一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法与流程

文档序号:19485458发布日期:2019-12-21 03:46阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法,其特征在于,包括:

s1、计算图形的平均亮度和图像的信息熵;根据图形的亮度直方图,计算图像的平均亮度和图像信息熵;

s2、利用图像信息熵,通过加权计算得出自动曝光目标亮度;根据步骤s1中所得的图像信息熵,计算出目标亮度加权,与输入的外设亮度经过计算共同得出加权后的自动曝光目标亮度;

s3、计算当前的环境等效亮度;根据输入的当前曝光时间和增益值,求得环境亮度因素,计算出当前图像的最终亮度值;

s4、计算自动曝光调节量:根据加权后的自动曝光目标亮度和图像最终亮度值,求出当前帧应当调节的曝光值大小和方向;

s5、对自动曝光时间增益进行分配;根据s4得出的曝光值大小和方向,分配曝光时间和增益的调节量。

2.根据权利要求1所述的一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法,其特征在于,所述步骤s1的具体方法包括:

s11、根据相机帧信息的曝光值,制作图像亮度直方图hist,求得第i阶直方图hist(i)的概率p(i)为:

p(i)=hist(i)/(h*w)

其中,i为图像亮度直方图hist的灰阶数量,在8位数字图像系统中,i的取值范围为0到255,h和w分别为图像的高和宽;

s12、根据信息熵计算公式求得该帧图像的信息熵h:

s13、求得图像的平均亮度lavg为:

3.根据权利要求1所述的一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法,其特征在于,所述步骤s2的具体方法包括:根据外部输入的系统目标亮度lin、图像信息熵阈值hth,求得图像自动曝光目标亮度ltar:

ltar=lin-lunit*max(0,floor(h-hth)/huint)

其中,lunit为目标亮度补偿的权重,huint为图像信息熵计算单位,floor为向下取整。

4.根据权利要求1所述的一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法,其特征在于,所述步骤s3的具体方法包括:

s31、根据当前系统的曝光时间s和增益g,利用系统的最大曝光时间smax和最大增益值gmax,计算当前帧的外部环境亮度比例值ft:

ft=s*g/(smax*gmax)

由于曝光时间s不可能为0,由公式可知,ft取值范围为(0,1],ft越大,证明当前场景亮度越小。

s32、根据s31得到的外部环境亮度系数ft,求出当前场景下环境亮度fenv:

针对环境亮度偏暗和偏亮的场景,分别有直方图亮度权重函数wd和wb,根据环境亮度fenv,可以根据公式:

wf=wd*fenv+wb*(1-fenv)

求出拟合后的直方图亮度权重函数wf,以此作为求取当前图像亮度的权重映射依据,再根据公式:

得出当前图像最终亮度值lf。

5.根据权利要求1所述的一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法,其特征在于,所述步骤s4的具体方法包括:比较自动曝光目标亮度ltar和图像亮度lf,按如下公式求得曝光量偏差e,作为下一帧调节的目标:

6.根据权利要求5所述的一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法,其特征在于,所述步骤s5的具体方法包括:根据s4求得的曝光量偏差e,按照曝光量调整公式动态分配相机系统的曝光时间s、数字增益gd、以及模拟增益ga的增量,曝光量增加依照优先级s>ga>gd的原则、曝光量减少依照优先级gd>ga>s的原则来进行。


技术总结
本发明创造提供了一种基于环境亮度和图像信息熵的相机自动曝光方法,包括S1、计算图形的平均亮度和图像的信息熵;根据图形的亮度直方图,计算图像的平均亮度和图像信息熵;S2、利用图像信息熵,通过加权计算得出自动曝光目标亮度。本发明提供的一种基于环境亮度和图像信息上的相机自动曝光方法,已经在3559A处理器+IMX305图像传感器方案中实现,经测试,这种相机自动曝光方法有效解决了传统AE方法中出现的场景适应性问题,无论是处理宽动态、高对比度还是细节丰富的场景,均能得到较好的结果,充分满足了当前智能安防行业视频监控领域的需要。

技术研发人员:白云飞;陈澎祥;李森;肖萌璐;王健
受保护的技术使用者:天津天地基业科技有限公司
技术研发日:2019.09.19
技术公布日:2019.12.20
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