CN112532889B - 图像采集设备的光圈值确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了图像采集设备的光圈值确定方法及装置，该方法包括：在预设曝光表中确定第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线；在当前亮度大于目标亮度时，在当前光圈值的基础上减少预设单位数值，计算得到算数光圈值；在当前亮度小于目标亮度时，在当前光圈值的基础上增加预设单位数值，计算得到算数光圈值；基于第一光圈亮度曲线和第二光圈亮度曲线，分别得到算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；基于第一亮度值、第二亮度值、第三亮度值和第四亮度值，确定图像采集设备的目标光圈值。可以通过计算确定目标光圈值，减少了曝光调节过程中的亮度震荡问题，减少曝光调节次数，实现了曝光调节过程中光圈值的快速调节。

Description

图像采集设备的光圈值确定方法及装置

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域，特别是涉及图像采集设备的光圈值确定方法及装置。

背景技术

自动曝光是摄像机的默认设置，在这种曝光模式下摄像机将自动控制拍摄曝光，摄像机上的传感器可根据景物反射回来的光线强度自动设置光圈值和快门速度。曝光控制主要用来调节景物整体亮度，如果拍摄对象过于黯淡，还可以通过增加亮度增益的方法来增加亮度。

在相关的曝光算法中，在调节光圈值时，按照预设步长值逐步调节光圈值，每次调节后检查当前亮度是否为所需的目标亮度，若当前亮度为目标亮度则调节完成，若当前亮度不为目标亮度则继续按照预设步长值进行调节，直至当前亮度为目标亮度。但是采用上述方法，光圈值调节速度慢。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种图像采集设备的光圈值确定方法及装置，以实现提升曝光过程中光圈值调节速度。具体技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种图像采集设备的光圈值确定方法，所述方法包括：

获取所述图像采集设备的当前光圈值；

获取指定快门、指定增益下的目标亮度及所述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度；

响应于所述当前光圈值和所述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在所述第一光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第一亮度值小于所述当前亮度，且在所述第二光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第二亮度值大于所述当前亮度；其中，所述预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一所述光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系；

在所述当前亮度大于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在所述当前亮度小于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值；

基于所述第一光圈亮度曲线和所述第二光圈亮度曲线，分别得到所述算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；

基于所述第一亮度值、所述第二亮度值、所述第三亮度值和所述第四亮度值，确定所述图像采集设备的目标光圈值。

第二方面，本申请实施例提供了一种图像采集设备的光圈值确定装置，所述装置包括：

当前光圈值获取模块，用于获取所述图像采集设备的当前光圈值；

参数获取模块，用于获取指定快门、指定增益下的目标亮度及所述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度；

曲线确定模块，用于响应于所述当前光圈值和所述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在所述第一光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第一亮度值小于所述当前亮度，且在所述第二光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第二亮度值大于所述当前亮度；其中，所述预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一所述光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系；

算数光圈值确定模块，用于在所述当前亮度大于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在所述当前亮度小于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值；

亮度值确定模块，用于基于所述第一光圈亮度曲线和所述第二光圈亮度曲线，分别得到所述算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；

目标光圈值确定模块，用于基于所述第一亮度值、所述第二亮度值、所述第三亮度值和所述第四亮度值，确定所述图像采集设备的目标光圈值。

可选的，所述目标光圈值确定模块，包括：

约束条件判断子模块，用于判断所述目标亮度是否满足预设约束条件，其中，所述预设约束条件由所述第一亮度值、所述第二亮度值、所述第三亮度值及所述第四亮度值决定；

第一判定执行子模块，用于在所述目标亮度满足预设约束条件时，将所述算数光圈值作为所述图像采集设备的目标光圈值。

可选的，所述目标光圈值确定模块还包括：

第二判定执行子模块，用于在所述目标亮度不满足预设约束条件时，将所述算数光圈值的数值赋予所述当前光圈值，并返回上述算数光圈值确定模块继续执行。

可选的，所述约束条件判断子模块，具体用于：在所述第三亮度值小于所述目标亮度、所述第四亮度值大于所述目标亮度、且第一差值与第二差值的比值等于第三差值与第四差值的比值时，判定所述目标亮度满足预设约束条件，否则判定所述目标亮度不满足预设约束条件，其中，所述第一差值为所述第二亮度值与所述当前亮度的差值，所述第二差值为所述当前亮度与所述第一亮度值的差值，所述第三差值为所述第四亮度值与所述目标亮度的差值，所述第四差值为所述目标亮度与所述第三亮度值的差值。

可选的，所述曲线确定模块，具体用于：

响应于所述当前光圈值，分别计算得到在预设曝光表的任一光圈亮度曲线中所述当前光圈值对应的实际亮度值；

在实际亮度小于所述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与所述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第一光圈亮度曲线，其中，所述第一光圈亮度曲线的实际亮度为第一亮度值；

在实际亮度大于所述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与所述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第二光圈亮度曲线，其中，所述第二光圈亮度曲线的实际亮度为第二亮度值。

可选的，所述参数获取模块，包括：

参数读取子模块，用于获取当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益及目标图像亮度，其中，所述目标图像亮度为希望调整到的图像亮度，所述当前图像亮度为所述当前光圈值下的图像亮度；

参数计算子模块，用于根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

可选的，所述装置还包括：

预设容差获取模块，用于获取预设容差；

绝对值判断模块，用于计算当前图像亮度与所述目标图像亮度的差的绝对值，判断所述绝对值与所述容差的大小；

所述参数计算子模块，具体用于：在所述绝对值大于所述容差时，根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

可选的，所述参数读取子模块，具体用于：

根据当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益、目标曝光时间及目标亮度增益，通过如下公式：

计算目标图像亮度，其中，TarY为目标图像亮度，CurY为当前图像亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarShut为目标曝光时间，TarAgc为目标亮度增益，R为所述图像采集设备的传感器的参数。

可选的，所述参数计算子模块，具体用于：

根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，通过如下公式：

将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriCurY为当前亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，CurY为当前图像亮度，R为所述图像采集设备的传感器的参数；

根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，通过如下公式：

将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriTarY为目标亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarY为目标图像亮度，R为所述图像采集设备的传感器的参数。

可选的，所述指定快门为快门时间为1/25秒，所述指定增益为亮度增益为0db。

本申请实施例提供的图像采集设备的光圈值确定方法、装置及图像采集设备，获取图像采集设备的当前光圈值；获取指定快门、指定增益下的目标亮度及当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度；响应于当前光圈值和当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在第一光圈亮度曲线上当前光圈值对应的第一亮度值小于当前亮度，且在第二光圈亮度曲线上当前光圈值对应的第二亮度值大于当前亮度；其中，预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系；在当前亮度大于目标亮度时，在当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在当前亮度小于目标亮度时，在当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值；基于第一光圈亮度曲线和第二光圈亮度曲线，分别得到算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；基于第一亮度值、第二亮度值、第三亮度值和第四亮度值，确定图像采集设备的目标光圈值。可以通过计算确定目标光圈值，相比于逐步调节光圈值，减少了曝光调节过程中的亮度震荡问题，减少曝光调节次数，减少曝光稳定时间，实现了曝光调节过程中光圈值的快速调节。当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定方法的第一种示意图；

图2a为本申请实施例的预设曝光表的一种示意图；

图2b为本申请实施例的第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线的一种示意图；

图3为本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定方法的第二种示意图；

图4为本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定方法的第三种示意图；

图5为本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定方法的第四种示意图；

图6为本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定方法的第五种示意图；

图7为本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定方法的第六种示意图；

图8为本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定装置的一种示意图；

图9为本申请实施例的图像采集设备的一种示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在摄像机采集图像的过程中，需要调节光圈值从而调节曝光亮度，相关技术中，按照预设调整步长值逐步调节光圈值，以达到目标亮度。由于是通过调节步长大小的方式控制光圈曝光，如果步长较小，会出现曝光速度较慢的问题，如果步长较大，会出现震荡。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种图像采集设备的光圈值确定方法，参见图1，该方法包括：

S101，获取上述图像采集设备的当前光圈值。

本申请实施例的图像采集设备的光圈值确定方法应用于自动曝光过程中，具体可以通过图像采集设备，例如，摄像机等实现。

S102，获取指定快门、指定增益下的目标亮度及上述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度。

指定快门及指定增益均可以按照实际情况自定义设定，但是此处的指定快门、指定增益应该与预设曝光表中各光圈亮度曲线的绘制过程中使用的快门时间和亮度增益分别相同。快门时间及亮度增益可以为任意数值。在一种可能的实施方式中，为了方便计算，可以将快门时间设置为1/25秒，亮度增益设置为0db(Decibel，分贝)。

S103，响应于上述当前光圈值和上述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在上述第一光圈亮度曲线上上述当前光圈值对应的第一亮度值小于上述当前亮度，且在上述第二光圈亮度曲线上上述当前光圈值对应的第二亮度值大于上述当前亮度；其中，上述预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一上述光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系。

预设曝光表为预先测量得到的，预设曝光表中包括至少三条指定快门、指定增益条件下得到的不同外部光源亮度的光圈亮度曲线。例如，可以固定光圈完全开启，快门时间为1/25，增益为0db，然后通过调整外部光源的方式来达到起始的亮度值，取起始亮度值分别为800，700，550，400，300，200，100的7条曲线，预设曝光表可以如图2a所示。

在预设曝光表中选取第一光圈亮度曲线，其中，在光圈值为当前光圈值时第一光圈亮度曲线的亮度值小于当前亮度；在预设曝光表中选取第二光圈亮度曲线，其中，在光圈值为当前光圈值时第二光圈亮度曲线的亮度值大于当前亮度。

因为满足条件上述条件的光圈亮度曲线可能为多条，可以按照预设的选取规则，选取第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线。预设的选取规则可以定义设定，例如可以在满足条件的光圈亮度曲线中随机选取第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线。例如，可以分别确定在光圈值为当前光圈值时，预设曝光表各光圈亮度曲线的实际亮度值，在大于当前亮度的实际亮度值中，选取与当前亮度最接近的实际亮度对应的光圈亮度曲线，作为第二光圈亮度曲线；在小于当前亮度的实际亮度值中，选取与当前亮度最接近的实际亮度对应的光圈亮度曲线，作为第一光圈亮度曲线。

S104，在上述当前亮度大于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在上述当前亮度小于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值。

预设单位数值可以按照实际情况进行设定，不同于相关技术中用于调节光圈值的预设步长，此处预设单位数值目的是为了计算算数光圈值，而并不是将光圈值调整为算数光圈值。

实际情况中，目标光圈值是有范围限定的，可选的，上述在上述当前亮度大于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到目标光圈值，包括：在上述当前亮度大于上述目标亮度时，在预设下限光圈值到上述当前光圈值的范围内，在上述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到目标光圈值。预设下限光圈值可以按照实际情况进行设定，例如设置为0，10或50等。

可选的，上述在上述当前亮度小于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到目标光圈值，包括：在上述当前亮度小于上述目标亮度时，在上述当前光圈值到预设上限光圈值的范围内，在上述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到目标光圈值。预设上限光圈值可以按照实际情况进行设定，例如设置为1000，1023或1100等。

S105，基于上述第一光圈亮度曲线和上述第二光圈亮度曲线，分别得到上述算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值。

确定在光圈值为算数光圈值时，第一光圈亮度曲线的亮度值，得到第三亮度值；确定在光圈值为算数光圈值时，第二光圈-亮度曲线的亮度值，得到第四亮度值。

S106，基于上述第一亮度值、上述第二亮度值、上述第三亮度值和上述第四亮度值，确定上述图像采集设备的目标光圈值。

基于第一亮度值、第二亮度值、第三亮度值和第四亮度值，确定图像采集设备的图像在目标亮度下的光圈值，即目标光圈值。

可选的，参见图3，上述基于上述第一亮度值、上述第二亮度值、上述第三亮度值和上述第四亮度值，确定上述图像采集设备的目标光圈值，包括：

S1061，判断上述目标亮度是否满足预设约束条件，其中，上述预设约束条件由上述第一亮度值、上述第二亮度值、上述第三亮度值及上述第四亮度值决定。

S1062，在上述目标亮度满足预设约束条件时，将上述算数光圈值作为上述图像采集设备的目标光圈值。

预设约束条件是由第一亮度值、第二亮度值、第三亮度值及第四亮度值共同决定的，在一种可能的实施方式中，上述判断上述目标亮度是否满足预设约束条件，包括：

在上述第三亮度值小于上述目标亮度、上述第四亮度值大于上述目标亮度、且第一差值与第二差值的比值等于第三差值与第四差值的比值时，判定上述目标亮度满足预设约束条件，否则判定上述目标亮度不满足预设约束条件，其中，上述第一差值为上述第二亮度值与上述当前亮度的差值，上述第二差值为上述当前亮度与上述第一亮度值的差值，上述第三差值为上述第四亮度值与上述目标亮度的差值，上述第四差值为上述目标亮度与上述第三亮度值的差值。

在使得Y3<OriTarY<Y4，且

时，判定满足预设约束条件，否则判定不满足预设约束条件。其中，Y1为第一亮度值，Y2为第二亮度值，Y3为第三亮度值，Y4为第四亮度值，OriTarY为目标亮度，OriCurY为当前亮度。在当前亮度小于目标亮度时，一种可能的第一光圈-亮度曲线及第二光圈-亮度曲线的示意图可以如图2b所示，其中，CurPwm为当前光圈值，TarPwm为目标光圈值。

在上述目标亮度满足预设约束条件时，将图像采集设备光圈值调整为上述目标光圈值。

在本申请实施例中，可以通过计算确定目标光圈值，相比于逐步调节光圈值，减少了曝光调节过程中的亮度震荡问题，减少曝光调节次数，减少曝光稳定时间，实现了曝光调节过程中光圈值的快速调节。

在一种可能的实施方式中，参见图4，本申请实施例的光圈值确定方法还包括：

S107，在上述目标亮度不满足预设约束条件时，将上述算数光圈值的数值赋予上述当前光圈值，并返回上述S104：在上述当前亮度大于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在上述当前亮度小于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值，继续执行。。

本领域技术人员可以理解的是，将当前光圈值设置为目标光圈值，是指将目标光圈值的值作为当前光圈值，其目的是为了方便下一预设单位数值的调节，因此S107可以等效为：

步骤一，在上述目标亮度不满足预设约束条件的情况下，在上述当前亮度大于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上减少N+1个预设单位数值，得到目标光圈值；在上述当前亮度小于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上增加N+1个预设单位数值，得到算数光圈值。其中N为上述步骤一的执行次数，例如，步骤一第1次执行时的N为1，步骤一第2次执行时的N为2，依次类推。

步骤二，重复执行上述步骤一，直至上述目标亮度满足预设约束条件，将此时的算数光圈值作为图像采集设备的目标光圈值。

在本申请实施例中，在相关的自动曝光架构上，修改光圈调整方法，精确计算光圈调整步长。准确测量光圈和亮度的曲线参数，引入曝光表的概念。为了优化曝光调整中容差的计算策略，需要引入环境亮度的标定，根据当前环境的实际亮度来确定合适的容差。再根据当前亮度，光圈值，快门值和亮度增益，确定应达到的目标亮度和容差，依赖曝光表计算最终的调节步长，解决了曝光调节过程中的亮度震荡问题，减少曝光调节次数，减少曝光稳定时间，实现了曝光调节过程中光圈值的快速调节。

在一种可能的实施方式中，参见图5，上述响应于上述当前光圈值和上述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，包括：

S1031，响应于上述当前光圈值，分别计算得到在预设曝光表的任一光圈亮度曲线中上述当前光圈值对应的实际亮度值。

S1032，在实际亮度小于上述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与上述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第一光圈亮度曲线，其中，上述第一光圈亮度曲线的实际亮度为第一亮度值。

S1033，在实际亮度大于上述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与上述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第二光圈亮度曲线，其中，上述第二光圈亮度曲线的实际亮度为第二亮度值。

分别确定在光圈值为当前光圈值时，预设曝光表各光圈亮度曲线的实际亮度值，在大于当前亮度的实际亮度值中，选取与当前亮度最接近的实际亮度对应的光圈亮度曲线，作为第二光圈亮度曲线；在小于当前亮度的实际亮度值中，选取与当前亮度最接近的实际亮度对应的光圈亮度曲线，作为第一光圈亮度曲线。

在本申请实施例中，当预设曝光表的各光圈亮度曲线中，当光圈值为当前光圈值时，选取大于当前亮度且与当前亮度最接近的实际亮度对应的光圈亮度曲线，作为第二光圈亮度曲线；选取小于当前亮度且与当前亮度最接近的实际亮度对应的光圈亮度曲线，作为第一光圈亮度曲线；可以有效减少计算得到的目标光圈值的误差。

一般情况下，需要将设备Sensor(传感器)环境中的亮度转化为指定快门、指定增益条件下的亮度。在一种可能的实施方式中，参见图6，在上述获取指定快门、指定增益下的目标亮度及上述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度，包括：

S1021，获取当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益及目标图像亮度，其中，上述目标图像亮度为希望调整到的图像亮度，上述当前图像亮度为上述当前光圈值下的图像亮度。

当前图像亮度是指曝光内部场景中Sensor环境中的实际亮度，目标图像亮度为曝光过程中需要达到的曝光内部场景中Sensor环境中的亮度。当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益及目标图像亮度可以直接从设备中获取。例如，在获取到Sensor给出的VD(Video driver)信号后，获取当前画面的全窗口统计信息的平均值作为当前图像亮度，作为判断当前环境亮度的统计值。

在实际使用中，为了某些特殊场景的使用要求，可能会设置光圈值的上、下限，快门曝光时间的上、下限等曝光参数，此种情况下会导致曝光内部场景亮度判断出现错误，因此，在一种可能的实施方式中，上述获取目标图像亮度，包括：

根据当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益、目标曝光时间及目标亮度增益，通过如下公式：

计算目标图像亮度，其中，TarY为目标图像亮度，CurY为当前图像亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarShut为目标曝光时间，TarAgc为目标亮度增益，R为上述图像采集设备的传感器的参数。

已知如下的计算公式：

TarShut＝Rate1*CurShut*TarY/CurY

TarAgc＝CurAgc+Rate2*20*Log(TarY/CurY)

其中，CurY为当前图像亮度，CurShut为当前曝光时间，TarY为目标图像亮度，CurAgc为当前亮度增益，TarShut为目标曝光时间，TarAgc为目标亮度增益，Rate1和Rate2为Sensor相关的计算系数，可以通过实验测得，也可以根据实际情况进行设定。

可以得到：

其中，R是Sensor相关参数，需要在实际测试中确定。

S1022，根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

可以通过相关的亮度转化方法，将当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

可选的，上述根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，包括：

根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，通过如下公式：

将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriCurY为当前亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，CurY为当前图像亮度，R为上述图像采集设备的传感器的参数；

根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，通过如下公式：

将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriTarY为目标亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarY为目标图像亮度，R为上述图像采集设备的传感器的参数。

例如，在一种可能的实施方式中，上述指定快门可以为快门时间为1/25秒，上述指定增益可以为亮度增益为0db，此时，具体可以根据下述公式(1)确定当前亮度，根据下述公式(1)、(2)确定当前亮度及目标亮度。

其中，OriTarY为目标亮度，OriCurY为当前亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，CurY为当前图像亮度，TarY为目标图像亮度，R为Sensor的相关参数，可以通过实验测得，也可以根据实际情况进行设定。

在一种可能的实施方式中，参见图7，在上述根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度之前，上述方法还包括：

S701，获取预设容差。

S702，计算当前图像亮度与上述目标图像亮度的差的绝对值，判断上述绝对值与上述容差的大小。

上述根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，包括：

S703，在上述绝对值大于上述容差时，根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

在当前图像亮度与目标图像亮度的差的绝对值不大于容差时，说明亮度误差在容忍范围内，不对当前光圈值进行调节。

本申请实施例还提供了一种光圈值确定装置，参见图8，该装置包括：

当前光圈值获取模块801，用于获取上述图像采集设备的当前光圈值；

参数获取模块802，用于获取指定快门、指定增益下的目标亮度及上述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度；

曲线确定模块803，用于响应于上述当前光圈值和上述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在上述第一光圈亮度曲线上上述当前光圈值对应的第一亮度值小于上述当前亮度，且在上述第二光圈亮度曲线上上述当前光圈值对应的第二亮度值大于上述当前亮度；其中，上述预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一上述光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系；

算数光圈值确定模块804，用于在上述当前亮度大于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在上述当前亮度小于上述目标亮度时，在上述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值；

亮度值确定模块805，用于基于上述第一光圈亮度曲线和上述第二光圈亮度曲线，分别得到上述算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；

目标光圈值确定模块806，用于基于上述第一亮度值、上述第二亮度值、上述第三亮度值和上述第四亮度值，确定上述图像采集设备的目标光圈值。

可选的，上述目标光圈值确定模块806，包括：

约束条件判断子模块，用于判断上述目标亮度是否满足预设约束条件，其中，上述预设约束条件由上述第一亮度值、上述第二亮度值、上述第三亮度值及上述第四亮度值决定；

第一判定执行子模块，用于在上述目标亮度满足预设约束条件时，将上述算数光圈值作为上述图像采集设备的目标光圈值。

可选的，上述目标光圈值确定模块806，还包括：

第二判定执行子模块，用于在上述目标亮度不满足预设约束条件时，将上述算数光圈值的数值赋予上述当前光圈值，并返回上述算数光圈值确定模块继续执行。

可选的，上述约束条件判断子模块，具体用于：在上述第三亮度值小于上述目标亮度、上述第四亮度值大于上述目标亮度、且第一差值与第二差值的比值等于第三差值与第四差值的比值时，判定上述目标亮度满足预设约束条件，否则判定上述目标亮度不满足预设约束条件，其中，上述第一差值为上述第二亮度值与上述当前亮度的差值，上述第二差值为上述当前亮度与上述第一亮度值的差值，上述第三差值为上述第四亮度值与上述目标亮度的差值，上述第四差值为上述目标亮度与上述第三亮度值的差值。

可选的，上述曲线确定模块803，具体用于：

响应于上述当前光圈值，分别计算得到在预设曝光表的任一光圈亮度曲线中上述当前光圈值对应的实际亮度值；

在实际亮度小于上述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与上述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第一光圈亮度曲线，其中，上述第一光圈亮度曲线的实际亮度为第一亮度值；

在实际亮度大于上述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与上述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第二光圈亮度曲线，其中，上述第二光圈亮度曲线的实际亮度为第二亮度值。

可选的，上述参数获取模块802，包括：

参数读取子模块，用于获取当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益及目标图像亮度，其中，上述目标图像亮度为希望调整到的图像亮度，上述当前图像亮度为上述当前光圈值下的图像亮度；

参数计算子模块，用于根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

可选的，上述装置还包括：

预设容差获取模块，用于获取预设容差；

绝对值判断模块，用于计算当前图像亮度与上述目标图像亮度的差的绝对值，判断上述绝对值与上述容差的大小；

上述参数计算子模块，具体用于：在上述绝对值大于上述容差时，根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

可选的，上述参数读取子模块，具体用于：

根据当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益、目标曝光时间及目标亮度增益，通过如下公式：

计算目标图像亮度，其中，TarY为目标图像亮度，CurY为当前图像亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarShut为目标曝光时间，TarAgc为目标亮度增益，R为上述图像采集设备的传感器的参数。

可选的，上述参数计算子模块，具体用于：

根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，通过如下公式：

将上述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriCurY为当前亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，CurY为当前图像亮度，R为上述图像采集设备的传感器的参数；

根据上述当前曝光时间及上述当前亮度增益，通过如下公式：

将上述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriTarY为目标亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarY为目标图像亮度，R为上述图像采集设备的传感器的参数。

可选的，上述指定快门为快门时间为1/25秒，上述指定增益为亮度增益为0db。

本申请实施例还提供了一种图像采集设备，包括：处理器及存储器；

上述存储器，用于存放计算机程序

上述处理器用于执行上述存储器存放的计算机程序时，实现如下步骤：

获取所述图像采集设备的当前光圈值；

获取指定快门、指定增益下的目标亮度及所述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度；

响应于所述当前光圈值和所述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在所述第一光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第一亮度值小于所述当前亮度，且在所述第二光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第二亮度值大于所述当前亮度；其中，所述预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一所述光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系；

在所述当前亮度大于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在所述当前亮度小于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值；

基于所述第一光圈亮度曲线和所述第二光圈亮度曲线，分别得到所述算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；

基于所述第一亮度值、所述第二亮度值、所述第三亮度值和所述第四亮度值，确定所述图像采集设备的目标光圈值。

本申请实施例的图像采集设备还可以包括：图像传感器、镜头及光圈等与图像采集相关的器件。

可选的，上述处理器用于执行上述存储器存放的计算机程序时，还可以执行上述任一图像采集设备的光圈值确定方法。

可选的，参见图9，本申请实施例的图像采集设备还包括通信接口902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。

上述图像采集设备提到的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)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。

通信接口用于上述摄像机与其他设备之间的通信。

存储器可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括NVM(Non-Volatile Memory，非易失性存储器)，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CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)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。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上诉任一图像采集设备的光圈值确定方法。

需要说明的是，在本文中，各个可选方案中的技术特征只要不矛盾均可组合来形成方案，这些方案均在本申请公开的范围内。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、图像采集设备及存储介质的实施例而言，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。

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

Claims (9)

1.一种图像采集设备的光圈值确定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述图像采集设备的当前光圈值；

获取指定快门、指定增益下的目标亮度及所述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度；

响应于所述当前光圈值和所述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在所述第一光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第一亮度值小于所述当前亮度，且在所述第二光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第二亮度值大于所述当前亮度；其中，所述预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一所述光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系；

在所述当前亮度大于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在所述当前亮度小于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值；

基于所述第一光圈亮度曲线和所述第二光圈亮度曲线，分别得到所述算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；

判断所述目标亮度是否满足预设约束条件，其中，所述预设约束条件由所述第一亮度值、所述第二亮度值、所述第三亮度值及所述第四亮度值决定；

在所述目标亮度满足预设约束条件时，将所述算数光圈值作为所述图像采集设备的目标光圈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述目标亮度不满足预设约束条件时，将所述算数光圈值的数值赋予所述当前光圈值，并返回下述步骤：在所述当前亮度大于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在所述当前亮度小于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值，继续执行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述目标亮度是否满足预设约束条件，包括：

在所述第三亮度值小于所述目标亮度、所述第四亮度值大于所述目标亮度、且第一差值与第二差值的比值等于第三差值与第四差值的比值时，判定所述目标亮度满足预设约束条件，否则判定所述目标亮度不满足预设约束条件，其中，所述第一差值为所述第二亮度值与所述当前亮度的差值，所述第二差值为所述当前亮度与所述第一亮度值的差值，所述第三差值为所述第四亮度值与所述目标亮度的差值，所述第四差值为所述目标亮度与所述第三亮度值的差值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于所述当前光圈值和所述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，包括：

响应于所述当前光圈值，分别计算得到在预设曝光表的任一光圈亮度曲线中所述当前光圈值对应的实际亮度值；

在实际亮度小于所述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与所述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第一光圈亮度曲线，其中，所述第一光圈亮度曲线的实际亮度为第一亮度值；

在实际亮度大于所述当前亮度的光圈亮度曲线中，选取实际亮度与所述当前亮度最接近的光圈亮度曲线，作为第二光圈亮度曲线，其中，所述第二光圈亮度曲线的实际亮度为第二亮度值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取指定快门、指定增益下的目标亮度及所述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度，包括：

获取当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益及目标图像亮度，其中，所述目标图像亮度为希望调整到的图像亮度，所述当前图像亮度为所述当前光圈值下的图像亮度；

根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度之前，所述方法还包括：

获取预设容差；

计算当前图像亮度与所述目标图像亮度的差的绝对值，判断所述绝对值与所述容差的大小；

所述根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，包括：

在所述绝对值大于所述容差时，根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取目标图像亮度，包括：

根据当前图像亮度、当前曝光时间、当前亮度增益、目标曝光时间及目标亮度增益，通过如下公式：

计算目标图像亮度，其中，TarY为目标图像亮度，CurY为当前图像亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarShut为目标曝光时间，TarAgc为目标亮度增益，R为所述图像采集设备的传感器的参数。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，包括：

根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，通过如下公式：

将所述当前图像亮度转化为指定快门、指定增益下的当前亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriCurY为当前亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，CurY为当前图像亮度，R为所述图像采集设备的传感器的参数；

根据所述当前曝光时间及所述当前亮度增益，通过如下公式：

将所述目标图像亮度转化为指定快门、指定增益下的目标亮度，其中，IntShut为指定快门，IntAgc为指定增益，OriTarY为目标亮度，CurShut为当前曝光时间，CurAgc为当前亮度增益，TarY为目标图像亮度，R为所述图像采集设备的传感器的参数。

9.一种图像采集设备的光圈值确定装置，其特征在于，所述装置包括：

当前光圈值获取模块，用于获取所述图像采集设备的当前光圈值；

参数获取模块，用于获取指定快门、指定增益下的目标亮度及所述当前光圈值下的图像在指定快门、指定增益下的当前亮度；

曲线确定模块，用于响应于所述当前光圈值和所述当前亮度，在预设曝光表中确定出第一光圈亮度曲线及第二光圈亮度曲线，其中，在所述第一光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第一亮度值小于所述当前亮度，且在所述第二光圈亮度曲线上所述当前光圈值对应的第二亮度值大于所述当前亮度；其中，所述预设曝光表中包括至少3条不同外部光源亮度下的指定快门、指定增益的光圈亮度曲线，且任一所述光圈亮度曲线指示光圈值和亮度值的线性函数关系；

算数光圈值确定模块，用于在所述当前亮度大于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上减少预设单位数值，得到算数光圈值；在所述当前亮度小于所述目标亮度时，在所述当前光圈值的基础上增加预设单位数值，得到算数光圈值；

亮度值确定模块，用于基于所述第一光圈亮度曲线和所述第二光圈亮度曲线，分别得到所述算数光圈值对应的第三亮度值和第四亮度值；

目标光圈值确定模块，所述目标光圈值确定模块，包括：

约束条件判断子模块，用于判断所述目标亮度是否满足预设约束条件，其中，所述预设约束条件由所述第一亮度值、所述第二亮度值、所述第三亮度值及所述第四亮度值决定；

第一判定执行子模块，用于在所述目标亮度满足预设约束条件时，将所述算数光圈值作为所述图像采集设备的目标光圈值。

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