CN114302066A - 一种用于提高扫描头移动扫描效果的自动曝光方法 - Google Patents

Abstract

一种用于提高扫描头移动扫描效果的自动曝光方法，属于扫描技术领域。本发明通过读取扫描头图像传感器上输出的原始图像，将原始图像转换为YUV色彩空间以获取图像的亮度信息；Y即图像的亮度信息通过该图像的亮度信息的亮度值计算出图片的平均亮度；通过测光获取的亮度值与目标亮度区间进行对比，当前亮度值如果落在目标亮度区间，则该帧曝光时间不进行改变；当亮度值小于设定的最小亮度值，则曝光时间以10倍或者20倍步长进行调整，直到达到目标亮度或者最长曝光时间；当亮度值处于设定的最小亮度和最大亮度之间时采用除法即目标亮度除以当前亮度，进行曝光时间调整本发明解决了扫描头在移动扫描的过程中无法识别的问题，有效的提高了移动扫描速度。

Description

一种用于提高扫描头移动扫描效果的自动曝光方法

技术领域

本发明属于扫描技术领域，尤其与一种用于提高扫描头移动扫描效果的自动曝光方法有关。

背景技术

扫描头是一种用于读取条码信息的设备，主要应用于医疗保健、交通运输业、仓库管理、制造业、零售业等行业应用领域。主要用途包括移动数据终端、PDA、自助终端，支付终端等。

现有的扫描头包括一维扫描引擎和二维扫描引擎。一维扫描头主要是采用激光反射的原理进行条码识别，而且只能识别条形码，无法识别二维码。二维扫描头主要是采用图像传感器采集条码影像，对采集到的图像进行相应的解码从而获取条码信息。二维影像扫描头需要在复杂的环境下准确的识别条形码、二维码，就要求图像要尽可能的清晰，不能有拖影或者过曝过暗的情况。拖影或者过曝过暗都会导致解码失败。二维扫描头随着应用领域的多样化，对扫描头的扫描性能要求也越来越高，从过去的固定式扫描头，到现在的手持式移动扫描终端，两者对于扫描头的自动曝光算法要求是不一样的。传统的图像传感器自动曝光算法有计算法、查表法和迭代法。由于图像传感器的亮度并非和外界光线成线性关系，所以采用计算法需要耗费大量的计算能力。查表法是工业相机常用的曝光算法，需要进行大量实验，并且扫描头位置和光源也基本恒定。迭代法是常用的曝光算法，该方法调节比较稳定，基本感觉不出图像的明暗变化，调节比较平顺，但是收敛时间太长，无法满足移动扫描的自动曝光。一般的自动曝光算法为了减少AE震荡或者明亮变化太快AE的收敛都不会太快。并且光源基本处于稳定的状态。上述的几种方法均无法满足快速自动曝光的要求。二维扫描头都自带补光灯，当快速移动由远到近或者由近到远的过程中，光源变化会很大，图像明暗切换也会很快。因此市面上急需要一个快速自动曝光算法来驱动图像传感器，使扫描头获取到清晰明亮的图像。

发明内容

针对上述背景技术存在的问题，本发明提出一种能通过提高图像传感器自动曝光的速度和准确度来提高扫描头的扫描性能的曝光方法，本发明为提高二维扫描头，移动扫描过程中，扫描识别率的自动曝光算法。

为此，本发明采用以下技术方案：一种用于提高扫描头移动扫描效果的自动曝光方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，测光获取图像亮度值：首先通过读取扫描头图像传感器上输出的原始图像，将原始图像转换为YUV色彩空间以获取图像的亮度信息；Y即图像的亮度信息，通过该图像的亮度信息的亮度值计算出图片的平均亮度，该过程即为测光；根据测光区域的不同，分为全局测光、点测光、和局部测光；

第二步，自动曝光算法：通过测光获取的亮度值与目标亮度区间进行对比，当前亮度值如果落在目标亮度区间，则该帧曝光时间不进行改变；当亮度值小于设定的最小亮度值，则曝光时间以10倍或者20倍的步长进行调整，直到达到目标亮度或者最长曝光时间；当亮度值处于设定的最小亮度和最大亮度之间时采用除法即目标亮度除以当前亮度，进行曝光时间调整。采用目标亮度除以当前亮度，当亮度变化过大的收shutter调节步长也会成倍的增加，当亮度变化不明显的时候shutter的调节步长也会相应的减小。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

上述曝光方法可运用在对15mil code128的条形码进行扫描，且在1.2m/s的传送带上经过时，可准确的识别条码信息。

本发明可以达到以下有益效果：1、本发明实现了扫描头可在快速移动的过程中准确的识别条码内容，无需停顿等待条码识别。本通过控制二维扫描头的图像传感器的shutter（快门）以及ISO（感光度），以获取清晰的条码图像。本发明实现了在保证扫描头移动扫描效果的同时，又兼顾扫描景深，提高扫描头的扫描距离。2、通过该方法主要用于明亮变化过快，对于移动扫描曝光有特别好的效果。本发明可以实现15mil code128的条形码，在1.2m/s的传送带上经过时，准确的识别条码信息。传统采用图像传感器自带AE曝光算法，以15mil code128的条形码在传送带上进行测试，只能识别速度在0.4m/s的传送带上的条码。通过该大大提高了传送带的移动速度，减少了快递分拣工作中漏识别，来不及识别导致的停线次数，提高了工作效率。2、本发明解决了扫描头在移动扫描的过程中无法识别的问题，有效的提高了移动扫描速度，使扫描头可以识别运动物体上的一维码和二维码。

附图说明

图1为本发明的自动曝光原理整个实现流程示意图。

图2为本发明的图像亮度获取的整个流程示意图。

图3为本发明具体操作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，所描述的实施例只是对本发明的说明和解释，并不构成对本发明的唯一限定。

如图1-图2所示，本发明包括以下步骤：

第一步，测光获取图像亮度值：首先通过读取扫描头图像传感器上输出的原始图像，将原始图像转换为YUV色彩空间以获取图像的亮度信息；Y即图像的亮度信息，通过该图像的亮度信息的亮度值计算出图片的平均亮度，该过程即为测光；根据测光区域的不同，分为全局测光、点测光、和局部测光；

第二步，自动曝光算法：通过测光获取的亮度值与目标亮度区间进行对比，当前亮度值如果落在目标亮度区间，则该帧曝光时间不进行改变；当亮度值小于设定的最小亮度值，则曝光时间以10倍或者20倍的步长进行调整，直到达到目标亮度或者最长曝光时间；当亮度值处于设定的最小亮度和最大亮度之间时采用除法即目标亮度除以当前亮度，进行曝光时间调整。采用目标亮度除以当前亮度，当亮度变化过大的收shutter调节步长也会成倍的增加，当亮度变化不明显的时候shutter的调节步长也会相应的减小。

上述曝光方法可运用在对15mil code128的条形码进行扫描，且在1.2m/s的传送带上经过时，可准确的识别条码信息。

基于MTK6762平台，我们将该自动曝光算法移植到了该项目上，扫描头的控制流程中，通过实时获取图像的亮度值，送入自动曝光算法中来计算扫描头的曝光时间。从而调优化移动过程中的自动曝光速度。以15mil code128的条形码在传送带上进行测试。优化之前只能识别速度在0.4m/s以下的传送带上的条码。合入优化的自动曝光算法以后，可以实现15mil code128的条形码，在1.2m/s以下的传送带上经过时准确识别条码信息。

如图3所示，通过图3的流程可以快速的实现AE的收敛，使图像传感器得到快速准确的曝光时间，从而获取清晰明亮的扫描图像。AE快速的调整可以提高扫描头的移动扫描效果

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种用于提高扫描头移动扫描效果的自动曝光方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，测光获取图像亮度值：首先通过读取扫描头图像传感器上输出的原始图像，将原始图像转换为YUV色彩空间以获取图像的亮度信息；Y即图像的亮度信息，通过该图像的亮度信息的亮度值计算出图片的平均亮度，该过程即为测光；根据测光区域的不同，分为全局测光、点测光、和局部测光；

第二步，自动曝光：通过测光获取的亮度值与目标亮度区间进行对比，当前亮度值如果落在目标亮度区间，则该帧曝光时间不进行改变；当亮度值小于设定的最小亮度值，则曝光时间以10倍或者20倍的步长进行调整，直到达到目标亮度或者最长曝光时间；当亮度值处于设定的最小亮度和最大亮度之间时采用除法即目标亮度除以当前亮度，进行曝光时间调整。

2.根据权利要求1所述的一种用于提高扫描头移动扫描效果的自动曝光方法，其特征在于：上述曝光方法可运用在对15mil code128的条形码进行扫描，且在1.2m/s的传送带上经过时，可准确的识别条码信息。

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