[发明专利]摄像机中的曝光时间控制

说明书

摄像机中的曝光时间控制。一种用于控制摄像机(150)的曝光时间变量(ET)的曝光时间控制器，摄像机与自动曝光算法(110)相关联，自动曝光算法(110)被配置成通过递增和递减ET变量来减少曝光失配(ΔE)，曝光时间控制器包括：存储器(120)，用于对在摄像机对场景进行成像并且算法有效时所应用的ET值进行记录；以及处理电路(130)，被配置成：当摄像机对场景进行成像时，确定曝光失配超过阈值；对所记录的ET值的分布进行估计；基于所估计的分布，识别多个相对最频繁的ET值；并且响应于确定曝光失配超过阈值，将所识别的ET值中的一个分配到ET变量。

技术领域

本发明涉及摄影成像领域，并且具体地，涉及用于控制与自动曝光算法相关联的摄像机的曝光时间变量的方法和装置。

背景技术

消费型和专业型市场上的大部分摄像机都包含自动曝光(AE)功能。该功能可以包括被配置成检测曝光失配的AE控制环路，其试图通过递增或者递减摄像机的曝光时间变量来减少或者消除曝光失配。AE控制环路应当被如此地设计(并且其控制增益和其他控制器设置应被如此地调整)：能够快速响应照明条件的变化，同时表现稳定，而没有振荡或者类似伪像。尽管如此，缓慢的AE收敛经常被用户报告(例如，当场景变亮或者变暗时，该用户感觉他们的摄像机花费过长时间来查找新的曝光时间设置)，并且已经做出了解决这一问题的技术努力。举一个示例，US20110298886A1公开了一种用于在可变照明条件下使用的手持装置的摄像机，该摄像机声称具有更高的AE收敛速度。

如果摄像机被用于监视目的，无论是否具有记录，缓慢的AE收敛的问题还有一个附加的方面，就是在严重曝光不足或者过度曝光的帧中不能以所需的精度识别被测对象。这个问题在将其输出馈送到速率控制视频编码器的摄像机中变得更加严重，该视频编码器可能会应用大量的数据压缩来应对由曝光伪像引起的输入比特率的增加。这可能会导致图像质量下降，还可能会大大延长收敛时间。意识到这些缺陷的入侵者可能会利用这些缺陷来隐藏自己。用(可见光或红外)强光手电筒进行一连串的照射，可能就能使监视摄像机在相当长的时间内无法工作。

发明内容

本公开的一个目的是提供用于摄像机的曝光时间控制器，利用该曝光时间控制器，摄像机变得更加适合于可变照明条件。另一个目的是提供这样一种曝光时间控制器，其在光照条件突然变化后快速稳定地收敛到新的曝光时间设置。本公开的具体目的是提供这样一种曝光时间控制器，其适合于具有AE算法(AE控制环路)和/或速率控制视频编码器的摄像机。另一个目的是提供一种曝光时间控制方法。

由独立权利要求限定的本发明实现了这些目的中的至少一些。从属权利要求涉及有利的实施例。

在本发明的第一方面，提供了一种控制曝光时间(ET)变量的方法，曝光时间(ET)变量是与摄像机的当前曝光时间相对应的控制变量。应当理解的是，摄像机与自动曝光(AE)算法相关联(即，包括或者耦合到自动曝光(AE)算法)，自动曝光(AE)算法可以被实现为电路或者软件，该电路或者软件被配置成根据需要，通过递增和递减ET变量来减少曝光失配。方法包括以下步骤。对于由摄像机所成像的场景，对在AE算法有效时所应用的ET值进行记录。当摄像机对场景进行成像时，确定曝光失配超过阈值。阈值可以是预定义值，并且超过阈值的曝光失配在本文可以被称为大的失配。接下来，对所记录的ET值的分布进行估计。基于所估计的分布，识别多个相对最频繁的ET值。方法还包括，响应于确定曝光失配超过阈值，将所识别的ET值中的一个分配到摄像机的ET变量。