CN114500864B - 一种自动调整曝光方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动调整曝光方法和装置,通过感光传感器采集数据生成当前感光参数;通过当前感光参数和第一设定值的关系调节曝光模式;在固定曝光模式中,对当前感光参数和第二设定值的比较值调节计数器状态;根据计数值和第三设定值调节计数器状态和曝光模式。本发明简化了现有技术中摄像机曝光调节过程中复杂的调试过程,缩短了曝光调节的时间周期;同时将恶劣环境与优势环境完全区分开,实现对应环境的曝光独立,并解决了自动曝光与固定曝光模式的频繁调整的问题。

Description

一种自动调整曝光方法和装置
技术领域
本发明涉及电子后视镜技术领域,特别涉及一种自动调整曝光方法和装置。
背景技术
目前,现有技术中的车载摄像机针对曝光问题,普遍适用自动曝光技术。当前自动曝光技术主要是直接通过摄像机镜头测光,在获取了图像每个像素的亮度后,对图像的整体亮度情况进行分析,当前摄像机设置了中间灰度作为目标,摄像机在执行自动曝光时需要达到的目标就是使得曝光后的图像具有接近中间灰度的整体亮度水平。中间灰度在大多数情况下是可行的,但是对于一些特殊场景的条件下并不能正常运作,这时候就需要采用曝光补偿技术了,现有曝光补偿技术主要是手动曝光,而对于行驶的车辆来说,摄像机处于车辆外部车身,手动调整曝光参数不具有可实现性。
发明内容
本发明提出一种能够解决针对特殊的明暗交替场景中,用于解决后视镜摄像机在自动曝光模式下不能正常运作这一问题的自动调整曝光方法。
本发明旨在提供一种自动调整曝光方法,其特征在于,所述自动调整曝光方法包括以下步骤:
步骤1,通过感光传感器采集数据生成当前感光参数;
步骤2,通过当前感光参数和第一设定值的关系调节曝光模式;
步骤3,在固定曝光模式中,根据当前感光参数和第二设定值的比较值调节计数器状态;
步骤4,根据计数值和第三设定值调节计数器状态和曝光模式。
更进一步地,所述感光参数是所述感光传感器采集数据通过模数转换/数模转换确定当前映射的ADC值。
更进一步地,所述曝光模式包括自动曝光模式和固定曝光模式;
所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第一设定值,则启动固定曝光模式;所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第一设定值,维持自动曝光模式;
所述第一设定值取值范围为28%-33%。
更进一步地,在固定曝光模式中,所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第二设定值则计数器的计数值加一;所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第二设定值则计数器的计数值清零;
所述第二设定值取值范围为54%-60%。
更进一步地,所述计数值达到所述第三设定值,所述计数值清零,并关闭固定曝光模式,采用自动曝光模式;所述计数值未达到所述第三设定值,不进行操作;所述第三设定值取值范围为2-4。
还提供了一种自动调整曝光装置,其特征在于,所述自动调整曝光装置包括感光传感器、控制单元和图像采集单元;
所述感光传感器用于实时采集环境亮度;
所述图像采集单元与所述控制单元连接,用于通过控制单元的指令切换自动曝光模式和固定曝光模式;
所述控制单元包括第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元和计数器;
所述第一比较单元与所述感光传感器连接,用于判断所述图像采集单元的状态;
所述第二比较单元与所述感光传感器连接,用于判断在所述固定曝光模式中,所述计数器的状态;
所述计数器用于计数和清理计数值;
所述第三比较单元与所述计数器连接,用于判断所述计数器和图像采集单元的状态。
更进一步地,所述自动调整曝光装置还包括转换单元,所述转换单元与所述感光传感器连接,用于将实时采集环境亮度通过模数转换/数模转换确定当前环境亮度映射的ADC值。
更进一步地,所述第一比较单元存储有第一设定值,所述第一设定值取值范围为28%-33%;
所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第一设定值,则所述控制单元控制所述图像采集单元启动固定曝光模式;所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第一设定值,所述图像采集单元维持自动曝光模式。
更进一步地,所述第二比较单元存储有第二设定值,所述第二设定值取值范围为54%-60%;
在固定曝光模式中,所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第二设定值则所述计数器的计数值加一;所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第二设定值则所述计数器的计数值清零。
更进一步地,所述第三比较单元存储有第三设定值,所述第三设定值取值范围为2-4;
所述计数值达到所述第三设定值,所述计数器的计数值清零,所述控制单元控制所述图像采集单元关闭固定曝光模式,采用自动曝光模式;所述计数值未达到所述第三设定值,不进行操作。
本发明达到的有益效果是:
本发明简化了现有技术中摄像机曝光调节过程中复杂的调试过程,缩短了曝光调节的时间周期,解决了亮度不均匀环境下的闪频现象。如果调整自动曝光的参数,比如地库亮度不稳定,而不同亮度等级对应不同曝光时间,导致车辆在亮度不均匀的地库时,在自动曝光的模式下容易出现闪频的现象;或者由于灯光的闪烁频率和我们的图像信号处理的刷新速率不一致而出现的闪频现象,如果技术人员针对亮度不均匀的环境重新进行亮度等级划分或者进行刷新速率的调整,耗费的人力物力时间都比较大。
本发明将昏暗环境与明亮环境完全区分开,实现对应不同环境的采用不同方式的独立曝光处理机制,并实现了自动调整曝光方式。
本发明解决了自动曝光与固定曝光模式的频繁调整导致无法提供有效图像的技术问题,通过独创的算法实现了针对明暗频繁切换环境下可靠的曝光模式调整机制。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种自动调整曝光方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的一种自动调整曝光方法中ADC值的映射原理示意图;
图3是本发明实施例提供的一种自动调整曝光方法的原理示意图;
图4是本发明实施例提供的一种自动调整曝光装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行更详细的说明,本发明包括但不仅限于下述实施例。
如附图1所示,本发明提供了一种自动调整曝光方法,该自动调整曝光方法包括以下步骤:
步骤1,通过感光传感器采集数据生成当前感光参数;
步骤2,通过当前感光参数和第一设定值的关系调节曝光模式;
步骤3,在固定曝光模式中,根据当前感光参数和第二设定值的比较值调节计数器状态;
步骤4,根据计数值和第三设定值调节计数器状态和曝光模式。
具体的,首先,确定当前感光参数映射的范围;感光传感器采集的数据通过控制单元计算当前感光均值,并通过模数转换/数模转换确定当前映射的ADC值。
第一设定值用于与当前映射的ADC值判断应当使用自动曝光模式或固定曝光模式进行图像采集。曝光模式在默认状态下采用自动曝光模式;若当前映射的ADC值在映射范围中的占比小于第一设定值,则启动固定曝光模式;若当前映射的ADC值在映射范围中的占比大于等于第一设定值,则维持自动曝光模式。通常第一设定值为28%-33%,自动曝光由于采用中间灰度作为标准进行亮度调整,当映射的ADC值在映射范围中的占比小于33%时,自动曝光状态下的画面显示较为昏暗。在固定曝光模式下,曝光时间通常采用9ms~20ms的曝光时间。
对于已经启动固定曝光模式的情况下,则持续监控ADC值与第二设定值的关系,若ADC值在映射范围中的占比大于等于第二设定值则计数器计数值加一,若ADC值在映射范围中的占比小于第二设定值则计数器计数值清零。
计数值通过与第三设定值比对大小,若计数值达到第三设定值,则将计数器清零,并关闭固定曝光模式,采用自动曝光模式;若计数值未达到第三设定值,则不进行操作,并重复进行上述操作。
本发明还包括一种自动调整曝光装置,该装置包括感光传感器、转换单元、控制单元和图像采集单元。
感光传感器用于实时采集环境亮度。
转换单元与感光传感器连接,用于将实时采集环境亮度通过模数转换/数模转换确定当前环境亮度映射的ADC值。
图像采集单元与控制单元连接,用于通过控制单元的指令切换自动曝光模式和固定曝光模式,在默认状态下图像采集单元采用自动曝光模式。在固定曝光模式下,曝光时间通常采用9ms~20ms的曝光时间。
控制单元包括第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元和计数器。
第一比较单元与转换单元连接,用于将ADC值在映射范围中的占比与第一设定值进行比较,若ADC值在映射范围中的占比小于第一设定值所规定的映射范围占比,则命令图像采集单元启动固定曝光模式;若ADC值在映射范围中的占比大于等于第一设定值所规定的映射范围占比,则命令图像采集单元维持自动曝光模式。第一设定值所规定的映射范围占比为28%-33%。
第二比较单元分别与转换单元和计数器连接,用于在固定曝光模式下,将ADC值在映射范围中的占比与第二设定值进行比较,若ADC值在映射范围中的占比大于等于第二设定值则计数器的计数值加一,若ADC值在映射范围中的占比小于第二设定值则计数器的计数值清零。
第三比较单元与计数器连接,用于将计数值与第三设定值比较大小,若计数器的计数值达到第三设定值,则将计数器的计数值清零,并关闭固定曝光模式,采用自动曝光模式;若计数器的计数值未达到第三设定值,则不进行操作。
在一种实施例中,车辆处于室外,启动时自动开启自动曝光模式,当车辆从明亮的地上进入昏暗的环境时,感光传感器采集到的光亮度经过模数与数模转换,当前ADC值为总映射范围的10%,低于第一设定值,第一设定值取值范围为28%-33%,可以取值28%、30%或33%,第一设定值是指当前ADC值与映射范围之比,控制单元发送命令给图像采集装置打开固定曝光模式,关闭自动曝光模式,曝光时间为11ms,曝光时间可以取值9ms~20ms;
当车辆从明亮的地方经过连续的隧道,且隧道间隔较短,隧道中较为昏暗,当车辆进入昏暗的隧道时,感光传感器采集到的当前ADC值为映射范围的9%,低于第一设定值,控制单元发送命令给图像采集装置打开固定曝光模式,关闭自动曝光模式,曝光时间为11ms,当车辆从隧道出来进入另一隧道时,当前仍处于固定曝光开启的模式,感光传感器采集到的当前连续三次ADC值分别占比映射范围的61%、67%和33%,其中前两次占比值高于第二设定值的60%,计数器持续进行计数,但仍未达到第三设定值规定的3次,第三次低于第二设定值的60%,计数器清零,仍处于固定曝光模式;
当车辆从昏暗的环境回到明亮的地上时,当前仍处于固定曝光开启的模式,感光传感器采集到的当前ADC值为映射范围的61%,高于第二设定值60%,第二设定值取值范围为54%-60%,取值55%、58%、60%,计数器计数,当车辆回到明亮的地上一段时间,即计数器计数值达到第三设定值的3,第三设定值可以取值2,3,4,计数器清零,控制单元发送命令给图像采集装置关闭固定曝光模式,开启自动曝光模式。
两个相近的隧道中间路段亮度较高,而由于隧道的关系,进入隧道时和离开隧道时的亮度是一个过度亮度,该处亮度会低于外界亮度高于隧道内部亮度,一般采集到的亮度映射的ADC值在映射范围中的占比为38%-50%;若第二设定值设定38%,而持续采集到的亮度相对应映射的ADC值在映射范围中的占比分别为28%、30%、40%、61%、67%、44%、30%、27%,此时,摄像机会在出隧道的一小段时间内启动自动曝光模式,而后转为固定曝光模式。
恢复自动曝光模式的车辆经过较暗的隧道,当前ADC值为映射范围的33%,高于30%,控制单元发送命令给图像采集装置采用自动曝光模式。
面对亮度不稳定的环境,如果调整自动曝光的参数,不同亮度等级对应不同曝光时间,导致车辆在亮度不均匀的环境中,在自动曝光的模式下容易出现闪频的现象;或者由于灯光的闪烁频率和我们的图像信号处理的刷新速率不一致而出现的闪频现象,如果技术人员针对亮度不均匀的环境重新进行亮度等级划分或者进行刷新速率的调整,耗费的人力物力时间都比较大。
本发明不仅局限于上述具体实施方式,本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容,可以采用其它多种具体实施方式实施本发明,因此,凡是采用本发明的设计结构和思路,做一些简单的变换或更改的设计,都落入本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种自动调整曝光方法,其特征在于,所述自动调整曝光方法包括以下步骤:
步骤1,通过感光传感器采集数据生成当前感光参数;
步骤2,通过当前感光参数和第一设定值的关系调节曝光模式;
步骤3,在固定曝光模式中,根据当前感光参数和第二设定值的比较值调节计数器状态;
步骤4,根据计数值和第三设定值调节计数器状态和曝光模式;
所述感光参数是所述感光传感器采集当前数据的感光均值通过模数转换/数模转换确定当前映射的ADC值,所述感光均值与当前感光参数映射的范围的比值即为ADC值在映射范围中的占比;
所述曝光模式包括自动曝光模式和固定曝光模式;
所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第一设定值,则启动固定曝光模式;所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第一设定值,维持自动曝光模式;
所述第一设定值取值范围为28%-33%;
在固定曝光模式中,所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第二设定值则计数器的计数值加一;所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第二设定值则计数器的计数值清零;
所述第二设定值取值范围为54%-60%;
所述计数值达到所述第三设定值,所述计数值清零,并关闭固定曝光模式,采用自动曝光模式;所述计数值未达到所述第三设定值,不进行操作;所述第三设定值取值范围为2-4。
2.一种自动调整曝光装置,其特征在于,所述自动调整曝光装置包括转换单元、感光传感器、控制单元和图像采集单元;
所述转换单元与所述感光传感器连接,用于将实时采集环境亮度的感光均值通过模数转换/数模转换确定当前环境亮度映射的ADC值,所述感光均值与当前感光参数映射的范围的比值即为ADC值在映射范围中的占比;
所述感光传感器用于实时采集环境亮度;
所述图像采集单元与所述控制单元连接,用于通过控制单元的指令切换自动曝光模式和固定曝光模式;
所述控制单元包括第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元和计数器;
所述第一比较单元与所述转换单元连接,用于判断所述图像采集单元的状态;
所述第二比较单元与所述转换单元和计数器连接,用于调整在所述固定曝光模式中,所述计数器的状态;
所述计数器用于计数和清理计数值;
所述第三比较单元与所述计数器连接,用于判断所述计数器和图像采集单元的状态;
所述第一比较单元存储有第一设定值,所述第一设定值取值范围为28%-33%;
所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第一设定值,则所述控制单元控制所述图像采集单元启动固定曝光模式;所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第一设定值,所述图像采集单元维持自动曝光模式;
所述第二比较单元存储有第二设定值,所述第二设定值取值范围为54%-60%;
在固定曝光模式中,所述ADC值在映射范围中的占比大于等于所述第二设定值则所述计数器的计数值加一;所述ADC值在映射范围中的占比小于所述第二设定值则所述计数器的计数值清零;
所述第三比较单元存储有第三设定值,所述第三设定值取值范围为2-4;
所述计数值达到所述第三设定值,所述计数器的计数值清零,所述控制单元控制所述图像采集单元关闭固定曝光模式,采用自动曝光模式;所述计数值未达到所述第三设定值,不进行操作。
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