CN112653845A - 曝光控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种曝光控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，该方法包括：获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图；基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数；基于所述曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向；基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比。该方法可以优化不同动态范围场景下的图像质量。

Description

曝光控制方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及智能交通领域，尤其涉及一种曝光控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

当在强光源(日光、灯具或反光等)照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，即图像中最亮处和最暗处的亮度比值(可以称为动态范围)较大，严重影响图像质量。

宽动态技术是目前较为主流的一种保证动态范围较大的情况下的图像质量的技术，其通过设置图像传感器上的长帧和短帧的曝光度的比值(可以称为曝光比)来保证动态范围较大的情况下的图像质量。

然而，由于实际场景中动态范围变化较大，若使用固定的曝光比，则无法满足不同动态范围场景下的图像质量需求，因此，如何设置不同动态范围场景下的曝光比成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种曝光控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种曝光控制方法，包括：

获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图；

基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数；

基于所述曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向；

基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种曝光控制装置，包括：

获取单元，用于获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图；

第一确定单元，用于基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数；

第二确定单元，用于基于所述曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向；

控制单元，用于基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，该电子设备包括：

处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现上述曝光控制方法。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述曝光控制方法。

本申请实施例的曝光控制方法，通过获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，并基于长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数，进而，基于曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向，并基于曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比，从而，可以灵活地针对不同动态范围的场景设定适合的曝光比，优化了不同动态范围场景下的图像质量。

附图说明

图1为本申请一示例性实施例示出的一种曝光控制方法的流程示意图；

图2为本申请一示例性实施例示出的一种曝光控制系统的结构示意图；

图3为本申请一示例性实施例示出的一种曝光控制方法的流程示意图；

图4为本申请一示例性实施例示出的一种曝光控制装置的结构示意图；

图5为本申请一示例性实施例示出的一种电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。

请参见图1，为本申请实施例提供的一种曝光控制方法的流程示意图，如图1所示，该曝光控制方法可以包括以下步骤：

步骤S100、获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图。

本申请实施例中，目标监控前端，并不特指某一固定的监控前端，而是可以指代任一支持通过本申请实施例提供的方案进行曝光调整的监控前端，如智能交通摄像机、卡口摄像机、电警、智慧监控摄像机(如小区监控摄像机、景区监控摄像机、学校监控摄像机等)、出入口摄像机、农林监控摄像机。

本申请实施例中，可以通过对目标监控前端所采集的图像进行分析，得到目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，或者，可以从监控后端，如数字图像处理平台，获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图。

举例来说，目标监控前端可以将采集到的图像传输给数字图像处理平台，数字图像处理平台可以基于目标监控前端所采集的图像得到目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，如长帧的256阶亮度直方图和短帧的256阶亮度直方图，进而，在需要进行曝光控制时，可以从数字图像处理平台中获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图。

步骤S110、基于获取到的长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数。

本申请实施例中，获取到目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图时，可以基于获取到的长帧直方图和短帧直方图，确定融合图像曝光水平的判断依据(本文中可以称为曝光比调整控制参数)，该曝光比调整控制参数可以用于确定曝光调整参数(如曝光比大小的调整方向、曝光比大小的调整幅度等)。

步骤S120、基于曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向。

本申请实施例中，当确定了曝光比调整控制参数时，可以基于该曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向。

示例性的，曝光比大小的调整方向可以包括增大曝光比(简称为增大)、减小曝光比(简称为减小)或维持曝光比不变(简称为维持不变)等。

步骤S130、基于曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比。

本申请实施例中，当确定了曝光比大小的调整方向时，可以基于该曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比等级，进而，基于调整后的曝光比等级，确定调整后的曝光比。

需要说明的是，在本申请实施例中，曝光比等级对应的曝光比可以基于图像传感的类型或/和实际场景需求设置，即对于不同类型的图像传感器或/和不同的场景需求，同一曝光比等级对应的曝光比可以不同。

举例来说，不同图像传感器的类型下，曝光比等级与曝光比的对应关系可以如表1所示：

表1

其中，曝光比等级越高，对应的曝光比越大。

示例性的，假设按照图1所示方法流程确定的调整后的曝光比等级为曝光比等级2，且目标监控前端的图像传感器的类型为图像传感器类型A，则可以确定调整后的曝光比为曝光比a2。

本申请实施例中，当确定了调整后的曝光比时，可以基于该调整后的曝光比对监控前端或/和监控后端进行曝光控制。

可见，在图1所示方法流程中，通过基于目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数，并基于所确定的曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向，进而，基于所确定的曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比，由于监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图可以较好地表征场景的动态范围，因而，图1所示的曝光控制方法可以灵活地针对不同动态范围的场景设定适合的曝光比，优化了不同动态范围场景下的图像质量。

作为一种可能的实施方式，步骤S110中，基于获取到的长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数，可以包括：

基于长帧直方图中的暗区亮度分布，以及短帧直方图中的亮区亮度分布，确定曝光比调整控制参数。

在该实施方式中，考虑到在宽动态模式下，融合帧选择长帧以保证暗处的细节可见，选择短帧以保证亮处的细节可见，因此，通过统计长帧的暗区的亮度值和短帧亮区的亮度值可以进行画面中是否有局部过暗和过曝的判断。

相应地，获取到目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图时，可以基于长帧直方图中的暗区亮度分布，以及短帧直方图中的亮区亮度分布，确定曝光比调整控制参数。

在一个示例中，上述基于长帧直方图中的暗区亮度分布，以及短帧直方图中的亮区亮度分布，确定曝光比调整控制参数，可以包括：

确定长帧直方图中暗区前第一比例的像素点的亮度上限，以及短帧直方图中亮区前第二比例的像素点的亮度下限；

基于亮度上限以及亮度下限，确定为曝光比调整控制参数。

在该示例中，以长帧直方图中暗区前预设比例(本文中称为第一比例)的像素的亮度上限来表征长帧直方图的暗区亮度，以及短帧直方图中亮区前预设比例(本文中称为第二比例)的像素的亮度下限来表征短帧直方图的亮区亮度为例。

举例来说，假设第一比例为R1，长帧直方图中像素点的总数为N1，则可以按照亮度从低到高的顺序(长帧直方图中从左往右的顺序统计各亮度的像素点数量)，统计N1*R1数量的像素点，该N1*R1数量的像素点中亮度最高的像素点的亮度即为长帧直方图中暗区前第一比例的像素点的亮度。

同理，假设第一比例为R2，短帧直方图中像素点的总数为N2，则可以按照亮度从高到低的顺序(短帧直方图中从右往左的顺序统计各亮度的像素点数量)，统计N2*R2数量的像素点，该N2*R2数量的像素点中亮度最低的像素点的亮度即为短帧直方图中亮区前第二比例的像素点的亮度下限。

确定了长帧直方图中暗区前第一比例的像素点的亮度上限(下文中简称为亮度上限)，以及短帧直方图中亮度前第二比例的像素点的亮度下限(下文中简称为亮度下限)时，可以基于该亮度上限以及亮度下限，确定曝光比调整控制参数。

需要说明的是，在本申请实施例中，并不限于使用上述亮度上限以及亮度下限表征长帧直方图中的暗区亮度分布，以及短帧直方图中的亮区亮度分布。例如，对于长帧直方图，还可以统计亮度低于预设亮度阈值(可以称为第一亮度阈值，如取长帧直方图中各像素点的亮度均值)的像素点的数量占长帧直方图中像素点总数的比例，并以该比例表征长帧直方图中暗区亮度分布；对于短帧直方图，还可以通过统计亮度高于预设亮度阈值(可以称为第二亮度阈值，如取短帧直方图中各像素点的亮度均值)的像素点的数量占短帧直方图中像素点总数的比例，并以该比例表征短帧直方图中亮区亮度分布，其具体实现在此不做赘述。

在一个示例中，上述基于曝光比亮度控制参数，确定曝光比亮度控制参数，确定曝光比大小的调整方向，可以包括：

比较亮度上限与第一阈值范围，以及比较亮度下限与第二阈值范围；

基于比较结果，确定曝光比大小的调整方向。

在该示例中，可以通过比较亮度上限与预设阈值范围(本文中称为第一阈值范围)，以及比较亮度下限与预设阈值范围(本文中称为第二阈值范围)，并基于亮度上限是否处于第一阈值范围，以及亮度下限是否处于第二阈值范围，确定曝光比大小的调整方向。

示例性的，该第一阈值范围为预设的长帧直方图暗区亮度的最佳亮度范围，第二阈值范围为预设的短帧直方图亮区亮度的最佳亮度范围。

在一个示例中，上述基于比较结果，确定曝光比大小的调整方向，可以包括：

若亮度上限小于第一阈值，则当亮度下限小于第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；当亮度下限大于等于第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为增大；

若亮度上限大于第二阈值，则当亮度下限大于第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；当亮度下限小于等于第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为减小；

若亮度上限大于等于第一阈值，且小于等于第二阈值，则当亮度下限小于第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为减小；当亮度下限大于第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为增大；当亮度下限大于等于第三阈值，且小于等于第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；

其中，第一阈值和第二阈值分别为第一阈值范围的下边界和上边界，第三阈值和第四阈值分别为第二阈值范围的下边界和上边界。

具体地，基于比较结果，确定曝光比大小的调整方向可以包括以下几种情况：

情况一、亮度上限小于第一阈值范围的下边界(本文中称为第一阈值)，即长帧暗区欠曝，此时：

若亮度下限小于第二阈值范围的下边界(本文中称为第三阈值)，即短帧亮度过暗，则确定已经无法保证通过调整曝光比是否可以优化图像效果，所确定的曝光比大小的调整方向为维持不变。

若亮度下限大于第二阈值范围的上边界(本文中称为第四阈值)，即短帧亮区过曝，则确定当前场景为高动态范围场景，应采用更大的曝光比，所确定的曝光比大小的调整方向为增大。

若亮度下限处于第二阈值范围内，即大于等于第三阈值，且小于等于第三阈值，则确定当前场景为高动态范围场景，应采用更大的曝光比，所确定的曝光比大小的调整方向为增大。

情况二、亮度上限大于第一阈值范围的上边界(本文中称为第二阈值)，即长帧暗区过亮，此时：

若亮度下限小于第三阈值，即短帧亮区过暗，则确定当前场景为低动态范围场景，应采用更小的曝光比，所确定的曝光比大小的调整方向为减小；

若亮度下限大于第四阈值，即短帧亮度过曝，则确定已经无法保证通过调整曝光比是否可以优化图像效果，所确定的曝光比大小的调整方向为维持不变；

若亮度下限处于第二阈值范围，则确定当前场景为低动态范围场景，应采用更小的曝光比，所确定的曝光比大小的调整方向为减小。

情况三、亮度上限处于第一阈值范围，即大于等于第一阈值，且小于等于第二阈值，此时：

若亮度下限小于第三阈值，则确定当前场景为低动态范围场景，应采用更小的曝光比，所确定的曝光比大小的调整方向为减小；

若亮度下限大于第四阈值，则确定当前场景为高动态范围场景，应采用更大的曝光比，所确定的曝光比大小的调整方向为增大；

若亮度下限处于第二阈值范围，则确定长帧暗区以及短帧亮区的亮度均不需要调整，所确定的曝光比大小的调整方向为维持不变。

作为一种可能的实施方式，步骤S130中，基于曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比，可以包括：

基于曝光比大小的调整方向，以及调整前的曝光比等级，确定调整后的曝光比等级；

根据调整后的曝光比等级，确定调整后的曝光比。

在该实施方式中，当确定了曝光比大小的调整方向时，可以基于所确定的曝光比大小的调整方向，以及调整前的曝光比等级，确定调整后的曝光比等级。

在一个示例中，上述基于曝光比大小的调整方向，以及调整前的曝光比等级，确定调整后的曝光比等级，可以包括：

若曝光比大小的调整方向为增大，且调整前的曝光比等级低于最高曝光比等级，则确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的下一曝光比等级；

若曝光比大小的调整方向为减小，且调整后的曝光等级高于最低曝光比等级，则确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的上一曝光比等级。

在该示例中，当确定了曝光比大小的调整方向时，可以基于所确定的曝光比大小的调整方向，以及调整前的曝光比等级，确定是否能够基于该曝光比大小的调整方向完成曝光比调整。

例如，当所确定的曝光比大小的调整方向为增大时，可以确定调整前的曝光比等级是否为预设的最高曝光比等级；若否，则根据所确定的曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的下一曝光比等级(该曝光比等级对应的曝光比大于上一曝光比等级对应的曝光比)；若是，则确定无法基于所确定的曝光比大小的调整方向完成曝光比调整，此时，可以维持曝光比等级不变(即继续使用最高的曝光比等级)。

同理，当所确定的曝光比大小的调整方向为减小时，可以确定调整前的曝光比等级是否为预设的最低曝光比等级；若否，则根据所确定的曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的上一曝光比等级(该曝光比等级对应的曝光比小于下一曝光比等级对应的曝光比)；若是，则确定无法基于所确定的曝光比大小的调整方向完成曝光比调整，此时，可以维持曝光比等级不变(即继续使用最低的曝光比等级)。

本申请实施例中，考虑到实际应用中，场景的动态范围可能会经常发生变化，每次调整后的曝光比并不一定适用于动态范围变化后的场景。

此外，考虑到每次根据上述实施例中描述的方式确定了调整后的曝光比之后，该曝光比通常需要经过一定时间才会生效，即目标前端设备采集的图像中亮度分布在进行曝光比调整后，也需要一定时间才能稳定，因此，可以每隔一定时间，按照上述实施例描述的方式进行一次曝光比调整(可以为增大、减小或维持不变)。

相应地，在一个示例中，上述获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，可以包括：

每隔N1帧，获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图。

示例性的，N1为正整数，可以根据实际场景设定。

为了保证决策的持续性，避免调整方向震荡，可以每隔N1帧(即每N1+1帧)确定一次曝光比，该N1+1帧中的第2～N1+1帧沿用基于该N1+1帧中的第1帧所确定的曝光比，等待曝光参数下发并起效稳定后再进行下一轮的计算。

进一步地，在本申请实施例中，为了提高曝光控制功能的可控性，可以根据实际需求确定是否使能曝光控制功能。

例如，可以设置一个曝光控制功能的使能开关(可以称为宽动态和自动曝光比开关)，当该开关为开启状态时，表明曝光控制功能使能；当该开关为关闭状态时，表明曝光控制功能未使能。

相应地，在一个示例中，上述获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图之前，还包括：

判断当前是否使能曝光控制功能；

若是，则确定执行上述获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图的步骤。

示例性的，可以通过判断当前是否使能曝光控制功能，以确定是否需要基于上述方法实施例中描述的方式进行曝光控制。

若使能了曝光控制功能，则可以基于上述方法实施例中描述的方式进行曝光控制；若未使能曝光控制功能，则确定不基于上述方法实施例中描述的方式进行曝光控制，此时，可以采用正常曝光逻辑进行处理，或者，采用其他策略进行处理，本申请实施例对此不做限定。

进一步地，在本申请实施例中，基于上述方法实施例中描述的方式确定了调整后的曝光比之后，可以基于调整后的曝光比，确定对应的曝光参数，如快门和/或增益的值，并将所确定的曝光参数输出给目标监控前端或/和监控后端。

示例性的，目标监控前端接收到曝光参数时，可以基于该曝光参数设置图像传感器的曝光参数。

监控后端接收到曝光参数时，可以基于该曝光参数设置动态范围压缩参数，从而，可以基于该动态范围压缩参数对目标监控前端采集的图像进行动态范围压缩，以保留全局对比度，并增强局部细节，优化图像效果。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合具体实例对本申请实施例提供的技术方案进行说明。

请参见图2，为本申请实施例提供的一种曝光控制系统的结构示意图，如图2所示，该曝光控制系统可以包括：长短帧直方图分析模块、曝光比调整计算模块、曝光比应用模块、动态范围调整模块。

在该实施例中，曝光控制系统初始化运行时，可以判断是否使能曝光控制功能；若使能了曝光控制功能，则可以通过长短帧直方图分析模块获取目标监控前端采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，基于该长帧直方图和短帧直方图计算曝光比调整控制参数，并将该曝光比调整控制参数输出给曝光比调整计算模块，由曝光比调整计算模块基于该曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向。

需要说明的是，若未使能曝光控制功能，则可以采用常规曝光逻辑进行处理，其具体实现在此不做赘述。

曝光比调整计算模块确定了曝光比大小的调整方向后，可以将该曝光比大小的调整方向输出给曝光比应用模块，由曝光比应用模块确定是否需要进行曝光比调整。

在该实施例中，当曝光比大小的调整方向为维持不变；或者，曝光比大小的调整方向为增大，但调整前的曝光比等级为最高等级；或者，曝光比大小的调整方向为减小，但调整前的曝光比等级为最低等级时，曝光比应用模块可以确定不需要进行曝光比调整，此时，曝光比应用模块保持当前使用的曝光比不变。

当曝光比大小的调整方向为增大，且调整前的曝光比等级为非最高等级；或者，曝光比大小的调整方向为减小，且调整前的曝光比等级为非最低等级时时，曝光比应用模块可以确定需要进行曝光比调整，此时，曝光比应用模块可以基于曝光比大小的调整方向，以及调整前的曝光比等级，确定调整后的曝光比等级，进而，根据调整后的曝光比等级，确定调整后的曝光比。

在该实施例中，曝光比应用模块可以基于调整后的曝光比，确定快门或/和增益值等曝光参数，并将该曝光参数分别输出给目标监控前端和监控后端。

在该实施例中，曝光控制系统每次确定了曝光参数，并将曝光参数应用到目标监控前端和监控后端后，可以等待N1帧，使此次确定的曝光参数生效，即画面亮度分布在调整曝光后基本稳定时，再进行是否使能曝光控制功能，若仍然使能，则进入新一轮的曝光参数确定流程，其示意图可以如图3所示。

可见，整个处理流程是一个反馈调节的过程，输入是从长短帧直方图中获取的统计信息(即上述曝光比调整控制参数)，输出的是计算得到的长短帧快门和增益值，以保证短帧的亮部不至于过曝或者过暗，且长帧的暗部不至于过亮或者欠曝，即长短帧中感兴趣的部分分别处于预设的曝光水平之内。

下面分别对各模块进行说明。

1、长短帧直方图分析模块

输入：长帧直方图、短帧直方图、第一比例以及第二比例。

输出：曝光比调整控制参数。

功能：计算长帧直方图中暗区前第一比例(如千分之N1)像素点的亮度上限(假设为Y1)，以及短帧直方图中亮区前第二比例(如千分之N2)像素点的亮度下限(假设为Y2)。

在该实施例中，考虑到感兴趣的过暗和过曝区域(ROI)占画面的比重较小，对整体亮度影响较小，仅基于Gamma后的平均亮度信息不能正确处理过暗或者过亮的场景。此时，若需要控制ROI的亮度值在预设范围内，可以基于直方图统计信息进行曝光控制的依据。

在宽动态模式下，融合帧选择长帧以保证暗处的细节可见，选择短帧以保证亮处的细节可见，因此，可以通过统计长帧的最暗处的亮度值和短帧最亮处的亮度值，进行画面中是否有局部过暗和过曝的判断。

在该实施例中，可以将数字图像处理平台输出的长短帧的256阶亮度的直方图信息，作为长短帧直方图分析模块的输入。

2、曝光比调整计算模块

输入：曝光比调整控制参数(即Y1和Y2)，以及第一阈值范围(假设为[Ythr_d1,Ythr_d2])和第二阈值范围(假设为[Ythr_h1,Ythr_h2])。

输出：曝光比大小的调整方向。

功能：基于Y1与[Ythr_d1，Ythr_d2]的比较结果，以及Y2与[Ythr_h1，Ythr_h2]的比较结果，确定曝光比大小的调整方向。

示例性的，曝光比调整计算模块可以先比较Y1与[Ythr_d1,Ythr_d2]，然后，比较Y2与[Ythr_h1,Ythr_h2]；其中：

情况一、Y1＜Ythr_d1，即长帧暗区欠曝，则：

1)、若Y2＜Ythr_h1，即短帧亮区过暗，则确定曝光比大小的调整方向为维持不变；

2)、若Y2＞Ythr_h2，即短帧亮区过曝，则确定当前场景为高动态范围场景，曝光比大小的调整方向为增大；

3)、若Y2处于[Ythr_h1,Ythr_h2]内，则确定当前场景为高动态范围场景，曝光比大小的调整方向为增大。

情况二、Y1＞Ythr_d2，即长帧暗区过亮，则：

1)、若Y2＜Ythr_h1，即短帧亮区过暗，则确定当前场景为低动态范围场景，曝光比大小的调整方向为减小；

2)、若Y2＞Ythr_h2，即短帧亮区过曝，则确定曝光比大小的调整方向为维持不变；

3)、若Y2处于[Ythr_h1,Ythr_h2]内，则确定当前场景为低动态范围场景，曝光比大小的调整方向为减小。

情况三、Y1处于[Ythr_d1,Ythr_d2]内，即长帧暗区不需调整，则：

1)、若Y2＜Ythr_h1，即短帧亮区过暗，则确定当前场景为低动态范围场景，曝光比大小的调整方向为减小；

2)、若Y2＞Ythr_h2，即短帧亮区过曝，则确定当前场景为高动态范围场景，曝光比大小的调整方向为增大；

3)、若Y2处于[Ythr_h1,Ythr_h2]内，则确定曝光比大小的调整方向为维持不变。

3、曝光比应用模块

输入：曝光比大小的调整方向；

输出：快门和增益值

功能：当曝光比大小的调整方向不为维持不变时，根据调整前的曝光比等级，由调整方向进行等级的加减以确定下一帧的曝光比等级，再基于图像传感器类型和实际场景需要确定真实的曝光比值，并确定对应的快门和增益值，输出给目标监控前端的图像传感器和监控后端。

4、动态范围调整模块

输入：快门和增益值

输出：动态范围压缩参数

功能：根据当前使用的快门和增益值，确定动态范围压缩参数。

在该实施例中，当场景动态范围较大时，由于宽动态模式需要兼顾亮处和暗处的细节，画面的整体亮度会随着曝光比的增加而向着暗处被压缩，整体亮度约为长帧亮度除以曝光比，因此，当采用较大曝光比时需要提高动态范围压缩的强度以保证暗处不至于过暗。

因此，可以根据快门和增益值确定动态范围压缩参数，并基于该动态范围参数进行画面提亮，以弥补进行长短帧融合时导致的亮度衰减。

本申请实施例中，通过获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，并基于长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数，进而，基于曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向，并基于曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比，从而，可以灵活地针对不同动态范围的场景设定适合的曝光比，优化了不同动态范围场景下的图像质量。

以上对本申请提供的方法进行了描述。下面对本申请提供的装置进行描述：

请参见图4，为本申请实施例提供的一种曝光控制装置的结构示意图，如图4所示，该曝光控制装置可以包括：

获取单元410，用于获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图；

第一确定单元420，用于基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数；

第二确定单元430，用于基于所述曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向；

控制单元440，用于基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比。

作为一个实施例，所述第一确定单元420基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数，包括：

基于所述长帧直方图中的暗区亮度分布，以及所述短帧直方图中的亮区亮度分布，确定曝光比调整控制参数。

作为一个实施例，所述第一确定单元420基于所述长帧直方图中的暗区亮度分布，以及所述短帧直方图中的亮区亮度分布，确定曝光比调整控制参数，包括：

确定所述长帧直方图中暗区前第一比例的像素点的亮度上限，以及所述短帧直方图中亮区前第二比例的像素点的亮度下限；

基于所述亮度上限以及所述亮度下限，确定为曝光比调整控制参数。

作为一个实施例，所述第二确定单元430基于曝光比亮度控制参数，确定曝光比大小的调整方向，包括：

比较所述亮度上限与第一阈值范围，以及比较所述亮度下限与第二阈值范围；其中，所述第一阈值范围为预设的长帧直方图暗区亮度的最佳亮度范围，所述第二阈值范围为预设的短帧直方图亮区亮度的最佳亮度范围；

基于比较结果，确定曝光比大小的调整方向。

作为一个实施例，所述第二确定单元430基于所述比较结果，确定曝光比大小的调整方向，包括：

若所述亮度上限小于第一阈值，则当所述亮度下限小于第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；当所述亮度下限大于等于所述第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为增大；

若所述亮度上限大于第二阈值，则当所述亮度下限大于第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；当所述亮度下限小于等于所述第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为减小；

若所述亮度上限大于等于所述第一阈值，且小于等于所述第二阈值，则当所述亮度下限小于所述第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为减小；当所述亮度下限大于所述第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为增大；当所述亮度下限大于等于所述第三阈值，且小于等于所述第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；

其中，所述第一阈值和所述第二阈值分别为所述第一阈值范围的下边界和上边界，所述第三阈值和所述第四阈值分别为所述第二阈值范围的下边界和上边界。

作为一个实施例，所述控制单元440基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比，包括：

若所述曝光比大小的调整方向为增大，且调整前的曝光比等级低于最高曝光比等级，则确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的下一曝光比等级；

若所述曝光比大小的调整方向为减小，且调整前的曝光等级高于最低曝光比等级，则确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的上一曝光比等级；

基于调整后的曝光比等级，确定调整后的曝光比。

作为一个实施例，所述获取单元410获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图，包括：

每隔N1帧，获取所述目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图。

作为一个实施例，所述获取单元410获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图之前，还包括：

判断当前是否使能曝光控制功能；

若是，则获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图。

作为一个实施例，所述控制单元440确定调整后的曝光比之后，还包括：

基于所述调整后的曝光比，确定对应的曝光参数；

将所述曝光参数输出给所述目标监控前端或/和监控后端，以使所述目标监控前端基于所述曝光参数设置图像传感器的曝光参数，或/和所述监控后端根据所述曝光参数设置动态范围压缩参数。

对应地，本申请还提供了图4所示装置的硬件结构。参见图5，该硬件结构可包括：处理器和机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现本申请上述示例公开的方法。

基于与上述方法同样的申请构思，本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有若干计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，能够实现本申请上述示例公开的方法。

示例性的，上述机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。应理解可以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、嵌入式处理机或其它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它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。

而且，这些计算机程序指令也可以存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或者多个流程和/或方框图一个方框或者多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或者其它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，从而在计算机或其它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。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种曝光控制方法，其特征在于，包括：

获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图；

基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数；

基于所述曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向；

基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数，包括：

基于所述长帧直方图中的暗区亮度分布，以及所述短帧直方图中的亮区亮度分布，确定曝光比调整控制参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述长帧直方图中的暗区亮度分布，以及所述短帧直方图中的亮区亮度分布，确定曝光比调整控制参数，包括：

确定所述长帧直方图中暗区前第一比例的像素点的亮度上限，以及所述短帧直方图中亮区前第二比例的像素点的亮度下限；

基于所述亮度上限以及所述亮度下限，确定为曝光比调整控制参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于曝光比亮度控制参数，确定曝光比大小的调整方向，包括：

比较所述亮度上限与第一阈值范围，以及比较所述亮度下限与第二阈值范围；其中，所述第一阈值范围为预设的长帧直方图暗区亮度的亮度范围，所述第二阈值范围为预设的短帧直方图亮区亮度的亮度范围；

基于比较结果，确定曝光比大小的调整方向。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果，确定曝光比大小的调整方向，包括：

若所述亮度上限小于第一阈值，则当所述亮度下限小于第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；当所述亮度下限大于等于所述第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为增大；

若所述亮度上限大于第二阈值，则当所述亮度下限大于第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；当所述亮度下限小于等于所述第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为减小；

若所述亮度上限大于等于所述第一阈值，且小于等于所述第二阈值，则当所述亮度下限小于所述第三阈值时，确定曝光比大小的调整方向为减小；当所述亮度下限大于所述第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为增大；当所述亮度下限大于等于所述第三阈值，且小于等于所述第四阈值时，确定曝光比大小的调整方向为维持不变；

其中，所述第一阈值和所述第二阈值分别为所述第一阈值范围的下边界和上边界，所述第三阈值和所述第四阈值分别为所述第二阈值范围的下边界和上边界。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比，包括：

若所述曝光比大小的调整方向为增大，且调整前的曝光比等级低于最高曝光比等级，则确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的下一曝光比等级；

若所述曝光比大小的调整方向为减小，且调整前的曝光等级高于最低曝光比等级，则确定调整后的曝光比等级为调整前的曝光比等级的上一曝光比等级；

基于调整后的曝光比等级，确定调整后的曝光比。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述获取目标监控前端所采集的图像的的长帧直方图和短帧直方图之前，还包括：

判断当前是否使能曝光控制功能；

若是，则确定执行所述获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图的步骤。

8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述确定调整后的曝光比之后，还包括：

基于所述调整后的曝光比，确定对应的曝光参数；

将所述曝光参数输出给所述目标监控前端或/和监控后端，以使所述目标监控前端基于所述曝光参数设置图像传感器的曝光参数，或/和所述监控后端根据所述曝光参数设置动态范围压缩参数。

9.一种曝光控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取目标监控前端所采集的图像的长帧直方图和短帧直方图；

第一确定单元，用于基于所述长帧直方图和短帧直方图，确定曝光比调整控制参数；

第二确定单元，用于基于所述曝光比调整控制参数，确定曝光比大小的调整方向；

控制单元，用于基于所述曝光比大小的调整方向，确定调整后的曝光比。

10.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：

处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现权利要求1-8任一项的方法步骤。

11.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一所述的方法步骤。

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