自動曝光控制方法和裝置與流程

2024-04-13 03:59:05

1.本技術屬於光電技術領域，尤其涉及一種自動曝光控制方法和裝置。


背景技術：

2.在目前的機器視覺相機曝光策略中，主要通過控制曝光時長和增益對相機的曝光進行控制，曝光時所用的測光區域通常是整個畫面或畫面中央的固定區域。這種曝光策略對於普通相機的圖像獲取是足夠的，但對於智能系統的應用，該曝光方式存在一定的不足，尤其是針對物體追蹤或識別的場合。在物體追蹤或識別的場合，往往需要合適的曝光策略使被追蹤/識別的物體具有合適的亮度，但目前的全局測光或固定感興趣區域(roi)測光方式難以保證合適的曝光使動態中的物體具有合適的亮度，容易造成高亮背景環境下目標物體亮度過暗的問題。


技術實現要素：

3.本技術實施例提供了一種自動曝光控制方法和裝置，能夠解決現有的高亮背景環境下目標物體亮度過暗的問題。
4.第一方面，本技術實施例提供一種自動曝光控制方法，方法包括：
5.將第一圖像劃分為k個子區域，k為大於1的正整數，所述第一圖像為對所述攝像頭在當前時刻採集到的第一圖像幀進行曝光之後得到的圖像，
6.確定所述k個子區域中各子區域的亮度值，
7.在所述第一圖像中確定感興趣區域，所述感興趣區域為識別到的目標物體所在的區域，
8.根據所述各子區域的亮度值和所述感興趣區域確定所述第一圖像的第一亮度值和第二亮度值，所述第一亮度值為所述第一圖像的整體亮度值，所述第二亮度值為所述第一圖像中感興趣區域的亮度值，
9.根據所述第二亮度值和預先設置的第二目標亮度值確定第一目標亮度值，所述第二目標亮度值為所述感興趣區域的目標亮度值，所述第一目標亮度值為所述第一圖像的整體目標亮度值，
10.根據所述第一亮度值和所述第一目標亮度值確定亮度比值，
11.根據所述亮度比值和第一曝光參數確定目標曝光參數，其中，所述第一曝光參數為對所述第一圖像幀進行曝光時的曝光參數，所述曝光參數包括曝光時長和曝光增益。
12.在一些實施例中，根據所述第二亮度值和預先設置的第二目標亮度值確定第一目標亮度值，包括：
13.確定以所述第二目標亮度值為被減數，所述第二亮度值為減數的亮度差值，
14.根據所述亮度差值確定所述第一目標亮度值。
15.在一些實施例中，所述根據所述亮度差值確定所述第一目標亮度值，包括：
16.在所述第二亮度值大於或等於第一閾值的情況下，根據所述亮度差值確定所述第
一目標亮度值。
17.在一些實施例中，所述根據所述第一亮度值和所述第一目標亮度值確定亮度比值，包括：
18.確定以所述第一目標亮度值為被除數，所述第一亮度值為除數的亮度比值。
19.在一些實施例中，所述根據所述亮度比值和第一曝光參數確定目標曝光參數，包括：
20.在所述亮度比值小於第二閾值的情況下，根據所述亮度比值和所述第一曝光參數確定所述目標曝光參數。
21.在一些實施例中，所述第一曝光參數包括第一曝光時長和第一曝光增益，所述根據所述亮度比值和所述第一曝光參數確定所述目標曝光參數，包括：
22.確定所述亮度比值對應的曝光調度步進，
23.將所述調度步進、所述第一曝光時長和所述第一曝光增益的乘積確定為目標曝光值，
24.確定所述目標曝光值所在的曝光參數區間，
25.根據所述目標曝光值和所述曝光參數區間確定所述所述目標曝光參數。
26.在一些實施例中，所述曝光參數區間包括最大曝光時長、最小曝光時長、最大曝光增益和最小曝光增益，其特徵在於，所述根據所述目標曝光值和所述曝光參數區間確定所述所述目標曝光參數，包括：
27.將所述目標曝光值和所述最小曝光增益的比值確定為疑似目標曝光時長，
28.在所述疑似目標曝光時長小於或等於所述最大曝光時長的情況下，將所述疑似目標曝光時長確定為目標曝光時長，並將所述最小曝光增益確定為目標曝光增益。
29.在一些實施例中，所述確定以所述目標曝光值為被除數，所述最小曝光增益為除數的疑似目標曝光時長之後，所述方法還包括：
30.在所述疑似目標曝光時長大於所述最大曝光時長的情況下，將所述目標曝光值和所述最大曝光時長的比值確定為疑似目標曝光增益，並將所述最大曝光時長確定為目標曝光時長，
31.在所述疑似目標曝光增益小於或等於所述最大曝光增益的情況下，將所述疑似目標曝光增益確定為目標曝光增益。
32.在一些實施例中，所述目標曝光參數包括目標曝光增益和目標曝光時長，所述根據所述亮度比值和第一曝光參數確定目標曝光參數之後，所述方法還包括：
33.將所述目標曝光增益映射為寄存器的曝光增益，並將所述目標曝光時長映射為所述寄存器的曝光時長，
34.將所述寄存器的曝光增益和所述寄存器的曝光時長寫入攝像頭的內存中。
35.在一些實施例中，所述方法還包括：
36.在所述攝像頭採集得到第二圖像幀的情況下，利用所述目標曝光增益和所述目標曝光時長對第二圖像幀進行曝光，得到第二圖像，所述第二圖像幀為所述第一圖像幀之後採集到的圖像，
37.將所述第二圖像更新為第一圖像，
38.返回執行所述將第一圖像劃分為k個子區域的步驟。
39.第二方面，本技術實施例提供一種自動曝光控制裝置，裝置包括：
40.圖像信號處理isp模塊，用於將第一圖像劃分為k個子區域，k為大於1的正整數，所述第一圖像為對所述攝像頭在當前時刻採集到的第一圖像幀進行曝光之後得到的圖像，
41.所述isp模塊還用於確定所述k個子區域中各子區域的亮度值，
42.人工智慧ai模塊，用於在所述第一圖像中確定感興趣區域，所述感興趣區域為識別到的目標物體所在的區域，
43.主控模塊，用於根據所述各子區域的亮度值和所述感興趣區域確定所述第一圖像的第一亮度值和第二亮度值，所述第一亮度值為所述第一圖像的整體亮度值，所述第二亮度值為所述第一圖像中感興趣區域的亮度值，
44.所述主控模塊還用於根據所述第二亮度值和預先設置的第二目標亮度值確定第一目標亮度值，所述第二目標亮度值為所述感興趣區域的目標亮度值，所述第一目標亮度值為所述第一圖像的整體目標亮度值，
45.所述主控模塊還用於根據所述第一亮度值和所述第一目標亮度值確定亮度比值，
46.所述主控模塊還用於根據所述亮度比值和第一曝光參數確定目標曝光參數，其中，所述第一曝光參數為對所述第一圖像幀進行曝光時的曝光參數，所述曝光參數包括曝光時長和曝光增益。
47.第三方面，本技術實施例提供了一種自動曝光控制設備，設備包括：處理器以及存儲有電腦程式指令的存儲器，
48.處理器執行電腦程式指令時實現如上的自動曝光控制方法。
49.第四方面，本技術實施例提供了一種計算機存儲介質，計算機存儲介質上存儲有電腦程式指令，電腦程式指令被處理器執行時實現如上的自動曝光控制方法。
50.第五方面，本技術實施例提供了一種電腦程式產品，所述電腦程式產品包括電腦程式指令，所述電腦程式指令被處理器執行時實現如上的自動曝光控制方法。
51.在本技術中，通過在當前曝光的每一張第一圖像中確定目標物體所在的感興趣區域，並且確定感興趣區域的第二亮度值和第一圖像整體的第一亮度值，然後通過對感興趣區域的第二亮度值和預先設置的第二目標亮度值，確定第一目標亮度值，進而根據第一亮度值和第一目標亮度值的比較結果，結合攝像頭的第一曝光參數，來確定攝像頭的目標曝光參數。這種目標確定參數的確定方式同時保證到了曝光後圖像整體的亮度和感興趣區域的亮度，和現有技術中僅考慮圖像整體的亮度相比，可以保證感興趣區域的亮度符合用戶要求，避免高亮背景環境下目標物體亮度過暗的問題。
附圖說明
52.為了更清楚地說明本技術實施例的技術方案，下面將對本技術實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
53.圖1是本技術一實施例提供的自動曝光控制方法的流程示意圖，
54.圖2是本技術另一實施例提供的自動曝光控制方法的流程示意圖，
55.圖3是本技術一實施例提供的自動曝光控制裝置的結構示意圖，
56.圖4是本技術還一實施例提供的自動曝光控制方法的流程示意圖，
57.圖5是本技術再一實施例提供的自動曝光控制方法的流程示意圖，
58.圖6是本技術一實施例提供的自動曝光控制設備的硬體結構示意圖，
59.圖7是本技術一實施例提供的自動曝光控制裝置的結構示意圖。
具體實施方式
60.下面將詳細描述本技術的各個方面的特徵和示例性實施例，為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本技術進行進一步詳細描述。應理解，此處所描述的具體實施例僅意在解釋本技術，而不是限定本技術。對於本領域技術人員來說，本技術可以在不需要這些具體細節中的一些細節的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本技術的示例來提供對本技術的更好的理解。
61.需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括
……」
限定的要素，並不排除在包括要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
62.需要說明的是，在不衝突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將結合附圖對實施例進行詳細描述。
63.在目前的機器視覺相機曝光策略中，主要通過控制曝光時長和增益對相機的曝光進行控制，曝光時所用的測光區域通常是整個畫面或畫面中央的固定區域。這種曝光策略對於普通相機的圖像獲取是足夠的，但對於智能系統的應用，該曝光方式存在一定的不足，尤其是針對物體追蹤或識別的場合。在物體追蹤或識別的場合，往往需要合適的曝光策略使被追蹤/識別的物體具有合適的亮度，但目前的全局測光或固定感興趣區域(roi)測光方式難以保證合適的曝光使動態中的物體具有合適的亮度，容易造成高亮背景環境下目標物體亮度過暗的問題。
64.具體地，為了解決現有技術問題，本技術實施例提供了一種自動曝光控制方法和裝置。下面首先對本技術實施例所提供的自動曝光控制方法進行介紹。
65.圖1示出了本技術一個實施例提供的自動曝光控制方法的流程示意圖。該方法包括以下步驟：
66.s110，將第一圖像劃分為k個子區域，k為大於1的正整數，所述第一圖像為對所述攝像頭在當前時刻採集到的第一圖像幀進行曝光之後得到的圖像，
67.s120，確定所述k個子區域中各子區域的亮度值。
68.在本實施例中，攝像頭是通過採集圖像幀，並將採集到的圖像幀進行曝光的方式進行圖像的採集，而基於環境的明暗程度和攝像頭的曝光參數不同，採集得到的不同的圖像的亮度值也有所不同。為了使採集到的圖像的亮度處於一個合適的區間，可以對攝像頭進行自動曝光控制。即，每採集到一張第一圖像，即基於第一圖像的亮度情況來調整攝像頭的曝光參數，以使之後採集到的圖像的亮度接近甚至達到用戶的要求。
69.由於第一圖像中不同位置的亮度存在差異，而用戶實際上對第一圖像中不同的區域的關注程度不一樣，因此在用戶看來，第一圖像中不同的區域的亮度對第一圖像的整體亮度的影響不同。因此，可以將第一圖像分為k個子區域，並分別確定每個子區域的亮度值。再根據各子區域的亮度值來確定第一圖像的亮度值。
70.s130，在所述第一圖像中確定感興趣區域，所述感興趣區域為識別到的目標物體所在的區域，
71.s140，根據所述各子區域的亮度值和所述感興趣區域確定所述第一圖像的第一亮度值和第二亮度值，所述第一亮度值為所述第一圖像的整體亮度值，所述第二亮度值為所述第一圖像中感興趣區域的亮度值，
72.在本實施例中，由於圖像中不同位置的亮度存在差異，而用戶實際上更關注圖像幀中的目標物體，因此，可以將目標物體所在的區域劃定為用戶的感興趣區域。並分別確定第一圖像的整體亮度值，即第一亮度值；以及第一圖像中感興趣區域的亮度值，即第二亮度值。並基於第一亮度值和第二亮度值共同確定對下一張圖像幀進行曝光時的目標曝光參數。
73.作為一個可選實施例，可以根據感興趣區域確定k個子區域中各子區域的權重係數，並根據各子區域的亮度值和各子區域的權重係數確定所述當前圖像幀的實際亮度值。
74.本實施例中，並非圖像幀中所有的物體都是用戶感興趣的物體，只有目標物體為用戶感興趣的物體，因此可以在圖像幀中進行圖像識別，得到目標物體所在的區域，並且將目標物體所在的區域確定為感興趣區域，然後基於感興趣區域確定各子區域的權重係數。目標物體所在位置的亮度在圖像幀的實際亮度值中佔的權重係數較高，非目標物體所在的位置的亮度在圖像幀的亮度值中佔的權重係數偏低。其中，目標物體所在的區域可以確定為感興趣區域。
75.為此，可以將當前圖像幀分為k個子區域，並確定每個子區域的權重係數，然後根據各子區域的亮度和所述權重係數確定所述當前圖像幀的實際亮度值。
76.示例地，可以將當前圖像幀劃分為a
×
b的矩形網格，再確定每一個矩形網格的權重係數，再將各矩形網格的亮度和權重係數的乘積作為該圖像幀的實際亮度值。如此一來，就可以確定每一張圖像幀的實際亮度值。
77.示例的，感興趣區域包括至少一個子區域，被感興趣區域包括的子區域的權重係數較高，未被感興趣區域包括的子區域的權重係數較低。例如，如果圖像幀中一共存在4個子區域，而感興趣區域包括2個子區域，那麼可以將感興趣區域包括的兩個子區域的權重係數設置為0.8，未被感興趣區域包括的兩個子區域的權重係數設置為0.4。
78.s150，根據所述第二亮度值和預先設置的第二目標亮度值確定第一目標亮度值，所述第二目標亮度值為所述感興趣區域的目標亮度值，所述第一目標亮度值為所述第一圖像的整體目標亮度值，
79.在本實施例中，第一目標亮度值為用戶期待下一張圖像整體能夠達到的亮度值，第二目標亮度值為用戶提前設置的，期待下一張圖像中感興趣區域能夠達到的亮度值，可以根據感興趣區域的第二亮度值和第二目標亮度值計算得到第一目標亮度值，然後將第一目標亮度值和第一圖像的第一亮度值進行比較，並根據比較的結果來確定攝像頭對下一張圖像幀進行曝光時的目標曝光參數。
80.示例地，在第二目標亮度值為確定值的情況下，可以設置第二亮度值和第一目標亮度值的映射關係，並將映射關係存儲在映射表格當中，每當確定一張圖像的第二亮度值，即可以通過查詢映射表格的方式來確定第二亮度值對應的第一目標亮度值。
81.s160，根據所述第一亮度值和所述第一目標亮度值確定亮度比值，
82.作為一個可選實施例，上述s160，可以包括：
83.確定以所述第一目標亮度值為被除數，所述第一亮度值為除數的亮度比值。
84.s170，根據所述亮度比值和第一曝光參數確定目標曝光參數，其中，所述第一曝光參數為對所述第一圖像幀進行曝光時的曝光參數，所述曝光參數包括曝光時長和曝光增益。
85.在一實施例中，在確定了第一目標亮度值之後，還需要根據第一目標亮度值確定攝像頭的目標曝光參數，以實現對攝像頭的曝光控制，其中，曝光參數包括曝光時長和曝光增益。
86.具體地，在獲知第一圖像整體的第一亮度值之後，可以將第一目標亮度值作為被除數，第一亮度值作為除數，計算亮度比值。由於亮度比值可以用於表徵第一目標亮度值和第一亮度值的關係，因此可以根據亮度比值來確定是否需要調節攝像頭的曝光參數，並通過第一曝光參數來實現對攝像頭進行曝光控制。
87.示例地，如果亮度比值大於0.9且小於1.1，說明第一亮度值和第一目標亮度值比較接近，則無需調節攝像頭的曝光參數，如果亮度比值小於等於0.9或者大於等於1.1，則需要重新調節攝像頭的曝光參數，來對攝像頭進行曝光控制。通過上述方式可以基於第一目標亮度值和第一亮度值的比較結果確定是否調節攝像頭的曝光參數。
88.本技術通過在當前曝光的每一張第一圖像中確定目標物體所在的感興趣區域，並且確定感興趣區域的第二亮度值和第一圖像整體的第一亮度值，然後通過對感興趣區域的第二亮度值和預先設置的第二目標亮度值，確定第一目標亮度值，進而根據第一亮度值和第一目標亮度值的比較結果，結合攝像頭的第一曝光參數，來確定攝像頭的目標曝光參數。這種目標確定參數的確定方式同時保證到了曝光後圖像整體的亮度和感興趣區域的亮度，和現有技術中僅考慮圖像整體的亮度相比，可以保證感興趣區域的亮度符合用戶要求，避免高亮背景環境下目標物體亮度過暗的問題。
89.作為一個可選實施例，上述s150，可以包括：
90.確定以所述第二目標亮度值為被減數，所述第二亮度值為減數的亮度差值，
91.根據所述亮度差值確定所述第一目標亮度值。
92.作為一個可選實施例，所述根據所述亮度差值確定所述第一目標亮度值，包括：
93.在所述第二亮度值大於或等於第一閾值的情況下，根據所述亮度差值確定所述第一目標亮度值。
94.在本實施例中，第二目標亮度值為用戶預先設置的，期待感興趣區域達到的亮度值，第二亮度值和第二目標亮度值的亮度差值則可以表徵感興趣區域的實際亮度和用戶期待的亮度的差距，因此可以基於亮度差值來判斷感興趣區域的亮度是否收斂。
95.如果亮度差值小於第一閾值，則說明感興趣區域的亮度收斂，那麼就可以不再設置第一目標亮度值，如果亮度差值大於或等於第一閾值，則說明感興趣區域的亮度並不收斂，需要根據亮度差值來確定下一張圖像幀的第一目標亮度值，並基於第一目標亮度值對
攝像頭進行曝光控制。
96.通過上述方式，可以通過比較感興趣區域的實際亮度和期望亮度來確定是否確定第一目標亮度值，並進一步調整攝像頭的目標曝光參數，對攝像頭進行曝光控制。
97.作為一個可選實施例，上述s150，可以包括：
98.在所述亮度比值小於第二閾值的情況下，根據所述亮度比值和所述第一曝光參數確定所述目標曝光參數。
99.在本實施例中，第一曝光參數為攝像頭最近採集的第一圖像時的曝光參數。如果亮度比值小於第二閾值，則可以確定曝光控制收斂，即無需進行曝光參數的調節，如果亮度比值大於或等於第二閾值，則可以確定曝光控制不收斂，因此需要進行進一步的進行曝光參數的調節。
100.具體地，可以結合亮度比值和第一曝光參數進行計算，計算得到新的目標曝光參數，目標曝光參數包括期望的曝光時長和期望的曝光增益。通過上述方式，可以確定期望的曝光時長和曝光增益。
101.作為一個可選實施例，所述第一曝光參數包括第一曝光時長和第一曝光增益，所述根據所述亮度比值和所述第一曝光參數確定所述目標曝光參數，包括：
102.確定所述亮度比值對應的曝光調度步進，
103.將所述調度步進、所述第一曝光時長和所述第一曝光增益的乘積確定為目標曝光值，
104.確定所述目標曝光值所在的曝光參數區間，
105.根據所述目標曝光值和所述曝光參數區間確定所述所述目標曝光參數。
106.在本實施例中，為了避免亮度比值異常大或者異常小，導致直接通過亮度比值計算得到的曝光增益存在異常，可以將亮度比值轉換為曝光的調度步進，調度步進可以表徵亮度比值的特徵，又不會存在數值上的異常。
107.在得到調度步進之後，可以將調度步進、第一曝光時長和第一曝光增益的乘積確定為目標曝光值，然後確定目標曝光值所在的曝光參數區間，如此一來，就可以確定採集上一張圖像幀時曝光參數所處的曝光參數區間，並可以根據目標曝光值和曝光參數區間來確定目標曝光參數的取值。
108.在一實施例中，如圖2中步驟s210——s212所示，可以通過目標參數控制器確定目標曝光參數的取值。具體地，可以將亮度比值和上一幀的曝光參數作為目標參數控制器的輸入，可以基於一個分段函數對亮度比值進行一定的限制，從而將亮度比值轉換為調度步進，分段函數如下：
[0109][0110]
其中，adj_ratio表示調度步進，a和b為用戶提前設置的閾值，ratio為亮度比值。
[0111]
在確定了調度步進之後，可以將調度步進與第一曝光時長和第一曝光增益的乘積確定為目標曝光值，具體計算公式如下：
[0112]
ev＝adj_ratio*et
prev
*gain
prev
[0113]
其中，adj_ratio表示調度步進，et
prev
表示第一曝光時長，gain
prev
表示第一曝光增
益，ev表示目標曝光值，在得到目標曝光值之後，可以將目標曝光值與提前設置好的曝光值查找表進行比較，確定目標曝光值對應的最大曝光時長et_max，最小曝光時長et_min，最大曝光增益gain_max和最小曝光增益gain_min。然後在曝光參數範圍內對下一次曝光的目標曝光時長et進行計算，具體的計算方法為：
[0114]
et＝ev/gain_min
[0115]
其中，ev表示目標曝光值，gain_min為最小曝光增益，et為疑似目標曝光時長。如果et《et_max，那麼就可以直接將et確定為目標曝光時長，將gain_min確定為目標曝光增益。如果et》et_max，那麼et不可用，則可以通過et_max計算下一次曝光的曝光增益，具體的計算方式為：
[0116]
gain＝ev/et_max
[0117]
其中，gain為疑似目標曝光增益，ev表示目標曝光值，et_max表示最大曝光時長。
[0118]
在得到疑似目標曝光增益之後，還需要對疑似目標曝光增益進行判斷，如果疑似目標曝光增益大於最大曝光增益，那麼可以將最大曝光增益確定為目標曝光增益，將最大曝光時長確定為目標曝光時長，如果疑似目標曝光增益小於或等於最大曝光增益，那麼可以將疑似目標曝光增益確定為目標曝光增益，並將最大曝光時長確定為目標曝光時長。
[0119]
最終，可以將目標曝光時長輸出為下一幀的曝光時間，目標曝光增益輸出為下一幀增益。
[0120]
通過上述方式，可以直接獲得各曝光參數的取值，並可以基於這些取值對攝像頭的曝光進行控制。
[0121]
作為一個可選實施例，所述曝光參數區間包括最大曝光時長、最小曝光時長、最大曝光增益和最小曝光增益，其特徵在於，所述根據所述目標曝光值和所述曝光參數區間確定所述所述目標曝光參數，包括：
[0122]
將所述目標曝光值和所述最小曝光增益的比值確定為疑似目標曝光時長，
[0123]
在所述疑似目標曝光時長小於或等於所述最大曝光時長的情況下，將所述疑似目標曝光時長確定為目標曝光時長，並將所述最小曝光增益確定為目標曝光增益。
[0124]
在本實施例中，在確定了曝光參數所在的曝光參數區間之後，即確定了最大曝光時長、最小曝光時長、最大曝光增益和最小曝光增益，那麼可以將目標曝光值和最小曝光增益的比值確定為疑似目標曝光時長。如果疑似曝光時長小於或等於最大曝光時長，可以認為該疑似曝光時長可用，因而可以將該疑似曝光時長確定為目標曝光時長，相應的，最小曝光增益則可以確定為目標曝光增益。
[0125]
示例地，最大曝光時長為30毫秒，最小曝光時長為0.5毫秒，最大曝光增益為10倍，最小曝光增益為2倍。那麼當目標曝光值為28的情況下，可以確定疑似目標曝光時長為14毫秒，由於14毫秒小於30毫秒，則可以將14毫秒確定為目標曝光時長，2倍確定為目標曝光增益。
[0126]
作為一個可選實施例，所述確定以所述目標曝光值為被除數，所述最小曝光增益為除數的疑似目標曝光時長之後，所述方法還包括：
[0127]
在所述疑似目標曝光時長大於所述最大曝光時長的情況下，將所述目標曝光值和所述最大曝光時長的比值確定為疑似目標曝光增益，並將所述最大曝光時長確定為目標曝光時長，
[0128]
在所述疑似目標曝光增益小於或等於所述最大曝光增益的情況下，將所述疑似目標曝光增益確定為目標曝光增益。
[0129]
本實施例中，如果疑似曝光時長大於最大曝光時長，可以認為該疑似曝光時長不可用，因而可以將令目標曝光值除以最大曝光時長得到疑似目標曝光增益，如果目標曝光增益大於最大曝光增益，則將最大曝光增益確定為目標曝光增益，並將最大曝光時長確定為目標曝光時長，如果疑似目標曝光增益小於或者等於最大曝光增益，則可以將疑似目標曝光增益確定為目標曝光增益，將最大曝光時長確定為目標曝光時長。
[0130]
示例地，最大曝光時長為30毫秒，最小曝光時長為0.5毫秒，最大曝光增益為10倍，最小曝光增益為2倍。那麼當目標曝光值為90的情況下，可以確定疑似目標曝光時長為45毫秒，由於45毫秒大於30毫秒，可以確定疑似目標曝光增益為3倍，由於3倍小於10倍，因此可以將目標曝光增益確定為3倍，目標曝光時長確定為30毫秒。
[0131]
作為一個可選實施例，所述目標曝光參數包括目標曝光增益和目標曝光時長，上述s170之後，還可以包括：
[0132]
將所述目標曝光增益映射為寄存器的曝光增益，並將所述目標曝光時長映射為所述寄存器的曝光時長，
[0133]
將所述寄存器的曝光增益和所述寄存器的曝光時長寫入攝像頭的內存中。
[0134]
在本實施例中，在每一次確定了新的目標曝光時長和目標曝光增益之後，可以將目標曝光時長和目標曝光增益轉換為攝像頭寄存器中的寫入值，然後將寫入值寫入到攝像頭的內存中，以作為下一次曝光時的曝光時長和曝光增益。
[0135]
作為一個可選實施例，所述方法還包括：
[0136]
在所述攝像頭採集得到第二圖像幀的情況下，利用所述目標曝光增益和所述目標曝光時長對第二圖像幀進行曝光，得到第二圖像，所述第二圖像幀為所述第一圖像幀之後採集到的圖像，
[0137]
將所述第二圖像更新為第一圖像，
[0138]
返回執行所述將第一圖像劃分為k個子區域的步驟。
[0139]
在本實施例中，每得到一張曝光後的圖像，就會執行一次上述流程，來實時更新攝像頭中的曝光參數，以保證每一張圖像中感興趣區域的亮度始終符合用戶要求，避免高亮背景環境下目標物體亮度過暗的問題。
[0140]
在一實施例中，如圖3所示，上述的自動曝光控制方法應用於攝像設備，該攝像設備中包括控制器301和攝像頭305，而攝像頭和控制器之間的通訊可以包含移動產業處理器接口/低電壓差分信號/千兆多媒體串行鏈路和集成電路總線通訊，通訊方向為由攝像頭向控制器高速傳輸採集的圖像幀的原始圖像，控制器向攝像頭傳輸低速的控制信號。
[0141]
示例地，控制器中又包括圖像信號處理(isp)模塊304、人工智慧(ai)模塊303和主控模塊302，isp模塊用於接收攝像頭傳輸的原始圖像，並且將原始圖像進行插值、白平衡以及色彩校正等圖像處理操作，將原始圖像轉變為具有正確色彩和較高清晰度的圖像，並且將原始圖像的格式轉變為rgb格式或者yuv格式，然後將轉變後的圖像傳遞給ai模塊，此外，isp模塊還用於統計原始圖像中的h3a數據，h3a數據包括圖像中各像素點的亮度值，並將h3a數據發送給主控模塊。
[0142]
ai模塊中包含訓練好的神經網絡模型，可以識別圖像中的目標物體，並且確定目
標物體所在的區域，將該區域設置為感興趣區域，然後將感興趣區域的坐標以及相關信息傳遞至主控模塊，主控模塊中則包含計算、存儲、邏輯判斷以及通訊等功能模塊，用於接收isp模塊傳遞的h3a數據，以及ai模塊傳遞的將感興趣區域的坐標以及相關信息，主控模塊可以基於h3a數據以及感興趣區域實現對攝像頭的曝光控制。
[0143]
示例地，主控模塊中包括目標亮度控制器和曝光參數控制器，其中，目標亮度控制器用於根據感興趣區域的第二目標亮度值和感興趣區域實際的第二亮度值的亮度差值計算出第一目標亮度值，該控制器可以是單輸入單輸出的控制器，控制器的輸入為亮度差值，輸出為第一目標亮度值。具體地，目標亮度控制器可以應用pid控制、神經網絡控制、模糊控制、lqr控制、自適應控制等控制策略。曝光參數控制器可以是多輸入多輸出的控制器，輸入參數可以包括亮度比值和採集上一張圖像幀時的曝光參數，輸出參數為目標曝光時長和目標曝光參數。
[0144]
在一實施例中，如圖4中s410——s490所示，首先在攝像頭端將初始值載入，配置好圖像傳感器的寄存器之後，攝像頭開始工作，並基於當前的初始值中的曝光參數將攝像頭採集的圖像進行曝光，得到一張圖像幀的原始圖像，並且，攝像頭會將原始圖像發送至isp模塊。
[0145]
isp模塊會對原始圖像的畫面亮度進行統計，即h3a統計，h3a統計功能會將原始圖像劃分為a
×
b的網格，並且統計計算每個網格當中的平均亮度信息，得到h3a信息，然後將h3a信息作為圖像亮度計算的基礎數據輸入到主控模塊當中，在h3a統計之後，isp模塊還會對原始圖像進行處理，具體處理包括黑電平校正、白平衡調整、色彩插值、色彩校正和伽馬校正等步驟，最終將原始圖像處理成為彩色圖像，並且可以將彩色圖像轉換為rgb格式或者yuv格式，然後將格式轉換後的彩色圖像傳輸至ai模塊。
[0146]
ai模塊在接收到格式轉換的彩色圖像之後，會通過設置在ai模塊中的神經網絡在該彩色圖像中進行目標物體的識別，在識別到目標物體的位置之後，將目標物體的位置所在的區域設置為感興趣(roi)區域，並且將感興趣區域的rgb數據/yuv數據傳輸給主控模塊。
[0147]
主控模塊在接收到感興趣區域的rgb數據/yuv數據，以及h3a信息之後，可以應用目標亮度控制器，基於感興趣區域的實際亮度和感興趣區域的目標亮度的亮度差值，通過目標亮度控制器確定整個畫面的畫面目標亮度，還可以應用曝光參數控制器，基於整個畫面的畫面目標亮度和畫面實際亮度的亮度比值，以及上一幀的曝光參數，來輸出新的目標曝光時長和目標曝光增益。
[0148]
示例地，如圖5中s510——s550所示，目標亮度控制器的算法邏輯可以為通過pid控制器實現目標亮度的計算。示例地，可以將亮度差值error作為pid控制器的輸入，分別進行比例環節、積分環節和微分環節的計算，將每個環節得到的值進行求和而得到最終的調節值adj，將當前的目標亮度加上最終的調節值，即可以得到新的目標亮度。目標亮度的計算公式為：
[0149][0150]
其中，yi和y
i+1
分別為當前的目標亮度和新的的目標亮度，adj為最終的調節值，error為亮度差值，k
p
，ki，kd分別為pid控制器中比例環節、積分環節和微分環節的調節系
數。
[0151]
通過上述計算方法，可以通過神經網絡動態的識別目標物體，並且將目標物體所在的區域設置為感興趣區域，進一步地，可以通過目標亮度控制器和曝光參數控制器的閉環控制，在任意光照條件下都可以將目標物體的亮度維持在一個合適的範圍內。上述的目標物體的識別以及感興趣區域亮度統計的閉環獨立於相關技術中自動曝光的閉環存在，減少了感興趣區域設置與自動曝光算法之間的耦合程度，有利於算法在硬體上的靈活布置以及算法功能的擴展。
[0152]
基於上述實施例提供的自動曝光控制方法，相應地，本技術還提供了自動曝光控制裝置的具體實現方式。請參見以下實施例。
[0153]
首先參見圖6，本技術實施例提供的自動曝光控制裝置600包括以下模塊：
[0154]
圖像信號處理isp模塊601，用於將第一圖像劃分為k個子區域，k為大於1的正整數，所述第一圖像為對所述攝像頭在當前時刻採集到的第一圖像幀進行曝光之後得到的圖像，
[0155]
所述isp模塊601還用於確定所述k個子區域中各子區域的亮度值，
[0156]
人工智慧ai模塊602，用於在所述第一圖像中確定感興趣區域，所述感興趣區域為識別到的目標物體所在的區域，
[0157]
主控模塊603，用於根據所述各子區域的亮度值和所述感興趣區域確定所述第一圖像的第一亮度值和第二亮度值，所述第一亮度值為所述第一圖像的整體亮度值，所述第二亮度值為所述第一圖像中感興趣區域的亮度值，
[0158]
所述主控模塊603還用於根據所述第二亮度值和預先設置的第二目標亮度值確定第一目標亮度值，所述第二目標亮度值為所述感興趣區域的目標亮度值，所述第一目標亮度值為所述第一圖像的整體目標亮度值，
[0159]
所述主控模塊603還用於根據所述第一亮度值和所述第一目標亮度值確定亮度比值，
[0160]
所述主控模塊603還用於根據所述亮度比值和第一曝光參數確定目標曝光參數，其中，所述第一曝光參數為對所述第一圖像幀進行曝光時的曝光參數，所述曝光參數包括曝光時長和曝光增益。
[0161]
設備可以通過在採集的每一張圖像幀中確定目標物體所在的感興趣區域，並且確定感興趣區域的第二亮度值，然後通過對感興趣區域的第二亮度值和整體的第一亮度值進行攝像頭的曝光控制，可以保證感興趣區域的亮度符合用戶要求，避免高亮背景環境下目標物體亮度過暗的問題。
[0162]
作為本技術的一種實現方式，上述主控模塊603還可以包括：
[0163]
第一確定單元，用於確定以所述第二目標亮度值為被減數，所述第二亮度值為減數的亮度差值，
[0164]
第二確定單元，用於根據所述亮度差值確定所述第一目標亮度值。
[0165]
作為本技術的一種實現方式，上述第二確定單元可以包括：
[0166]
求差單元，用於在所述第二亮度值大於或等於第一閾值的情況下，根據所述亮度差值確定所述第一目標亮度值。
[0167]
作為本技術的一種實現方式，上述主控模塊603可以包括：
[0168]
比值單元，用於確定以所述第一目標亮度值為被除數，所述第一亮度值為除數的亮度比值。
[0169]
作為本技術的一種實現方式，上述主控模塊603還可以包括：
[0170]
第三確定單元，用於在所述亮度比值小於第二閾值的情況下，根據所述亮度比值和所述第一曝光參數確定所述目標曝光參數。
[0171]
作為本技術的一種實現方式，上述第三確定單元還用於：
[0172]
確定所述亮度比值對應的曝光調度步進，
[0173]
將所述調度步進、所述第一曝光時長和所述第一曝光增益的乘積確定為目標曝光值，
[0174]
確定所述目標曝光值所在的曝光參數區間，
[0175]
根據所述目標曝光值和所述曝光參數區間確定所述所述目標曝光參數。作為本技術的一種實現方式，上述第三確定單元還用於：
[0176]
將所述目標曝光值和所述最小曝光增益的比值確定為疑似目標曝光時長，
[0177]
在所述疑似目標曝光時長小於或等於所述最大曝光時長的情況下，將所述疑似目標曝光時長確定為目標曝光時長，並將所述最小曝光增益確定為目標曝光增益。
[0178]
作為本技術的一種實現方式，上述第三確定單元還用於：
[0179]
在所述疑似目標曝光時長大於所述最大曝光時長的情況下，將所述目標曝光值和所述最大曝光時長的比值確定為疑似目標曝光增益，並將所述最大曝光時長確定為目標曝光時長，
[0180]
在所述疑似目標曝光增益小於或等於所述最大曝光增益的情況下，將所述疑似目標曝光增益確定為目標曝光增益。
[0181]
作為本技術的一種實現方式，上述自動曝光控制裝置600還用於：
[0182]
將所述目標曝光增益映射為寄存器的曝光增益，並將所述目標曝光時長映射為所述寄存器的曝光時長，
[0183]
將所述寄存器的曝光增益和所述寄存器的曝光時長寫入攝像頭的內存中。
[0184]
作為本技術的一種實現方式，上述自動曝光控制裝置600還用於：
[0185]
在所述攝像頭採集得到第二圖像幀的情況下，利用所述目標曝光增益和所述目標曝光時長對第二圖像幀進行曝光，得到第二圖像，所述第二圖像幀為所述第一圖像幀之後採集到的圖像，
[0186]
將所述第二圖像更新為第一圖像，
[0187]
返回執行所述將第一圖像劃分為k個子區域的步驟。
[0188]
本發明實施例提供的自動曝光控制裝置能夠實現上述的方法實施例中的各個步驟，為避免重複，這裡不再贅述。
[0189]
圖7示出了本技術實施例提供的自動曝光控制設備的硬體結構示意圖。
[0190]
在自動曝光控制設備可以包括處理器701以及存儲有電腦程式指令的存儲器702。
[0191]
具體地，上述處理器701可以包括中央處理器(cpu)，或者特定集成電路(application specific integrated circuit，asic)，或者可以被配置成實施本技術實施例的一個或多個集成電路。
[0192]
存儲器702可以包括用於數據或指令的大容量存儲器。舉例來說而非限制，存儲器702可包括硬碟驅動器(hard disk drive，hdd)、軟盤驅動器、快閃記憶體、光碟、磁光碟、磁帶或通用串行總線(universal serial bus，usb)驅動器或者兩個或更多個以上這些的組合。在合適的情況下，存儲器702可包括可移除或不可移除(或固定)的介質。在合適的情況下，存儲器702可在綜合網關容災設備的內部或外部。在特定實施例中，存儲器702是非易失性固態存儲器。
[0193]
存儲器可包括只讀存儲器(rom)，隨機存取存儲器(ram)，磁碟存儲介質設備，光存儲介質設備，快閃記憶體設備，電氣、光學或其他物理/有形的存儲器存儲設備。因此，通常，存儲器包括一個或多個編碼有包括計算機可執行指令的軟體的有形(非暫態)計算機可讀存儲介質(例如，存儲器設備)，並且當該軟體被執行(例如，由一個或多個處理器)時，其可操作來執行參考根據本公開的一方面的方法所描述的操作。
[0194]
處理器701通過讀取並執行存儲器702中存儲的電腦程式指令，以實現上述實施例中的任意一種自動曝光控制方法。
[0195]
在一個示例中，自動曝光控制設備還可包括通信接口703和總線710。其中，如圖7所示，處理器701、存儲器702、通信接口703通過總線710連接並完成相互間的通信。
[0196]
通信接口703，主要用於實現本技術實施例中各模塊、裝置、單元和/或設備之間的通信。
[0197]
總線710包括硬體、軟體或兩者，將自動曝光控制設備的部件彼此耦接在一起。舉例來說而非限制，總線可包括加速圖形埠(agp)或其他圖形總線、增強工業標準架構(eisa)總線、前端總線(fsb)、超傳輸(ht)互連、工業標準架構(isa)總線、無限帶寬互連、低引腳數(lpc)總線、存儲器總線、微信道架構(mca)總線、外圍組件互連(pci)總線、pci-express(pci-x)總線、串行高級技術附件(sata)總線、視頻電子標準協會局部(vlb)總線或其他合適的總線或者兩個或更多個以上這些的組合。在合適的情況下，總線710可包括一個或多個總線。儘管本技術實施例描述和示出了特定的總線，但本技術考慮任何合適的總線或互連。
[0198]
該自動曝光控制設備可以基於上述實施例，從而實現結合上述的自動曝光控制方法和裝置。
[0199]
另外，結合上述實施例中的自動曝光控制方法，本技術實施例可提供一種計算機存儲介質來實現。該計算機存儲介質上存儲有電腦程式指令，該電腦程式指令被處理器執行時實現上述實施例中的任意一種自動曝光控制方法，且能達到相同的技術效果，為避免重複，這裡不再贅述。其中，上述計算機可讀存儲介質可包括非暫態計算機可讀存儲介質，如只讀存儲器(read-only memory，簡稱rom)、隨機存取存儲器(random access memory，簡稱ram)、磁碟或者光碟等，在此並不限定。
[0200]
另外，本技術實施例還提供了一種電腦程式產品，包括電腦程式指令，電腦程式指令被處理器執行時可實現前述方法實施例的步驟及相應內容。
[0201]
需要明確的是，本技術並不局限於上文所描述並在圖中示出的特定配置和處理。為了簡明起見，這裡省略了對已知方法的詳細描述。在上述實施例中，描述和示出了若干具體的步驟作為示例。但是，本技術的方法過程並不限於所描述和示出的具體步驟，本領域的技術人員可以在領會本技術的精神後，作出各種改變、修改和添加，或者改變步驟之間的順
序。
[0202]
以上的結構框圖中所示的功能塊可以實現為硬體、軟體、固件或者它們的組合。當以硬體方式實現時，其可以例如是電子電路、專用集成電路(asic)、適當的固件、插件、功能卡等等。當以軟體方式實現時，本技術的元素是被用於執行所需任務的程序或者代碼段。程序或者代碼段可以存儲在機器可讀介質中，或者通過載波中攜帶的數據信號在傳輸介質或者通信鏈路上傳送。「機器可讀介質」可以包括能夠存儲或傳輸信息的任何介質。機器可讀介質的例子包括電子電路、半導體存儲器設備、rom、快閃記憶體、可擦除rom(erom)、軟盤、cd-rom、光碟、硬碟、光纖介質、射頻(rf)鏈路，等等。代碼段可以經由諸如網際網路、內聯網等的計算機網絡被下載。
[0203]
還需要說明的是，本技術中提及的示例性實施例，基於一系列的步驟或者裝置描述一些方法或系統。但是，本技術不局限於上述步驟的順序，也就是說，可以按照實施例中提及的順序執行步驟，也可以不同於實施例中的順序，或者若干步驟同時執行。
[0204]
上面參考根據本公開的實施例的方法、裝置和電腦程式產品的流程圖和/或框圖描述了本公開的各方面。應當理解，流程圖和/或框圖中的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合可以由電腦程式指令實現。這些電腦程式指令可被提供給通用計算機、專用計算機、或其它可編程數據處理裝置的處理器，以產生一種機器，使得經由計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器執行的這些指令使能對流程圖和/或框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作的實現。這種處理器可以是但不限於是通用處理器、專用處理器、特殊應用處理器或者現場可編程邏輯電路。還可理解，框圖和/或流程圖中的每個方框以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，也可以由執行指定的功能或動作的專用硬體來實現，或可由專用硬體和計算機指令的組合來實現。
[0205]
以上，僅為本技術的具體實施方式，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，上述描述的系統、模塊和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。應理解，本技術的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本技術揭露的技術範圍內，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本技術的保護範圍之內。