CN117278867A - 图像传感器芯片成像系统及其曝光方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像传感器芯片成像系统及其曝光方法、装置和存储介质，该系统具体包括图像传感器芯片、光源电路、光源控制电路和控制单元；光源控制电路包括阻值可调的限流电阻，该方法具体包括：设置图像传感器芯片的标准亮度阈值区间、初始曝光时间、初始增益值和限流电阻的初始阻值；控制单元通过光源控制电路控制光源电路发光，图像传感器芯片获取并判断图像亮度是否处于标准亮度阈值区间；若图像亮度不处于标准亮度阈值区间，调整曝光时间、增益值或限流电阻的阻值，返回上一步骤，直至图像亮度处于标准亮度阈值区间。本发明提供的方法能够控制成像光源在瞬间发出光照强度较强的光线，避免拍摄运动物体成像时的果冻效应。
Description
技术领域
本发明属于图像传感器芯片曝光测试领域，尤其是一种图像传感器芯片成像系统及其曝光方法、装置和存储介质。
背景技术
现有的工控相机在摄制图像时进行曝光，一般采用两种曝光方法，一种是全局曝光的方法，该方法的优点是所有像素点同时曝光，可拍摄运动物体，缺点是有最短机械曝光时间限制，成本高；另一种是卷帘曝光的方法，该方法相比于全局曝光的方法优点是成本低，一行一行曝光，没有机械最短时间限制，但缺点是成像帧率受像素窗口大小影响，存在果冻效应，不适合拍摄运动物体。为降低工业控制的成本，很多工业控制场景都纷纷采用卷帘曝光的工控相机，因此虽然工控系统成本降低了，但是在工控相机在控制运动物体的应用场景下，如较为快速的流水线时，会因为果冻效应的影响导致图像获取精度降低，影响整个工控系统。为此，亟需一种能够降低果冻效应影响的卷帘曝光成像方法。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种图像传感器芯片成像系统及其曝光方法、装置和存储介质，以降低卷帘曝光成像方法在摄制运动物体时的果冻效应。
第一方面，本发明实施例提供了一种图像传感器芯片成像系统的曝光方法，应用于图像传感器芯片成像系统，所述图像传感器芯片成像系统包括图像传感器芯片、光源电路、光源控制电路和控制单元；所述控制单元分别与图像传感器芯片和光源控制电路电连接，所述光源控制电路与所述光源电路电连接；所述光源控制电路包括阻值可调的限流电阻，该方法包括：
设置所述图像传感器芯片的标准亮度阈值区间，并设置所述图像传感器芯片的初始的曝光时间和初始的增益值，以及设置所述限流电阻的初始的阻值；
所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路在预设时间内发出预设光照强度的光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度不处于所述标准亮度阈值区间，调整所述曝光时间、所述增益值或所述限流电阻的阻值，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间。
在本发明的一些实施例中，所述光源控制电路还包括第一电容、开关单元和第一电阻；所述第一电容的第一端与所述控制单元电连接，所述第一电容的第二端分别与第一电阻的第一端和所述开关单元的控制端电连接；所述第一电阻的第二端接地；所述开关单元的导通端与所述限流电阻的第一端连接，所述开关单元的接地端接地；所述限流电阻的第二端与所述光源电路电连接。
在本发明的一些实施例中，所述设置所述图像传感器芯片的标准亮度阈值区间，并设置所述图像传感器芯片的初始的曝光时间和初始的增益值，以及设置所述限流电阻的初始的阻值的步骤，包括：
设置标准亮度最大值和标准亮度最小值，所述标准亮度阈值区间处于所述标准亮度最大值和所述标准亮度最小值之间；
将所述曝光时间和所述增益值设置为所述图像传感器芯片规定的中值，以及将所述限流电阻的阻值设置为所述限流电阻规定的中值。
在本发明的一些实施例中，所述若图像的亮度不处于所述标准亮度阈值区间时，调整所述曝光时间、所述增益值或所述限流电阻的阻值，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间的步骤，包括：
若所述图像的亮度大于所述标准亮度最大值，减小所述增益值或所述曝光时间，或增大所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间；
或者，若所述图像的亮度小于所述标准亮度最小值，增大所述增益值或所述曝光时间，或减小所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间。
在本发明的一些实施例中，所述若所述图像的亮度大于所述标准亮度最大值，减小所述增益值或所述曝光时间，或增大所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间的步骤，包括：
减小所述增益值，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，继续减小所述增益值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述增益值减小至最小值；
若所述增益值为最小值时，所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，减小所述曝光时间，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，继续减小所述曝光时间，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述曝光时间减小至最小值；
若所述曝光时间为最小值时，所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，增大所述限流电阻的阻值，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，继续增大所述限流电阻的阻值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述限流电阻的阻值增大至最大值。
在本发明的一些实施例中，所述若所述图像的亮度小于所述标准亮度最小值时，增大所述增益值或所述曝光时间，或减小所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间的步骤，包括：
减小所述限流电阻的阻值，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，继续减小所述限流电阻的阻值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述限流电阻的阻值减小至最小值；
若所述限流电阻的阻值为最小值时，所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，增大所述曝光时间，所述图像传感器芯片重新获取图像，判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，继续增大所述曝光时间，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述曝光时间增大至最大值；
若所述曝光时间为最大值时，所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，增大所述增益值，所述图像传感器芯片重新获取图像，判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，继续增大所述增益值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述增益值增大至最大值。
在本发明的一些实施例中，若所述限流电阻的阻值增大为最大值后或所述增益值增大为最大值后，所述图像的亮度仍然不处于所述标准亮度阈值区间，则进行出错提示。
第二方面，本发明实施例还提供了一种图像传感器芯片成像系统，所述图像传感器芯片成像系统包括图像传感器芯片、光源电路、光源控制电路；和控制单元；所述控制单元分别与图像传感器芯片和光源控制电路电连接，所述光源控制电路与所述光源电路电连接；所述光源控制电路包括阻值可调的限流电阻；所述图像传感器芯片成像系统用于执行上述方面实施例所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行上述方面实施例所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述方面实施例任一项所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
根据本发明实施例的图像传感器芯片成像系统的曝光方法，至少具有如下有益效果：本发明实施例提供的曝光方法，应用于图像传感器芯片、光源控制电路、光源电路和控制单元组成的图像传感器芯片成像系统，该系统中控制单元能够通过改变光源电路的中限流电阻的阻值来改变光源电路的电流，使光源电流能够接收到瞬时大电流，进而控制成像光源在瞬间发出光照强度较强的光线，避免拍摄运动物体成像时的果冻效应，做到近似全局曝光的效果。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的图像传感器芯片成像系统的曝光方法的流程图之一；
图2为本发明实施例采用的LED灯的电流以及供电脉冲/时间的关系；
图3为本发明实施例的光源控制电路和光源电路原理图；
图4为本发明实施例的图像传感器芯片成像系统的曝光方法的流程图之二。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二或第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面对本发明实施例中涉及到的概念进行解释：
果冻效应：指在拍摄过程中相机获取到的图像中像果冻一样产生的变形和颜色变化。果冻效应的形成是摄影机本身的特性决定的，使用CMOS传感器的相机多数使用卷帘快门，它是通过图像传感器逐行曝光的方式实现的。在曝光开始的时候，图像传感器逐行扫描逐行进行曝光，直至所有像素点都被曝光。若所有的动作在极短的时间内完成，一般不会对拍摄造成影响。但如果被拍摄物体相对于相机高速运动或快速振动时。用卷帘快门方式拍摄，逐行扫描速度不够，拍摄结果就可能出现“倾斜”、“摇摆不定”或“部分曝光”等情况。这种卷帘快门方式拍摄出现的现象，就定义为果冻效应。
本发明实施例提供的曝光方法，应用于图像传感器芯片、光源控制电路、光源电路和控制单元组成的图像传感器芯片成像系统，该系统中控制单元能够通过改变光源电路的中限流电阻的阻值来改变光源电路的电流，使光源电流能够接收到瞬时大电流，进而控制成像光源在瞬间发出光照强度较强的光线，避免拍摄运动物体成像时的果冻效应，做到近似全局曝光的效果。
下面基于附图，对本发明实施例的图像传感器芯片成像系统的曝光方法作进一步阐述。
参照图1~图3，图1为本发明实施例提供的一种图像传感器芯片成像系统的曝光方法流程图，该方法应用于图像传感器芯片成像系统，图像传感器芯片成像系统包括图像传感器芯片、光源电路1、光源控制电路2和控制单元；控制单元分别与图像传感器芯片和光源控制电路2电连接，光源控制电路2与光源电路1电连接；光源控制电路2包括阻值可调的限流电阻，该方法包括但不限于有以下步骤：
步骤S100，设置图像传感器芯片的标准亮度阈值区间，并设置图像传感器芯片的初始的曝光时间和初始的增益值，以及设置限流电阻的初始的阻值；
需要说明的是，本发明实施例的光源控制电路2和光源电路1如图3所示，由于各类图像获取设备的工作环境的工作条件具有差异，并且需要拍摄的移动物体的移动也不同，因此为了使采用卷帘曝光方式的图像传感器芯片在各种光照条件下都能够不产生果冻效应，做到近似全局曝光的效果，需要先设置图像传感器芯片的标准亮度阈值区间。其中标准亮度阈值区间为一个图像亮度值的限定范围，表示通过该图像传感器芯片获取的图像，该图像的亮度值需要处于该范围中。可以理解的是，本发明实施例中的亮度值可以指光源电路1的光照强度与光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的光照强度（亮度=光照强度÷受光照面积），亮度的单位是坎德拉/平方米（cd/m2）。进一步地，当标准亮度阈值区间设定完成后，还需要将该图像传感器芯片的初始的曝光时间和初始的增益值，以及通过控制单元（图中未示出）对光源控制电路2中的限流电阻的数值进行相应调整，便于后续的比较过程中进行调整。进一步的，本发明实施例可以采用LED灯作为光源电路1，利用LED灯在瞬间的大电流下能够产生强光的特性，可以将图像传感器芯片的曝光时间减小到300us以下，能够实现待拍摄物体的移动速度小于1米/秒都不会产生果冻效应，达到全局曝光的效果。进一步地，控制单元可以采用通用的中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序。
步骤S200，控制单元通过光源控制电路2控制光源电路1在预设时间内发出预设光照强度的光，图像传感器芯片获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间；
需要说明的是，光源电路1用于在拍摄时为图像传感器芯片打光，为了实现采用卷帘曝光方式的图像传感器芯片在各种环境条件下拍摄需要的移动物体都能够不产生果冻效应，需要使光源电路1在成像时（图像传感器芯片的曝光时间内）发出光照强度较强的光线，使得摄像设备的卷帘快门在成像时对图像造成的影响在可以忽略不计。进一步地，图像传感器芯片在获取图像时，控制单元可以通过光源控制电路2控制光源电路1的发光时间和发光强度，进而保证在任何环境条件下光源电路1都能够发出相对与环境光源较强的光线，并可以利用获取的图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间这一条件对图像的亮度进行验证；进一步地，参照图2，图2中示出了本发明实施例采用的LED灯的电流（纵坐标）以及供电脉冲/时间（横坐标/>）的关系，其中，LED灯的电流（纵坐标/>）在本发明实施例中表示成像时能够产生预设光照强度光线所对应的LED电流，供电脉冲/时间（横坐标/>）在本发明实施例中表示步骤S200中预设的曝光时间；从图2中可以看出曝光时间/>需要设置的越短，则需要的电流/>越大（即预设的光照强度越强），为了不产生果冻效应，需要缩短图像传感器芯片的曝光时间，为了保证成像的质量，需要更强的光照。可以理解的是，虽然预设的光照强度越强，产生果冻效应的概率会越小，但是在短时间内通过过大的电流容易烧毁光源电路，因此需要对供给光源电路的电流进行限制，如图2所示，本发明实施例选择将供给光源电路的电流限制在框d限定的范围内，因此需要将曝光时间限定在框c限定的范围内，在300us为最佳；实际应用中需要根据光源电路的种类确认曝光时间的大致范围，本发明对此不做限制。
步骤S300，若图像的亮度不处于标准亮度阈值区间，调整曝光时间、增益值或限流电阻的阻值，返回控制单元通过光源控制电路2控制光源电路发光，图像传感器芯片获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间这一步骤，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间。
需要说明的是，由于在不同工作环境中光照条件大多不同，因此步骤S100中设置初始的曝光时间、初始的增益值以及限流电阻初始的阻值（即等效于光源电路1提供的初始光照强度）在大多数的情况下是不适用的，因此步骤S300的作用是根据外界光照条件的变化，动态调整影响成像效果的参数，使得图像传感器芯片在任何环境条件下拍摄移动物体时均不产生果冻效应。
需要说明的是，本发明实施例通过设置标准亮度阈值区间，决定了当前光照条件下和需要拍摄的物体当前的移动速度下，需要光源电路1提供的光照强度，然后在令图像传感器芯片拍照获取图像验证，通过获取的图像的亮度就能够判断该光源电路1提供的光照强度是否合适，即在该光照强度下拍摄图像是否会产生果冻效应，若不合适，也可以根据标准亮度阈值区间限定的标准亮度，对曝光时间、增益值和光源控制电路2中的限流电阻的阻值进行调整，获得合适的光源电路1的光照强度。
参照图2~图3，在本发明的一些实施例中，光源控制电路2还包括第一电容、开关单元和第一电阻；第一电容的第一端与控制单元电连接，第一电容的第二端分别与第一电阻的第一端和开关单元的控制端电连接；第一电阻的第二端接地；开关单元的导通端与限流电阻的第一端连接，开关单元的接地端接地；限流电阻的第二端与光源电路电连接。
需要说明的是，本发明实施例中，控制单元能够通过光源控制电路2控制光源电路1的发光强度和发光时间，本质上是控制输入至光源电路1的工作电流的大小和时间，为实现此效果而设置了光源控制电路2，图3中R1为阻值可调的限流电阻，该电阻与光源电路1的输入端LED_OFF串联连接，因此可以通过控制该电阻的阻值限制输入至光源电路1的电流大小；进一步地，图3中开关单元Q4作为光源控制电路2的高频响应开关，当开关单元Q4的控制端（图1中的1）为高电平时，即图1中光源控制电路2的输入端Ctl_LED输入的为高电平时，开关单元Q4才会导通，进而使光源电路1通电发光。进一步地，开光单元可以采用MOS管或任何可以实现上述开关功能的电子元件或电路。在本发明实施例中，光源控制电路2的输入端Ctl_LED输入的供电信号由控制单元提供，输入的信号为方波，控制单元通过控制该输入信号的高、低电平的占空比决定光源电路中的电流大小，因此在拍摄的曝光阶段，需要计算Ctl_LED端口为高电平的时间，并根据需求设置好方波信号的占空比，高电平信号占空比时间越长，开关单元Q4的导通时间越长，光源电路1的发光强度也就越强；进一步地，光源控制电路2还设置了第一电容C1，第一电容C1用于利用电容通交流隔直流的特性，防止因控制单元的方波的高电平占空比过高导致的光源电路1的大电流持续时间过长，使光源电路1烧毁。因此，设置标准亮度阈值区间时，除了需要考虑光源电路1发出的光照强度的因素，还需要考虑电路过热的因素，二者结合考虑并设置合适的标准亮度阈值区间。在实际拍摄中，光源电路1发光直到曝光时间结束，曝光结束后图像传感器芯片将Ctl_LED设置为低电平，致使开关单元Q4截止，切断光源电路1的通电；进一步地，第一电阻R29用于光源控制电路2。进一步地，通过观察图2可得知，供电脉冲的高电平的占空比D也会对曝光时间内供给至光源电路的电流大小产生影响，因此也需要预先设置好供电脉冲的对应占空比，本发明实施例中的占空比D设置为0.2。可以理解的是，实际应用中需要根据光源电路的种类确认曝光时间的大致范围，本发明对此不做限制。
在本发明的一些实施例中，设置图像传感器芯片的标准亮度阈值区间，并设置图像传感器芯片的初始的曝光时间和初始的增益值，以及设置限流电阻的初始的阻值的步骤，包括：
步骤S110，设置标准亮度最大值和标准亮度最小值，标准亮度阈值区间处于标准亮度最大值和标准亮度最小值之间；
步骤S120，将曝光时间和增益值设置为图像传感器芯片规定的中值，以及将限流电阻的阻值设置为限流电阻规定的中值。
需要说明的是，本发明实施例中标准亮度最大值和标准亮度最小值根据当前工作环境的光照条件和待拍摄物体的运动速度决定其具体数值。可以理解的是，标准亮度最大值和标准亮度最小值可以通过控制单元及相应程序，配合对应的传感器获取并计算相应参数而进行设置，也可以通过人工输入的方式进行设置，本发明实施例对此不做限制。进一步地，步骤S120的目的是给图像传感器芯片设置一个初始值，后续的从该初始值开始。
参照图4，在本发明的一些实施例中，若图像的亮度不处于标准亮度阈值区间时，调整曝光时间、增益值或限流电阻的阻值，返回控制单元通过光源控制电路2控制光源电路发光，图像传感器芯片获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间这一步骤，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间的步骤，包括：
步骤S310，若图像的亮度大于标准亮度最大值，减小增益值或曝光时间，或增大限流电阻，返回控制单元通过光源控制电路2控制光源电路发光，图像传感器芯片获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间这一步骤，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间；
步骤S320，或者，若图像的亮度小于标准亮度最小值，增大增益值或曝光时间，或减小限流电阻，返回控制单元通过光源控制电路2控制光源电路发光，图像传感器芯片获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间这一步骤，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间。
需要说明的是，本发明实施例中，若图像的亮度大于标准亮度最大值或小于标准亮度最小值，需要调整图像传感器芯片的曝光时间或增益值，或者调整光源控制电路2中限流电阻的阻值，使图像的亮度满足不产生果冻效应的条件。
参照图4，在本发明的一些实施例中，若图像的亮度大于标准亮度最大值时，减小增益值或曝光时间，或增大限流电阻，返回控制单元通过光源控制电路2控制光源电路发光，图像传感器芯片获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间这一步骤，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间的步骤，包括：
步骤S311，减小增益值，图像传感器芯片重新获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间；
步骤S312，若图像的亮度仍然大于标准亮度最大值，继续减小增益值，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间，或者直至增益值减小至最小值；
步骤S313，若增益值为最小值时，图像的亮度仍然大于标准亮度最大值，减小曝光时间，图像传感器芯片重新获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间；
步骤S314，若图像的亮度仍然大于标准亮度最大值，继续减小曝光时间，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间，或者直至曝光时间减小至最小值；
步骤S315，若曝光时间为最小值时，图像的亮度仍然大于标准亮度最大值，增大限流电阻的阻值，图像传感器芯片重新获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间；
步骤S316，若图像的亮度仍然大于标准亮度最大值，继续增大限流电阻的阻值，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间，或者直至限流电阻的阻值增大至最大值。
需要说明的是，参照图4，当图像传感器芯片获取的图像的亮度大于标准亮度最大值，为了更加精确的调整亮度，需要先减小增益值或曝光时间，观察是否能够解决图像亮度过亮的问题，若增益值和曝光时间减小为最小值后，图像亮度仍然过亮，此时需要增大限流电阻的阻值以降低光源电路1的电流，降低光源电路1的光照强度。可以理解的是，在减小增益值或曝光时间时，以及增大限流电阻的阻值时减小或增大的幅度可以任意设置，但需要保证在任意一次对增益值或曝光时间的减小时，或对限流电阻的阻值增大时，图像的亮度不会从过亮的状态改变为过暗的状态。
参照图4，在本发明的一些实施例中，若图像的亮度小于标准亮度最小值时，增大增益值或曝光时间，或减小限流电阻，返回控制单元通过光源控制电路2控制光源电路发光，图像传感器芯片获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间这一步骤，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间的步骤，包括：
步骤S321，减小限流电阻的阻值，图像传感器芯片重新获取图像，并判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间；
步骤S322，若图像的亮度仍然小于标准亮度最小值，继续减小限流电阻的阻值，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间，或者直至限流电阻的阻值减小至最小值；
步骤S323，若限流电阻的阻值为最小值时，图像的亮度仍然小于标准亮度最小值，增大曝光时间，图像传感器芯片重新获取图像，判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间；
步骤S324，若图像的亮度仍然小于标准亮度最小值，继续增大曝光时间，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间，或者直至曝光时间增大至最大值；
步骤S325，若曝光时间为最大值时，图像的亮度仍然小于标准亮度最小值，增大增益值，图像传感器芯片重新获取图像，判断图像的亮度是否处于标准亮度阈值区间；
步骤S326，若图像的亮度仍然小于标准亮度最小值，继续增大增益值，直至图像的亮度处于标准亮度阈值区间，或者直至增益值增大至最大值。
需要说明的是，参照图4，当图像传感器芯片获取的图像的亮度小于标准亮度最小值，为了更加精确的调整效果，需要先减小限流电阻的阻值以增大光源电路的电流，进而增大光源电路的光照强度，观察是否能过解决图像亮度过暗的问题，若限流电阻的阻值减小为最小值后，图像亮度仍然过暗，此时需要增大增益值或曝光时间。可以理解的是，在增大增益值或曝光时间时，以及减小限流电阻的阻值时，减小或增大的幅度可以任意设置，但需要保证在任意一次对增益值或曝光时间的增大时，或对限流电阻的阻值减小时，图像的亮度不会从过亮的状态改变为过暗的状态。
在本发明的一些实施例中，若限流电阻的阻值增大为最大值后或增益值增大为最大值后，图像的亮度仍然不处于标准亮度阈值区间，则进行出错提示。
需要说明的是，本发明实施例中，若设置的标准亮度阈值区间相对当前环境的偏差较大，或者硬件电路出现问题，导致阻值增大为最大值后或增益值为最大值后，图像的亮度仍然不处于标准亮度阈值区间，则会进行出错提示，并重新进行测试。
第二方面，本发明实施例还提供了一种图像传感器芯片成像系统，图像传感器芯片成像系统包括图像传感器芯片、光源电路、光源控制电路2和控制单元；控制单元分别与图像传感器芯片和光源控制电路2电连接，光源控制电路2与光源电路电连接；光源控制电路2包括阻值可调的限流电阻；图像传感器芯片成像系统用于执行上述方面实施例的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
需要说明的是，本发明实施例中的图像传感器芯片（图中未示出）指具有有图像传感器、图像信号处理器（ISP）和图像数字信号处理器（DSP）的芯片，图像传感器负责将光线转换为电信号，ISP负责对电信号进行模拟或数字处理，DSP负责对处理后的信号进行压缩、编码、存储或传输等操作；控制单元可以采用通用的中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序；光源控制电路2和光源电路1如图3所示，光源控制电路2通过Clt_LED接口接收图像传感器芯片传输的方波信号，并通过LED_OFF接口与光源电路1连接；光源电路1用于在图像传感器芯片的曝光时间内为图像传感器芯片提供光源。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机装置，包括存储器和处理器，存储器用于存储至少一个程序，处理器用于加载至少一个程序以执行上述方面实施例的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述方面实施例任一项的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种图像传感器芯片成像系统的曝光方法，其特征在于，应用于图像传感器芯片成像系统，所述图像传感器芯片成像系统包括图像传感器芯片、光源电路、光源控制电路和控制单元；所述控制单元分别与图像传感器芯片和光源控制电路电连接，所述光源控制电路与所述光源电路电连接；所述光源控制电路包括阻值可调的限流电阻，该方法包括：
设置所述图像传感器芯片的标准亮度阈值区间，并设置所述图像传感器芯片的初始的曝光时间和初始的增益值，以及设置所述限流电阻的初始的阻值；
所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路在预设时间内发出预设光照强度的光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度不处于所述标准亮度阈值区间，调整所述曝光时间、所述增益值或所述限流电阻的阻值，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间。
2.根据权利要求1所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法，其特征在于，所述光源控制电路还包括第一电容、开关单元和第一电阻；所述第一电容的第一端与所述控制单元电连接，所述第一电容的第二端分别与第一电阻的第一端和所述开关单元的控制端电连接；所述第一电阻的第二端接地；所述开关单元的导通端与所述限流电阻的第一端连接，所述开关单元的接地端接地；所述限流电阻的第二端与所述光源电路电连接。
3.根据权利要求1所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法，其特征在于，所述设置所述图像传感器芯片的标准亮度阈值区间，并设置所述图像传感器芯片的初始的曝光时间和初始的增益值，以及设置所述限流电阻的初始的阻值的步骤，包括：
设置标准亮度最大值和标准亮度最小值，所述标准亮度阈值区间处于所述标准亮度最大值和所述标准亮度最小值之间；
将所述曝光时间和所述增益值设置为所述图像传感器芯片规定的中值，以及将所述限流电阻的阻值设置为所述限流电阻规定的中值。
4.根据权利要求3所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法，其特征在于，所述若所述图像的亮度不处于所述标准亮度阈值区间，调整所述曝光时间、所述增益值或所述限流电阻的阻值，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间的步骤，包括：
若所述图像的亮度大于所述标准亮度最大值，减小所述增益值或所述曝光时间，或增大所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间；
或者，若所述图像的亮度小于所述标准亮度最小值，增大所述增益值或所述曝光时间，或减小所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间。
5.根据权利要求4所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法，其特征在于，所述若所述图像的亮度大于所述标准亮度最大值，减小所述增益值或所述曝光时间，或增大所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间的步骤，包括：
减小所述增益值，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，继续减小所述增益值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述增益值减小至最小值；
若所述增益值为最小值时，所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，减小所述曝光时间，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，继续减小所述曝光时间，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述曝光时间减小至最小值；
若所述曝光时间为最小值时，所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，增大所述限流电阻的阻值，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然大于所述标准亮度最大值，继续增大所述限流电阻的阻值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述限流电阻的阻值增大至最大值。
6.根据权利要求4所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法，其特征在于，所述若所述图像的亮度小于所述标准亮度最小值，所述增大所述增益值或所述曝光时间，或减小所述限流电阻，返回所述控制单元通过所述光源控制电路控制所述光源电路发光，所述图像传感器芯片获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间这一步骤，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间的步骤，包括：
减小所述限流电阻的阻值，所述图像传感器芯片重新获取图像，并判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，继续减小所述限流电阻的阻值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述限流电阻的阻值减小至最小值；
若所述限流电阻的阻值为最小值时，所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，增大所述曝光时间，所述图像传感器芯片重新获取图像，判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，继续增大所述曝光时间，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述曝光时间增大至最大值；
若所述曝光时间为最大值时，所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，增大所述增益值，所述图像传感器芯片重新获取图像，判断所述图像的亮度是否处于所述标准亮度阈值区间；
若所述图像的亮度仍然小于所述标准亮度最小值，继续增大所述增益值，直至所述图像的亮度处于所述标准亮度阈值区间，或者直至所述增益值增大至最大值。
7.根据权利要求5或6所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法，其特征在于，若所述限流电阻的阻值增大为最大值后或所述增益值增大为最大值后，所述图像的亮度仍然不处于所述标准亮度阈值区间，则进行出错提示。
8.一种图像传感器芯片成像系统，其特征在于，所述图像传感器芯片成像系统包括图像传感器芯片、光源电路、光源控制电路和控制单元；所述控制单元分别与图像传感器芯片和光源控制电路电连接，所述光源控制电路与所述光源电路电连接；所述光源控制电路包括阻值可调的限流电阻；所述图像传感器芯片成像系统用于执行权利要求1-7中任一项所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
9.一种计算机装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行权利要求1-7中任一项所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一项所述的图像传感器芯片成像系统的曝光方法。
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