一种彩色相机的自动曝光方法与流程

技术特征：

1.一种彩色相机的自动曝光方法，其特征在于，包含：

S1、读入初始帧彩色图像，设定直方图偏斜度最小值、最佳曝光时间以及曝光时间调整步长的初始值；

S2、比较初始帧三个分量的灰度均值的大小，取其灰度均值最大值所在分量V；

S3、对当前帧彩色图像中分量V的直方图进行统计，得到该直方图相对中间灰度的直方图偏斜度；

S4、根据设定的直方图偏斜度最小值以及步骤S3得到的当前帧直方图偏斜度，判断该当前帧的直方图偏斜度是否是最小直方图偏斜度，若是，则取该最小直方图偏斜度彩色图像所对应的曝光时间作为最佳曝光时间，结束；若否，则根据当前帧的直方图偏斜度重设曝光时间调整步长，并结合当前帧的曝光时间计算采集下一帧彩色图像所需要的曝光时间，以该新的曝光时间采集下一帧彩色图像后，将该下一帧彩色图像作为新的当前帧，返回执行步骤S3继续寻找最小直方图偏斜度。

2.如权利要求1所述的彩色相机的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤S2具体包含：

分别计算当前帧彩色图像在RGB色彩空间中三个分量的灰度均值，对该三个分量的灰度均值大小进行比较，取该三个分量的灰度均值中最大值所在的分量V。

3.如权利要求1或2所述的彩色相机的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤S4具体包含如下步骤：

S41、判断当前帧彩色图像的直方图偏斜度绝对值是否小于直方图偏斜度预设阈值，若是，则取当前帧的曝光时间为最佳曝光时间，结束；若否，则根据直方图偏斜度与直方图偏斜度最小值来调整最佳曝光时间以及直方图偏斜度最小值；

S42、判断当前帧是否为初始帧，若是，则执行步骤S44；若否，继续执行步骤S43；

S43、判断前一帧的曝光时间调整步长是否小于曝光时间调整步长预设阈值，若是，则最佳曝光时间为最佳，结束；若否，则重设曝光时间调整步长后继续执行步骤S44；

S44、根据当前帧的直方图偏斜度情况以及重设后的曝光时间调整步长调整下一帧的曝光时间，以调整后的新曝光时间采集并读取下一帧彩色图像，将该下一帧彩色图像作为新的当前帧，返回执行步骤S3。

4.如权利要求2所述的彩色相机的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤S2中参与直方图最大彩色分量的方法为：

计算彩色图像在RGB色彩空间中三个分量的灰度均值：Im_r、Im_g和Im_b，计算公式具体如下：

式中，彩色图像尺寸为M×N，I_v(1,m,n)是彩色图像在v分量中第m行第n列的灰度值；

比较Im_r、Im_g和Im_b的大小，得到其中最大值Z＝max(Im_r，Im_g，Im_b)。

5.如权利要求1所述的彩色相机的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤S3中彩色图像最大灰度值所在分量V直方图相对中间灰度的直方图偏斜度的计算方法为：

${\mathrm{\μ}}_z\left(i\right)=\underset{k=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{(z_k-C)}^3{p}_i\left(z_k\right)$

p_i(z_k)＝q_i(z_k)/(M×N),k＝0,1,…,255；

式中，图像灰度级为256，z_k是最大值Z所在分量V中区间[0,255]内的第k级灰度，q_i(z_k)表示第i帧彩色图像分量V中灰度值为z_k的像素个数，中间灰度C＝128。

6.如权利要求3所述的彩色相机的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤S43中当前一帧的曝光时间调整步长是大于曝光时间调整步长预设阈值情况下，重设曝光时间调整步长的方法为：

$\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\ΔT}}_i={\mathrm{\ΔT}}_{i-1},& {\mathrm{if\μ}}_z\left(i\right)\·{\mathrm{\μ}}_z(i-1)\>0\\ {\mathrm{\ΔT}}_i=0.6{\mathrm{\ΔT}}_{i-1},& {\mathrm{if\μ}}_z\left(i\right)\·{\mathrm{\μ}}_z(i-1)\<0\end{array}\right.$

式中，ΔT_i为当前第i帧彩色图像的曝光时间调整步长，ΔT_i-1为第i-1帧彩色图像的曝光时间调整步长，μ_z(i)为对第i帧彩色图像V分量直方图相对中间灰度的直方图偏斜度，μ_z(i-1)为对第i-1帧彩色图像V分量直方图相对中间灰度的直方图偏斜度。

7.如权利要求6所述的彩色相机的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤S44中下一帧的曝光时间的计算方法为：

$\left\{\begin{array}{cc}{T}_{i+1}=T_i+{\mathrm{\ΔT}}_i,& {\mathrm{if\μ}}_z\left(i\right)\<0\\ T_{i+1}=T_i-{\mathrm{\ΔT}}_i,& {\mathrm{if\μ}}_z\left(i\right)\>0\end{array}\right.$

式中，T_i+1为第i+1帧彩色图像的曝光时间，T_i为第i帧彩色图像的曝光时间。