[发明专利]一种用于自动曝光调节的方法及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自动曝光调节的方法及控制系统，特别涉及一种应用于胶卷或者数码感光部件(CCD、CMOS等)的自动曝光调节的方法及控制系统。 

背景技术

曝光是胶卷或者数码感光部件(CCD，CMOS等)接受从镜头进光来形成影像的过程，曝光时间即是感光部件接收光的时间。在同样环境并且其它条件不变的前提下，曝光时间的长短与图像的亮度成正比，即曝光时间越长，图像越亮，反之则图像越暗。显然，影响曝光的一个很重要的因数就是光源，而我们所处的环境中存在不同的光源，所以曝光时间的设置也会有所不同。 

在日常生活中，我们所用的光源一般可分为两种：一种是光源的强度不随时间变化，具有持续、稳定的特点，如太阳光，即室外环境；另一种是光源的强度随着时间发生周期性变化，目前我们室内照明用光一般属于这种，其光强一般与当地照明供电频率相关，光强随时间变化而变化。当前世界上的交流电频率基本都是50Hz或60Hz，按照电压与功率的关系，则室内光源的频率为100Hz或120Hz。在这样的光源照明下，物体反射的光线其实存在一个频率为100Hz或120Hz的闪烁。 

一般采用的感光器件有CCD和CMOS，其中CMOS传感器的感光方式是逐行感光的，上一行的积分开始时间与下一行的积分开始时间存在一定的时间差。虽然各行的积分时间是相同的，但积分时间的起点各不相同，当各行的积分时间 得到的图像存在明显的明暗相间的滚动条纹；而CCD传感器采用的是面曝光技术，一次曝光一整幅图像，如果我们设置的曝光时间不正确，虽然不会出现行与行之间的明暗变化，但会造成连续图像间的明暗不同，给人一种图像闪烁的视觉感受。 

基于上述原因，在实际应用中，室内环境下曝光时间只能设置成室内光源周期的整数倍，所以，曝光控制一般采用时间和增益配合调整的方法来实现。在2005年6月29日公开的发明专利申请CN1632688A就公开了一种实现自动曝光的方法，虽然能够快速的实现自动曝光，但是由于公式的计算中涉及到求对数，实现起来比较复杂；其次是调整的时候可能出现亮暗跳变，调整不够平滑。 

在2006年1月11日公开的发明专利申请CN1719328A中也提出了一种自动曝光调节的方法及控制系统，它先判断是否能通过增益达到目标亮度，不能达到的话再通过公式计算所需的目标增益，由增益计算最优曝光时间，按照室内光源的周期对时间取整数倍，得到的时间再反推增益，这样的调整方法在调整的时候虽然不会出现跳变，但需要计算对数，计算量比较大，虽然利用查表等方法来实现对数可以简化运算，但存在存储空间与精确度之间的矛盾。 

发明内容

本发明的目的在于消除图像闪烁的视觉感受，提供了一种用于自动曝光调节的方法及控制系统。 

为达到上述目的，本发明公开了一种用于自动曝光调节的方法，该方法包括如下步骤：首先设定曝光初始参数，确定目标亮度范围；其次，判断初始状态下图像的平均亮度值是否在目标亮度范围之内，若是，则无需改变曝光时间 和增益值；其特征在于，若否，该方法还包括如下步骤： 

将曝光时间分为n级，在每一级上增益按照一定的步长逐步调节，曝光时间在等亮度曲线上从一级跳转到另一级，通过逐步调整增益与曝光时间，使图像亮度特征值进入目标亮度值范围内，其中，n为自然数。 

所述一种用于自动曝光调节的方法将曝光时间分为n级，每一级曝光时间都对应有增益的最大值G_n(h)、最小值G_n(l)和增益的跳转值G_n(m)； 

当改变的增益值在本级曝光时间对应的增益最大值G_n(h)和最小值G_n(l)之间时，按此增益值调节曝光； 

当改变的增益值大于本级曝光时间对应的增益最大值G_n(h)时，发生跳转，曝光时间向高一级曝光时间跳转，增益值变为高一级曝光时间所对应的增益跳转值G_n+1(m)； 

当改变的增益值小于本级曝光时间对应的增益最小值G_n(l)时，发生跳转，曝光时间向低一级曝光时间跳转，增益值变为低一级曝光时间所对应的增益跳转值G_n-1(m)。 

所述一种用于自动曝光调节的方法，其特征在于，