[发明专利]基于直方图的自动曝光方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于直方图的自动曝光方法及系统。

背景技术

在安全理念越来越重要的今天，安防监控系统的重要性也日益凸现，特别是一些比较敏感的场所，如银行、监狱、公路等，出于安全和管理的需要，人们需要知道这些场所发生的事件，对这些场所进行监控。出于对这些特殊场所的监控需求，一体化摄像机的越来越多的被需求。在一体化摄像机中，自动曝光技术是摄像机的核心技术之一，能否快速、准确的实现自动曝光直接影响到画面的成像效果，若曝光过度，则会使图像过亮，失去一些图像细节；曝光不足，则会导致图像过暗，也会失去一些图像细节，甚至影响图像处理的色彩复原。

传统的自动曝光系统将整幅图像的亮度均值与预先设定的参考值比较来进行曝光控制。这种方法适用于大部分场景，但是当画面中亮区和暗区分布的不是很均匀的时候，经常容易出现过曝或者欠曝的现象，例如画面中有背光区域时，此时基于传统的自动曝光方式，会导致画面部分区域较暗或者过曝的情况存在。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供基于直方图的自动曝光方案，解决画面亮度不均的情况下的过曝或者欠曝问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种基于直方图的自动曝光方法，包括亮度获取步骤和亮度分析步骤，

所述亮度获取步骤包括：将画面分成若干个小格，获取各个小格的亮度值及直方图统计信息；

所述亮度分析步骤包括：根据直方图统计信息获取各小格的亮度权重值，并计算画面平均亮度值。

为解决上述问题，本发明还提供一种基于直方图的自动曝光系统，包括：

亮度获取模块，用于将画面分成若干个小格，获取各个小格的亮度值及直方图统计信息；

亮度分析模块，用于根据直方图统计信息获取各小格的亮度权重值，并计算画面平均亮度值。

本发明的有益效果在于：区别于现有技术，本发明通过将画面分成若干个小格，获取各个小格的亮度值及直方图统计信息；并根据直方图统计信息获取各小格的亮度权重值，并计算画面平均亮度值。通过上述方式，本发明能兼顾到画面中较亮和较暗的地方，给予不同的比重，可以使得画面的曝光接近均衡，尽可能多的保证画面的细节。

附图说明

图1为本发明具体实施例中自动曝光控制流程示意图；

图2为本发明具体实施例中Bayer格式示意图；

图3为本发明具体实施例中直方图示意图；

图4为本发明具体实施例中亮度分区图；

图5为本发明具体实施例中场景分析流程图；

图6为本发明具体实施例中曝光调节流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于:基于直方图得到画面的平均亮度及统计信息，再重新计算画面中各个模块的加权值，而后再将此值与目标亮度值进行比较来控制光圈、快门以及增益等。

本发明的主要目的是解决画面中有太亮或者太暗画面时存在过曝或者是欠曝的问题。因此基于自动曝光的工作方式，自动曝光技术有三个十分重要的核心问题：光强测量、场景分析和曝光调节。本发明将在此基于后面两个核心问题提出一种自动曝光方法。

自动曝光是通过控制进入摄像机成像系统的曝光量从而使图像亮度稳定在目标亮度附近，实现图像亮度最优化的过程。

如图1所示，自动曝光系统是一个测光和控制系统，其控制流程如图1所示。光照经镜头聚焦后照射在CMOS图像传感器上，CMOS传感器经过一定时间的曝光后将光信号转换成模拟电信号，而后通过模拟增益将信号放大，最后经内部的AD转换后转换成数字信号，将数字信号输出到视频处理系统，而视频采集系统接收到数字视频信号后，经过一系列的预处理，由内部的自动曝光算法得出此时的控制量，即如何控制快门、增益及光圈。由此，自动曝光流程一般经过三个步骤：亮度获取、亮度分析和曝光调节。

本发明实施例一提供一种基于直方图的自动曝光方法，包括亮度获取步骤和亮度分析步骤，

所述亮度获取步骤包括：将画面分成若干个小格，获取各个小格的亮度值及直方图统计信息；

所述亮度分析步骤包括：根据直方图统计信息获取各小格的亮度权重值，并计算画面平均亮度值。

其中还包括曝光调节步骤，所述曝光调节步骤包括：比较画面平均亮度值与目标亮度值，适应性调节曝光。

所述亮度分析步骤具体为：

根据各个小格亮度值与对应的权重值，计算出画面初始亮度值；