[发明专利]光电经纬仪用高速相机自动曝光方法

摘要

光电经纬仪用高速相机自动曝光方法，涉及光电技术领域，解决现有技术的自动曝光方法无法实现对高速相机在目标背景光照不断变化的情况下进行自动调光的问题，本发明采用图像直方图特征HF函数的自动曝光方法，用于在背景光照快速、大范围变化的情况下对高速相机进行自动曝光控制。图像直方图特征函数方法可以在短时间内提供更高的信息熵值；与直接使用图像信息熵作为评价标准的方法比较。本发明通过HF函数判断出补偿方向与步长减少自动曝光系统搜索时间。本发明采用图像直方图特征函数的自动曝光方法可以有效提高高速相机自动曝光的准确性及稳定性，为后续图像识别以及图像跟踪提供较多的图像细节信息。

主权项

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：HF(th)=Σr=th2L-1norm(r),(th∈r=0,...,2L-1)]]>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HR(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Cp，如果否，执行步骤B；B、判断Hm(k)是否大于0，所述Hm(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Hm(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Cp值缩小N倍，即：Cp＝Cp/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)×CP；判断Cp是否小于等于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+CP)；D、E(k)＝E(k‑2)×(1+CP)；上述步骤A中，HR(k)为第k幅图像与经过模糊规则补偿的首幅图像HO(0)过曝光像素点的比率；HR(k)的估计函数为：HR(k)=HO(k)-HO(0)HO(k)+HO(0)]]>式中HO(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Cp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Cp由下式得出：Cp=Σ[u(i,j)×C(i,j)]Σu(i,j)]]>则第k幅图像的曝光时间，用公式表示为：E(k)＝E(k‑1)×CP。