[发明专利]基于色彩加权的自动曝光方法

摘要

本发明公开了一种基于色彩加权的自动曝光方法，用于实现对图像的自动曝光，提高图像的显示效果，本发明从采集的图像数据中提取色彩特征值，并利用色彩特征值以不同的权重计算图像的亮度指标。根据图像亮度指标判断图像是否在最佳亮度区间内，若否则根据自适应调整步长做出曝光参数的调整，得到曝光准确的图像。本发明对大多数场景得到亮度合适且拥有更鲜艳色彩的曝光图像，且在某种颜色占据主导的场景中色彩可以真实地恢复，获得准确的曝光。

主权项

一种基于色彩加权的自动曝光方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1)获得前一帧目标图像，通过A/D转换模块，将其转换为目标的数字图像；步骤2)通过数据采集模块获得目标数字图像信息，以及其曝光时间Ti‑1和增益值Gi‑1，其中i＝1,2,3……；步骤3)通过色彩特征值提取模块提取上述目标的数字图像的色彩特征值以及图像亮度均值，其中色彩特征值包括：a)上述目标数字图像中的红、绿、蓝各个色彩分量的均值，即红色分量均值Ravg，绿色分量均值Gavg，蓝色分量均值Bavg；b)色彩分量中最大值Cmax，即Cmax＝MAX(Ravg，Gavg，Bavg)；c)色彩分量中最小值Cmin，即Cmin＝MIN(Ravg,Gavg,Bavg)；d)色彩分量均值Cavg＝(Ravg+Gavg+Bavg)/3；e)色彩场景特征值Ctv＝Cmax‑Cmin；f)图像亮度均值Y，即Y＝0.3Ravg+0.6Gavg+0.1Bavg；步骤4)根据上述目标的数字图像的色彩特征值，通过权重分配模块确定相应的权重，方法为：4‑1)若色彩场景特征值Ctv大于等于色彩阈值Cth，则W1＝0.4；再比较Cavg与亮度阈值Yth，若Cavg大于等于Yth，则W2＝0.1，W3＝0.5；若Cavg小于Yth，则W2＝0.5，W3＝0.1；4‑2)若色彩场景特征值Ctv小于色彩阈值Cth，则W1＝0.6，然后比较Cavg与亮度阈值Yth，若Cavg大于等于Yth，则W2＝0.1，W3＝0.3；若Cavg小于Yth，则W2＝0.3，W3＝0.1；步骤5)根据相应的权重，通过亮度指标模块确定目标数字图像的亮度指标Yopt，公式为Yopt＝W1Y+W2Cmax+W3Cmin，其中W1为图像亮度均值Y的权重，W2为色彩分量中最大值Cmax的权重，W3为色彩分量中最小值Cmin的权重；步骤6)自适应步长模块根据目标的数字图像亮度指标Yopt和亮度阈值Yth确定自适应步长，即曝光时间调整步长ΔT和增益调整步长ΔG，方法为：a)获得初始曝光时间调节步长λT和初始增益调节步长λG；b)获得步长调整因子Step＝|1‑Yopt/Yth|；c)确定曝光时间调整步长ΔT＝Step*λT，确定增益调整步长ΔG＝Step*λG；步骤7)曝光参数调整模块根据图像亮度指标Yopt判断是否需要进行曝光调节，确定最佳亮度区间为[YL,YH]，其中YL为亮度低阈值，YH为亮度高阈值，若图像亮度指标Yopt在最佳亮度区间内，则不调整曝光时间和增益值，曝光时间Ti＝Ti‑1，增益值Gi＝Gi‑1，其中i＝1,2,3……；输出曝光时间Ti和增益值Gi；若需要进行曝光调节，则根据自适应调节步长调整曝光时间Ti和增益值Gi，调节方法如下，分为两种情况：1°若图像亮度指标Yopt高于亮度高阈值YH，根据增益调整标识Flag，再分为两种情况：7‑1‑1)若增益调整标识Flag大于等于调整阈值Fth，则调整新的增益值Gi＝Gi‑1‑ΔG，调整新的曝光时间Ti＝Ti‑1‑ΔT，其中i＝1，2，3……，输出曝光时间Ti和增益值Gi，返回步骤2)；7‑1‑2)若增益调整标识Flag小于调整阈值Fth，则调整新的增益值Gi＝Gmin，其中Gmin为最小增益值，调整新的曝光时间Ti＝Ti‑1‑ΔT，其中i＝1，2，3……；输出曝光时间Ti和增益值Gi，返回步骤2)；2°若图像亮度指标Yopt低于亮度低阈值YL，根据增益调整标识Flag，再分为两种情况：7‑2‑1)若增益调整标识Flag小于调整阈值Fth时，调整新的增益值Gi＝Gmin，调整新的曝光时间Ti＝T+ΔT，输出曝光时间Ti和增益值Gi，返回步骤2)；7‑2‑2)若增益调整标识Flag大于等于调整阈值Fth，调整新的增益值Gi＝G+ΔG，新的曝光时间Ti＝T+ΔT，输出曝光时间Ti和增益值Gi，返回步骤2)。