[发明专利]光电经纬仪用高速相机自动曝光方法

权利要求书

1.光电经纬仪用高速相机自动曝光方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：

步骤一、采用HF函数对输入的图像亮度进行分析；具体分析过程为：

将HF函数定义为经过归一化后的图像直方图中亮度值高于亮度门限值th的图像直方图归一化函数之和；

所述HF函数为：

式中，L为图像灰度级，th为亮度门限值，采用四个参数对高速相机捕获的图像亮度进行分析，所述四个参数分别为亮度门限值th为平均亮度值时HF函数值H_mean，亮度门限值th为平均亮度值一半时HF函数值H_half，亮度门限值th为平均亮度值二倍时HF的函数值H_twice以及计算值H_diff，所述计算值H_diff的值为反应获得图像中亮区域与暗区域的对比度；

步骤二、曝光粗调以及曝光精调，实现高速相机自动曝光；

在曝光粗调的过程为：

a、判断亮度门限值th为平均亮度值二倍时HF的函数值H_twice是否大于等于过曝光门限值α，如果是，执行步骤b，如果否，执行c；

b、减小曝光时间，返回步骤a；

c、判断亮度门限值th为平均亮度值一半时HF函数值H_half是否大于等于欠曝光门限值β，如果是，增加曝光时间，返回a，如果否，执行步骤d；

d、进行曝光精调；

曝光精调的过程为：

A、判断H_R(k)是否大于等于曝光点门限值γ，如果是，采用模糊规则计算补偿步长C_p，如果否，执行步骤B；

B、判断H_m(k)是否大于0，所述H_m(k)为第k幅图像的H_half值与k-1幅图像的H_half值的差，所述H_m(k)＝H_half(k)-H_half(k-1)；

如果是，则执行步骤C，如果否，执行步骤D；

C、将补偿步长C_p值缩小N倍，即：C_p＝C_p/N，同时以第k-2幅图像的曝光补偿步长作为参考进行补偿，用公式表示为：E(k)＝E(k-2)×C_P；

判断C_p是否小于等于门限值θ，如果是，则保持第k-2幅图像的曝光补偿步长不变，即：E(k)＝E(k-2)，如果否，E(k)＝E(k-1)×(1+C_P)；

D、E(k)＝E(k-2)×(1+C_P)；

上述步骤A中，

H_R(k)为第k幅图像与经过模糊规则补偿的首幅图像H_O(0)过曝光像素点的比率；H_R(k)的估计函数为：

式中H_O(k)为第k幅图像的过曝光像素总和；

采用模糊规则计算补偿步长C_p的具体过程为：

采用三角型隶属度函数将亮度门限值th为平均亮度值时HF函数值H_mean与计算值H_diff分别归纳为五种程度的三角型隶属度函数；

设定C(i,j)为曝光时间的补偿值，曝光时间调整的方向用正负号表示，λ为曝光时间调整步长；

定义u(i,j)为模糊规则的三角型隶属程度，用公式表示为：

定义

式中，U(i)与U(j)分别为计算值H_diff及亮度门限值th为平均亮度值时HF函数值H_mean的隶属度函数；

所述补偿步长C_p由下式得出：

则第k幅图像的曝光时间，用公式表示为：

E(k)＝E(k-1)×C_P。

2.根据权利要求1所述的光电经纬仪用高速相机自动曝光方法，其特征在于，步骤一中，

设定输入图像为I(x,y)，有xy个像素点，h(r)为I(x,y)的灰度直方图：所述灰度直方图h(r)用公式表示为：

其中，

将灰度直方图h(r)归一化，得：

norm(r)＝h(r)/xy且