[发明专利]基于图像多阈值控制的自动曝光控制方法

说明书

本发明涉及一种深空探测中使用的自动曝光控制方法，具体涉及一种基于图像多阈值控制的自动曝光控制方法，以解决现有技术中存在的自动曝光控制方法容易使太空背景下可见光图像中的空间目标曝光过度，且不适用于深空环境的航天特定微处理器的问题。首先依据图像传感器饱和值设定亮区阈值、暗区阈值、合理亮度阈值区间、过饱和阈值、欠饱和阈值、过亮阈值、过暗阈值，然后依据图像像元值对当前帧图像进行计算与统计，得到当前帧图像的平均亮度、饱和像元数、亮像元数，再将当前帧图像的平均亮度、饱和像元数、亮像元数与设定阈值进行比较，确定是否更新曝光时间，如果更新曝光时间，则将连续帧循环迭代直至图像符合设定要求，曝光控制结束。

技术领域

本发明涉及一种深空探测中使用的自动曝光控制方法，具体涉及一种基于图像多阈值控制的自动曝光控制方法。

背景技术

应用于空间探测的成像装置在轨工作时，曝光时间至关重要，曝光时间过短会导致景物昏暗，而曝光时间过长又会导致景物亮度饱和，因此进行自动曝光控制是必不可少的，也是成像装置的核心技术。

自动曝光控制的目标是使拍摄主体的图像暗部细节不丢失，亮部不过曝，同时平均亮度适合人眼观看，但自动曝光控制非常复杂，曝光控制不好可能会陷入曝光时间紊乱，出现时亮时暗的情况。

在空间探测相机工作的环境中，太空背景是全黑的暗背景，很多高亮的空间目标与暗背景形成了强烈的反差。当空间目标在画面中所占比例较小而太空暗背景所占比例较大时，画面整体表现偏暗，此时若仍采取平均值或直方图等传统曝光控制方法，空间目标必然过曝。

此外，民用相机一般采用的微处理器因无法保证其在深空环境下的可靠性而不能应用于空间探测相机，能够适用于深空环境的航天特定微处理器对自动曝光控制方法也提出了优化需求。

因此，亟需一种自动曝光控制方法，既能满足常规目标成像，又能解决太空背景下可见光图像中的空间目标容易曝光过度的问题，同时还能应用于航天特定微处理器。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的自动曝光控制方法容易使太空背景下可见光图像中的空间目标曝光过度，且不适用于深空环境的航天特定微处理器的问题，而提供了一种基于图像多阈值控制的自动曝光控制方法。

本发明所依据的原理是：

自动曝光控制的目标是使拍摄主体的图像暗部细节不丢失，亮部不过曝，同时平均亮度适合人眼观看。在空间探测相机工作的环境中，太空背景是全黑的暗背景，很多高亮的空间目标与暗背景形成了强烈的反差，需要去除暗背景对空间目标成像的干扰，同时需要避免空间目标成像亮度饱和。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于图像多阈值控制的自动曝光控制方法，其特殊之处在于，按照以下步骤实施：

步骤1)设定阈值

依据图像传感器饱和值设定亮区阈值、暗区阈值、合理亮度阈值区间，以及过饱和阈值、欠饱和阈值、过亮阈值、过暗阈值；

步骤2)对当前帧图像进行计算和统计

依据当前帧图像的像元值计算得到当前帧图像的平均亮度，统计得到当前帧图像的饱和像元数、亮像元数；

步骤3)将计算和统计结果与设定阈值进行比较，确定是否更新曝光时间