一种图像自动曝光控制方法及系统与流程

本发明涉及图像处理，特别是涉及一种图像自动曝光控制方法及系统。

背景技术：

1、卷帘曝光(rolling shutter)和全局曝光(global shutter)是cmos图像传感器(cmos image sensor，cis)两种不同的曝光方式，卷帘曝光适用于对成本和功耗有限制的特别是消费类应用场景。在这些情况下，卷帘曝光可以提供良好的图像质量和性能，同时满足实际应用的需求。

2、合适的曝光时间可以确保在不同的场景和光照条件下，图像中亮部和暗部细节清晰可见且能够准确地捕捉到所需的信息。图像自动曝光控制是数字图像处理中的重要技术之一，基于不同的测光模式如平均测光、感兴趣区域(region of interest，roi)测光、点测光等来调整cis的曝光参数，以确保拍摄的图像在不同光照条件下都能保持适当的亮度和对比度。但是，当在高对比度的环境光场中，则无法同时兼顾亮部细节和暗部细节。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种图像自动曝光控制方法及系统，可以实现卷帘曝光方式获得的图像在亮场、暗场、特别是局部亮场、局部暗场等高对比度环境下的图像曝光适应性，保证了图像信息的丰富与完整，同时避免出现图像亮度振荡问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种图像自动曝光控制方法，包括以下步骤：

3、获取亮度阈值范围和曝光时间；

4、获取当前帧的原始实时图像；

5、对所述原始实时图像进行色域转换，获得当前帧图像的亮度分量；

6、获取所述当前帧图像中每个像素行的平均亮度；

7、若当前像素行的所述平均亮度位于所述亮度阈值范围外，调整所述当前像素行的曝光参数，并以调整后的所述曝光参数获取所述当前像素行的后一帧原始实时图像；以及

8、若所述当前像素行的所述平均亮度位于所述亮度阈值范围内，以当前曝光参数获取所述当前像素行的后一帧原始实时图像。

9、在本发明一实施例中，获取所述原始实时图像的步骤包括：

10、获取图像传感器的有效像素单元或感兴趣区域；以及

11、从所述有效像素单元或所述感兴趣区域获取所述原始实时图像的像素数据。

12、在本发明一实施例中，设置亮度阈值范围的步骤包括：

13、将像素阵列划分为多个像素区域，其中所述像素区域的亮度阈值范围由独立的寄存器配置；以及

14、对所述寄存器输入值，以同时设置多个所述像素区域的亮度阈值范围。

15、在本发明一实施例中，对所述原始实时图像进行色域转换的步骤包括：

16、判断所述原始实时图像是否为彩色图像；

17、当所述原始实时图像为彩色图像，将所述原始实时图像的色域转换为yuv色域；以及

18、当所述原始实时图像为黑白图像，获取所述原始实时图像的灰阶值。

19、在本发明一实施例中，获取所述平均亮度的步骤包括：

20、当所述原始实时图像为彩色图像，根据所述当前像素行的亮度分量，获取所述平均亮度；以及

21、当所述原始实时图像为黑白图像，根据所述当前像素行的灰阶值，获取所述平均亮度。

22、在本发明一实施例中，调整所述曝光参数的步骤包括：

23、根据所述当前像素行所在的所述像素区域，获取所述当前像素行的目标亮度范围；

24、对比所述目标亮度范围和所述平均亮度，获取所述当前像素行的亮度补偿量，其中所述亮度补偿量和所述当前像素行的曝光时间补偿量相关；以及

25、根据所述亮度补偿量，计算所述当前像素行的曝光时间调整步长。

26、在本发明一实施例中，设置所述曝光时间调整步长的步骤包括：

27、设置曝光时间调整步长的步长阈值范围和单位步长，其中所述步长阈值范围的最小值为所述单位步长，所述步长阈值范围的最大值为当前曝光时间的1/16；以及

28、根据所述亮度补偿量，在所述步长阈值范围内选择所述曝光时间调整步长，其中，所述亮度补偿量和所述曝光时间调整步长为正相关。

29、在本发明一实施例中，在设置所述曝光时间调整步长的步骤中，当所述曝光时间调整步长超出所述曝光阈值范围时，所述曝光时间调整步长为所述单位步长或所述曝光阈值范围的步长上限。

30、在本发明一实施例中，调整所述当前像素行的曝光参数的步骤包括：

31、根据所述当前曝光时间和所述曝光时间调整步长，获取下一帧图像中所述当前像素行的受调曝光时间；以及

32、在获取下一帧的所述原始实时图像时，根据所述受调曝光时间，对每个像素行的曝光位置重新排序。

33、本发明提供了一种图像自动曝光控制系统，电性连接于图像传感模块，其中所述图像传感模块用于获取曝光时间，并获取当前帧的原始实时图像，所述图像自动曝光控制系统包括：

34、色域转换模块，用于对所述原始实时图像进行色域转换；

35、亮度计算模块，用于获取所述当前帧图像中每个像素行的平均亮度；以及

36、参数调整模块，用于获取亮度阈值范围，若当前像素行的所述平均亮度位于所述亮度阈值范围外，调整所述当前像素行的曝光参数，并以调整后的所述曝光参数获取所述当前像素行的后一帧原始实时图像，若所述当前像素行的所述平均亮度位于所述亮度阈值范围内，以当前曝光参数获取所述当前像素行的后一帧原始实时图像。

37、如上所述，本发明提供了一种图像自动曝光控制方法及系统，可以实现卷帘曝光方式获得的图像在亮场、暗场、特别是局部亮场、局部暗场等高对比度环境下的图像曝光适应性，保证了图像信息的丰富与完整，同时避免出现图像亮度振荡问题。

38、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，获取所述原始实时图像的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，设置亮度阈值范围的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，对所述原始实时图像进行色域转换的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，获取所述平均亮度的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，调整所述曝光参数的步骤包括：

7.根据权利要求6所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，设置所述曝光时间调整步长的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，在设置所述曝光时间调整步长的步骤中，当所述曝光时间调整步长超出所述曝光阈值范围时，所述曝光时间调整步长为所述单位步长或所述曝光阈值范围的步长上限。

9.根据权利要求1所述的一种图像自动曝光控制方法，其特征在于，调整所述当前像素行的曝光参数的步骤包括：

10.一种图像自动曝光控制系统，电性连接于图像传感模块，其中所述图像传感模块用于获取曝光时间，并获取当前帧的原始实时图像，其特征在于，所述图像自动曝光控制系统包括：

技术总结本发明实施例公开了一种图像自动曝光控制方法及系统，包括以下步骤：获取亮度阈值范围和曝光时间；获取当前帧的原始实时图像；对原始实时图像进行色域转换，获得当前帧图像的亮度分量；逐行获取当前帧图像中每个像素行的平均亮度；若当前像素行的平均亮度位于亮度阈值范围外，调整当前像素行的曝光参数，并以调整后的曝光参数获取当前像素行的后一帧原始实时图像；以及若当前像素行的平均亮度位于亮度阈值范围内，以当前曝光参数获取当前像素行的后一帧原始实时图像。本发明可以提升亮场、暗场、局部亮场、局部暗场等复杂环境下的图像曝光适应性，保证了图像信息的丰富与完整，同时避免出现图像亮度振荡问题。技术研发人员：尹翔,魏国,张志存,刘正受保护的技术使用者：合肥海图微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4