[发明专利]一种基于CMOS的条码图像曝光调整系统和方法

摘要

本发明所述的一种基于CMOS的条码图像曝光调整系统和方法，建立曝光参数模版，根据感光特性对对CMOS的图像亮度输出与数字增益、模拟增益、曝光值的关系进行计量统计。定性分析亮度输出与数字增益、模拟增益、曝光值的数量关系，并以此三个曝光参数的初始量和变量建立参数计算公式。依次迭代转换计算进行N次调整，以快速达到期望的图像亮度。该方法有效地解决了现有技术通过固定步长进行曝光控制(固定曝光增益和曝光值补偿两种)，在面对运动物体快速进行运动或者环境光发生突暗突亮的情况下，光强变化大而无法快速曝光成像获得细节丰富的问题。通过前景亮度、背景亮度、对比度等相关指标对图像质量进行评分，有效保障调整所生成的曝光参数的准确性和实用性。

主权项

一种基于CMOS的条码图像曝光调整系统，其特征在于，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：TexpN＝(Lexp*DAN*AAN*TN)/(LavrN*DA0*AA0)，其中，LavrN为CMOS第N次曝光时的亮度值、DAN为CMOS第N次曝光时的数字增益值、AAN为CMOS第N次曝光时的模拟增益值、TN为CMOS第N次曝光时的曝光值，Lexp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、TexpN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LavrN、第N次曝光时的曝光值TN、第N次曝光时的数字增益值DAN、第N次曝光时的模拟增益值AAN，调用所述曝光参数模版模块计算期望亮度值Lexp；曝光参数调整模块，判断所述CMOS第N次曝光时的亮度值LavrN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TexpN作为TN+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TexpN+1，判断第N+1次曝光时的亮度值LavrN+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；图像评分模块，接收CMOS每次曝光时采集的条码图像数据，利用图像的灰度特性求取图像阈值，进而提取条码的边缘线，通过边缘线进而将图像分为背景和前景两个部分，通过条码图像数据中的亮度直方图计算条码图像数据中背景亮度和前景亮度，通过加权计算得到条码图像对比度的值，并计算条码图像的模糊度和码区模块密度，根据对比度、模糊的、码区模块密度的值的高低判断条码图像数据的质量，从所述曝光参数调整模块中将条码图像数据质量最好的那一次的曝光的优化曝光值、数字增益值和模拟增益值提供给外部光源系统，并输出条码图像数据质量最好的条码图像数据。