[发明专利]一种基于CMOS的条码图像曝光调整系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种COMS曝光参数控制系统和方法，具体地说涉及一种基于CMOS的条码图像曝光调整系统和方法。

背景技术

条形码包含一维条形码和二维条形码，由于其易纠错、可携带信息容量大、制作成本便宜的优势，在工业流程控制、仓储物流及邮政管理等自动识别领域有着广泛的运用。在这些过程管理中，通过快速成功识别条码，提高工作效率有着重大的现实意义。由于二维码不适合通过传统的激光扫码方式进行识读，因而一般利用CMOS图像传感器拍摄的方式获取条形码的图像进而解析。

现有技术中利用CMOS图像传感器进行拍摄时，采用的是逐行曝光控制的方式，在每帧图像的曝光处理中，每行的像素阵列在有效行时间内启动设定的曝光，在经过行等待时间后，再启动下一行的曝光，这样逐行逐行地交互进行而完成整帧的曝光控制。这样的曝光控制方式，决定了目前大多数的曝光控制方法主要采用固定步长(包括曝光增益和曝光补偿两种变量)的方式，来使得CMOS图像传感器适配外部环境光的变化以生成图像。

采用固定步长曝光控制方法，在一些拍摄条码对象处于运动状态，同时环境出现光照强度变化大(如环境光突然变亮，突然变暗)，或光照强度偏差大(如环境光过亮，过暗)的场景，会有适应性偏差的问题。关键在于步长的设计，如果步长偏小，那么就会增加曝光调整的次数，增加调整时间，从而降低后续的图像处理、加工速度；如果步长偏大，那么，就容易导致生成的条码图像过曝，甚至是无法保证将条码图像亮度调整到预定的期望值范围，从而导后续条码解码失败。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中对高速运动的条码在光照环境发生变化时,导致获取的条码图像曝光出现异常，影响后续的条码解码。

为解决上述技术问题，本发明的所采用的技术方案：

一种基于CMOS的条码图像曝光调整系统，包含以下模块：

曝光参数模版模块，存储在内部存储器中，根据CMOS的感光特性，建立参数计算公式：T_expN＝(L_exp*DA_N*AA_N*T_N)/(L_avrN*DA₀*AA₀)，其中，L_avrN为CMOS第N次曝光时的亮度值、DA_N为CMOS第N次曝光时的数字增益值、AA_N为CMOS第N次曝光时的模拟增益值、T_N为CMOS第N次曝光时的曝光值，L_exp为期望亮度值、DA₀为预设的数字增益的初始值、AA₀为预设的模拟增益的初始值、T_expN为CMOS第N次曝光时的优化曝光值；

曝光参数计算模块，根据CMOS提供的第N次曝光时的亮度值L_avrN、第N次曝光时的曝光值T_N、第N次曝光时的数字增益值DA_N、第N次曝光时的模拟增益值AA_N，调用所述曝光参数模版模块计算期望亮度值L_exp；

曝光参数调整模块，判断所述CMOS第N次曝光时的亮度值L_avrN是否符合需求，若符合需求，则停止调整，并将第N次的曝光的优化曝光值、数字增益值和模拟增益提供给CMOS，作为CMOS的曝光参数，获取条码图像数据；若不符合需求，则将获取所述曝光参数计算模块计算的CMOS提供的第N次曝光时的曝光值T_expN作为T_N+1的值带入，根据上述公式计算第N+1次曝光时的优化曝光值T_expN+1，判断第N+1次曝光时的亮度值L_avrN+1是否符合需求，直至CMOS曝光时的亮度值符合要求时停止调整，并将当次曝光的优化曝光值、数字增益值和模拟增益提供给CMOS，作为CMOS的曝光参数，获取条码图像数据；