CN115002354B - 影像系统和影像系统的曝光参数的自动化调节方法 - Google Patents

Abstract

本公开描述一种影像系统的曝光参数的自动化调节方法，曝光参数包括曝光时间和光源亮度，包括：调整光源亮度为初始光源亮度，调整曝光时间为初始曝光时间，对曝光时间调节，记录调节的次数直至拍摄图像符合曝光要求，确定包括第一曝光时间和第二曝光时间的第一区间，基于第一曝光时间和第二曝光时间确定中间曝光时间，利用中间曝光时间对曝光时间调节并利用中间曝光时间对第一曝光时间或第二曝光时间调整并且第一曝光时间和第二曝光时间的差值不大于第一阈值，基于中间曝光时间获取目标曝光时间，调整曝光时间为目标曝光时间，记录光源亮度调节的次数直至拍摄图像符合曝光要求，基于初始光源亮度和第二调节步长确定第二区间并获取目标光源亮度。

Description

影像系统和影像系统的曝光参数的自动化调节方法

技术领域

本公开涉及智能制造装备产业，具体涉及一种影像系统和影像系统的曝光参数的自动化调节方法。

背景技术

影像系统常常用于测量尺寸，一般包括拍摄镜头，通过拍摄镜头对待测品进行拍摄以获取拍摄图像，再对拍摄图像进行分析。例如可以通过提取图像中的线条再对线条的尺寸等进行测量，就可以获得待测物的实际尺寸。然而在镜头获取拍摄图像时，若拍摄的亮度过低时，拍摄图像的阴影会比较重，容易增加轮廓提取的难度，当拍摄的亮度过高时，拍摄图像容易丢失像素进而导致图像丢失信息，同时，在图像上提取线条时，过高的拍摄亮度会引入较大的误差，从而降低影像系统的测量精度。

因此，常常需要控制影像系统的光源的亮度以使其获得较佳的拍摄图像。同时，由于曝光时间对实际拍摄图像有较大的影响。现有技术中，常通过控制曝光时间以保证影像系统的拍摄图像的亮度和清晰度。例如CN101399919B就公开了一种自动曝光和自动增益调节方法和装置，通过对图像区域进行小区域的划分，再处理得到每个区域的亮度再计算得到每个区域的曝光时间，迭代计算得到图像区域的最优曝光时间，最后在最优曝光时间下不断重新取图直至找到最优的图像亮度。

然而该调节方法主要采用的是从局部区域过渡到整体区域的方法，因此也难以保证整体图像的精确度和不同图像之间的曝光状态的波动，并且如果运用这种方法，会使得影像系统对全图像的最优的曝光时间和图像亮度的把握并不精确。另外，该调节方法在测量图像的曝光参数时也涉及了过多的图像处理也使得曝光参数的查找也并不十分高效。

发明内容

本公开是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够稳定高效地测量的影像系统和影像系统的曝光参数的自动化调节方法。

为此，本公开一方面提供了一种影像系统的曝光参数的自动化调节方法，所述曝光参数包括曝光时间和光源亮度并配置为对所述影像系统进行调整以使所述影像系统拍摄的拍摄图像符合曝光要求，包括：调整所述光源亮度为初始光源亮度，调整所述曝光时间为初始曝光时间，基于第一调节步长对所述曝光时间进行至少一次调节，在所述曝光时间被调节后，记录基于所述第一调节步长对所述曝光时间进行调节的次数直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求，基于所述初始曝光时间和所述基于所述第一调节步长对所述曝光时间进行调节的次数确定包括第一曝光时间和第二曝光时间的第一区间，基于所述第一曝光时间和所述第二曝光时间确定中间曝光时间，利用所述中间曝光时间对所述曝光时间进行至少一次调节并利用所述中间曝光时间对所述第一曝光时间或所述第二曝光时间进行调整直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求并且所述第一曝光时间和所述第二曝光时间的差值不大于第一阈值，基于所述中间曝光时间获取目标曝光时间，调整所述曝光时间为所述目标曝光时间，基于第二调节步长对所述光源亮度进行至少一次调节，在所述光源亮度被调节后，记录基于所述第二调节步长对所述光源亮度进行调节的次数直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求，基于所述初始光源亮度和所述基于所述第二调节步长对所述光源亮度进行调节的次数确定第二区间，基于所述第二区间获取目标光源亮度。

在这种情况下，在确定目标光源亮度之前先确定好目标曝光时间，可以在获得高帧率、高清的拍摄图像时，进一步保证拍摄图像的亮度不会过亮或过暗，这样有利于提高拍摄图像的精确度，进而有利于保存拍摄图像中的图像信息。另外，调节不同的曝光参数找到目标曝光时间的第一区间或光源亮度的第二区间后，只需要影像系统自动拍摄图像并判断不同的曝光参数下拍摄图像是否符合曝光要求，就可以稳定的把控曝光参数对拍摄图像的整体的影响，并且也能够在第一区间内或第二区间内较快地找到目曝光时间和目标光源亮度。在这种情况下，通过本公开的自动调节方法，能够基于初始曝光时间和初始光源亮度稳定高效地找到使影像系统获取精确的拍摄图像的曝光参数(目标曝光时间和目标光源亮度)。

另外，在本公开所涉及的自动化调节方法中，可选地，判断所述拍摄图像是否符合曝光要求包括：获取所述拍摄图像的像素点的数量和所述拍摄图像的各个像素点的灰度值，统计所述灰度值大于第一预设值的像素点的数量，响应于所述灰度值不小于第一预设值的像素点的数量与所述拍摄图像的像素点的数量的比值超过第二预设值而判断所述拍摄图像符合曝光要求。在这种情况下，可以通过预设值比较便捷地判断拍摄图像的曝光状态。

另外，在本公开所涉及的自动化调节方法中，可选地，基于所述第一调节步长、所述基于所述第一调节步长对所述曝光时间进行调节的次数和所述初始曝光时间获得所述第一曝光时间，基于所述第一曝光时间和所述第一调节步长获得所述第二曝光时间，所述第一曝光时间为所述第一区间的起点，所述第二曝光时间为所述第一区间的终点。在这种情况下，能够通过基于第一调节步长对曝光时间进行调节的次数和第一调节步长计算初始曝光时间与第一曝光时间的差值，同时由于初始曝光时间可以通过前期的设定参数获得，由此，能够便捷地获取第一曝光时间。基于第一曝光时间和第一调节步长获得第二曝光时间后，能够确定包括最佳的曝光时间(也即目标曝光时间)的曝光时间区间，进而能够在曝光时间区间内获取目标曝光时间。

另外，在本公开所涉及的自动化调节方法中，可选地，响应于所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求而将所述第二曝光时间调整为中间曝光时间；响应于所述影像系统拍摄的所述拍摄图像不符合曝光要求而将所述第一曝光时间调整为中间曝光时间。由此，能够通过不断地缩小第一区间以中间曝光时间逐渐逼近目标曝光时间，从而实现在第一区间内不断调整以找到比较符合曝光要求的曝光参数。

另外，在本公开所涉及的自动化调节方法中，可选地，所述第一阈值为所述影像系统对所述曝光时间进行调整时的最小单位。在这种情况下，利用第一阈值能够使第一曝光时间与第二曝光时间的差值小于影像系统调整时的最小单位，从而能够使通过第一区间获得的目标曝光时间为该影像系统所能够到达的最佳曝光时间。

另外，在本公开所涉及的自动化调节方法中，可选地，基于所述第二调节步长、所述基于所述第二调节步长对所述光源亮度进行调节的次数和所述初始光源亮度获得第一光源亮度，基于所述第一光源亮度和所述第二调节步长获得第二光源亮度，所述第一光源亮度为所述第二区间的起点，所述第二光源亮度为所述第二区间的终点。在这种情况下，能够通过基于第二调节步长对光源亮度进行调节的次数和第二调节步长计算初始光源亮度与第一光源亮度的差值，同时由于初始光源亮度可以通过前期的设定参数获得，由此，能够便捷地获取第一光源亮度。基于第一光源亮度和第二调节步长获得第二光源亮度后，能够确定包括最佳的光源亮度(也即目标光源亮度)的光源亮度区间，进而能够在光源亮度区间内获取目标光源亮度。

另外，在本公开所涉及的自动化调节方法中，可选地，基于所述第一光源亮度和所述第二光源亮度确定中间光源亮度，利用所述中间光源亮度对所述光源亮度进行至少一次调节并利用所述中间光源亮度对所述第一光源亮度或所述第一光源亮度进行调整直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求并且所述第一光源亮度和所述第二光源亮度的差值不大于第二阈值。在这种情况下，可以通过第一光源亮度和第二光源亮度的差值与第二阈值判断光源亮度完成调整的节点。

另外，在本公开所涉及的自动化调节方法中，可选地，所述第二阈值为所述影像系统对所述光源亮度进行调整时的最小单位。在这种情况下，利用第二阈值能够使第一光源亮度与第二光源亮度的差值小于影像系统调整时的最小单位，从而能够使通过第二区间获得的目标光源亮度为该影像系统所能够到达的最佳光源亮度。

本公开另一方面还提供了一种影像系统，所述影像系统包括拍摄模块和处理模块，所述拍摄模块配置为通过权利要求1-8中所述的自动化调节方法获取曝光参数，所述处理模块配置为基于所述曝光参数对所述拍摄模块进行调节并判断所述拍摄模块获取的拍摄图像是否符合曝光要求。

在这种情况下，可以通过拍摄模块获取多张不同拍摄图像，并通过处理模块不断调节拍摄模块的曝光参数以使拍摄模块获取不同参数下的拍摄图像。由此，能够通过观察拍摄图像并不断调整找到曝光参数。

另外，在本公开另一方面所涉及的影像系统中，可选地，利用所述曝光参数对待测物进行拍摄以获得所述拍摄图像。在这种情况下，能够使影像系统在最佳的曝光时间和光源亮度下对待测物进行拍摄以获得拍摄图像。

基于本公开，能够提供一种能够稳定高效地测量的影像系统和影像系统的曝光参数的自动化调节方法。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开，其中：

图1是示出了本公开实施方式所涉及的影像系统的应用场景图。

图2是示出了本公开实施方式所涉及的自动化调节方法的流程示意图。

图3是示出了本公开实施方式所涉及的查找第一区间的流程示意图。

图4是示出了本公开实施方式所涉及的查找中间曝光时间的流程示意图。

图5是示出了本公开实施方式所涉及的查找目标曝光时间的流程示意图。

图6是示出了本公开实施方式所涉及的查找第二区间的流程示意图。

图7是示出了本公开实施方式所涉及的查找中间光源亮度的流程示意图。

图8是示出了本公开实施方式所涉及的查找目标光源亮度的流程示意图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本公开中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本公开的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本公开的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。

本公开的实施方式涉及一种影像系统和影像系统的曝光参数的自动化调节方法。在一些示例中，影像系统可以对一些特定的需要进行尺寸测量的物品进行拍摄，在获取拍摄图像之后，只要对拍摄图像上的尺寸进行测量并通过相应的比例关系放大或缩小，就可以得到所拍摄的物品的实际尺寸。因此，拍摄图像的质量例如清晰度或明亮度都会明确地影响到图像线条的提取和测量进而影响最终的测量结果，由此，需要一种可以尽量保证拍摄图像比较清晰明亮的影像系统。

本公开一方面涉及一种影像系统的曝光参数的自动化调节方法，上述方法可以用于查找使影像系统拍摄图像能够达到一种极佳状态的曝光参数，当影像系统在该曝光参数下进行拍摄时，获得的拍摄图像较为清晰，且明暗度比较合适，有利于精确地提取图像的线条进而精确地进行测量。

在一些示例中，可以调整光源亮度为初始光源亮度，调整曝光时间为初始曝光时间，并基于第一调节步长对曝光时间进行至少一次调节。由此，能够通过不断的调整逐步找到期望的曝光时间范围区间。

在一些示例中，当曝光时间被调节后，可以记录基于第一调节步长对曝光时间进行调节的次数直至影像系统拍摄的拍摄图像符合曝光要求，基于初始曝光时间和基于第一调节步长对曝光时间进行调节的次数确定包括第一曝光时间和第二曝光时间的第一区间。在这种情况下，通过将大区间查找转变为确定一个短小的区间再进行查找，能够降低查找的周期次数，提高后续查找目标曝光时间的效率。

在一些示例中，可以基于第一曝光时间和第二曝光时间确定中间曝光时间，并利用中间曝光时间对曝光时间进行至少一次调节并利用中间曝光时间对第一曝光时间或第二曝光时间进行调整直至影像系统拍摄的拍摄图像符合曝光要求并且第一曝光时间和第二曝光时间的差值不大于第一阈值，基于中间曝光时间获取目标曝光时间。在这种情况下，先通过找到包括有目标曝光时间段的区间，再在区间内确定一个中间的曝光时间对曝光时间进行调整，可以更精确地查找目标曝光时间。

在一些示例中，可以调整曝光时间为目标曝光时间，并基于第二调节步长对光源亮度进行至少一次调节。在这种情况下，可以在曝光时间为目标曝光时间的基础下，进一步地找到使影像系统拍摄的拍摄图像符合曝光要求的光源亮度区间。

在一些示例中，在光源亮度被调节后，可以记录基于第二调节步长对光源亮度进行调节的次数直至影像系统拍摄的拍摄图像符合曝光要求，基于初始光源亮度和基于第二调节步长对光源亮度进行调节的次数确定第二区间，基于第二区间获取目标光源亮度。

本公开另一方面涉及一种影像系统，影像系统可以包括拍摄模块和处理模块，通过拍摄模块可以自动获取不同曝光参数下的拍摄图像，通过处理模块可以对上述拍摄图像进行分析直至拍摄模块获取的拍摄图像符合曝光要求。

在一些示例中，影像系统可以利用曝光参数对待测物进行拍摄以获得拍摄图像。在这种情况下，能够使影像系统在最佳的曝光时间和光源亮度下对待测物进行拍摄以获得拍摄图像。

在一些示例中，影像系统的曝光参数的自动化调节方法也可以称为“调节方法”、“查找方法”、“计算方法”或“自动打光方法”。以下简称为调节方法。在一些示例中，调节方法可以用于调节影像系统的曝光参数直至影像系统获取的拍摄图像符合曝光要求。

以下结合附图进一步描述本公开实施方式所涉及的调节方法。

图1是示出了本公开实施方式所涉及的影像系统1的应用场景图。图2是示出了本公开实施方式所涉及的自动化调节方法的流程示意图。

如图1所示，影像系统1可以对参考物进行拍摄并获取拍摄图像。例如，影像系统1可以在不同的状态下对参考物进行拍摄并获取图像。在一些示例中，不同的状态可表示影像系统1在不同的曝光参数下拍摄不同的图像。在一些示例中，曝光参数可以包括曝光时间和光源亮度。

在一些示例中，曝光时间越长，图像成像越亮，图像的灰度值也会越大。另外，当光源亮度越强，图像成像越亮，灰度值也越大。在这种情况下，选用适宜的曝光参数或光源亮度能得到较亮的图像，同时，也有利于从图像上提取线条从而获取图像的信息(例如参考物的尺寸信息)。在这种情况下，若先调节光源亮度，再调整曝光时间，会得到在某个曝光时间下的最佳的光源亮度，同时能够获得在该光源亮度下最佳的曝光时间，然而由于曝光时间对拍摄图像的灰度的影响远大于光源亮度对拍摄图像的灰度的影响，在先获得的光源亮度可能并不是该曝光时间情况下的最佳的光源亮度，也即无法得到最佳的相互匹配的曝光时间和光源亮度。通过优先调节曝光时间再调节光源亮度，可以在合适的曝光时间下进一步地找到合适的光源亮度，降低在调整光源亮度的时候，曝光时间对拍摄图像造成的影响，能够使光源亮度的调整变得更精确。

在一些示例中，自动化调节方法可以包括：将光源亮度调整为初始光源亮度并将曝光时间调整为初始曝光时间(步骤S101)；基于第一调节步长对曝光时间进行调节，记录调节次数并查找第一区间(步骤S102)；基于第一区间确定中间曝光时间(步骤S103)；基于中间曝光时间确定目标曝光时间(步骤S104)；调节曝光时间为目标曝光时间(步骤S105)；基于第二调节步长对光源亮度进行调节，记录调节次数并查找第二区间(步骤S106)；基于第二区间确定目标光源亮度(步骤S107)。

在一些示例中，在步骤S101中，可以在影像系统1设置好调节曝光参数的初始值。换言之，可以在影像系统1设置好初始曝光时间和初始光源亮度。由此，能够便于后续的过程中，影像系统1通过初始的曝光参数进行调整进而减少曝光参数查找的次数。

在一些示例中，曝光时间的初始值可以为10ms至50ms，初始光源亮度的可以为60至90。在一些示例中，曝光时间的初始值和光源亮度的初始值可以为从业人员获取的经验值。优选地，初始曝光时间可以为30ms，初始光源亮度可以为90。在这种情况下，在影像系统1设置好曝光参数的初始值，可以便于后续基于初始曝光时间和初始光源亮度进行自动调节。需要说明的是，在没有特别说明的情况下，本公开所涉及的光源亮度的单位可以为(cd/m2)，但是，本公开不限于此，本公开所涉及的光源亮度的单位也可以是本领域的技术人员所能理解的并能够用于体现的光源亮度的单位。在将光源亮度调整为初始光源亮度并将曝光时间调节为初始曝光时间之后，执行步骤S102。以下，将结合一些示例对调节方法的一些过程进行详细说明，但应当理解的是，相应的示例不应当作为本方案的具体限定。

在一些示例中，在步骤S102中，可以基于第一调节步长对曝光时间进行调节，并且在调节的过程中，在每次调整曝光时间后，就可以再次获取拍摄图像并判断拍摄图像是否符合拍摄要求。在这种情况下，可以通过第一调节步长比较迅速地找到对应的曝光时间区间，同时能够确定在该曝光时间区间内存在使影像系统1拍摄图像恰好符合拍摄要求的一个曝光时间。

在一些示例中，在步骤S103中，可以基于第一区间确定中间曝光时间。在一些示例中，中间曝光时间为存在于第一区内的某个曝光时间。

在一些示例中，在步骤S104中，在得到中间曝光时间后，可以根据中间曝光时间确定目标曝光时间。在一些示例中，目标曝光时间可以为使影像系统1恰好符合曝光要求的最大的曝光时间。在一些示例中，在确定目标曝光时间之后，执行步骤S105。

在一些示例中，在步骤S105中，需要将曝光时间调节为目标曝光时间然后对光源亮度进行调节。在一些示例中，在调节光源亮度的过程中，可以将曝光时间调整为目标曝光时间并维持曝光时间的固定数值。

在一些示例中，在步骤S106中，可以基于第二调节步长对光源亮度进行调节。在一些示例中，第二调节步长可以基于初始光源亮度进行设置。每次对光源亮度进行调节之后，记录调节的次数，并在完成一次调节之后获得对应的拍摄图像并判断拍摄图像是否符合曝光要求。在一些示例中，当光源亮度获得的拍摄图像符合曝光要求时，完成光源亮度的区间调整。

在一些示例中，在步骤S107中，得到第二区间后，在第二区间内再对光源亮度更进一步地进行调整，并对拍摄图像进行不断的分析，可以逐步得到一个更精确的光源亮度，并且在目标光源亮度下，影像系统1拍摄的图像恰好过曝。需要进行说明的是，图像恰好过曝可以是指在该光源亮度下影像系统1拍摄的图像过曝，在影像系统1所能够达到的并小于该光源亮度的最大的光源亮度下影像系统1拍摄的图像不过曝。

图3是示出了本公开实施方式所涉及的查找第一区间的流程示意图。图4是示出了本公开实施方式所涉及的查找中间曝光时间的流程示意图。图5是示出了本公开实施方式所涉及的查找目标曝光时间的流程示意图。

在一些示例中，查找第一区间的流程可以包括：对曝光时间进行至少一次调节(步骤S201)；判断每次调节之后，影像系统1获取的拍摄图像是否符合曝光要求(步骤S202)；响应于拍摄图像符合曝光要求而记录曝光时间的调节次数和曝光时间(步骤S203)；基于符合曝光要求的曝光时间确定第一区间(步骤S204)。

在一些示例中，在步骤S201中，影像系统1需要保持光源亮度为初始光源亮度，同时对曝光时间进行至少一次调节并在完成调节时所对应的曝光时间获取拍摄图像。在一些示例中，曝光时间调节的步距可以为第一调节步长，并且每次完成调节之后会获得相应的一个曝光时间区间。

例如，当曝光时间的数值为初始曝光时间T0，第一调节步长为t时，若对曝光时间进行一次调节，则曝光时间为T0+t，曝光时间区间为(T0，T0+t)，获取曝光时间为T0和T0+t下的拍摄图像；对曝光时间进行二次调节，则曝光时间为T0+2t，曝光时间区间为(T0+t，T0+2t)，并获取曝光时间为T0+t和T0+2t下的拍摄图像；对曝光时间进行三次调节，调整曝光时间为T0+3t，得到曝光时间区间为(T0+2t，T0+3t)，并获取曝光时间为T0+2t和T0+3t下的拍摄图像，…，对曝光时间进行N次调节，调整曝光时间为T0+Nt，并且得到曝光时间区间(T0+(N-1)t，T0+Nt)，并获取曝光时间为T0+(N-1)t和T0+Nt下的拍摄图像。

在一些示例中，在步骤S202中，在获取相应的拍摄图像后，对拍摄图像进行分析以判断其是否符合曝光要求。在一些示例中，可以通过拍摄图像的像素点判断拍摄图像是否符合曝光要求。

在一些示例中，可以统计拍摄图像的像素点的数量并获取拍摄图像的像素点的灰度值，统计灰度值大于第一预设值的像素点，获取灰度值大于第一预设值的像素点与拍摄图像的像素点的数量之间的比值，判断上述比值是否超过第二预设值，若上述比值超过第二预设值，则拍摄图像符合曝光要求，若上述比值小于第二预设值，则拍摄图像不符合曝光要求。在这种情况下，能够便捷地判断拍摄图像的曝光状态进而判断其是否符合曝光要求。

在一些示例中，第一预设值的范围可以为240至254。优选地，第一预设值可以为254。由此，能够通过第一预设值便捷地判断拍摄图像的曝光状态进而判断其是否符合曝光要求。

在一些示例中，在步骤S203中，响应于在一定的曝光时间下，影像系统1所拍摄的图像符合曝光要求后，记录曝光时间的调节次数和曝光时间，进入步骤S204。由此，能够得到一个比较接近于目标曝光时间的曝光时间范围。

在一些示例中，当影像系统1获取的拍摄图像过曝，可以停止曝光时间的调整，记录曝光时间的调节次数N，并且记录使拍摄图像曝光时的曝光时间T0+Nt。

在一些示例中，在步骤S204中，可以根据符合曝光要求的曝光时间可以确定第一区间。在一些示例中，当影像系统1对曝光时间经过至少一次调节之后所获得的拍摄图像符合曝光要求，基于获取拍摄图像时的曝光时间就可以确定第一区间。

例如，当曝光时间的初始值为T0，对曝光时间经过N次调节后，若影像系统1获取的拍摄图像符合曝光要求，则可以根据拍摄时的曝光时间T0+Nt确定当时的曝光时间区间(T0+(N-1)t，T0+Nt)，该曝光时间区间为第一区间。

在一些示例中，查找中间曝光时间的流程可以包括：基于第一区间确定第一曝光时间和第二曝光时间(步骤S301)；基于第一曝光时间和第二曝光时间确定中间曝光时间并利用中间曝光时间对曝光时间进行至少一次调节(步骤S302)；获取调整后的曝光时间下的拍摄图像(步骤S303)；响应于拍摄图像符合曝光要求而将中间曝光时间调整为第二曝光时间，响应于拍摄图像不符合曝光要求而将中间曝光时间调整为第一曝光时间(步骤S304)。

在一些示例中，在步骤S301中，得到第一区间后，可以基于第一区间的起点确定第一曝光时间，基于第二区间的终点确定第二曝光时间。在这种情况下，能够通过基于第一调节步长对曝光时间进行调节的次数和第一调节步长计算初始曝光时间与第一曝光时间的差值，同时由于初始曝光时间可以通过前期的设定参数获得，由此，能够便捷地获取第一曝光时间。

在一些示例中，可以基于第一调节步长、基于第一调节步长对曝光时间进行调节的次数和初始曝光时间获得第一曝光时间。具体而言，第一曝光时间可以为第一调节步长与调节次数相乘再与初始曝光时间相加再减去第一调节步长得到。在一些示例中，可以基于第一曝光时间和第一调节步长确定第二曝光时间。在一些示例中，可以将第一曝光时间与第一调节步长相加得到第二曝光时间。也即，将第一调节步长与调节次数相乘再与初始曝光时间相加可以得到第二曝光时间。

例如，当第一调节步长为t，初始曝光时间为T0，使拍摄图像符合曝光要求的曝光时间的调节次数为N时，能够得到第一区间为(T0+(N-1)t，T0+Nt)，第一曝光时间为T0+(N-1)t，第二曝光时间为T0+Nt。

在一些示例中，在步骤S302中，可以基于第一曝光时间和第二曝光时间确定中间曝光时间，并基于中间曝光时间进行至少一次调节。

在一些示例中，在步骤S303中，可以获取调整后的曝光时间并获取中间曝光时间下的拍摄图像。在这种情况下，基于调整曝光时间后试试获得的拍摄图像可以迅速地得到一个反馈，影像系统1可以基于该反馈进而判断执行步骤S304。

在一些示例中，在步骤S304中，可以对调整为中间曝光时间下拍摄的图像进行分析，当拍摄图像符合曝光要求，将中间曝光时间调整为第二曝光时间，当拍摄图像不符合曝光要求，将中间曝光时间调整为第一曝光时间。在这种情况下，会得到第一曝光时间和中间曝光时间的曝光时间区间或中间曝光时间和第二曝光时间之间的曝光时间区间。由此，能够通过不断地缩小第一区间以中间曝光时间逐渐逼近目标曝光时间，从而实现在第一区间内不断调整以找到比较符合曝光要求的曝光参数。另外，通过将大区间的查找转变为小区间的查找，能够精确地找到使影像系统1拍摄图像符合拍摄要求的包括有目标曝光时间的曝光时间区间。

需要说明的是，在没有特别说明的情况下，本公开所涉及的曝光时间的单位可以为ms。在一些示例中，当第一区间为(30，60)，则表示第一曝光时间为30并且第二曝光时间为60，通过第一区间可以得到中间曝光时间45。当影像系统1的曝光时间为中间曝光时间45时，若拍摄图像符合拍摄要求，则可以将中间曝光时间45调整为第二曝光时间，并且调整后的曝光时间区间为(30，45)；若拍摄图像不符合拍摄要求，则可以将中间曝光时间45调整为第一曝光时间，并且调整后的曝光时间区间为(45，60)，多次反复地对曝光时间区间进行调节直至调整后的曝光时间区间的起点和终点的差值不大于第一阈值。

在一些示例中，第一阈值可以为影像系统1对曝光时间进行调整时的最小单位。在这种情况下，利用第一阈值能够使第一曝光时间与第二曝光时间的差值小于影像系统1调整时的最小单位，从而能够使通过第一区间获得的目标曝光时间为该影像系统1所能够到达的最佳曝光时间。在一些示例中，第一阈值可以为1。

在一些示例中，当第一曝光时间或第二曝光时间对曝光时间进行调整直至影像系统1获取的拍摄图像符合曝光要求，并且第一曝光时间和第二曝光时间的差值不大于第一阈值时，可以基于中间曝光时间(调整后的第一曝光时间或第二曝光时间)获取目标曝光时间。

在一些示例中，查找目标曝光时间的流程可以包括：获取第一曝光时间和第二曝光时间(步骤S401)；基于第一曝光时间和第二曝光时间获取曝光时间之间的差值(步骤S402)；响应于第一曝光时间和第二曝光时间的差值不大于第一阈值而将第二曝光时间调整为目标曝光时间(步骤S403)。

在一些示例中，在步骤S401中，获取的第一曝光时间可以为经过中间曝光时间后调整的第一曝光时间，获取的第二曝光时间可以为经过中间曝光时间后调整的第二曝光时间。

在一些示例中，在步骤S402中，可以在获取调整后的第一曝光时间和第二曝光时间之后，获取第一曝光时间和第二曝光时间之间的差值。在这种情况下，能够基于该差值判断对曝光时间进行调整时曝光时间的调节上限。也即，可以基于该差值判断什么时候完成曝光时间的调节。

在一些示例中，在步骤S403中，可以将第一曝光时间和第二曝光时间之间的差值与第一阈值进行比较，并且当差值不大于第一阈值时，将第二曝光时间调整为目标曝光时间。由此，能够确定目标曝光时间，完成曝光时间的调节。

在一些示例中，在执行步骤S403时，若第一曝光时间和第二曝光时间之间的差值大于第一阈值，则重复执行步骤S401、步骤S401、以及步骤S403直至第一曝光时间和第二曝光时间之间的差值不大于第一阈值。

在一些示例中，目标曝光时间可以为整数。由此，能够降低影像系统1在目标曝光时间下获取的拍摄图像出现闪烁的可能性。

图6是示出了本公开实施方式所涉及的查找第二区间的流程示意图。图7是示出了本公开实施方式所涉及的查找中间光源亮度的流程示意图。图8是示出了本公开实施方式所涉及的查找目标光源亮度的流程示意图。

在一些示例中，查找第二区间的流程可以包括：调整曝光时间为目标曝光时间并对光源亮度进行至少一次调节(步骤S501)；判断每次完成光源亮度的调节之后影像系统1获取的拍摄图像是否符合曝光要求(步骤S502)；响应于拍摄图像符合曝光要求而记录光源亮度的调节次数和即时的光源亮度(步骤S503)；基于符合曝光要求的光源亮度确定第二区间(步骤S504)。

在一些示例中，在步骤S501中，影像系统1需要保持曝光时间为目标曝光时间，同时对光源亮度进行至少一次调节并在完成调节时所对应的光源亮度获取拍摄图像。在一些示例中，光源亮度调节的步距可以为第二调节步长，并且每次完成调节之后会获得相应的一个光源亮度区间。在这种情况下，基于事先确定的目标曝光时间，再对光源亮度进行调整，可以更精确地查找使拍摄图像符合拍摄要求的光源亮度。

例如，当光源亮度的数值为初始光源亮度L0，第二调节步长为l时，若对光源亮度进行一次调节，则光源亮度为L0+l，光源亮度区间为(L0，L0+l)，获取光源亮度为L0和L0+l下的拍摄图像；对光源亮度进行二次调节，则光源亮度为L0+2l，光源亮度区间为(L0+l，L0+2l)，并获取光源亮度为L0+l和L0+2l下的拍摄图像；对光源亮度进行三次调节，调整光源亮度为L0+3l，得到光源亮度区间为(L0+2l，L0+3l)，并获取光源亮度为L0+2l和L0+3l下的拍摄图像，…，对光源亮度进行M次调节，得到的光源亮度为L0+Ml，并且得到光源亮度的区间(L0+(M-1)l，L0+Ml)，并获取光源亮度为L0+(M-1)l和L0+Ml下的拍摄图像。

在一些示例中，在步骤S502中，获取不同的光源亮度下的拍摄图像后，对拍摄图像分析以判断其是否符合曝光要求。

在一些示例中，在步骤S503中，响应于在一定的光源亮度下，影像系统1所拍摄的图像符合曝光要求后，记录光源亮度的调节次数和光源亮度，进入步骤S504。由此，能够得到一个比较接近于目标光源亮度的光源亮度范围。

在一些示例中，当影像系统1获取的拍摄图像过曝，可以停止光源亮度的调整，记录光源亮度的调节次数M，并且记录使拍摄图像曝光时的光源亮度L0+Ml。

在一些示例中，在步骤S504中，可以根据符合曝光要求的光源亮度可以确定第二区间。在一些示例中，当影像系统1对光源亮度经过至少一次调节之后所获得的拍摄图像符合曝光要求，基于获取拍摄图像时的光源亮度就可以确定第二区间。

在一些示例中，当光源亮度的初始值为L0，对光源亮度经过M次调节后影像系统1获取的拍摄图像符合曝光要求，则可以根据拍摄时的光源亮度L0+Ml确定当时的光源亮度区间(L0+(M-1)l，L0+Ml)，该光源亮度区间可以为第二区间。

在一些示例中，查找中间光源亮度的流程可以包括：基于第二区间确定第一光源亮度和第二光源亮度(步骤S601)；基于第一光源亮度和第二光源亮度确定中间光源亮度并利用中间光源亮度对光源亮度进行至少一次调节(步骤S602)；获取调整后的光源亮度下的拍摄图像(步骤S603)；响应于拍摄图像符合曝光要求而将中间光源亮度调整为第二光源亮度，响应于拍摄图像不符合曝光要求而将中间光源亮度调整为第一光源亮度(步骤S604)。

在一些示例中，在步骤S601中，得到第二区间后，可以基于第二区间的起点确定第一光源亮度，基于第二区间的终点确定第二光源亮度。

在一些示例中，可以基于第二调节步长、基于第二调节步长对光源亮度进行调节的次数和初始光源亮度获得第一光源亮度。具体而言，第一光源亮度可以为第二调节步长与调节次数相乘再与初始光源亮度相加再减去第二调节步长得到。

在一些示例中，可以基于第一光源亮度和第二调节步长确定第二光源亮度。在一些示例中，可以将第一光源亮度与第二调节步长相加得到第二光源亮度。也即，将第二调节步长与调节次数相乘再与初始光源亮度相加可以得到第二光源亮度。

例如，当第二调节步长为l，初始光源亮度为L0，使拍摄图像符合曝光要求的光源亮度的调节次数为M时，能够得到第二区间为(L0+(M-1)l，L0+Ml)。由此，能够得到第一光源亮度为L0+(M-1)l，第二光源亮度为L0+Ml。

在一些示例中，在步骤S602中，可以基于第一光源亮度和第二光源亮度确定中间光源亮度，基于中间光源亮度进行至少一次调节。

在一些示例中，在步骤S603中，可以获取调整后的光源亮度并获取中间光源亮度下的拍摄图像。

在一些示例中，在步骤S604中，可以对中间光源亮度拍摄的图像进行分析，当拍摄图像符合曝光要求，将中间光源亮度调整为第二光源亮度，当拍摄图像不符合曝光要求，将中间光源亮度调整为第一光源亮度。在这种情况下，会得到第一光源亮度和中间光源亮度的光源亮度区间或中间光源亮度和第二光源亮度之间的光源亮度区间。在这种情况下，基于中间光源亮度对其进行多次调整，可以减少调节的次数。另外，通过将大区间的查找转变为小区间的查找，能够比较精确地找到使影像系统1拍摄图像符合拍摄要求的小的光源亮度区间。

在一些示例中，查找目标光源亮度的流程可以包括：获取第一光源亮度和第二光源亮度(步骤S701)；基于第一光源亮度和第二光源亮度获取光源亮度之间的差值(步骤S702)；响应于第一光源亮度和第二光源亮度的差值不大于第二阈值而将第二光源亮度调整为目标光源亮度(步骤S703)。

在一些示例中，在步骤S701中，获取的第一光源亮度可以为经过中间光源亮度后调整的第一光源亮度，获取的第二光源亮度可以为经过中间光源亮度后调整的第二光源亮度。

在一些示例中，在步骤S702中，可以在获取调整后的第一光源亮度和第二光源亮度之后，获取第一光源亮度和第二光源亮度之间的差值。在这种情况下，能够基于该差值判断光源亮度进行调整时光源亮度的调节上限。也即，可以基于该差值判断什么时候完成光源亮度的调节。

在一些示例中，在步骤S703中，可以将第一光源亮度和第二光源亮度之间的差值与第二阈值进行比较，并且当差值不大于第二阈值时，将第二光源亮度调整为目标光源亮度。由此，能够确定目标光源亮度，完成光源亮度的调节。

在一些示例中，在执行步骤S703时，若第一光源亮度和第二光源亮度之间的差值大于第二阈值，则重复执行步骤S701、步骤S701、以及步骤S703直至第一光源亮度和第二光源亮度之间的差值不大于第二阈值。

在一些示例中，第二阈值可以为影像系统1对光源亮度进行调整时的最小单位。在这种情况下，利用第二阈值能够使第一光源亮度与第二光源亮度的差值小于影像系统1调整时的最小单位，从而能够使通过第二区间获得的目标光源亮度为该影像系统1所能够到达的最佳光源亮度。在一些示例中，第二阈值可以为1。

根据上述调节方法，可以使影像系统1自动地寻找到令拍摄图像符合曝光要求的曝光参数。

本公开还提出了一种影像系统1，影像系统1可以通过上述内容所描述的调节方法调节其曝光参数。在一些示例中，影像系统1可以包括拍摄模块和处理模块。在一些示例中，拍摄模块可以通过曝光参数调节其拍摄的状态，从而获取不同曝光参数下的拍摄图像。在一些示例中，处理模块可以在接收拍摄模块拍摄获取的图像之后对拍摄图像进行分析，进而通过分析的结果以判断曝光参数是否需要调节。

在一些示例中，在处理模块调节好曝光参数之后可以将其反馈至拍摄模块，然后拍摄模块可以在完成至少一次调节之后的曝光参数下获取相对应的拍摄图像。在一些示例中，影像系统1可以重复调整曝光时间或光源亮度然后重复获取拍摄图像直至拍摄模块获取的拍摄图像符合曝光要求。也即，当拍摄模块获取的拍摄图像在对应的曝光时间和光源亮度下的图像恰好曝光时，影像系统1完成自动调节并输出对应的曝光参数。

在一些示例中，影像系统1可以利用曝光参数对待测物进行拍摄以获得拍摄图像。在这种情况下，能够使影像系统1在最佳的曝光时间(目标曝光时间)和光源亮度(目标光源亮度)下对待测物进行拍摄以获得拍摄图像。

根据本公开，能够提供一种影像系统和影像系统的曝光参数的自动化调节方法。

虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以基于需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种影像系统的曝光参数的自动化调节方法，所述曝光参数包括曝光时间和光源亮度并配置为对所述影像系统进行调整以使所述影像系统拍摄的拍摄图像符合曝光要求，其特征在于，包括：调整所述光源亮度为初始光源亮度，调整所述曝光时间为初始曝光时间，首先基于第一调节步长对所述曝光时间进行至少一次调节，在所述曝光时间被调节后，记录基于所述第一调节步长对所述曝光时间进行调节的次数直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求，基于所述初始曝光时间和所述基于所述第一调节步长对所述曝光时间进行调节的次数确定包括第一曝光时间和第二曝光时间的第一区间，基于所述第一曝光时间和所述第二曝光时间确定中间曝光时间，利用所述中间曝光时间对所述曝光时间进行至少一次调节并利用所述中间曝光时间对所述第一曝光时间或所述第二曝光时间进行调整直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求并且所述第一曝光时间和所述第二曝光时间的差值不大于第一阈值，基于所述中间曝光时间获取目标曝光时间，调整所述曝光时间为所述目标曝光时间，然后基于第二调节步长对所述光源亮度进行至少一次调节，在所述光源亮度被调节后，记录基于所述第二调节步长对所述光源亮度进行调节的次数直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求，基于所述初始光源亮度和所述基于所述第二调节步长对所述光源亮度进行调节的次数确定第二区间，基于所述第二区间获取目标光源亮度；

所述第一区间的长度为所述第一调节步长，所述第二区间的长度为所述第二调节步长。

2.基于权利要求1所述的自动化调节方法，其特征在于：

判断所述拍摄图像是否符合曝光要求包括：获取所述拍摄图像的像素点的数量和所述拍摄图像的各个像素点的灰度值，统计所述灰度值大于第一预设值的像素点的数量，响应于所述灰度值不小于第一预设值的像素点的数量与所述拍摄图像的像素点的数量的比值超过第二预设值而判断所述拍摄图像符合曝光要求。

3.基于权利要求1所述的自动化调节方法，其特征在于：

基于所述第一调节步长、所述基于所述第一调节步长对所述曝光时间进行调节的次数和所述初始曝光时间获得所述第一曝光时间，基于所述第一曝光时间和所述第一调节步长获得所述第二曝光时间，所述第一曝光时间为所述第一区间的起点，所述第二曝光时间为所述第一区间的终点。

4.基于权利要求1所述的自动化调节方法，其特征在于：

响应于所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求而将所述中间曝光时间调整为第二曝光时间；响应于所述影像系统拍摄的所述拍摄图像不符合曝光要求而将所述中间曝光时间调整为第一曝光时间。

5.基于权利要求1所述的自动化调节方法，其特征在于：

所述第一阈值为所述影像系统对所述曝光时间进行调整时的最小单位。

6.基于权利要求1所述的自动化调节方法，其特征在于：

基于所述第二调节步长、所述基于所述第二调节步长对所述光源亮度进行调节的次数和所述初始光源亮度获得第一光源亮度，基于所述第一光源亮度和所述第二调节步长获得第二光源亮度，所述第一光源亮度为所述第二区间的起点，所述第二光源亮度为所述第二区间的终点。

7.基于权利要求6所述的自动化调节方法，其特征在于：

基于所述第一光源亮度和所述第二光源亮度确定中间光源亮度，利用所述中间光源亮度对所述光源亮度进行至少一次调节并利用所述中间光源亮度对所述第一光源亮度或所述第二光源亮度进行调整直至所述影像系统拍摄的所述拍摄图像符合曝光要求并且所述第一光源亮度和所述第二光源亮度的差值不大于第二阈值。

8.基于权利要求7所述的自动化调节方法，其特征在于：

所述第二阈值为所述影像系统对所述光源亮度进行调整时的最小单位。

9.一种影像系统，其特征在于，所述影像系统包括拍摄模块和处理模块，所述拍摄模块配置为通过权利要求1-8中所述的自动化调节方法获取曝光参数，所述处理模块配置为基于所述曝光参数对所述拍摄模块进行调节并判断所述拍摄模块获取的拍摄图像是否符合曝光要求。

10.基于权利要求9所述的影像系统，其特征在于：

利用所述曝光参数对待测物进行拍摄以获得所述拍摄图像。