数Pstd不会轻易的变动，从而增加了系统的稳定性。
实施例6
直方图亮区范围[thr1，thr2]的取值会影响亮区和暗区范围的选取，经大量实验得出，最优的当所述thr1在215～240之间取值，所述thr2取值255；所述在0.005～0.008之间取值，所述thr4在0.01～0.02之间取值；所述thr5取值0，所述thr6在15～30之间取值。
实施例7
S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax这取值最终会影响亮区和暗区的图像效果，经大量实验得出，最优的所述Smin取值0，Smax在30～50之间取值；nmin在10～20之间取值，nmax在35～50之间取值；Gmin取值1，Gmax在10～15之间取值；Mmin在30～60之间取值，Mmax在128～160之间取值；所述γmin在1～2之间取值，γmax在16～32之间取值。
实施例8
所述反差程度系数构件模块中l1、l2、l3、l4、记录模块中m取值最终会影响亮区和暗区的图像效果，经大量实验得出，最优的在构建P的公式中l1取值0.57，l2取值0.23，l3取值0.09，l4取值0.11；而m在3～8之间取值效果最佳。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种摄像机宽动态成像曝光调节方法，其特征在于：包括步骤，
S1)初始化，设定直方图亮区范围[thr1，thr2]，亮区占比范围[thr3，thr4]及直方图暗区范围[thr5，thr6]；
S2)判断是否首次运行，是则继续步骤；
S3)获取短帧曝光参数及短帧n段直方图Hs(n)；
所述短帧曝光参数包括短帧曝光时间tshort、摄像机增益G；
S4)根据短帧直方图Hs(n)计算图像平均值Ms，
Figure FDA0002474805920000011
S5)计算短帧图像亮区占比S1，
Figure FDA0002474805920000012
S6)判断短帧图像亮区占比S1是否满足S1∈[thr3,thr4]，是则继续步骤，否则调节短帧曝光参数，返回步骤S5；
S7)获取长帧曝光时间tlong、长帧n段直方图Hl(n)、当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G；
S8)计算短帧n段直方图Hs(n)的峰值所在灰度值nm，
Figure FDA0002474805920000013
S9)并求取长帧图像暗区占比S2，
Figure FDA0002474805920000014
S10)在满足下式的基础上设定暗区占比S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax
Figure FDA0002474805920000021
S11)根据下式在[0,1000]值范围内构建一个衡量宽动态场景的反差程度系数P，
Figure FDA0002474805920000022
式中a1为长帧暗区占比在取值范围的位置，a2为短帧直方图灰度值在取值范围的位置、a3为短帧均值在取值范围的位置，a4为摄像机增益在取值范围中的位置，l1、l2、l3、l4根据反差程度系数P的反差程度设置；
S12)设定曝光比取值范围[γmin,γmax]
S13)计算长短帧曝光比γ，γ＝γmin+(γmax-γmin)×1000÷(1000-P)
S14)计算长帧曝光时间tlong，
tlong＝tshort×γ；
S15)待曝光稳定后，记录长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)。
2.如权利要求1所述的摄像机宽动态成像曝光调节方法，其特征在于：所述步骤S2，否则转到步骤S21；
S21)获取当前时刻长帧m段直方图Hl(m)，短帧m段直方图Hs(m)，获取上一次稳态的长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)；
S22)计算稳态参数Pstd，
Figure FDA0002474805920000023
S23)设定稳态参数阈值Pthr；
S24)判断是否Pstd＜Pthr，是则返回步骤S21，否则转到步骤S2。
3.如权利要求1所述的摄像机宽动态成像曝光调节方法，其特征在于：所述thr1在215～240之间取值，所述thr2取值255；所述在0.005～0.008之间取值，所述thr4在0.01～0.02之间取值；所述thr5取值0，所述thr6在15～30之间取值。
4.如权利要求1所述的摄像机宽动态成像曝光调节方法，其特征在于：所述Smin取值0，Smax在30～50之间取值；nmin在10～20之间取值，nmax在35～50之间取值；Gmin取值1，Gmax在10～15之间取值；Mmin在30～60之间取值，Mmax在128～160之间取值；所述γmin在1～2之间取值，γmax在16～32之间取值。
5.如权利要求1所述的摄像机宽动态成像曝光调节方法，其特征在于：所述步骤S11中，构建P的公式中l1取值0.57，l2取值0.23，l3取值0.09，l4取值0.11；所述S15中，m在3～8之间取值。
6.一种摄像机宽动态成像曝光调节装置，其特征在于：包括，
初始化模块，用于设定直方图亮区范围[thr1，thr2]，亮区占比范围[thr3，thr4]及直方图暗区范围[thr5，thr6]，而后转到首次判断模块；
首次判断模块，用于判断是否首次运行，是则转到获取模块；
获取模块，用于获取短帧曝光参数及短帧n段直方图Hs(n)，而后转到图像平均值计算模块；所述短帧曝光参数包括短帧曝光时间tshort、摄像机增益G；
图像平均值计算模块，用于根据短帧直方图Hs(n)计算图像平均值Ms，
Figure FDA0002474805920000031
而后转到短帧图像亮区占比计算模块；
短帧图像亮区占比计算模块，用于计算短帧图像亮区占比S1，
Figure FDA0002474805920000041
而后转到判断模块；
判断模块，用于判断短帧图像亮区占比S1是否满足S1∈[thr3,thr4]，是则转到二次获取模块，否则调节短帧曝光参数，转到短帧图像亮区占比计算模块；
二次获取模块，用于获取长帧曝光时间tlong、长帧n段直方图Hl(n)、当前短帧n段直方图Hs(n)、短帧图像平均值Ms、摄像机增益G，而后转到灰度值计算模块；
灰度值计算模块，用于计算短帧n段直方图Hs(n)的峰值所在灰度值nm，
Figure FDA0002474805920000042
而后转到长帧图像暗区占比计算模块；
长帧图像暗区占比计算模块，用于求取长帧图像暗区占比S2，
Figure FDA0002474805920000043
而后转到设定模块；
设定模块，用于在满足下式的基础上设定暗区占比S2的取值范围Smin-Smax、短帧n段直方图Hs(n)所在灰度值nm的取值范围nmin～nmax、摄像机增益G的取值范围Gmin～Gmax、短帧图像平均值Ms的取值范围Mmin～Mmax
Figure FDA0002474805920000044
而后转到反差程度系数构件模块；
反差程度系数构件模块，用于根据下式在[0,1000]值范围内构建一个衡量宽动态场景的反差程度系数P，
Figure FDA0002474805920000051
式中a1为长帧暗区占比在取值范围的位置，a2为短帧直方图灰度值在取值范围的位置、a3为短帧均值在取值范围的位置，a4为摄像机增益在取值范围中的位置，l1、l2、l3、l4根据反差程度系数P的反差程度设置，而后转到曝光比取值范围设定模块；
曝光比取值范围设定模块，用于设定曝光比取值范围[γmin,γmax]，而后转到长短帧曝光比计算模块；
长短帧曝光比计算模块，用于计算长短帧曝光比γ，
γ＝γmin+(γmax-γmin)×1000÷(1000-P)，而后转到长帧曝光时间计算模块；
长帧曝光时间计算模块，用于计算长帧曝光时间tlong，tlong＝tshort×γ，而后转到记录模块；
记录模块，用于待曝光稳定后，记录长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)。
7.如权利要求6所述的摄像机宽动态成像曝光调节装置，其特征在于：所述首次判断模块，用于否则转到第三获取模块；
第三获取模块，用于获取当前时刻长帧m段直方图Hl(m)，短帧m段直方图Hs(m)，获取上一次稳态的长帧m段直方图H’l(m)，短帧m段直方图H’s(m)而后转到稳态参数计算模块；
稳态参数计算模块，用于计算稳态参数Pstd，
Figure FDA0002474805920000052
而后转到稳态参数阈值设定模块；
稳态参数阈值设定模块，用于设定稳态参数阈值Pthr，而后转到比较模块；
比较模块，用于判断是否Pstd＜Pthr，是则转到第三获取模块，否则转到首次判断模块。
8.如权利要求6所述的摄像机宽动态成像曝光调节装置，其特征在于：所述thr1在215～240之间取值，所述thr2取值255；所述在0.005～0.008之间取值，所述thr4在0.01～0.02之间取值；所述thr5取值0，所述thr6在15～30之间取值。
9.如权利要求6所述的摄像机宽动态成像曝光调节装置，其特征在于：所述Smin取值0，Smax在30～50之间取值；nmin在10～20之间取值，nmax在35～50之间取值；Gmin取值1，Gmax在10～15之间取值；Mmin在30～60之间取值，Mmax在128～160之间取值；所述γmin在1～2之间取值，γmax在16～32之间取值。
10.如权利要求6所述的摄像机宽动态成像曝光调节装置，其特征在于：所述反差程度系数构件模块中，构建P的公式中l1取值0.57，l2取值0.23，l3取值0.09，l4取值0.11；所述记录模块中，m在3～8之间取值。
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