CN118158534A - 一种快速调节曝光方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种快速调节曝光方法、系统、设备及存储介质，其方法包括：步骤S1：利用距离传感器获得目标对象的距离值；步骤S2：根据电流距离曲线，通过查表的方式获得目标电流值；其中，所述电流距离曲线为预设的曲线；步骤S3：根据所述目标电流值调节所述光源的电流。本发明直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，大大减少曝光调节需要的时间，具有调节迅速、硬件适用性好、产品一致性高的优点。

Description

一种快速调节曝光方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及相机曝光技术领域，具体地，涉及一种快速调节曝光方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

相机的曝光调节技术通常涉及调整快门速度、光圈大小和ISO感光度这三个基本要素。

快门速度：快门速度决定了光线进入相机的时间长短。快门速度快，曝光时间短，进光量少，适合捕捉快速移动的对象或在光线充足的环境下拍摄。快门速度慢，则曝光时间长，进光量多，适合在光线较暗的环境中或需要捕捉动态模糊效果时使用。

光圈大小：光圈是镜头中用来控制进光量的部件，光圈越大(数值越小)，进光量越多，背景的虚化效果也越明显；光圈越小(数值越大)，进光量越少，景深越大，即前景和背景都能保持较好的清晰度。

ISO感光度：ISO值代表相机传感器对光线的敏感程度。ISO值越高，传感器对光的敏感度越高，可以在光线较暗的环境中拍摄，但可能会增加图像的噪点；ISO值越低，图像噪点越少，画质越清晰，但在光线不足的情况下可能需要使用其他方法来增加曝光量。

相机在调节曝光时，通常依据采集到的图像的亮度或者目标对象的清晰度作为基准，对相机的曝光进行调节，即通过调节相机接收器的快门速度、光圈大小或者ISO感光度进行调节，以期获得最佳的图像质量。但这种方式通常调节较慢，为获得准确的结果，往往需要多次调节，时效性差。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为此，本发明根据电流距离曲线和目标对象的距离，再根据查表的方式直接查询获得目标电流值，直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，大大减少曝光调节需要的时间，具有调节迅速、硬件适用性好、产品一致性高的优点。

第一方面，本发明提供一种快速调节曝光方法，其特征在于，包括：

步骤S1：利用距离传感器获得目标对象的距离值；

步骤S2：根据电流距离曲线，通过查表的方式获得目标电流值；其中，所述电流距离曲线为预设的曲线；

步骤S3：根据所述目标电流值调节所述光源的电流。

可选地，所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，所述电流距离曲线根据标定获得。

可选地，所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，所述电流距离曲线还包括电流校准系数α；所述电流校准系数α是对每个深度模组标定电流值与标准值获得的。

可选地，所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，当图像的亮度与所述电流距离曲线上对应的亮度的差值大于第一阈值时，调整所述电流校准系数α的值，以保持与所述电流距离曲线的一致性。

可选地，所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，在所述电流距离曲线中，电流值与距离值的平方成反比。

可选地，所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，在调节所述光源的电流时，既可以调节电流值，又可以调节投射脉冲宽度。

可选地，所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，当所述目标电流值大于第三阈值时，调节所述光源的电流；当所述目标电流值小于第四阈值时，调节所述投射脉冲宽度；其中，所述第三阈值大于所述第四阈值。

第二方面，本发明提供一种快速调节曝光系统，用于实现前述任一项所述的快速调节曝光方法，其特征在于，包括：

距离测量模块，用于利用距离传感器获得目标对象的距离值；

电流计算模块，用于根据电流距离曲线，通过查表的方式获得目标电流值；其中，所述电流距离曲线为预设的曲线；

电流调节模块，用于根据所述目标电流值调节所述光源的电流。

第三方面，本发明提供一种快速调节曝光设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行前述中任意一项所述快速调节曝光方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现前述任意一项所述快速调节曝光方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明根据电流距离曲线和图像的亮度，确定目标对象的距离，再根据查表的方式直接查询获得目标电流值，直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，可以仅需一帧就实现AE到位，而现有技术中ISP AE需求5帧以上才能实现AE收敛，因此本发明大大提高了AE效率，使深度模组能够快速响应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例中一种快速调节曝光方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中一种利用灰卡标定的布置示意图；

图3为本发明实施例中一种电流与距离关系示意图；

图4为本发明实施例中一种亮度与电流关系示意图；

图5为本发明实施例中一种快速调节曝光系统的结构示意图；

图6为本发明实施例中一种快速调节曝光设备的结构示意图；以及

图7为本发明实施例中计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了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，而是可包括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。

本发明实施例提供的一种快速调节曝光深度模组的方法，旨在解决现有技术中存在的问题。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

本发明根据电流距离曲线和目标对象的距离，再根据查表的方式直接查询获得目标电流值，直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，大大减少曝光调节需要的时间，具有调节迅速、硬件适用性好、产品一致性高的优点。

图1为本发明实施例中一种快速调节曝光方法的步骤流程图。如图1所示，本发明实施例中一种快速调节曝光方法的步骤包括：

步骤S1：利用距离传感器获得目标对象的距离值。

在本步骤中，距离传感器是一种能够测量与目标物体之间距离的设备。通过发射信号并接收从物体反射回来的信号，然后根据信号的时间差或相位差来计算距离，是一种非接触式测量的测量方式，同时具有高精度，可以满足本实施例的使用需求，并且不干扰图像获取。距离传感器可以视为一个单点的激光器，可以获得目标对象的距离。由于本实施例采用距离传感器代表目标对象的距离值，因此在较小的距离范围、较小的目标对象时能够获得更好的曝光调节效果。

步骤S2：根据电流距离曲线，通过查表的方式获得目标电流值。

在本步骤中，所述电流距离曲线是电流与目标对象的距离的关系，为预设的曲线。电流距离曲线表明电流值与距离值的平方成反比。在目标对象的距离固定时，图像的亮度与电流距离成正比。电流距离曲线是由深度模组的设计参数决定的。查表时查询的是深度模组本身亮度与电流的关系，这个与深度模组的硬件产品相关，需要对每个深度模组在出厂时进行标定获得。通过图像的亮度与内置的关系，查表可得最佳的电流。

步骤S3：根据所述目标电流值调节所述光源的电流。

在本步骤中，在一下帧直接将光源的电流设置为最佳的电流，可以在一帧内完成曝光调节。根据目标电流值对光源的电流进行调节，从而可以快速发射出的光线进行调节，在1帧内完成曝光的调节。相比于传统利用图像参数对接收器的曝光参数进行调节，本实施例在曝光端进行参数调节，具有更快的速度。

在部分实施例中，所述电流距离曲线根据标定获得。如图2所示，通过将灰卡设置在深度模组前方进行测量。光源1发射的光线经过灰卡5反射后，由接收器2接收灰卡5反射的光线。在进行测量时，灰卡的表面与深度模组的光轴垂直。通过数据收集，使得目标对象获取相同亮度。不同距离对应不同的电流值，通过调节灰卡与目标对象的距离，获取如图3所示的电流距离曲线。通过配置深度模组内电流与距离曲线，可以在不同距离处通过查表快速调节到需要电流条件，满足快速AE需求。

在部分实施例中，所述电流距离曲线还包括电流校准系数α；所述电流校准系数α是对每个深度模组标定电流值与标准值获得的。对于不同模组之间，当电流相同时，亮度也会出现不一致情况。通过图2中的测试，发现不同亮度和电流之间满足对应的线性关系，如图4，通过线性关系，可以做一组系数弥补不同模组之间的亮度差异。

测试模组在预设距离处灰卡成像亮度Y1，亮度值Y,电流X，产生亮度校准系数β，β＝Y1/Y；根据亮度校准系数计算电流校准系数α，并把α写入模组内，后续模组运行读取α值；并乘积到电流-距离曲线上。预设距离可以为3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm中的任意一个，也可以为其他未列出的任意距离值。

Y＝k*X-b；

Y1＝k*X1-b；

α＝X/X1＝(Y+b)/(Y1+b)

模组内都增加一个α系数，通过α系数校正后能够满足一致性需求，有效解决模组硬件一致性差的问题，使得批次产品硬件一致性得到保证。

在部分实施例中，当图像的亮度与所述电流距离曲线上对应的亮度的差值大于第一阈值时，调整所述电流校准系数α的值，以保持与所述电流距离曲线的一致性。深度相组在使用过程中会出现硬件衰退的问题，包括光源衰退和接收器衰退，都会导致成像质量的下降。当图像上的亮度与预设的亮度的差值大于第一阈值时，判定为硬件衰退，调整所述电流校准系数α的值，实现电流校准系数的自动更新。

在部分实施例中，通过所述图像中单个感兴趣区域的亮度平均值或中值表示所述图像的亮度值；或者，通过所述图像多个感兴趣区域的平均值、中值或者亮暗区域占比表示所述图像的亮度值。感兴趣区域通常是亮度较高的区域。感兴趣区域既可以是整幅图像，也可以是图像中的一部分。在选择亮度平均值或者中值表示图像的亮度值时，可以根据深度模组的应用场景进行选择。对于多个感兴趣区域，通常以亮度进行快速识别。由于本实施例用于快速AE，采用亮度等简单易识别的方案可以减小计算量，满足快速AE的速度需求。

在部分实施例中，所述光源投射的光线为散斑时，对所述图像根据第二阈值进行提取，得到亮度大于所述第二阈值的目标区域，并根据所述目标区域的亮度值调节所述光源的电流。当光源投射的光线为散斑时，图像上呈现出多个不连续的较亮的光斑与较暗的其他区域。通过第二阈值进行筛选，获得亮度较大的光斑区域作为目标区域。第二阈值既可以是固定的值，也可以是根据图像的亮度分布自适应的值。根据目标区域的亮度值对电流进行调节。在计算目标区域的亮度值时，参见前述实施例。

在部分实施例中，在调节所述光源的电流时，既可以调节电流值，又可以调节投射脉冲宽度。在前述实施例中，脉冲宽度是不变的，相比于前述实施例，本实施例对考虑光源是以脉冲形式发射，在对光源进行调节时，不仅考虑电流的大小，还考虑脉冲宽度。在前述实施例获得的目标电流的基础上，考虑脉冲宽度t。本实施例中的电流与脉冲宽度的积与前述实施例中的相同。区别仅仅在于调节时增加了脉冲宽度的参数。

在部分实施例中，当所述目标电流值大于第三阈值时，调节所述光源的电流；当所述目标电流值小于第四阈值时，调节所述投射脉冲宽度；其中，所述第三阈值大于所述第四阈值。当目标电流值小于第四阈值时，目标电流由于较小，受外界光线的影响变大，而通过调节投射脉冲宽度，可以避免电流值进一步减少，保持测量的准确性。当目标电流值大于第三阈值时，如果增大投射脉冲宽度，会导致测量变慢，因此增加电流可以直接实现调节。而当目标电流值介于第三阈值与第四阈值之间时，既可以单独调节电流值，单独调节投射脉冲宽度，又可以同时调节投射脉冲宽度和电流值。

图5为本发明实施例中一种快速调节曝光系统的结构示意图。如图5所示，本发明实施例中一种快速调节曝光系统包括：

距离测量模块，用于利用距离传感器获得目标对象的距离值；

电流计算模块，用于根据电流距离曲线，通过查表的方式获得目标电流值；其中，所述电流距离曲线为预设的曲线；

电流调节模块，用于根据所述目标电流值调节所述光源的电流。

本实施例根据电流距离曲线和目标对象的距离，再根据查表的方式直接查询获得目标电流值，直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，大大减少曝光调节需要的时间，具有调节迅速、硬件适用性好、产品一致性高的优点。

本发明实施例中还提供一种快速调节曝光设备，包括处理器。存储器，其中存储有处理器的可执行指令。其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行的一种快速调节曝光方法的步骤。

如上，本实施例根据电流距离曲线和目标对象的距离，再根据查表的方式直接查询获得目标电流值，直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，大大减少曝光调节需要的时间，具有调节迅速、硬件适用性好、产品一致性高的优点。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。

图6是本发明实施例中的一种快速调节曝光设备的结构示意图。下面参照图6来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图6显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。

其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述一种快速调节曝光方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。

存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)6203。

存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网格环境的实现。

总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网格适配器660与一个或者多个网格(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网格，例如因特网)通信。网格适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图6中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。

本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现的一种快速调节曝光方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述一种快速调节曝光方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

如上所示，本实施例根据电流距离曲线和目标对象的距离，再根据查表的方式直接查询获得目标电流值，直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，大大减少曝光调节需要的时间，具有调节迅速、硬件适用性好、产品一致性高的优点。

图7是本发明实施例中的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图7所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网格，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本实施例根据电流距离曲线和目标对象的距离，再根据查表的方式直接查询获得目标电流值，直接对光源的电流进行操作，从而快速完成曝光调节，大大减少曝光调节需要的时间，具有调节迅速、硬件适用性好、产品一致性高的优点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种快速调节曝光方法，其特征在于，包括：

步骤S1：利用距离传感器获得目标对象的距离值；

步骤S2：根据电流距离曲线，通过查表的方式获得目标电流值；其中，所述电流距离曲线为预设的曲线；

步骤S3：根据所述目标电流值调节所述光源的电流。

2.根据权利要求1所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，所述电流距离曲线根据标定获得。

3.根据权利要求1所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，所述电流距离曲线还包括电流校准系数α；所述电流校准系数α是对每个深度模组标定电流值与标准值获得的。

4.根据权利要求3所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，当图像的亮度与所述电流距离曲线上对应的亮度的差值大于第一阈值时，调整所述电流校准系数α的值，以保持与所述电流距离曲线的一致性。

5.根据权利要求1所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，在所述电流距离曲线中，电流值与距离值的平方成反比。

6.根据权利要求1所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，在调节所述光源的电流时，既可以调节电流值，又可以调节投射脉冲宽度。

7.根据权利要求6所述的一种快速调节曝光方法，其特征在于，当所述目标电流值大于第三阈值时，调节所述光源的电流；当所述目标电流值小于第四阈值时，调节所述投射脉冲宽度；其中，所述第三阈值大于所述第四阈值。

8.一种快速调节曝光系统，用于实现权利要求1至7中任一项所述的快速调节曝光方法，其特征在于，包括：

距离测量模块，用于利用距离传感器获得目标对象的距离值；

电流计算模块，用于根据电流距离曲线，通过查表的方式获得目标电流值；其中，所述电流距离曲线为预设的曲线；

电流调节模块，用于根据所述目标电流值调节所述光源的电流。

9.一种快速调节曝光设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至7中任意一项所述快速调节曝光方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现权利要求1至7中任意一项所述快速调节曝光方法的步骤。