[发明专利]自动光圈调整方法及装置

说明书

发明领域

本发明涉及自动光圈调整装置及其方法，更具体地说，涉及基于自适应调整的自动光圈调整装置及其方法。

背景技术

众所周知，摄像机镜头的自动光圈，指的是镜头内某个可以调整开孔大小的机构。使用一定的策略，调整光圈开孔的大小，控制单位时间内可以通过光圈到达感光晶片的光量，从而在不同光照条件下得到曝光适中的影像。合理的光圈大小有增加锐利度、控制景深等作用。

目前自动光圈镜头大致分为视频驱动和直流驱动两种。本发明所指的自动光圈是监控摄像机等产品中常用的直流驱动光圈(DC-iris)。传统的直流驱动方式是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动。

美国专利US4638366公开了一种自动光圈调整系统。该系统将采集的当前帧视频信号经AD转换为输入电压V_I，与参考电压V_O比较后得到误差电压V_E＝V_I-V_O。然后，根据误差电压V_E计算光圈的调整大小ΔIRIS。该自动光圈调整系统将光圈的调整值ΔIRIS加上之前的光圈控制值IRISn-1得到新的光圈控制值IRISn，即IRISn＝IRISn-1+ΔIRIS。如此反复调试，直到光圈达到合理的大小，得到合适曝光的图像。

对于现有技术的自动光圈调整系统，一方面由于不同的自动光圈镜头因为生产厂商、生产工艺、电机驱动电路等不同，参数特性也会产生差异。因此该专利中的一些参数，例如参考电压Vo，参考电压范围V_N，V_L等，需要根据不同的镜头做调整；另一方面，为不同的镜头找到合适的参数也是相当困难的，一般只能凭经验手动调整。而错误的参数设置计算得到的ΔIRIS将无法稳定自动光圈，引起过调，来回震荡等问题。

发明内容

本发明是考虑到上述问题提出的。其目的是提供自动光圈调整装置和方法，其通过比较当前亮度Y_n与目标亮度Y_ref，当前亮度Y_n和前几帧图像亮度(Y_n-1，Y_n-2，...)两组参数，通过不断地粗调和细调光圈控制电压，使直流驱动光圈在动态调整中达到目标大小，获得合适的亮度值，且在调整过程中不发生过调、振荡等现象。

为了实现本发明的上述和其他目的，根据本发明的一方面实施例，提供基于自适应调整的自动光圈调整装置，包含：自动光圈镜头，用于采集图像信号；平均亮度计算单元，用于计算自动光圈镜头所采集的图像信号的平均亮度；自动光圈控制单元，用于根据平均亮度计算单元所计算出来的平均亮度与目标亮度之差产生控制光圈大小的控制信号；以及自动光圈电机，用于根据自动光圈控制单元输出的控制信号控制自动光圈镜头的光圈大小。

根据本发明的一个优选实施例，该自动光圈控制单元可以包含：图像亮度与目标亮度差计算子单元，用于计算输入图像的平均亮度Y_avg与预先给定的目标亮度Y_ref之差的绝对值Y_e＝|Y_avg-Y_ref|，以得到亮度差Y_e；亮度差分级器，用于根据预先给定的亮度区段，判断图像亮度与目标亮度差计算子单元得到的亮度差Y_e所属的亮度区段，从而给定该亮度差的级别；以及光圈调整信号产生子单元，用于根据所述给定的亮度差的级别，产生控制光圈大小的控制信号。

根据本发明的一个优选实施例，该光圈调整信号产生子单元可以由以下公式计算光圈控制信号V_n，

ΔV＝F₁(Y_e)