專利名稱：相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于相機(jī)曝光時間調(diào)節(jié)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置，特別涉及一種以變參數(shù)二次函數(shù)為控制模型的自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著圖像處理技術(shù)的普及和不斷完善，監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，而且對系統(tǒng)性能的需求也是越來越高。自動曝光時間調(diào)節(jié)是相機(jī)的一項重要技術(shù)參數(shù)，由于監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)視的區(qū)域通常難以維持某一恒定的照度，隨著光照強(qiáng)度和對比度的改變相機(jī)的成像質(zhì)量勢必會受到嚴(yán)重的影響，所以曝光時間的自動調(diào)整是視頻監(jiān)控系統(tǒng)首要解決的問題之一。不同的應(yīng)用中，相機(jī)自動調(diào)光技術(shù)大同小異，各有特點，但是沒有通用的調(diào)光算法 及相應(yīng)的控制硬件系統(tǒng)。根據(jù)反饋方式不同可以將自動調(diào)光系統(tǒng)分為輔助傳感器調(diào)光和無輔助傳感器調(diào)光，根據(jù)步長控制的不同可以分為分級自動調(diào)光和連續(xù)自動調(diào)光。在實際應(yīng)用中，輔助傳感器調(diào)光系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，沒有對主光路圖像進(jìn)行分析，僅僅對檢測點照度進(jìn)行采樣，通常無法解決局部飽和等問題；分級調(diào)光法通常很難找到一個適應(yīng)性強(qiáng)的曝光時間分級機(jī)制，在使用環(huán)境發(fā)生變化時需要擬定新的分級方案。因此實際應(yīng)用中我們更期望有這樣一種無傳感器連續(xù)自動調(diào)光方法，可以在控制算法控制下使相機(jī)獲取精確的曝光時間，從而獲得聞質(zhì)量的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠動態(tài)調(diào)整步長的相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置，該裝置可以根據(jù)圖像的灰度變化動態(tài)調(diào)整步長從而在圖像較亮和圖像較暗情況下都能獲得預(yù)期的調(diào)光效果。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置包括視頻圖像直方圖統(tǒng)計裝置采集視頻圖像數(shù)據(jù)，完成視頻圖像的直方圖統(tǒng)計，將直方圖統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送到計算MBL、PBL和DMP的裝置；計算MBL、PBL和DMP的裝置根據(jù)直方圖統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算整幅圖像灰度平均值MBL、
偽中值PBL和平均特征距離DMP
N
S Hi FiMBL = --(I)
/=O
權(quán)利要求
1.一種相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置，其特征在于包括 視頻圖像直方圖統(tǒng)計裝置采集視頻圖像數(shù)據(jù)，完成視頻圖像的直方圖統(tǒng)計，將直方圖統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送到計算MBL、PBL和DMP的裝置； 計算MBL、PBI^P DMP的裝置根據(jù)直方圖統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算整幅圖像灰度平均值MBL、偽中值PBL和平均特征距離DMP
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置其特征在于所述視頻圖像直方圖統(tǒng)計裝置為FPGA內(nèi)部功能模塊，該裝置根據(jù)直方圖統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算MBL、PBL和DMP ；由MBL、PBL和DMP構(gòu)建誤差函數(shù)E = fE(MBL, MBLh, MBL1)的裝置、步長計算裝置和曝光時間調(diào)整裝置為DSP內(nèi)部功能模塊；DSP通過高速同步緩存FIFO與FPGA實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，計算誤差函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置，其特征在于還包括步長控制裝置所述步長控制裝置將計算出的步長At與最大步長Atmax進(jìn)行比較，若大于最大步長A tmax則令A(yù) t等于A tmax ； AtMX=mt(13) 其中m為比例系數(shù)，0〈m〈l。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置其特征在于所述步長控制裝置為DSP內(nèi)部功能模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置，其特征在于還包括幅值變換裝置；所述幅值變換裝置根據(jù)相機(jī)曝光時間的調(diào)節(jié)范圍將計算出的下一幀曝光時間t'進(jìn)行放大和縮小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置其特征在于所述幅值變換裝置為FPGA內(nèi)部功能模塊塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種相機(jī)無傳感器連續(xù)自動曝光時間調(diào)節(jié)控制裝置，該裝置包括視頻圖像直方圖統(tǒng)計裝置；計算MBL、PBL和DMP的裝置；構(gòu)建誤差函數(shù)E＝fE(MBL，MBLh,MBLl)的裝置；步長、增益計算裝置；曝光時間調(diào)整裝置。本發(fā)明采用動態(tài)增益控制，實現(xiàn)在灰度級較低時增益較小灰度級較高時增益很大，進(jìn)而實現(xiàn)控制算法收斂特性的動態(tài)調(diào)整，解決了不同曝光區(qū)間動態(tài)步長調(diào)光控制的收斂特性不均問題；從而解決了視覺系統(tǒng)主觀亮度感覺和客觀亮度之間的非線性映射的問題。
文檔編號G03B7/08GK102801920SQ20121025979
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者隋龍, 趙建, 張艷超 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所