CN117793539A

CN117793539A - 一种基于可变周期的图像获取方法及光学传感装置

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Publication number: CN117793539A
Application number: CN202410208277.7A
Authority: CN
Inventors: 钟洪萍; 阮永蔚; 王仁源; 胡美琴
Original assignee: Zhejiang Shuangyuan Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Shuangyuan Technology Co ltd
Priority date: 2024-02-26
Filing date: 2024-02-26
Publication date: 2024-03-29
Anticipated expiration: 2044-02-26
Also published as: CN117793539B

Abstract

本发明公开了一种基于可变周期的图像获取方法及光学传感装置，方法包括：对预先设定的图像传感器的非饱和曝光时间和亮度偏移值进行存储；接收设定的初始曝光周期，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号；根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储；曝光结束后根据所述分段图像灰度值、亮度偏移值、初始曝光周期以及非饱和曝光时间计算获取图像的结算灰度值；该方法实现可变图像周期下获取的图像灰度稳定不变。

Description

一种基于可变周期的图像获取方法及光学传感装置

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种基于可变周期的图像获取方法及光学传感装置。

背景技术

有一类特别的图像传感器，包括面阵（如X-Ray面阵）图像传感器和一些线阵图像传感器，他们在整个一次图像周期内都是接近持续曝光的，不能独立调节曝光时间。这样在拍摄目标变化导致成像周期发生变化时，获得的图像亮度也跟着发生变化，这是由于图像周期是随着拍摄目标的运动速度变化而变化的，如果目标运动速度较慢，导致图像周期较大，那么相机的曝光时间也较大，此时获取的图像可能过饱和，也就是图像输出灰度值超过用户能接受的最大输出灰度，在应用场景上带来很大的局限性。

另外，当图像传感器的成像周期较大或曝光时间很长时，输出图像存在过饱和的风险；在较长的成像图像周期下，普通相机产生的图像不能有效利用长曝光时间来获得信噪比更高的图像数据。

专利文献CN115174819A提供了供一种曝光控制方法、装置、设备及介质，其中，该方法包括：获取图像传感器的感光性能信息和行同步周期，其中，感光性能信息用于表征在预设环境下图像传感器的最佳曝光时间，行同步周期包括表征图像传感器曝光时间的无效行；根据最佳曝光时间与行同步周期确定无效行中待拆分的目标无效行以及目标无效行的拆分数量；根据拆分数量对待拆分的目标无效行进行分割，得到小行集合；通过小行集合进行曝光处理，得到亮度数据。通，然而该方法需要进行复杂的像素行拆分，计算复杂，普适性不高。

发明内容

本发明提供了一种基于可变周期的图像获取方法及光学传感装置，能够实现可变图像周期下获取的图像灰度稳定不变，且具有较高的普适性。

一种基于可变周期的图像获取方法，包括：

对预先设定的图像传感器的非饱和曝光时间和亮度偏移值进行存储；

接收设定的初始曝光周期，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号；

根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储；

曝光结束后根据所述分段图像灰度值、亮度偏移值、初始曝光周期以及非饱和曝光时间计算获取图像的结算灰度值。

进一步地，所述非饱和曝光时间的设定为采用所述非饱和曝光时间获取的图像均不发生过饱和。

进一步地，所述亮度偏移值通过对图像传感器进行平场校正获得。

进一步地，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号，包括：

每次曝光开始时根据所述初始曝光周期计算剩余曝光时间；

将所述剩余曝光时间与所述非饱和曝光时间进行比较，根据比较结果确定当前曝光周期，根据确定的当前曝光周期生成第一曝光控制信号。

进一步地，根据比较结果确定当前曝光周期，包括：

若所述剩余曝光时间大于或等于2倍的所述非饱和曝光时间，则确定当前曝光周期为所述非饱和曝光时间；

若所述剩余曝光时间大于所述非饱和曝光时间且小于2倍的所述非饱和曝光时间，则确定当前曝光周期为二分之一的剩余曝光时间；

若所述剩余曝光时间小于或等于所述非饱和曝光时间，则确定当前曝光周期为所述剩余曝光时间。

对所述初始曝光周期和所述述非饱和曝光时间的比值进行向上取整，计算获得曝光周期数量；

将所述初始曝光周期按照计算获得的曝光周期数量进行拆分，获得相等的曝光周期，根据相等的曝光周期生成第二曝光控制信号。

进一步地，根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储，包括：

初始曝光周期开始时，图像传感器开始持续曝光，同时循环执行如下步骤，直到所述初始曝光周期结束：

在每个曝光周期开始时，所述曝光控制信号控制计时器复位并进行计时，同时控制将图像传感器的输出灰度值设置为0，图像传感器保持曝光并获取图像；

当计时器计时达到曝光周期结束后，输出分段图像灰度值并存储，并进入下一个曝光周期。

进一步地，接收设定的初始曝光周期之后，所述方法还包括：

将所述初始曝光周期按照计算获得的曝光周期数量进行拆分，获得相等的曝光周期；

获取最小非曝光时间，将计算获得的相等的曝光周期减去所述最小非曝光时间，获得实际曝光周期；

所述图像传感器按照实际曝光周期进行曝光并获取图像，在每个实际曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储。

进一步地，所述结算灰度值通过以下公式进行计算：

；

其中，Q_(o)为结算灰度值，S为非饱和曝光时间，Q_i为分段图像灰度值，N为拆分的曝光周期的数量，T为初始曝光周期，b为亮度偏移值。

一种应用于上述方法的光学传感装置，包括图像传感器和处理器：

所述处理器对预先设定的图像传感器的非饱和曝光时间和亮度偏移值进行存储；接收设定的初始曝光周期，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号；根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储；曝光结束后根据所述分段图像灰度值、亮度偏移值、初始曝光周期以及非饱和曝光时间计算获取图像的结算灰度值。

本发明提供的基于可变周期的图像获取方法及光学传感装置，至少包括如下有益效果：

（1）对于不可调节曝光时间的图像传感器，能够实现可变图像周期下获取的图像灰度稳定不变，让这一类图像传感器的使用方法与常规可调曝光时间图像传感器接近一致；

（2）解决长曝光周期下的图像灰度溢出的问题的同时，保证图像的信噪比尽可能高；

（3）不仅适用于不可调节曝光时间的图像传感器，也可以让普通可调曝光时间图像传感器在长曝光周期产生信噪比更高的图像，普适性更高。

附图说明

图1为本发明提供的基于可变周期的图像获取方法一种实施例的流程图。

图2为本发明提供的基于可变周期的图像获取方法中拆分初始曝光周期第一种实施例的流程图。

图3为本发明提供的基于可变周期的图像获取方法中拆分初始曝光周期第二种实施例的流程图。

图4为本发明提供的基于可变周期的图像获取方法中拆分初始曝光周期第三种实施例的流程图。

图5为本发明提供的光学传感装置一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

参考图1，在一些实施例中，提供一种基于可变周期的图像获取方法，包括：

S1、对预先设定的图像传感器的非饱和曝光时间和亮度偏移值进行存储；

S2、接收设定的初始曝光周期，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号；

S3、根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储；

S4、曝光结束后根据所述分段图像灰度值、亮度偏移值、初始曝光周期以及非饱和曝光时间计算获取图像的结算灰度值。

进一步地，步骤S1中，非饱和曝光时间的设定为采用所述非饱和曝光时间获取的图像均不发生过饱和。

在每种工况下人为设定一个非饱和曝光时间S，保证该工况下用非饱和曝光时间S获取的图像均没有过饱和的情况下，还可将非饱和曝光时间S设置得尽量大一点以提高信噪比。非饱和曝光时间S的设置原则，与用户使用普通相机调节曝光时间而让相机输出亮度到满足用户需求等同。非饱和曝光时间S值是用户需要的亮度调节值，一旦设置完成后，就利用这个值作为自动计算和控制图像传感器图像细分周期的依据。是作为一个锚定参考值和增益系数而存在。非饱和曝光时间S的不同，不会改变结算灰度值能直接反映目标照度的功能。

进一步地，步骤S1中，亮度偏移值通过对图像传感器进行平场校正获得。

具体地，亮度偏移值可以通过对相机进行平场校正获得。一般进行平场校正需要进行暗场校正和眀场校正两个步骤，首先相机对暗场进行一次曝光，得到的图像上每个像元的像素值就是每个像元的偏移。具体方法可以参考专利文献CN116029938B，一种基于线性拟合的图像平场校正方法及装置。

图像灰度表征目标亮度特征，为方便处理，这里假定图像传感器输出灰度是与目标辐照强度成线性关系。即Q(t)= m*P*t+b, 这里Q(t)为图像传感器输出灰度值，m为增益系数，P为目标辐照强度，t为曝光时间，b是亮度偏移值。从上面公式可以看出，正是因为曝光时间t发生了动态改变，才导致图像传感器输出灰度值Q(t)也发生动态变化。实际的目标辐照强度P=(Q(t)-b)/(m*t), 因为增益系数m在相机设置好后基本是常数，这里将L=m*P作为相对辐照强度。上面公式变为L = (Q(t)-b)/t，也就是从已知的图像传感器输出灰度值Q(t)和曝光时间t,可以反推出不受曝光时间t影响的相对辐照强度L。

最后再将相对辐照强度L折算到用户能接受的图像灰度Q，即Q= K*L+b。

为了使得折算到用户能接受的图像灰度Q的大小与原始的图像传感器输出灰度值Q(t)相当，这里采用非饱和曝光时间S值作为K。即上面公式变为 Q= S*L+b= S*(Q(t)-b)/t+b;(Q-b)/(Q(t)-b) = S/t; 当t=S时，可以得到Q= Q(t)，也就表明最后反算的结果Q在T=S时是与原始的图像传感器输出灰度值Q(t)相当的，所以用S作为系数K是比较合适的。

当t>=S时，存在原始的图像传感器输出灰度值Q(t)饱和溢出的风险，导致反算结果无效。因此，本实施例采用自动拆分曝光时间的技术，根据设定的初值曝光周期的不同大小，自动产生一个或多个曝光周期。

因此，参考图2，步骤S2中，接收设定的初始曝光周期，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，包括：

S21、每次曝光开始时根据所述初始曝光周期计算剩余曝光时间；

S22、将所述剩余曝光时间与所述非饱和曝光时间进行比较，根据比较结果确定当前曝光周期，根据确定的当前曝光周期生成第一曝光控制信号。

进一步地，步骤S22中，根据比较结果确定当前曝光周期，包括：

以下以具体的应用场景对上述的拆分方法做进一步说明。

假设初始曝光周期T=1600μs，非饱和曝光时间S=500μs，那么拆分初始曝光周期的过程为：

第1次曝光开始时，剩余曝光时间为1600μs。

此时因为1600μs≥2*500μs，所以确定此次曝光的曝光周期为所述非饱和曝光时间，即500μs。

第2次曝光开始时，剩余曝光时间为1600μs-500μs=1100μs。

此时因为1100μs≥2*500μs，所以确定此次曝光的曝光周期为所述非饱和曝光时间，即500μs。

第3次曝光开始时，剩余曝光时间为1100μs-500μs=600μs。

此时因为500μs＜600μs＜2*500μs，所以确定此次曝光的曝光周期为二分之一的剩余曝光时间，即600μs÷2=300μs。

第4次曝光开始时，剩余曝光时间为600μs-300μs=300μs。

此时因为300μs＜500μs，所以确定此次曝光的曝光周期为剩余曝光时间，即300μs。

上述拆分初始曝光周期的方法，不涉及除法，只涉及前面的减法和最后的移位操作，所以基于FPGA的图像传感器更适用于这种拆分方式，除此之外的图像传感器也都可以用。

进一步地，本实施例还提供另外一种等曝光周期方法。

参考图3，在一些实施例中，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号，包括：

S2A、对所述初始曝光周期和所述述非饱和曝光时间的比值进行向上取整，计算获得曝光周期数量；

S2B、将所述初始曝光周期按照计算获得的曝光周期数量进行拆分，获得相等的曝光周期，根据相等的曝光周期生成第二曝光控制信号。

即：

N = T/S +1 (条件T%S ！= 0)

或者，N = T/S (条件T%S == 0)

其中，T为初始曝光周期，S为非饱和曝光时间，N曝光周期数量，为正整数；每轮的曝光周期都相同，即曝光周期Ti = T/N 。

以下通过具体的应用场景对上述拆分方法做进一步说明：

假如此时已知初始曝光周期T=1600μs，非饱和曝光时间S=500μs，那么拆分初始曝光周期的过程为：

1600μs÷500μs(向上取整)=4；

所以将初始曝光周期拆分成4次，每次的曝光周期为1600μs÷4=400μs。

如果初始曝光周期T小于非饱和曝光时间S的话，也是可以用这种方式。比如已知初始曝光周期T=300μs，非饱和曝光时间S=500μs，那么拆分初始曝光周期的过程为：

300μs÷500μs(向上取整)=1

所以将初始曝光周期拆分成1次，每次的曝光周期为300μs÷1=300μs。

上述拆分方法适用于基于CPU的图像传感器，除此之外的图像传感器都可以用，适用性更强。

进一步地，步骤S3中，根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储，包括：

在每个曝光周期开始时，根据所述曝光控制信号控制计时器复位并进行计时，同时控制将图像传感器的输出灰度值设置为0，图像传感器保持曝光并获取图像；

例如，初始图像周期T=1600μs，根据非饱和曝光时间S=500μs，拆分成4个图像周期，分别是500μs，500μs，300μs，300μs，那么就会在每个初始图像周期开始时用计时器计时。

计时器达到500μs了，就保存此时图像传感器的输出灰度值，即分段图像灰度值Q₁，然后将图像传感器的输出灰度值设置为0，同时计时器复位并重新开始计时；

计时器达到500μs了，就保存此时图像传感器的分段图像灰度值Q₂，然后将图像传感器的输出灰度值设置为0，同时计时器复位并重新开始计时；

计时器达到300μs了，就保存此时图像传感器的分段图像灰度值Q₃，然后将图像传感器的输出灰度值设置为0，同时计时器复位并重新开始计时；

计时器达到300μs了，就保存此时图像传感器的分段图像灰度值Q₄，然后将图像传感器的输出灰度值设置为0，同时计时器复位并重新开始计时。

对于不可调节曝光时间的图像传感器，通过上述方法，在每次曝光周期结束后保存分段图像灰度值并设置图像传感器输出灰度值为0，达到调节曝光时间的效果。

进一步地，参考图4，在一些实施例中，接收设定的初始曝光周期之后，所述方法还包括：

S2b、将所述初始曝光周期按照计算获得的曝光周期数量进行拆分，获得相等的曝光周期；

S2c、获取最小非曝光时间，将计算获得的相等的曝光周期减去所述最小非曝光时间，获得实际曝光周期；

S2d、所述图像传感器按照实际曝光周期进行曝光并获取图像，在每个实际曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储。

上述拆分方法适用于普通可调曝光时间图像传感器，如果图像传感器的曝光时间可以调节的话，直接调节图像传感器的曝光周期。

此时，两次相邻的曝光周期之间，必须要有非曝光时间，也就是如果曝光周期是高电平，那么两段高电平之间必须要有一点低电平来把两段高电平隔开。所以要想把图像周期T拆分成多次曝光，就必须“曝光时间-非曝光时间-曝光时间-非曝光时间-曝光时间......”这样进行。此时，用本实施例中相等的曝光周期拆分方法的话，T÷N（向上取整）算出来的每小轮曝光周期，是包含1段曝光时间+1段非曝光时间的。不过越长的曝光时间就代表越好的信噪比，所以每小轮曝光周期确定之后，我们希望曝光时间越长越好，也就是非曝光时间越短越好，此时每小轮的曝光周期减去最小非曝光时间，才是每一次的实际曝光周期。

最小非曝光时间跟图像传感器内部工作机制有关，是普通图像传感器的一种固有参数，可以从传感器手册上获得。

上述拆分方法应用于普通可调曝光时间图像传感器在长图像周期产生信噪比更高的图像。

进一步地，步骤S4中，自动拆分初始曝光周期T后产生的一个或多个曝光周期，每个曝光周期产生的图像原始灰度这里记为Qi，i=1到N，N是依据上面条件曝光周期轮次。

若以初始图像周期T为曝光时间，则图像传感器输出灰度值：

Q(t) = (Q1+Q2+Q3+...Qi)-N*b +b；

结算灰度值Q（o）的推导过程如下：

Q（o）= S*(Q(t)-b)/T +b

= S*( (Q1+Q2+Q3+...Qi)-N*b +b -b )/T +b

= S*( (Q1+Q2+Q3+...Qi)-N*b )/T +b

这样就得到可变周期T下的稳定的结算灰度Q（o）。

即，结算灰度值通过以下公式进行计算：

；

以下通过具体应用场景对本实施例提供的方法做进一步说明：

举例1：

若非饱和曝光时间 S = 100μs, 初始曝光周期 T = 60μs , 亮度偏移值b = 5;

第一轮曝光：剩余曝光时间T_剩余= 60μs, T₁<S , 所以当前的曝光周期T₁= 60μs,得到分段图像灰度值Q₁= 222; 本轮曝光后结束, 得轮次数 N=1

结算灰度值：Q(o) = S*( (Q₁-N*b )/T +b

= 100*(222-5)/60 +5 = 366.667。

举例2：

若非饱和曝光时间 S = 100μs, 初始曝光周期 T = 170μs , 亮度偏移值b = 5;

采用等曝光周期法，N = 170/100 +1 = 2；则曝光周期Ti = 170/2 = 85；

第一轮曝光：T₁= 85μs, 得到分段图像灰度值Q₁= 255；

第二轮曝光：T₂=85μs, 得到分段图像灰度值Q₂= 253;

结算灰度值Q(o) = S*( (Q₁+Q₂₎-2*b )/T +b

= 100*(255+253-2*5)/170 +5 = 298。

举例3：

若非饱和曝光时间 S = 100μs, 初始曝光周期 T = 370μs , 亮度偏移值b = 5;

第一轮曝光：T_剩余= 370μs, （T_剩余>=2*S）, 所以当前曝光周期 T₁= S = 100μs, 得到分段图像灰度值Q₁= 320;

第二轮曝光：T_剩余= T-T₁= 270μs（ T_剩余>=2*S）, 所以当前曝光周期 T₂= S = 100μs, 得到分段图像灰度值Q₂= 321；

第三轮曝光：T_剩余= T-T₁-T₂= 170μs（ 2*S>T_剩余>S）, 所以当前曝光周期T₃= T_剩余/2= 85μs, 得到分段图像灰度值Q₃= 255;

第四轮曝光：T_剩余= T-T₁-T₂-T₃= 85μs,（T_剩余<= S）, 所以当前曝光周期T₄= T_剩余=85μs, 得到分段图像灰度值Q₄= 256; 本轮曝光后结束, 得轮次数 N=4

结算灰度值：Q(o) = S*( (Q₁+Q₂+Q₃+Q₄)-4*b )/T +b

= 100*(320+321+255+256-4*5)/370 +5 = 311。

举例4：

普通可调曝光时间图像传感器在长图像周期产生信噪比更高的图像方法：

用户设置非饱和曝光时间S = 100μs，初始曝光周期T=420μs,图像传感器的亮度偏移值b=5，为了产生更高信噪比的图像，相机采用对初始曝光周期T的周期进分拆，根据N= T/S +1 (条件T%S ！= 0)，分拆次数N= 420/100 +1= 5; 每小轮曝光周期Ti=420/5 = 84μs , 假设最小非曝光时间为2，设置每小轮的实际曝光周期E=Ti-dntE=84-2=82μs, 所以最终参与计算总曝光时间T(E)=N*E=5*82=410μs。

按照以上数据，共分5轮曝光并输出图像，每轮的曝光周期为84μs，实际曝光周期为82μs，每轮获得的分段图像灰度值是Q1=123，Q2=119,Q3=117,Q4=120,Q5=118；

结算灰度值：Q(o) = S*( (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)-4*b )/T(E) +b

= 100*(123+119+117+120+118-5*5)/410 +5 = 144.5。

因为输出的结果是5次曝光后叠加得到，所以能获得较好的图像信噪比，又不会又数据溢出风险。

参考图5，在一些实施例中，提供一种应用于上述方法的光学传感装置，包括图像传感器1和处理器2：

处理器2对预先设定的图像传感器1的非饱和曝光时间和亮度偏移值进行存储；接收设定的初始曝光周期，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号；根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时控制所述图像传感器1进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储；曝光结束后根据所述分段图像灰度值、亮度偏移值、初始曝光周期以及非饱和曝光时间计算获取图像的结算灰度值。

上述实施例提供的基于可变周期的图像获取方法及光学传感装置，至少包括如下有益效果：

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种基于可变周期的图像获取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非饱和曝光时间的设定为采用所述非饱和曝光时间获取的图像均不发生过饱和。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亮度偏移值通过对图像传感器进行平场校正获得。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号，包括：

每次曝光开始时根据所述初始曝光周期计算剩余曝光时间；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据比较结果确定当前曝光周期，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行控制，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收设定的初始曝光周期之后，所述方法还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结算灰度值通过以下公式进行计算：

；

10.一种应用于如权利要求1-9任一所述方法的光学传感装置，其特征在于，包括图像传感器和处理器：

所述处理器对预先设定的图像传感器的非饱和曝光时间和亮度偏移值进行存储；接收设定的初始曝光周期，根据所述非饱和曝光时间对所述初始曝光周期进行拆分，获得曝光周期，根据获得的曝光周期生成曝光控制信号；根据所述曝光控制信号按照所述曝光周期进行曝光，同时所述图像传感器进行曝光并获取图像，在每个曝光周期结束后输出分段图像灰度值并存储；曝光结束后根据所述分段图像灰度值、亮度偏移值、初始曝光周期以及非饱和曝光时间计算获取图像的结算灰度值。