[发明专利]基于近红外相机自动积分时间的调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及近红外相机应用技术领域，特别是涉及一种基于近红外相机自动积分时间的调整方法。

背景技术

近红外铟镓砷相机主要像素有320*256和640*512等，带制冷，其探测波长范围为900至1700nm，灵敏度极高，在1100nm至1550nm波长之间量子效率大于70%，高分辨率、低噪声、体积紧凑，主要用于太阳能硅片检测与分析、弱红外成像、天文、遥感、激光光束分析等领域，因此具有广阔的市场应用前景。

随着近红外铟镓砷相机应用技术的发展，快捷智能的积分时间调整(曝光调整)越来越被重视。以往需要用comlink接口连接到上位机，用串口手动调节积分时间，从而来实现曝光得调整。这种形式正逐步演变成不需要连接上位机而根据曝光度自动调整积分时间。这样更利于实验观测演示，更加方便快捷看到实时场景。

中国专利CN1632688提出一种自动曝光实现方法，包括：A.判断当前图像亮度值是否位于设定的期望图像亮度值阈值内，若是，则成像器以当前图像的曝光时间和电子增益值实现曝光；继续步骤B.根据当前图像亮度值、曝光时间和电子增益值，期望图像亮度值和成像器所能获取的最高图像亮度值，确定出一参数值，使调整后的图像曝光时间和调整后的电子增益值的乘积等于该参数值；步骤C.先将调整后的电子增益值设为期望的电子增益值，计算出调整后的图像曝光时间；再将计算出的图像曝光时间取整，计算出调整后的电子增益值；步骤D、成像器以调整后的图像曝光时间和调整后的电子增益值实现曝光。采用本发明方法能实现快速自动曝光，然而算法计算量较大，积分时间精细调节较差。

中国专利CN102209200提出了一种自动曝光控制方法，包括：a)获取图像的像素值；b)基于图像的像素值特征调节图像的积分时间和增益；c)判断此时积分时间与增益的调节是否达到预先设置的目标值，如果没有则进行下一步；d)判断此时积分时间与增益的调节是否都达到了最大值或都达到了最小值，当积分时间与增益的调节都已经达到最大值而没有达到目标值时，则获取较高灵敏度像素值，并进行b步骤；当积分时间与增益的调节都已经达到最小值而没有达到目标值时，则获取较低灵敏度像素值，并进行b步骤。通过本发明的实例解决了目前当积分时间和增益达到极端后，但图像的亮度没达到要求的矛盾。同时还可去除固定频率光源造成的图像闪烁，图像清晰明亮。本发明方法给出了自动曝光控制方法，没有积分时间的精调。

中国专利CN102523386提出了一种基于直方图均衡化的自动曝光方法，包括采集一帧图像，并记录该帧的曝光时间、计算所采集图像的亮度均值、对所采集图像做直方均衡化处理、计算经直方均衡化处理后的图像的灰度均值、依据曝光时间与图像的亮度均值成正比原理，计算下一帧的曝光时间、设定曝光调整容限为等步骤。本发明解决了现有技术中拍摄主体出现曝光不足或者曝光过度的技术问题，采用直方图均衡化后的图像的灰度均值作为最优均值。该最优均值能充分反映图像的亮度特性，并且这个最优均值是动态的，能适应各种亮度环境。本发明利用直方图均衡化实现自动曝光，计算量较大，算法用微处理器实现需较高硬件资源。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于近红外相机自动积分时间的调整方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于近红外相机自动积分时间的调整方法，实现了近红外相机的自动积分时间调整，使图像处于正常人眼观测亮度范围，遇强光自动降低积分时间，避免画面饱和，在弱光环境下拉大积分时间，发挥其夜视能力。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种基于近红外相机自动积分时间的调整方法，所述方法包括以下步骤：

S1、计算图像的标准参考灰度值，所述标准参考灰度值包括区域最小灰度值Threshold_min和区域最大灰度值Threshold_max；

S2、获取一帧图像中像素点的灰度值Pixel，将像素点的灰度值Pixel与标准参考灰度值进行比较，对像素点进行归类统计；

S3、根据像素点归类统计结果判断图像为正常状态、饱和状态或非饱和状态；

S4、若图像为正常状态，积分时间不作调整；

若图像为饱和状态或非饱和状态，进行积分调整，直至图像为正常状态。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中进行归类统计的像素点为图像中的全部像素点或部分像素点。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体为：