[发明专利]一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法

权利要求书

1.一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、相机加电，相机上FPGA内的自动曝光方法自动加载运行；所述自动曝光方法包括灰度统计模块和曝光参数控制模块；

步骤2、将待处理图像分为多个尺寸相等的子区域，并通过灰度统计模块将待处理图像分为目标部分和背景部分；

步骤3、计算目标部分像素在各子区域的比重，根据比重排序来分配权重大小，从而计算待处理图像的平均灰度；

步骤4、根据步骤3得到的平均灰度与预设期望灰度之间的偏差δ计算曝光调整量来调节曝光时间，使平均灰度不断逼近预设期望灰度，得出最优曝光时间，通过曝光参数控制模块对待处理图片进行自动曝光。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法，其特征在于：步骤2中，灰度统计模块采用最大类间方差法将待处理图像分为目标部分和背景部分，具体过程为：

根据全局阈值将待处理图像分为目标部分和背景部分；

计算最佳阈值来区分目标部分像素和背景部分像素，使得目标部分像素和背景部分像素的区分度最大。

3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

步骤3.1、根据下式计算目标部分像素在各子区域的比重Y；

其中，M×N为每个子区域的总像素数，为该子区域目标部分像素的数量；a是该子区域的第a个像素，当第a个像素为目标部分像素时，S_a＝1，否则S_a＝0；

步骤3.2、将各子区域按照目标部分像素的比重由大至小排序，并按照序数大小对各子区域赋予不同的权重；

步骤3.3、根据各子区域赋予的权重计算待处理图像的平均灰度。

4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法，其特征在于：步骤2中，所述待处理图像被分为九个尺寸相等的子区域。

5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤3.2具体为：将各子区域按照目标部分像素比重由大至小排序，对排序第一的子区域赋予60％的权重，对排序第二到第四的子区域赋予25％的权重，对排序位于第五到第九的子区域赋予15％的权重。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

步骤4.1、根据下式计算步骤3得到的平均灰度与预设期望灰度之间的偏差δ：

其中，G_(i,j)为坐标为(i,j)的子区域的灰度值，W_(i,j)为坐标为(i,j)的子区域相应的权重，G_ex为预设期望灰度；

步骤4.2、若|δ|10，则当前帧的曝光调整量S_t取1，对曝光时间进行调节后，执行步骤4.3；

否则，按照下式计算当前帧的曝光调整量S_t，对曝光时间进行调节后，返回步骤3.3；

其中，K为待处理图片图像像素点最高灰度值；

步骤4.3、得到最优曝光时间，通过曝光参数控制模块对待处理图片进行自动曝光。

7.根据权利要求6所述的一种基于FPGA空间动态目标自适应权值的自动曝光方法，其特征在于：步骤4.1中，所述预设期望灰度G_ex为100。