一種自動曝光調整方法及系統的製作方法
2023-05-31 09:12:56
一種自動曝光調整方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種自動曝光調整方法及系統，所述方法至少包括：獲取當前圖像，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值；根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例；若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，則根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數；若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例，則繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。本發明的曝光狀態判斷過程運算複雜度和運算量均較低，從而能夠快速地判斷圖像的曝光狀態，同時提高了圖像曝光控制的實時性。
【專利說明】一種自動曝光調整方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及圖像處理【技術領域】，特別是涉及一種自動曝光調整方法及系統。
【背景技術】
[0002]隨著數碼技術的發展，數位相機和數碼攝像機已經應用於多種不同的環境中。其中，數位相機和數碼攝像機的一個主要的功能就是自動曝光。自動曝光是數位相機或數碼攝像機的默認設置，在這種曝光模式下，相機將自動控制圖像的曝光，用戶不需做任何事情，相機或攝像機上的傳感器可根據景物反射回來的光線強度自動設置曝光參數，如曝光時間設置、增益、光圈值等。
[0003]但是，如果從成像設備傳輸過來的圖像如果曝光不足或過曝光都會對後續的圖像處理產生很大的影響。如何確定圖像的當前曝光狀態並進而實時反饋控制成像設備，以得到較好的圖像是圖像處理中非常重要的一環。
[0004]現有的圖像曝光狀態判斷方法一般都是通過軟體計算整幅圖像的亮度直方圖，根據直方圖中像素亮度值的分布情況得知曝光狀態。但是，採用該方法進行圖像曝光狀態判斷計算複雜，對運行圖像處理軟體的硬體設備的性能要求較高、圖像曝光狀態的判斷滯後以及實時性較差。
【發明內容】
[0005]鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種自動曝光調整方法及系統，用於解決現有技術中圖像曝光狀態判斷方法較為複雜、圖像曝光狀態的判斷滯後以及實時性較差的問題。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種自動曝光調整方法，所述方法至少包括:
[0007]獲取當前圖像，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，其中，所述亮區域和暗區域具有預設的亮度閾值範圍；
[0008]根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，所述亮區域像素點比例和暗區域像素點比例分別為當前統計的亮區域和暗區域中的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例；
[0009]若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，則根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數；
[0010]若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例，則繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。
[0011]優選地，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值進一步包括:分別從所述亮區域的最大亮度值和暗區域的最小亮度值開始，同時統計像素點和所述像素點的亮度值。
[0012]優選地，若亮區域和暗區域中的至少其中一者所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於預設比例，則根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數進一步包括:
[0013]若亮區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例小於所述預設比例，則根據第一曝光調節因子調整成像設備的曝光參數，其中，第一曝光調節因子=預設亮度閾值/當前統計的像素點的亮度值；
[0014]若亮區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例小於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於所述預設比例，則根據第二曝光調節因子調整成像設備的曝光參數，其中，第二曝光調節因子=當前統計的像素點的亮度值/預設亮度閾值；
[0015]若亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均大於所述預設比例，則根據第三曝光調節因子調整成像設備的曝光參數，其中，第三曝光調節因子為所述第一曝光調節因子和第二曝光調節因子的加權求和值。
[0016]優選地，若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子滿足條件A，則維持成像設備當前的曝光參數，若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子不滿足條件A，則將曝光參數乘以第一曝光調節因子、第二曝光調節因子或第三曝光調節因子，得到新曝光參數，並將成像設備的曝光參數調節為所述新曝光參數，其中，條件A為第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子近似等於I。
[0017]優選地，還包括:若統計直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均小於所述預設比例，則調整計算步進，重新統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值。
[0018]優選地,調整計算步進進一步包括減小計算步進。
[0019]優選地，若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，或者當前統計的像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值，則統計進程自動結束。
[0020]優選地，所述預設亮度閾值包括亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值，所述預設亮度閾值根據所述預設比例確定。
[0021]優選地，亮區域預設亮度閾值=灰度級總數X (1-預設比例)，暗區域預設亮度閾值=灰度級總數X預設比例。
[0022]優選地，所述預設比例為10%，亮區域預設亮度閾值=256-256 X 10% ^ 230，暗區域預設亮度閾值256X 10% ^ 26。
[0023]優選地，所述曝光參數包括曝光時間、亮度增益和光圈值中的其中至少一者。
[0024]相應地，本發明還提供了一種自動曝光調整系統，所述自動曝光調整系統至少包括:
[0025]成像設備，用於捕獲當前圖像；
[0026]圖像統計裝置，用於獲取所述捕獲的當前圖像，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，其中，所述亮區域和暗區域具有預設的亮度閾值範圍；
[0027]計算裝置，用於根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，所述亮區域像素點比例和暗區域像素點比例分別為當前統計的亮區域和暗區域中的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例；
[0028]判斷裝置，用於比較亮區域像素點比例和暗區域像素點比例和預設比例；
[0029]曝光參數補償裝置，用於在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例時，根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數；在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例時，繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。
[0030]優選地，還包括存儲裝置，用於預先存儲預設亮度閾值、預設比例和初始計算步進，其中，所述預設亮度閾值包括亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值，所述預設亮度閾值根據所述預設比例確定。
[0031]優選地，所述存儲裝置還存儲計算步進調整規則，所述計算步進調整規則用於在統計直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，若亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均小於所述預設比例，則調整計算步進至相應的預設值，以重新統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值。
[0032]如上所述，本發明的自動曝光調整方法及系統，具有以下有益效果:
[0033]首先，與傳統圖像自動曝光狀態判斷方法相比，本發明通過同時統計圖像亮區域和暗區域的像素點和像素點的亮度值，計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，通過判斷亮區域像素點比例和暗區域像素點比例是否大於或等於預設比例來確定是否要對曝光參數進行補償，判斷過程運算複雜度和運算量均較低，從而能夠快速地判斷圖像的曝光狀態，也提高了圖像曝光控制的實時性。
[0034]其次，在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例時，或者當前統計的像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，自動結束統計進程，避免了不必要的運算步驟，進一步減少了系統的運算量。
[0035]再次，本發明從所述亮區域的最大亮度值和暗區域的最小亮度值開始，同時統計像素點和所述像素點的亮度值，並根據計算得到的亮區域像素點比例和暗區域像素點比例同時並行地判斷圖像是處於過曝光狀態、欠曝光狀態，還是同時存在過曝光和欠曝光，以從亮度和暗度兩方面進行補償，克服了傳統判斷方法僅能判斷過曝光狀態的局限性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1顯示為本發明圖像自動曝光調整方法的流程圖。
[0037]圖2顯示為圖像非正常曝光狀態的處理流程圖。
[0038]圖3顯示為本發明圖像自動曝光調整方法的實施例的流程圖。
[0039]圖4顯示為本發明圖像自動曝光調整系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0041]請參閱圖1本發明圖像自動曝光調整方法的流程圖。[0042]需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
[0043]所述自動曝光調整方法至少包括:
[0044]步驟S1:獲取當前圖像，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，其中，所述亮區域和暗區域具有預設的亮度閾值範圍。
[0045]需要說明的是，所述圖像通過成像設備採集獲得，所述成像設備為具有圖像採集功能的設備，如數位相機、數碼攝像機或兩者的組合。此外，所述成像設備可以是獨立的裝置(例如，獨立的相機)或集成到另一裝置(例如，無線通信裝置)中，在本發明一實施例中，將成像設備集成到手機中，以形成相機手機或視頻手機。
[0046]成像設備採集的圖像為黑白圖像、彩色圖像或者兩者。在本發明中，所述「圖像」可以為視頻或靜態圖片。當圖像為黑白圖像時，所述亮度值為黑白圖像的灰度值，當圖像為RGB彩色圖像時，由於RGB顏色空間將色調、亮度和飽和度放在一起表示，很難分開，難以進行數位化的調整，因此，需要在統計像素點之前，把圖像數據從RGB顏色空間轉換到YUV色彩空間，或其他本領域技術人員習知的其他色彩空間。
[0047]在本發明一實施例中，通過以下的變換公式進行RGB顏色空間與YUV顏色空間之間的轉換:
[0048]Y=0.299 X R + 0.587 X G+0.114 X B
[0049]U=-0.147 X R-0.289 X G+0.437 X B
[0050]V=0.615XR-0.515XG—0.100XB
[0051]其中，R、G和B分別為RGB顏色空間中的三個顏色分量，Y為YUV顏色空間的亮度分量，U和V為色度分量。所述亮度分量Y即為亮度值。
[0052]同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值進一步包括:分別從所述亮區域的最大亮度值和暗區域的最小亮度值開始，同時統計像素點和所述像素點的亮度值。
[0053]本實施例中，圖像的灰度級範圍為[0,2b_l],其中b為像素位寬，k為灰度值，O < 2b-l，所述灰度級通常為256個級數，當然，有時為了加速程序的運行，也可以把灰度級數規定的少一些。
[0054]所述亮區域和暗區域的預設的亮度閾值範圍根據感官經驗確定，或由本領域技術人員根據習知的方法確定。以圖像的灰度級為256為例說明，若亮區域所對應的預設的亮度閾值範圍為[a，b]，暗區域所對應的預設的亮度閾值範圍為[c，d]，則亮區域的最大亮度值b為255，暗區域的最小亮度值c為O。a和c則分別為亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值。
[0055]步驟S2:根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，所述亮區域像素點比例和暗區域像素點比例分別為當前統計的亮區域和暗區域中的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例。
[0056]需要說明的是，根據預設的計算步進統計亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，所述亮區域的計算步進和所述暗區域的計算步進可以相同或不同。所述亮區域像素點比例為當前統計的亮區域中像素點的總數與整幅圖像像素點總數的比值，所述暗區域像素點比例為當前統計的暗區域中像素點的總數與整幅圖像像素點總數的比值。
[0057]步驟S3:若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，則根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數；
[0058]若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例，則繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。
[0059]需要說明的是，所述預設亮度閾值包括亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值，所述預設亮度閾值根據所述預設比例確定。
[0060]優選地，則亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值與所述預設比例的關係為:亮區域預設亮度閾值=灰度級總數X (1-預設比例)，暗區域預設亮度閾值=灰度級總數X預設比例。
[0061]需要說明的是，若亮區域和暗區域中的至少其中一者所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於預設比例，則判斷圖像為非正常曝光狀態，並對成像設備的曝光參數進行相應的調整，若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例，則判斷圖像為正常曝光狀態，繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。
[0062]優選地，若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，或者當前統計的像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值，則統計進程自動結束，繼續採集圖像。
[0063]需要說明的是，若統計直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均小於所述預設比例，則適當調整計算步進，重新統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值。優選地，調整計算步進進一步包括減小計算步進。
[0064]優選地，可以多次調整計算步進。所述計算步進可以為大於O的整數，優選地，所述計算步進為2或2的整數倍。可以先採用較大的計算步進統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，在統計至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均小於所述預設比例，再進一步減小計算步進，重新進行統計。
[0065]需要說明的是，所述曝光參數包括曝光時間、亮度增益和光圈值中的其中至少一者。
[0066]曝光時間是指成像設備的感光部件接收光的時間，在環境亮度不變的前提下，感光部件的曝光時間越長，圖像越亮，反之，曝光時間越短，圖像越暗。如果圖像中景物過亮，而且涼的部分沒有層次或細節，則為曝光過度，在本發明中稱為「過曝光」，如果圖像中景物過暗，無法真實反映景物的色澤，則為曝光不足，在本發明中稱為「欠曝光」。
[0067]當判斷圖像為非正常曝光狀態時，調整成像設備的曝光時間、亮度增益或光圈值，或者調整兩個或三個曝光參數，在調整兩個或三個曝光參數時可以同時調整兩個或三個曝光參數，也可以先調整其中一個曝光參數，再根據曝光效果，調整其他的曝光參數。例如，先按照某一預先設定的步進調整數字增益，如果數字增益已超出範圍但尚未滿足要求，則將曝光時間改變到下一級，如此反覆，逐步逼近圖像的目標亮度。
[0068]請參閱圖2本發明圖像非正常曝光狀態的處理流程圖。
[0069]所述非正常曝光狀態包括過曝光、欠曝光和同時存在過曝光和欠曝光,具體地，若亮區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例小於所述預設比例，則說明圖像中亮區域過大，圖像中景物過亮，為過曝光，若亮區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例小於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於所述預設比例，則說明圖像中暗區域過大，圖像中景物過暗，為欠曝光，若亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均大於所述預設比例，則圖像中亮區域和暗區域均過大，圖像同時存在過曝光和欠曝光。
[0070]需要說明的是，所述預設比例是指所述亮區域或暗區域所對應的亮區域預設比例和暗區域預設比例，亮區域預設比例是指亮區域佔整個圖像區域的比例，暗區域預設比例是指暗區域佔整個圖像區域的比例，具體地，亮區域預設比例是指亮區域對應的預設的亮度閾值範圍內像素點數佔整個圖像的像素點總數的比例，暗區域預設比例是指暗區域對應的預設的亮度閾值範圍內像素點數佔整個圖像的像素點總數的比例。
[0071]本實施例中，對於過曝光、欠曝光和同時存在過曝光和欠曝光三種非正常曝光狀態分別設置了第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子，第一曝光調節因子=亮區域預設亮度閾值/當前統計的像素點的亮度值，第二曝光調節因子=當前統計的像素點的亮度值/暗區域預設亮度閾值，第三曝光調節因子為所述第一曝光調節因子和第二曝光調節因子的加權求和值。在計算第三曝光調節因子時，第一曝光調節因子和第二曝光調節因子的權重可以根據由本領域技術人員根據經驗確定，或採用其他方法確定，本發明在此不加以限制。例如，第一曝光調節因子和第二曝光調節因子的權重可以均為0.5，或第一曝光調節因子的權重為0.3，第二曝光調節因子的權重為0.7。
[0072]若判斷圖像為過曝光，則根據第一曝光調節因子調整成像設備的曝光參數；若判斷圖像為欠曝光，則根據第二曝光調節因子調整成像設備的曝光參數；若判斷圖像同時存在過曝光和欠曝光，則根據第三曝光調節因子調整成像設備的曝光參數。成像設備的曝光參數的調整方法為:
[0073]若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子滿足條件A，則維持成像設備當前的曝光參數，若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子不滿足條件A，則將曝光參數乘以第一曝光調節因子、第二曝光調節因子或第三曝光調節因子，得到新曝光參數，並將成像設備的曝光參數調節為所述新曝光參數，其中，條件A為第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子近似等於I。例如，若第一曝光調節因子不滿足條件A，則將曝光參數乘以第一曝光調節因子得到新曝光參數，並將成像設備的曝光參數調節為所述新曝光參數。
[0074]請參閱圖3本發明圖像自動曝光調整方法的實施例的流程圖。
[0075]步驟Sll:當成像設備採集到圖像後，根據相應的預設計算步進，分別從最大亮度值和最小亮度值開始同時統計亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值。
[0076]本發明預先設定好成像設備的曝光參數，亮區域和暗區域的預設亮度閾值和預設比例，當成像設備開始採集並送出圖像後，本發明將根據實時輸入圖像每個像素點的亮度值，開始並行計算亮區域和暗區域大小。
[0077]步驟S12:根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例；
[0078]步驟S13:判斷T時刻統計到的亮區域像素點比例和暗區域像素點比例與預設比例的大小，得到亮區域像素點比例等於亮區域的預設比例；
[0079]步驟S14:計算出第一曝光調節因子為0.8，則將亮度增益乘以0.8，並將成像設備的亮度增益自動調節為新亮度增益。
[0080]對於亮區域的計算，從最大亮度值255開始逐次遞減，如果圖像含有這些亮度值的像素點數與整幅圖像的像素點總數的比例已經達到亮區域預設比例，就停止統計，否則逐次遞減直至亮區域的預設亮度閾值。
[0081]對於暗區域的計算，從最小暗度值O開始逐次遞加，如果圖像含有這些值的像素點數已經達到暗區域預設比例，就停止統計，否則逐次遞加直至預設定的暗區區域的預設亮度閾值。在該實施例中，所述預設比例為10%，亮區域預設亮度閾值=256-256X 10%~230，暗區域預設亮度閾值256X 10% ^ 26。
[0082]請參閱圖4本發明圖像自動曝光調整系統的示意圖。
[0083]所述自動曝光調整系統400至少包括:
[0084]成像設備401，用於捕獲當前圖像；
[0085]圖像統計裝置402，用於獲取所述捕獲的當前圖像，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，其中，所述亮區域和暗區域具有預設的亮度閾值範圍；`
[0086]計算裝置403，用於根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，所述亮區域像素點比例和暗區域像素點比例分別為當前統計的亮區域和暗區域中的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例；
[0087]判斷裝置404，用於比較亮區域像素點比例和暗區域像素點比例和預設比例；
[0088]曝光參數補償裝置405，用於在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例時，根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數；在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例時，繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。
[0089]所述自動曝光調整系統400還包括存儲裝置406，用於預先存儲預設亮度閾值、預設比例和初始計算步進，其中，所述預設亮度閾值包括亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值，所述預設亮度閾值根據所述預設比例確定。
[0090]所述存儲裝置406還存儲計算步進調整規則，所述計算步進調整規則用於在統計直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，若亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均小於所述預設比例，則調整計算步進至相應的預設值，以重新統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值。優選地，調整計算步進進一步包括減小計算步進。
[0091]需要說明的是，所述存儲裝置406除了存儲預設亮度閾值、預設比例、初始計算步進和計算步進調整規則，還存儲獲取的圖像數據，並將所述圖像數據傳輸至圖像統計裝置402，以進行圖像的亮區域和暗區域的統計。圖像統計裝置402將統計數據發給計算裝置403，由計算裝置403計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例後，將計算結果傳給判斷裝置404進行判斷，曝光參數補償裝置405從判斷裝置404獲取判斷結果，並根據判斷結果對曝光參數進行補償，或繼續進行統計進程。
[0092]需要說明的是，圖像統計裝置402分別從所述亮區域的最大亮度值和暗區域的最小亮度值開始，同時統計像素點和所述像素點的亮度值。
[0093]自動曝光調整系統400在亮區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例小於所述預設比例時，根據第一曝光調節因子調整成像設備401的曝光參數，其中，第一曝光調節因子=預設亮度閾值/當前統計的像素點的亮度值；
[0094]在亮區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例小於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於所述預設比例時，根據第二曝光調節因子調整成像設備401的曝光參數，其中，第二曝光調節因子=當前統計的像素點的亮度值/預設亮度閾值；
[0095]在亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均大於所述預設比例時，根據第三曝光調節因子調整成像設備401的曝光參數，其中，第三曝光調節因子為所述第一曝光調節因子和第二曝光調節因子的加權求和值。
[0096]若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子滿足條件A，則維持成像設備401當前的曝光參數，若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子不滿足條件A，則將曝光參數乘以第一曝光調節因子、第二曝光調節因子或第三曝光調節因子，得到新曝光參數，並將成像設備401的曝光參數調節為所述新曝光參數，其中，條件A為第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子近似等於I。
[0097]優選地，若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，或者當前統計的`像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值，則統計進程自動結束。
[0098]優選地，所述預設亮度閾值包括亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值，所述預設亮度閾值根據所述預設比例確定。
[0099]優選地，亮區域預設亮度閾值=灰度級總數X (1-預設比例)，暗區域預設亮度閾值=灰度級總數X預設比例。
[0100]優選地，所述預設比例為10%，亮區域預設亮度閾值=256-256 X 10% ^ 230，暗區域預設亮度閾值256X 10% ^ 26。
[0101]優選地，所述曝光參數包括曝光時間、亮度增益和光圈值中的其中至少一者。
[0102]需要指出的是，系統實施例的說明請參考方法實施例，在此不再贅述。
[0103]綜上所述，本發明的自動曝光調整方法及系統，具有以下有益效果:
[0104]首先，與傳統圖像自動曝光狀態判斷方法相比，本發明通過同時統計圖像亮區域和暗區域的像素點和像素點的亮度值，計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，通過判斷亮區域像素點比例和暗區域像素點比例是否大於或等於預設比例來確定是否要對曝光參數進行補償，判斷過程運算複雜度和運算量均較低，從而能夠快速地判斷圖像的曝光狀態，也提高了圖像曝光控制的實時性。
[0105]其次，在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例時，或者當前統計的像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，自動結束統計進程，避免了不必要的運算步驟，進一步減少了系統的運算量。[0106]再次，本發明從所述亮區域的最大亮度值和暗區域的最小亮度值開始，同時統計像素點和所述像素點的亮度值，並根據計算得到的亮區域像素點比例和暗區域像素點比例同時並行地判斷圖像是處於過曝光狀態、欠曝光狀態，還是同時存在過曝光和欠曝光，以從亮度和暗度兩方面進行補償，克服了傳統判斷方法僅能判斷過曝光狀態的局限性。
[0107]所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0108]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種自動曝光調整方法，其特徵在於，所述自動曝光調整方法至少包括: 獲取當前圖像，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，其中，所述亮區域和暗區域具有預設的亮度閾值範圍； 根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，所述亮區域像素點比例和暗區域像素點比例分別為當前統計的亮區域和暗區域中的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例； 若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，則根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數； 若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例，則繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。
2.根據權利要求1所述的自動曝光調整方法，其特徵在於，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值進一步包括:分別從所述亮區域的最大亮度值和暗區域的最小亮度值開始，同時統計像素點和所述像素點的亮度值。
3.根據權利要求1所述的自動曝光調整方法，其特徵在於，若亮區域和暗區域中的至少其中一者所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於預設比例，則根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數進一步包括: 若亮區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例小於所述預設比例，則根據第一曝光調節因子調整成像設備的曝光參數，其中，第一曝光調節因子=預設亮度閾值/當前統計的像素點的亮度值； 若亮區域所包括的像素點數·量佔整幅圖像像素點總數的比例小於預設比例，並且暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例大於或等於所述預設比例，則根據第二曝光調節因子調整成像設備的曝光參數，其中，第二曝光調節因子=當前統計的像素點的亮度值/預設亮度閾值； 若亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均大於所述預設比例，則根據第三曝光調節因子調整成像設備的曝光參數，其中，第三曝光調節因子為所述第一曝光調節因子和第二曝光調節因子的加權求和值。
4.根據權利要求3所述的自動曝光調整方法，其特徵在於:若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子滿足條件A，則維持成像設備當前的曝光參數，若第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子不滿足條件A，則將曝光參數乘以第一曝光調節因子、第二曝光調節因子或第三曝光調節因子，得到新曝光參數，並將成像設備的曝光參數調節為所述新曝光參數，其中，條件A為第一曝光調節因子、第二曝光調節因子和第三曝光調節因子近似等於I。
5.根據權利要求1所述的自動曝光調整方法，其特徵在於，還包括:若統計直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均小於所述預設比例，則調整計算步進，重新統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值。
6.根據權利要求6所述的自動曝光調整方法，其特徵在於:調整計算步進進一步包括減小計算步進。
7.根據權利要求1所述的自動曝光調整方法，其特徵在於:若亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例，或者當前統計的像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值，則統計進程自動結束。
8.根據權利要求1所述的自動曝光調整方法，其特徵在於:所述預設亮度閾值包括亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值，所述預設亮度閾值根據所述預設比例確定。
9.根據權利要求8所述的自動曝光調整方法，其特徵在於:亮區域預設亮度閾值=灰度級總數X (1-預設比例)，暗區域預設亮度閾值=灰度級總數X預設比例。
10.根據權利要求8或9所述的自動曝光調整方法，其特徵在於:所述預設比例為10%，亮區域預設亮度閾值=256-256 X 10% ^ 230，暗區域預設亮度閾值256 X 10% ^ 26。
11.根據權利要求1所述的自動曝光調整方法，其特徵在於:所述曝光參數包括曝光時間、亮度增益和光圈值中的其中至少一者。
12.—種自動曝光調整系統，其特徵在於，所述自動曝光調整系統至少包括: 成像設備，用於捕獲當前圖像； 圖像統計裝置，用於獲取所述捕獲的當前圖像，同時統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值，其中，所述亮區域和暗區域具有預設的亮度閾值範圍； 計算裝置，用於根據所述統計結果計算亮區域像素點比例和暗區域像素點比例，所述亮區域像素點比例和暗區域像素點比例分別為當前統計的亮區域和暗區域中的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例； 判斷裝置，用於比較亮區域像素點比`例和暗區域像素點比例和預設比例； 曝光參數補償裝置，用於在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例中的至少其中一者大於或等於預設比例時，根據當前統計的像素點的亮度值和預設亮度閾值調整成像設備的曝光參數；在亮區域像素點比例和暗區域像素點比例均小於預設比例時，繼續進行統計，直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值。
13.根據權利要求12所述的自動曝光調整系統，其特徵在於:還包括存儲裝置，用於預先存儲預設亮度閾值、預設比例和初始計算步進，其中，所述預設亮度閾值包括亮區域預設亮度閾值和暗區域預設亮度閾值，所述預設亮度閾值根據所述預設比例確定。
14.根據權利要求13所述的自動曝光調整系統，其特徵在於:所述存儲裝置還存儲計算步進調整規則，所述計算步進調整規則用於在統計直至像素點的亮度值達到所述預設亮度閾值時，若亮區域和暗區域所包括的像素點數量佔整幅圖像像素點總數的比例均小於所述預設比例，則調整計算步進至相應的預設值，以重新統計所述圖像的亮區域和暗區域所包括的像素點和所述像素點的亮度值。
【文檔編號】H04N5/235GK103826066SQ201410066666
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月26日 優先權日:2014年2月26日
【發明者】寧珺, 楊柁, 周志剛, 雷永明, 周纘 申請人:芯原微電子(上海)有限公司, 芯原微電子(北京)有限公司, 芯原微電子（成都）有限公司, 芯原股份有限公司