[发明专利]一种自动曝光装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于摄像装置的图像处理技术领域，尤其涉及一种自动曝光装置及其方法。

背景技术

现有CMOS图像传感器的自动曝光控制模块通过如下方法实现自动曝光控制：计算当前图像的亮度平均值，并将当前图像亮度平均值与设定的亮度目标值比较，如果当前图像的亮度平均值高于设定的亮度目标值，自动曝光控制模块缩短积分时间或者减小数字增益值，反之则延长积分时间或者增大数字增益值，这样直到当前的亮度平均值与设定的亮度目标值的差异小于设定的阈值或者积分时间和数字增益值已经达到传感器的极限值。该自动曝光控制模块通过改变积分时间和数字增益值来自动控制场景的曝光，使图像亮度保持在一个相对合理的亮度值上。

CMOS图像传感器在拍摄图片过程中，图像传感器通过当前图像的亮度平均值来判断是否调整积分时间和数字增益值，积分时间和数字增益值是对所有的像素值进行调整的。对于亮度值分布均匀的图像，设定合适的亮度目标值，可以得到理想的曝光图像；对于画面亮度差异大的图像，这样的调整就会使图像中亮的部分更亮，暗的部分更暗。无论怎么调节就很难得到理想的图像。

现有的自动曝光控制模块只能使亮度分布均匀的图像曝光正常，而亮度差异较大的图像，通过现有的自动曝光控制方法，会导致图像中亮的部分更亮，暗的部分更暗。

发明内容

本发明为解决图像自动曝光后亮处和暗处清晰度较差的技术问题，提供一种能使图像自动曝光后亮处和暗处细节清晰的自动曝光装置；

另外，本发明另一目的还在于提供一种自动曝光方法。

一种自动曝光装置：包括：

传感器控制模块，用以控制感光像素阵列根据第一积分时间进行长时间曝光及根据第二积分时间进行短时间曝光，获取目标长时间曝光图像数据和目标短时间曝光图像数据；

第一亮度平均值计算模块，用以计算当前长时间曝光图像数据去除过亮点后的第一亮度平均值，计算当前短时间曝光图像数据去除过暗点后的第二亮度平均值，及计算当前短时间曝光图像数据的第四亮度平均值；

目标亮度阈值计算模块，判断第四亮度平均值的大小，得到与图像亮度相对应的第一目标亮度阈值；

积分时间计算模块，用以根据所述第一亮度平均值和第一目标亮度阈值计算第一积分时间，及根据所述第二亮度平均值和预设的第二目标亮度阈值计算第二积分时间；

图像合成模块，用以将所述目标长时间曝光图像数据和目标短时间曝光图像数据进行合成。

一种自动曝光方法：包括如下步骤：

控制感光像素阵列根据第一积分时间进行长时间曝光及根据第二积分时间进行短时间曝光，获取目标长时间曝光图像数据和目标短时间曝光图像数据；

计算当前长时间曝光图像数据去除过亮点后的第一亮度平均值，计算当前短时间曝光图像数据去除过暗点后的第二亮度平均值，及计算当前短时间曝光图像数据的第四亮度平均值；

判断第四亮度平均值的大小，得到与图像亮度相对应的第一目标亮度阈值；

根据所述第一亮度平均值和第一目标亮度阈值计算第一积分时间，及根据所述第二亮度平均值和预设的第二目标亮度阈值计算第二积分时间；

将所述目标长时间曝光图像数据和目标短时间曝光图像数据进行合成。

本发明对图像进行两次自动曝光，得到目标长时间曝光图像数据和目标短时间曝光图像数据，并将目标长时间曝光图像数据和目标短时间曝光图像数据进行合成，得到细节清晰的合成图像，目标长时间曝光图像数据保留暗处图像细节，目标短时间曝光图像数据保留亮处图像细节，克服了传统自动曝光算法处理后的图像亮处和暗处清晰度较差的技术问题。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的自动曝光装置原理图；

图2是本发明实施例2提供的自动曝光装置原理图；

图3是本发明实施例3提供的自动曝光装置原理图；

图4是本发明第一目标亮度阈值计算示意图；

图5是本发明场景识别状态转换图；

图6是本发明实施例4提供的自动曝光方法流程图；

图7是本发明实施例5提供的自动曝光方法流程图；

图8是本发明实施例6提供的自动曝光方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。