CN114866705B - 自动曝光方法、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供自动曝光方法、存储介质及电子设备。所述自动曝光方法包括：获取由图像采集设备采集到的图像，所述图像包括至少两个目标区域，与各所述目标区域相对应的初始曝光参数均不相同；对所述图像进行处理以获取各所述目标区域的亮度值；以及根据所述图像的期望亮度值、各所述目标区域的亮度值及各所述目标区域的期望亮度值获取所述图像采集设备的曝光参数。所述自动曝光方法能够提升自动曝光的收敛速度。
Description
技术领域
本公开涉及自动曝光技术领域，特别是涉及自动曝光方法、存储介质及电子设备。
背景技术
自动曝光(Automatic Exposure，AE)的目的是在不同的照明条件和场景中让画面达到合适人眼观看的亮度。根据实现方式的不同，自动曝光可以分为光学方式与电子学方式。光学方式的自动曝光技术需要使用单独的光照传感器来测量光照度以便获取场景亮度。此后，结合图像信息与当前光圈值、曝光时间和感光度值信息进行分析从而判断当前曝光参数是否合适，并在当前曝光参数不合适时进行曝光参数调节。电子学方式的自动曝光技术则是直接从图像传感器输出的图像信号中获取亮度信息进而对曝光参数进行调节。
发明内容
本公开的目的在于提供自动曝光方法、存储介质及电子设备，用于对图像采集设备进行自动曝光。
为实现上述目的及其他相关目的，本公开的第一方面提供一种自动曝光方法，包括：获取由图像采集设备采集到的图像，所述图像包括至少两个目标区域，与各所述目标区域相对应的初始曝光参数均不相同；对所述图像进行处理以获取各所述目标区域的亮度值；以及根据所述图像的期望亮度值、各所述目标区域的亮度值及各所述目标区域的期望亮度值获取所述图像采集设备的曝光参数。
于所述第一方面的一实施例中，所述图像为所述图像采集设备开机后采集到的第一帧图像。
于所述第一方面的一实施例中，所述自动曝光方法还包括：初始化所述图像采集设备的初始曝光参数，以使所述图像采集设备分别对各所述目标区域采用不同的初始曝光参数进行曝光。
于所述第一方面的一实施例中，初始化所述图像采集设备的初始曝光参数包括：获取当前场景信息；以及根据所述当前场景信息从场景曝光数据库中获取所述图像采集设备的初始曝光参数并对所述图像采集设备进行初始化。
于所述第一方面的一实施例中，所述当前场景信息包括与时间、温度、湿度、天气、位置、高度、镜头方位和/或传感器类型相关联的信息。
于所述第一方面的一实施例中，根据所述图像的期望亮度值、各所述目标区域的亮度值及各所述目标区域的期望亮度值获取所述图像采集设备的曝光参数包括：若一所述目标区域的亮度值与该目标区域的期望亮度值的比值小于第一阈值，且所述图像的期望亮度值与各所述目标区域的期望亮度值的比值均小于第二阈值，则将与该目标区域相对应的初始曝光参数作为所述图像采集设备的曝光参数。
于所述第一方面的一实施例中，各所述目标区域均包含一行或多行像素点。
于所述第一方面的一实施例中，所述图像采集设备的传感器为线性传感器或者非线性传感器。
本公开的第二方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现根据本公开第一方面中任一项所述的自动曝光方法。
本公开的第三方面提供一种电子设备，包括：存储器，被配置为存储计算机程序；以及处理器，被配置为调用所述计算机程序以执行根据本公开第一方面中任一项所述的自动曝光方法。
根据本公开一个或多个实施例中所述的自动曝光方法、存储介质及电子设备，能够自动获取图像采集设备的曝光参数，并能够提高自动曝光过程的收敛速度。
附图说明
图1显示为本公开实施例中自动曝光方法的流程图。
图2显示为本公开实施例中将数据写入场景曝光数据库的流程图。
图3显示为本公开实施例中对图像采集设备进行初始化的流程图。
图4显示为本公开实施例中电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。此外，在本文中，诸如“第一”、“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。
对于IPC(IP-CAMERA，网络摄像机)等安防设备来说，如果在自动曝光调节阶段其图像采集范围内出现目标对象，则这些设备不能及时捕获目标对象的有效信息，从而导致监控信息遗漏。因此，对于此类设备来说，自动曝光调节阶段的时长越短越好。然而，相关技术中的自动曝光方法往往耗时较多，通常需要5至6帧图像甚至更多才能实现自动曝光的收敛。
至少针对上述问题，根据本公开的实施例提供自动曝光方法。在一些实施例中，将一帧图像均分为几份子图像，每份子图像拥有相同行数的像素点。随后，针对各行像素点或者至少部分行像素点利用不同的曝光值扫描，以便快速从预设的曝光参数中找到收敛的参数。以此方式，通过第一帧图像计算出合适的曝光值，并且通过第二帧图像正确出图。
下文中，将通过示例性实施例参照附图描述本公开的具体实施方式。
于本公开的一实施例中，所述自动曝光方法应用于一图像采集设备，所述图像采集设备支持对一帧图像的两个或多个不同部位采用不同的曝光参数进行曝光，例如，所述图像采集设备可以为逐行变曝光参数的摄像头。图1是示出根据本公开实施例中自动曝光方法的流程图。如图1所示，本公开实施例中所述自动曝光方法包括以下步骤S11至步骤S13。
在步骤S11中，获取由图像采集设备采集到的图像，所述图像包括至少两个目标区域，与各所述目标区域相对应的初始曝光参数均不相同。具体地，对于所述图像中的任一所述目标区域A，其对应于初始曝光参数a是指所述图像采集设备在采集所述目标区域A的图像时采用曝光参数a进行曝光。
在步骤S12中，对所述图像进行处理以获取各所述目标区域的亮度值，其中所述目标区域的亮度值例如可以为所述目标区域的平均亮度值。
在步骤S13中，根据所述图像的期望亮度值、各所述目标区域的亮度值及各所述目标区域的期望亮度值获取所述图像采集设备的曝光参数，其中所述图像采集设备的曝光参数包含曝光增益以及曝光时间。具体地，于步骤S13中可以从与各所述目标区域相对应的初始曝光参数中选取一组作为所述图像采集设备的曝光参数。但本公开并不以此为限，例如，在另外一些实施例中也可以从与各所述目标区域相对应的初始曝光参数中选取两组或多组进行融合来获取所述图像采集设备的曝光参数。
可选地，本公开实施例中所述图像可以为所述图像采集设备开机后采集到的第一帧图像。此时，所述自动曝光方法可以利用所述图像采集设备开机后采集到的第一帧图像来获取合适的曝光参数并实现自动曝光，此时，所述图像采集设备采集到的第二帧图像即为具有合适亮度的有效图像。
根据本公开的一实施例中，所述自动曝光方法还包括：初始化所述图像采集设备的初始曝光参数，以使所述图像采集设备分别对各所述目标区域采用不同的初始曝光参数进行曝光。
可选地，本公开实施例中可以通过响应于接收到的初始化指令来初始化所述图像采集设备的初始曝光参数。此时，用户可以通过所述初始化指令指定所述图像采集设备的初始曝光参数。
可选地，本公开实施例中还可以通过场景曝光数据库获取所述初始曝光参数并利用所述初始曝光参数对所述图像采集设备进行初始化。其中所述场景曝光数据库包括多种场景以及各场景关联的多组曝光相关参数，每组所述曝光相关参数包括曝光参数及其对应的期望亮度值。
图2是示出根据本公开实施中将数据添加入所述场景曝光数据库的流程图。如图2所示，本公开实施例中将数据写入所述场景曝光数据库的过程包括以下步骤S21至步骤S25。
在步骤S21中，获取参考场景的场景信息并将其写入所述场景曝光数据库。所述参考场景的场景信息例如可以包括时间、温度、湿度、天气以及参考图像采集设备的位置、高度、镜头方位和/或传感器类型。所述参考图像采集设备优选为与所述图像采集设备具有相同或者相近的类型。
在步骤S22中，将所述参考图像采集设备的当前曝光参数配置为其初始值。优选地，于步骤S22中可以将所述参考图像采集设备的当前曝光参数配置为其曝光参数的最大值或最小值。
在步骤S23中，获取所述参考图像采集设备在所述当前曝光参数下采集到的一帧图像作为参考图像并获取所述参考图像的亮度值作为所述当前曝光参数对应的期望亮度值。
在步骤S24中，将所述当前曝光参数及其对应的期望亮度值作为一组所述曝光相关参数写入所述场景曝光数据库并将其关联到步骤S21中所述的参考场景。
在步骤S25中，若所述参考图像采集设备的期望亮度值与所述参考图像的亮度值不满足曝光终止条件，则调整所述当前曝光参数，并基于调整后的所述当前曝光参数循环执行步骤S23至步骤S25，否则，终止对所述场景曝光数据库的本次写入。
可选地，于步骤S25中，所述曝光终止条件可以根据实际需求配置，例如可以为：所述参考图像采集设备的期望亮度值与所述参考图像的亮度值的比值小于第三阈值，所述第三阈值例如可以为5％，但本公开并不以此为限。
表1是示出了根据本公开实施例中所述场景曝光数据库中的数据示例，其中n和m均为正整数，Gij表示场景i关联的第j组曝光相关参数中的曝光参数，Yeij表示场景i关联的第j组曝光参数中的期望亮度值，i为小于或等于n的正整数，j为小于或等于m的正整数。需要说明的是，表1中各场景关联的曝光相关参数均为n组，但本公开并不以此为限。在一些实施例中，不同场景的曝光相关参数的数量可能不同。
表1场景曝光数据库中的数据示例表
| 参考场景 | 曝光相关参数1 | 曝光相关参数2 | 曝光相关参数n | |
| 场景1 | G11，Ye11 | G12，Ye12 | … | G1n，Ye1n |
| 场景2 | G21，Ye21 | G22，Ye22 | … | G2n，Ye2n |
| … | ||||
| 场景m | Gm1，Yem1 | Gm2，Yem2 | … | Gmn，Yemn |
可选地，图3是示出了根据本公开实施例中初始化所述图像采集设备的初始曝光参数的流程图。如图3所示，本公开实施例中初始化所述图像采集设备的初始曝光参数的方法包括以下步骤S31和步骤S32。
在步骤S31中，获取当前场景信息，可选地，所述当前场景信息包括时间、温度、湿度、天气以及所述图像采集设备的位置、高度、镜头方位和/或传感器类型相关联的信息。
在步骤S32中，根据所述当前场景信息从场景曝光数据库中获取所述图像采集设备的初始曝光参数并对所述图像采集设备进行初始化。具体地，于步骤S32中可以根据所述当前场景信息从所述场景曝光数据库中获取与当前场景最接近的场景M及其关联的K组曝光相关参数，并将场景M的第k(k＝1，2，3，…，K)组曝光相关参数中的曝光参数GMk配置给所述图像采集设备以便所述图像采集设备采用曝光参数GMk对第k个所述目标区域进行曝光，且将场景M的第k(k＝1，2，3，…，K)组曝光相关参数中的期望亮度值作为第k个所述目标区域的期望亮度值。基于此，所述图像采集设备可以采用K个曝光参数对一帧图像中的K个所述目标区域进行曝光，从而获取步骤S11中所述的图像。
根据以上描述可知，本公开实施例中可以将与当前场景最接近的场景M中关联的所有K组曝光参数均配置给所述图像采集设备，以便所述图像采集设备采用K组曝光参数对一帧图像中的K个所述目标区域进行曝光，进而可以根据所述图像的期望亮度值、K个所述目标区域的亮度值及K个所述目标区域的期望亮度值获取所述图像采集设备的曝光参数，因此，本公开实施例所述自动曝光方法能够基于所述图像采集设备采集到的一帧图像实现自动曝光，极大地提升了自动曝光的收敛速度。
于本公开的一实施例中，根据所述图像的期望亮度值、各所述目标区域的亮度值及各所述目标区域的期望亮度值获取所述图像采集设备的曝光参数包括：若一所述目标区域的亮度值与该目标区域的期望亮度值的比值小于第一阈值，且所述图像的期望亮度值与各所述目标区域的期望亮度值的比值均小于第二阈值，则将与该目标区域相对应的初始曝光参数作为所述图像采集设备的曝光参数。其中所述第一阈值和所述第二阈值可以根据实际需求设置，二者的取值例如可以均为5％。
于本公开的一实施例中，各所述目标区域均包含一行或多行像素点。优选地，各所述目标区域以逐行交替的方式分布在所述目标区域中，例如，若所述图像包含20行像素点，且所述目标区域的数量为4，则：第一个目标区域包含第0、4、8、12、16行，其采用第1组曝光参数，第二个目标区域包含第1、5、9、13、17行，其采用第2组曝光参数，第三个目标区域包含第2、6、10、14、18行，其采用第3组曝光参数，第四个目标区域包含第3、7、11、15、19，其采用第4组曝光参数。
于本公开的一实施例中，所述图像采集设备的传感器为线性传感器或者非线性传感器。
本公开所述的自动曝光方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本公开的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本公开的保护范围内。
本公开的另一方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现根据本公开所述的自动曝光方法。
本公开的又一方面还提供一种电子设备。图4是示出根据本公开实施例中所述电子设备的示例图。如图4所示，电子设备400包括存储器410和处理器420。所述存储器410存储有一计算机程序。所述处理器420与所述存储器410通信相连，并且配置为调用所述计算机程序以执行根据本公开所述的自动曝光方法。
综上所述，本公开的一个或多个实施例中提供的自动曝光方法能够根据图像采集设备开机后采集到的第一帧图像获取合适的曝光参数，因而所述图像采集设备采集到的第二帧图像即为有效图像，由此可知，所述图像采集设备能够极大地提升自动曝光的收敛速度。故，本公开有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本公开的原理及其功效，而非用于限制本公开。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本公开的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本公开所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本公开的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种自动曝光方法，其特征在于，包括：
获取由图像采集设备采集到的图像，所述图像包括至少两个目标区域，与各所述目标区域相对应的初始曝光参数均不相同；
对所述图像进行处理以获取各所述目标区域的亮度值；以及
根据所述图像的期望亮度值、各所述目标区域的亮度值及各所述目标区域的期望亮度值获取所述图像采集设备的曝光参数，包括：若多个目标区域的亮度值与其期望亮度值的比值小于第一阈值，且所述图像的期望亮度值与各所述目标区域的期望亮度值的比值小于第二阈值，则将与所述多个目标区域各自相对应的初始曝光参数作为所述图像采集设备的曝光参数。
2.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，所述图像为所述图像采集设备开机后采集到的第一帧图像。
3.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，还包括：
初始化所述图像采集设备的初始曝光参数，以使所述图像采集设备分别对各所述目标区域采用不同的初始曝光参数进行曝光。
4.根据权利要求3所述的自动曝光方法，其特征在于，初始化所述图像采集设备的初始曝光参数包括：
获取当前场景信息；以及
根据所述当前场景信息从场景曝光数据库中获取所述图像采集设备的初始曝光参数并对所述图像采集设备进行初始化。
5.根据权利要求4所述的自动曝光方法，其特征在于，所述当前场景信息包括与时间、温度、湿度、天气、位置、高度、镜头方位和/或传感器类型相关联的信息。
6.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，将与所述多个目标区域各自相对应的初始曝光参数作为所述图像采集设备的曝光参数包括：
从与所述多个目标区域各自相对应的初始曝光参数中选取两组或多组进行融合来获取所述图像采集设备的曝光参数。
7.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，各所述目标区域均包含一行或多行像素点。
8.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，所述图像采集设备的传感器为线性传感器或者非线性传感器。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以实现根据权利要求1至8中任一项所述的自动曝光方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，被配置为存储计算机程序；以及
处理器，被配置为调用所述计算机程序以执行根据权利要求1至8中任一项所述的自动曝光方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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