CN114143473A - 一种智能成像光学参数自调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能成像光学参数自调整方法，用于调整光学参数曝光时间和信号增益，包括以下步骤：步骤S1:首先对信号增益和曝光时间设置初始值；步骤S2:条码搜索；步骤S3:记录条码的位置坐标，计算条码所在位置区域，设置参数优化阶段的初始参数组合；步骤S4:使用当前曝光时间和信号增益进行拍照，根据计算的条码所在区域，截取条码子图像，将截取的条码子图像作为待解码图像，进行亮度评估，根据亮度评估值进行处理，对当前状态进行判断；步骤S5:使用最佳参数组合设置信号增益和曝光时间；步骤S6:参数确认，本发明能够完成对光学参数曝光时间和信号增益的智能调整，具有调整速度快速、所选参数稳定可靠的特点。

Description

一种智能成像光学参数自调整方法

技术领域

本发明涉及智能成像设备领域，具体为一种智能成像光学参数自调整方法。

背景技术

自动曝光是数字成像系统必不可少的功能组成部分，是获取亮度适中、细节表现清晰图像的重要保障，通常包括光强测量、场景分析、曝光补偿三个步骤。对于常用的成像系统，图像亮度由场景光强、光圈大小、曝光时间、信号增益等四个因素决定。在自然情况下，场景光强由成像时的外界环境决定，经常不用于图像亮度的自动控制。同时，出于成本、便利性等因素考虑，光圈也经常不用于图像亮度的自动控制。因此，自动曝光通常主要对曝光时间和信号增益进行自动控制。

当成像系统生成一帧图像后，首先需要判断当前帧图像的亮度是否合适，自动曝光控制的曝光时间、信号增益等光学参数是否需要进行调整，即确定自动曝光原则；当确定当前帧图像需要进行亮度调整后，根据当前图像亮度信息与目标亮度差，通过确定的曝光控制算法对相关参数进行调整，使下一帧图像的亮度逐渐接近并最终达到目标亮度水平，常用的图像亮度评估方法有平均亮度法、权重均值法、直方图法、图像信息熵法等。

现有的自动曝光技术主要针对人像、风景等目标来调整相关参数，对于以条码为目标的场景图像，存在的缺点有：

1)整体图像较清晰，但条码所在的局部图像不够清晰；

2)使用整幅图像进行计算，运算量大，用时多；

3)图像清晰后参数调整即停止，全部参数组合的覆盖率低，调整后的参数通常不是稳定的参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种智能成像光学参数自调整方法，本发明以选取能够稳定可靠成功解码的参数组合为目标，通过条码搜索、参数优化和参数确认三个阶段，完成对光学参数的智能调整，具有调整速度快速、所选参数稳定可靠的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能成像光学参数自调整方法，用于调整光学参数曝光时间和信号增益，包括以下步骤：

步骤S1:首先对信号增益和曝光时间设置初始值；

步骤S2:条码搜索阶段

使用当前的信号增益和曝光时间进行拍照，将所拍照片整幅图像作为待解码图像，进行亮度评估，根据亮度评估值进行处理，并对当前状态进行判断；

步骤S3:记录条码的位置坐标，计算条码所在位置区域，设置参数优化阶段的初始参数组合；

步骤S4:参数优化阶段

使用当前曝光时间和信号增益进行拍照，根据计算的条码所在区域，截取条码子图像，将截取的条码子图像作为待解码图像，进行亮度评估，根据亮度评估值进行处理，对当前状态进行判断；

步骤S5:使用最佳参数组合设置信号增益和曝光时间；

步骤S6:参数确认阶段

使用最佳的信号增益和曝光时间进行拍照，根据计算的条码所在区域，截取条码子图像，将截取的条码子图像作为待解码图像，运行解码引擎并记录运行结果，对当前状态进行判断。

进一步地，所述步骤S2中处理过程具体包括：

①、待解码图像的亮度评估值可接受，运行解码引擎，确认图像中有无条码；

②、待解码图像的亮度评估值过暗，调整信号增益；

③、待解码图像的亮度评估值过亮，调整曝光时间。

步骤S2中对当前状态进行判断，具体操作为：

①、待解码图像中存在条码，则从条码搜索阶段转换到参数优化阶段；

②、参数空间仍有待搜索的参数组合，重复步骤S2；

③、参数空间搜索一遍，结束参数调整过程。

进一步地，所述步骤S4中亮度评估值处理过程包括：

a)亮度评估值位于lowL和highL之间，亮度适中、当前参数合适，更新最佳参数组合；

b)亮度评估值小于lowL，调整信号增益，比较参数组合，若当前参数组合较佳则更新最佳参数组合；

c)亮度评估值大于highL，调整曝光时间，比较参数组合，若当前参数组合较佳则更新最佳参数组合。

步骤S4中对当前状态进行判断，具体操作为：

a)当前参数合适，从参数优化阶段转换到参数确认阶段；

b)参数空间仍有待搜索参数组合，重复步骤S4；

c)参数空间搜索一遍，从参数优化阶段转换到参数确认阶段。

进一步地，所述步骤S6中对当前状态进行判断，具体操作为：

a)解码引擎运行次数大于要求值，统计成功解码概率，结束参数调整过程；

b)解码引擎运行次数小于要求值，重复步骤S6。

进一步地，所述步骤S1中，曝光时间的可取值范围为minE到maxE，初始值为maxE；信号增益的可取值范围为minG到maxG，初始值为minG，两者的取值均为正整数。智能成像光学参数自调整方法在信号增益和曝光时间组成的整个参数空间中进行搜索，找到一个最佳参数组合，使拍照图像中条码的成功解码概率相对较高且稳定。当找到可稳定成功解码的参数组合或参数空间遍历完后，结束参数调整过程。

进一步地，所述步骤S2中，根据亮度评估值进行处理时，先对待解码图像的清晰度或亮度值进行评估，亮度值在可接受范围内的待解码图像传输给解码引擎，当待解码图像的亮度值偏高或偏低以致于不可能解码成功时，则直接对曝光时间或信号增益进行调整而不运行解码引擎。

进一步地，所述步骤S2为条码搜索阶段，若解码引擎输出的条码数量大于0，则表示图像中有条码；反之解码引擎输出的条码数量等于0，表示图像中无条码。当图像中有条码时，记录条码在图像中的位置坐标，然后转换到参数优化阶段；当图像中无条码时，则调整曝光时间或信号增益后重新进行拍照、亮度值评估、解码，直到参数空间搜索一遍或解码成功。

进一步地，步骤S2、S4中，亮度评估值的获取方式具体为：以一定间隔采样的方式选取待评估图像中心区域内的像素，对选定像素的灰度值进行直方图统计分析，计算得出当前图像的亮度值或清晰度水平，即图像亮度评估值。图像亮度评估值为大于0的正整数，当图像亮度评估值大于100时，表示当前图像亮度偏亮；反之当图像亮度评估值小于100时，表示当前图像亮度偏暗；当图像亮度评估值等于100时，表示当前图像的亮度正合适。

设可接受亮度范围的最小、最大图像亮度评估值分别为minL、maxL，当图像亮度评估值小于minL时，表示图像中各像素的灰度值均较小且集中靠近低亮度区域，图像偏暗，此时称图像过暗；

当图像亮度评估值大于maxL时，表示图像中各像素的灰度值均较大且集中靠近高亮度区域，图像偏亮，此时称图像过亮；

当图像亮度评估值位于minL和maxL之间时，称图像可接受；

根据图像亮度评估值的计算过程，可知minL和maxL的关系为：

0<minL<100<maxL。

当图像亮度评估值位于100附近的一个区间时，图像中各像素的灰度值基本上在整个灰度范围的高、中、低区域均有分布，图像层次分明、亮暗适中、目标清晰，此时称图像适中；

设图像亮度适中范围对应的最小、最大图像亮度评估值分别为lowL、highL，根据图像亮度评估值的计算过程，可知minL、maxL、lowL和highL的关系为：

0<minL<lowL<100<hightL<maxL；

在条码搜索和参数优化阶段均要对待解码图像进行亮度评估，前者的待解码图像为整幅图像，后者的待解码图像为条码所在区域的子图像；

由于参数优化阶段的待解码图像只包含条码所在区域的图像，因此，亮度评估值能够直接反映条码成像质量的清晰度，对于参数组合A和参数组合B，若参数组合A对应的待解码图像亮度评估值为paL，参数组合B对应的待解码图像亮度评估值为pbL，当paL与100差值的绝对值小于pbL与100差值的绝对值时，即

|paL–100|<|pbL-100|，

称参数组合A较参数组合B较佳；

在参数优化阶段不断进行参数调整，更新记录一个最佳的参数组合，直至找到一个参数组合使亮度评估值位于亮度适中范围或整个参数空间搜索一遍。

进一步地，步骤S2、S4中，当需要调整信号增益时，信号增益调整计算公式为：

nxtG＝curG+stpG；

其中nxtG表示调整后的信号增益，curG表示当前的信号增益，stpG表示信号增益的调整步长。当调整后的信号增益nxtG大于允许的最大值maxG时，则光学参数调整结束。

进一步地，步骤S2、S4中，曝光时间的调整以减少为主、重置为辅。

当信号增益固定不变时，曝光时间进行减少调整，计算公式为：

nxtE＝curE–stpE；

其中nxtE表示调整后的曝光时间，curE表示当前的曝光时间，stpE表示减少调整步长。当调整后的曝光时间nxtE小于minE时，则对信号增益进行调整。

曝光时间减少调整的步长计算方法为：

其中const表示大于0的常数，运算符[·]表示向下取整。

当信号增益需要进行调整时，曝光时间同时进行重置调整，计算公式为：

其中nxtE表示调整后的曝光时间，curE表示当前的曝光时间，gnE是在运行过解码引擎后，特定信号增益下允许的最大曝光时间，计算公式为：

其中运算符[·]表示向下取整。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明以图像中条码能否解码做为判断图像是否合适的校准，光学参数自调整完成后所选用的参数，能够确保图像中条码成功解码的可靠性。

2.本发明以采样方式对图像亮度进行评估，没有采用全像素参与图像亮度评估的计算，运算量小。

3.本发明在参数优化阶段只对条码所在区域的子图像进行处理，进一步减少了运算量，因此整个参数自调整过程运算量小、用时少、效率高。

4.本发明整个参数自调整过程分为条码搜索、参数优化和参数确认三个阶段，保证了信号增益和曝光时间参数组合的覆盖率，增加了参数调整后所选参数的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种智能成像光学参数自调整方法的流程图。

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。

根据本发明的一实施方式结合图1示出，一种智能成像光学参数自调整方法，用于调整曝光时间和信号增益，包括以下步骤：

步骤S1:首先对信号增益和曝光时间设置初始值；

曝光时间的可取值范围为minE到maxE，初始值为maxE；信号增益的可取值范围为minG到maxG，初始值为minG，两者的取值均为正整数。信号增益和曝光时间的全部组合，共同构成智能成像光学参数的搜索空间，即参数空间。智能成像光学参数自调整方法在信号增益和曝光时间组成的整个参数空间中进行搜索，找到一个最佳参数组合，使拍照图像中条码的成功解码概率相对高且稳定。当找到可稳定成功解码的参数组合或参数空间遍历完后，结束参数调整过程。

步骤S2:条码搜索阶段

使用当前的信号增益和曝光时间进行拍照，将所拍照片整幅图像作为待解码图像，进行亮度评估，根据亮度评估值进行处理，并对当前状态进行判断；

亮度评估值的获取方式具体为：以一定间隔采样的方式选取待评估图像中心区域内的像素，对选定像素的灰度值进行直方图统计分析，计算得出当前图像的亮度值或清晰度水平，即图像亮度评估值。图像亮度评估值为大于0的正整数，当图像亮度评估值大于100时，表示当前图像亮度偏亮；反之当图像亮度评估值小于100时，表示当前图像亮度偏暗；当图像亮度评估值等于100时，表示当前图像的亮度正合适。

设可接受亮度范围的最小、最大图像亮度评估值分别为minL、maxL，当图像亮度评估值小于minL时，表示图像中各像素的灰度值均较小且集中靠近低亮度区域，图像偏暗，此时称图像过暗；

当图像亮度评估值大于maxL时，表示图像中各像素的灰度值均较大且集中靠近高亮度区域，图像偏亮，此时称图像过亮；

当图像亮度评估值位于minL和maxL之间时，称图像可接受；

根据图像亮度评估值的计算过程，可知minL和maxL的关系为：

0<minL<100<maxL。

当图像亮度评估值位于100附近的一个区间时，图像中各像素的灰度值基本上在整个灰度范围的高、中、低区域均有分布，图像层次分明、亮暗适中、目标清晰，此时称图像适中；

设图像亮度适中范围对应的最小、最大图像亮度评估值分别为lowL、highL，根据图像亮度评估值的计算过程，可知minL、maxL、lowL和highL的关系为：

0<minL<lowL<100<hightL<maxL；

亮度评估值处理过程具体包括：

①、待解码图像的亮度评估值可接受，运行解码引擎，确认图像中有无条码；

②、待解码图像的亮度评估值过暗，调整信号增益；

③、待解码图像的亮度评估值过亮，调整曝光时间。

步骤S2中对当前状态进行判断，具体操作为：

①、待解码图像中存在条码，则从条码搜索阶段转换到参数优化阶段；

②、参数空间仍有待搜索参数组合，重复步骤S2；

③、参数空间搜索遍历一遍，结束参数调整过程。

在条码搜索阶段，由于尚未获得条码的位置信息，因此，待解码图像为所拍图像的整幅图像，若条码搜索阶段解码引擎输出的条码数量大于0，则表示图像中有条码；反之解码引擎输出的条码数量等于0，表示图像中无条码，当图像中有条码时，记录条码在图像中的位置坐标，然后转换到参数优化阶段；当图像中无条码时，则调整曝光时间或信号增益后重新进行拍照、亮度值评估、解码，直到参数空间搜索一遍或解码成功。

图像亮度随信号增益的增大而增大，但同时信号增益对图像可表示的场景亮度范围有影响，信号增益越大，图像可表示的场景亮度范围越小。此外，信号增益越大，引入的其他噪声会越多，因此，要优先使用小信号增益大曝光时间的参数组合。

为避免多次重复使用相似的参数组合，减少计算量及计算用时，信号增益在调整过程中只增大不减少，直至达到允许的最大值maxG。由于增大信号增益可以调亮图像，因此待解码图像过暗时，需要调整信号增益以增大待解码图像的亮度评估值。当曝光时间为最小值minE时，曝光时间无法继续减少，为实现对整个参数空间的搜索遍历，此时需增大信号增益并重置曝光时间。由此可知，信号增益的调整条件有：1、待解码图像过暗；2、曝光时间达到最小值minE。

当需要调整信号增益时，信号增益调整计算公式为：

nxtG＝curG+stpG；

其中nxtG表示调整后的信号增益，curG表示当前的信号增益，stpG表示信号增益的调整步长。当调整后的信号增益nxtG大于允许的最大值maxG时，则光学参数调整结束。

在相同信号增益下，曝光时间越长，图像越亮，评估的亮度值越高。为实现图像亮暗两个方向的参数调整，结合信号增益的调整方法，曝光时间的调整以减少为主、重置为辅。

当信号增益固定不变时，曝光时间进行减少调整，计算公式为：

nxtE＝curE–stpE；

其中nxtE表示调整后的曝光时间，curE表示当前的曝光时间，stpE表示减少调整步长。当调整后的曝光时间nxtE小于minE时，则对信号增益进行调整。

曝光时间减少调整的步长计算方法为：

其中const表示大于0的常数，运算符[·]表示向下取整。

当信号增益需要进行调整时，曝光时间同时进行重置调整，计算公式为：

其中nxtE表示调整后的曝光时间，curE表示当前的曝光时间，gnE是在运行过解码引擎后，特定信号增益下允许的最大曝光时间，计算公式为：

其中运算符[·]表示向下取整。

条码搜索阶段，先对待解码图像的清晰度或亮度值进行评估，亮度值在可接受范围内的待解码图像传输给解码引擎，当待解码图像的亮度值偏高或偏低以致于不可能解码成功时，则直接对曝光时间或信号增益进行调整而不运行解码引擎，从而节约解码引擎运行时间，减少光学参数调整所用的总时间。

步骤S3:记录条码的位置坐标，计算条码所在位置区域，设置参数组合初始值；

步骤S4:参数优化阶段

使用当前曝光时间和信号增益进行拍照，根据计算的条码所在区域，截取条码子图像，将截取的条码子图像作为待解码图像，进行亮度评估，根据亮度评估值进行处理，对当前状态进行判断；

由于参数优化阶段的待解码图像只包含条码所在区域的图像，因此，亮度评估值能够直接反映条码成像质量的清晰度，对于参数组合A和参数组合B，若参数组合A对应的待解码图像亮度评估值为paL，参数组合B对应的待解码图像亮度评估值为pbL，当paL与100差值的绝对值小于pbL与100差值的绝对值时，即

|paL–100|<|pbL-100|，

称参数组合A较参数组合B较佳。

步骤S4中亮度评估值处理过程包括：

a)亮度评估值位于lowL和highL之间，亮度适中、当前参数合适，更新最佳参数组合；

b)亮度评估值小于lowL，调整信号增益，比较参数组合，若当前参数组合较佳则更新最佳参数组合；

c)亮度评估值大于highL，调整曝光时间，比较参数组合，若当前参数组合较佳则更新最佳参数组合。

步骤S4中对当前状态进行判断，具体操作为：

a)当前参数合适，从参数优化阶段转换到参数确认阶段；

b)参数空间仍有待搜索参数组合，重复步骤S4；

c)参数空间搜索一遍，从参数优化阶段转换到参数确认阶段。

由于参数优化阶段已经获得了条码的位置信息，因此，待解码图像为条码所在区域的局部图像，参数优化阶段根据待解码图像的亮度值不断进行曝光时间和信号增益的调整，只到找到一个参数组合，使待解码图像的评估亮度值在指定的范围内止。鉴于参数优化阶段的待解码图像就是条码所在区域的图像，亮度评估值能够比较准确的反映条码图像的清晰程度和质量，因此，参数优化阶段只进行亮度值评估和曝光时间、信号增益的调整，而不运行解码引擎，以进一步减少光学参数调整的用时。

步骤S5:使用最佳参数组合设置信号增益和曝光时间；

步骤S6:参数确认阶段

使用最佳的信号增益和曝光时间进行拍照，根据计算的条码所在区域，截取条码子图像，将截取的条码子图像作为待解码图像，运行解码引擎并记录运行结果，对当前状态进行判断。

步骤S6中对当前状态进行判断，具体操作为：

a)解码引擎运行次数大于要求值，统计成功解码概率，结束参数调整过程；

b)解码引擎运行次数小于要求值，重复步骤S6。

参数确认阶段使用参数优化阶段的光学参数，拍照特定数量的图像，每幅图像截取条码位置区域的局部图像作为待解码图像，传输给解码引擎，然后统计成功解码的概率。最后输出选取的参数及成功解码的概率。

本发明中，为使参数调整过程简洁迅速、调整结果稳定可靠，将智能成像光学参数自调整过程划分为条码搜索、参数优化和参数确认三个阶段。

条码搜索阶段以找到条码位置为目标，将整幅图像作为待解码图像进行亮度评估，亮度评估值在可接受范围内的传输给解码引擎，解码成功则跳转到参数优化阶段，反之则根据待解码图像的亮度评估值，进行信号增益、曝光时间的调整。

参数优化阶段以找到亮度适中的最佳参数组合为目标，将条码所在区域的子图像作为待解码图像进行亮度评估，根据亮度评估值，进行信号增益、曝光时间的调整，但不运行解码引擎。

参数确认阶段以统计分析成功解码概率为目标，将条码所在区域的子图像作为待解码图像，不进行亮度评估，不进行信号增益和曝光时间的调整，直接运行解码引擎。统计分析多次运行解码引擎输出结果，计算出输出成功解码概率、输出选取的参数组合、结束光学参数调整过程。

条码搜索和参数优化阶段，曝光时间、信号增益的调整方法相同，都要进行亮度评估，但两者评估的待解码图像不同；参数优化和参数确认阶段的待解码图像相同，但前者用于亮度评估，后者用于解码引擎；条码搜索和参数确认阶段均需要运行解码引擎，但两者的待解码图像不同。

由于在条码搜索阶段找到了条码的具体位置，因此，参数优化和参数确认阶段均只将条码所在区域的子图像作为待解码图像进行亮度评估或运行解码引擎，通常条码区域在整幅图像中的占比较小，将条码所在区域子图像作为待解码图像的处理方式，不仅可以显著减少亮度评估和运行解码引擎的计算量，节约评估和运行时间，而且亮度评估值也能够更有针对性的反映条码成像的清晰度，这样既保证了参数调整的可靠性，又提高了参数调整的效率。

条码搜索阶段转换到参数优化的条件是找到一个能够成功解码的参数组合；参数优化阶段转换到参数确认阶段的条件为找到一个使待解码图像亮度适中的参数组合或搜索遍历了整个参数空间。在参数优化阶段，若搜索遍历了整个参数空间也没有找到一个使待解码图像亮度适中的参数组合，则参数确认阶段使用记录的最佳参数进行成功解码概率的统计分析。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种智能成像光学参数自调整方法，用于调整光学参数曝光时间和信号增益，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:首先对信号增益和曝光时间设置初始值；

步骤S2:条码搜索阶段

使用当前的信号增益和曝光时间进行拍照，将所拍照片整幅图像作为待解码图像，进行亮度评估，根据亮度评估值进行处理，并对当前状态进行判断；

步骤S3:记录条码的位置坐标，计算条码所在位置区域，设置参数优化阶段的初始参数组合值；

步骤S4:参数优化阶段

使用当前曝光时间和信号增益进行拍照，根据计算的条码所在区域，截取条码子图像，将截取的条码子图像作为待解码图像，进行亮度评估，根据亮度评估值进行处理，对当前状态进行判断；

步骤S5:使用最佳参数组合设置信号增益和曝光时间；

步骤S6:参数确认阶段

使用最佳的信号增益和曝光时间进行拍照，根据计算的条码所在区域，截取条码子图像，将截取的条码子图像作为待解码图像，运行解码引擎并记录运行结果，对当前状态进行判断。

2.根据权利要求1所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：所述步骤S2中处理过程具体包括：

①、待解码图像的亮度评估值可接受，运行解码引擎，确认图像中有无条码；

②、待解码图像的亮度评估值过暗，调整信号增益；

③、待解码图像的亮度评估值过亮，调整曝光时间；

步骤S2中对当前状态进行判断，具体操作为：

①、待解码图像中存在条码，则从条码搜索阶段转换到参数优化阶段；

②、参数空间仍有待搜索参数组合，重复步骤S2；

③、参数空间搜索遍历一遍，结束参数调整过程。

3.根据权利要求1所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：所述步骤S4中亮度评估值处理过程包括：

a)亮度评估值位于lowL和highL之间，表示亮度适中、当前参数合适，更新最佳参数组合；

b)亮度评估值小于lowL，调整信号增益，比较参数组合，若当前参数组合较佳则更新最佳参数组合；

c)亮度评估值大于highL，调整曝光时间，比较参数组合，若当前参数组合较佳则更新最佳参数组合；

步骤S4中对当前状态进行判断，具体操作为：

a)当前参数合适，从参数优化阶段转换到参数确认阶段；

b)参数空间仍有待搜索参数组合，重复步骤S4；

c)参数空间搜索一遍，从参数优化阶段转换到参数确认阶段。

4.根据权利要求1所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：所述步骤S6中对当前状态进行判断，具体操作为：

a)解码引擎运行次数大于要求值，统计成功解码概率，结束参数调整过程；

b)解码引擎运行次数小于要求值，重复步骤S6。

5.根据权利要求1所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：所述步骤S1中，曝光时间的可取值范围为minE到maxE，初始值为maxE；信号增益的可取值范围为minG到maxG，初始值为minG，两者的取值均为正整数。智能成像光学参数自调整方法在信号增益和曝光时间组成的整个参数空间中进行搜索，找到一个最佳参数组合，使拍照图像中条码的成功解码概率相对较高且稳定，当找到可稳定成功解码的参数组合或参数空间遍历完后，结束参数调整过程。

6.根据权利要求1所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：所述步骤S2中，根据亮度评估值进行处理时，先对待解码图像的清晰度或亮度值进行评估，亮度值在可接受范围内的待解码图像传输给解码引擎，当待解码图像的亮度值偏高或偏低以致于不可能解码成功时，则直接对曝光时间或信号增益进行调整而不运行解码引擎。

7.根据权利要求6所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：所述步骤S2为条码搜索阶段，若解码引擎输出的条码数量大于0，则表示图像中有条码；反之解码引擎输出的条码数量等于0，表示图像中无条码。当图像中有条码时，记录条码在图像中的位置坐标，然后转换到参数优化阶段；当图像中无条码时，则调整曝光时间或信号增益后重新进行拍照、亮度值评估、解码，直到参数空间搜索一遍或解码成功。

8.根据权利要求1所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：亮度评估值的获取方式具体为：以一定间隔采样的方式选取待评估图像中心区域内的像素，对选定像素的灰度值进行直方图统计分析，计算得出当前图像的亮度值或清晰度水平，即图像亮度评估值。图像亮度评估值为大于0的正整数，当图像亮度评估值大于100时，表示当前图像亮度偏亮；反之当图像亮度评估值小于100时，表示当前图像亮度偏暗；当图像亮度评估值等于100时，表示当前图像的亮度正合适。

设可接受亮度范围的最小、最大图像亮度评估值分别为minL、maxL，当图像亮度评估值小于minL时，表示图像中各像素的灰度值均较小且集中靠近低亮度区域，图像偏暗，此时称图像过暗；

当图像亮度评估值大于maxL时，表示图像中各像素的灰度值均较大且集中靠近高亮度区域，图像偏亮，此时称图像过亮；

当图像亮度评估值位于minL和maxL之间时，称图像可接受；

根据图像亮度评估值的计算过程，可知minL和maxL的关系为：

0<minL<100<maxL。

当图像亮度评估值位于100附近的一个区间时，图像中各像素的灰度值基本上在整个灰度范围的高、中、低区域均有分布，图像层次分明、亮暗适中、目标清晰，此时称图像适中；

设图像亮度适中范围对应的最小、最大图像亮度评估值分别为lowL、highL，根据图像亮度评估值的计算过程，可知minL、maxL、lowL和highL的关系为：

0<minL<lowL<100<hightL<maxL；

在条码搜索和参数优化阶段均要对待解码图像进行亮度评估，前者的待解码图像为整幅图像，后者的待解码图像为条码所在区域的子图像；

由于参数优化阶段的待解码图像只包含条码所在区域的图像，因此，亮度评估值能够直接反映条码成像质量的清晰度，对于参数组合A和参数组合B，若参数组合A对应的待解码图像亮度评估值为paL，参数组合B对应的待解码图像亮度评估值为pbL，当paL与100差值的绝对值小于pbL与100差值的绝对值时，即

|paL–100|<|pbL-100|，

称参数组合A较参数组合B较佳；

在参数优化阶段不断进行参数调整，更新记录一个最佳的参数组合，直至找到一个参数组合使亮度评估值位于亮度适中范围或整个参数空间搜索一遍。

9.根据权利要求2所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：当需要调整信号增益时，信号增益调整计算公式为：

nxtG＝curG+stpG；

其中nxtG表示调整后的信号增益，curG表示当前的信号增益，stpG表示信号增益的调整步长。当调整后的信号增益nxtG大于允许的最大值maxG时，则光学参数调整结束。

10.根据权利要求2所述的一种智能成像光学参数自调整方法，其特征在于：曝光时间的调整以减少为主、重置为辅。

当信号增益固定不变时，曝光时间进行减少调整，计算公式为：

nxtE＝curE–stpE；

其中nxtE表示调整后的曝光时间，curE表示当前的曝光时间，stpE表示减少调整步长。当调整后的曝光时间nxtE小于minE时，则对信号增益进行调整。

曝光时间减少调整的步长计算方法为：

其中const表示大于0的常数，运算符[·]表示向下取整。

当信号增益需要进行调整时，曝光时间同时进行重置调整，计算公式为：

其中nxtE表示调整后的曝光时间，curE表示当前的曝光时间，gnE是在运行过解码引擎后，特定信号增益下允许的最大曝光时间，计算公式为：

其中运算符[·]表示向下取整。

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