[发明专利]高清车辆抓拍系统的光通量控制方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别地，涉及智能交通领域高清车辆抓拍系统，适用于高速公路、城市卡口等多种复杂环境下的车辆抓拍。

背景技术

随着智能交通技术的不断发展，车辆抓拍系统的应用也越来越广泛。对于当前主流的车辆抓拍系统通常存在以下几个问题：(1)需要全景图和特征图两张图像才能完整表达车辆信息，并且无法清晰拍摄车内情况。(2)特征图仅考虑车牌亮度，导致夜间或光线不足时无法看清车身外形和颜色，而增强补光后，车牌又可能因曝光过度导致无法识别。(3)系统不能很好适应公路或高速路等复杂路况，得到的图像偏亮、偏暗，多云天气甚至出现忽亮忽暗的情况。(4)光通量控制的方法较差导致图像质量差，如增益过大导致图像噪点多；快门过慢导致无法清晰捕捉高速车辆等。(5)强逆光时，背景很亮但车牌和车身很暗，导致车牌无法识别。

申请号为200710050920.4的专利仅针对车牌的亮度和对比度，不适用于大场景车辆的拍摄；申请为200710053014.×的专利仅针对固定的预设场景提供了一种测光调光的方法，有一定局限性；申请号为200710119506.4的专利给出了一种补光设备的控制方法，但并不能够针对实际场景进行光通量估测、调节采集设备参数等。

另外，随着各种高清图像采集系统的陆续问世，更多的高清抓拍设备应用于实际道路拍摄。现有技术通常都是将车牌和人脸分成两张图像来抓拍，分别进行不同程度的曝光，存在三个问题：(1)需要大量的存储空间或更高的传输带宽。(2)需要主机有很高的处理速度。(3)运算复杂，无法在应用于嵌入式系统，光控过程需要PC机参与，多台设备联合控制复杂。

发明内容

本发明提供了一种高清车辆抓拍系统的光通量控制方法，根据对特定区域进行测光的结果自动调节采集设备的快门、增益和补光设备，使任何时刻拍摄得到的图片都具有合适的曝光亮度。

高清车辆抓拍系统的光通量控制方法，包括如下步骤：

步骤1，初始化摄像机的参数，设定初始测光范围和测光亮度基准值表。

步骤2，根据初始化后的参数采集图像，获得摄像机当前快门值、增益值、参考基准值和当前测光时间间隔以供光通量控制参数计算时参考。

步骤3，对于采集后的图像确定测光范围。

步骤4，对测光范围中的指定区域进行测光，计算测光亮度值。

步骤5，根据得到的测光亮度值，计算光通量控制参数。

步骤6，根据所述光通量控制参数向外围设备发送控制命令，并等待指定测光时间间隔后转到步骤1开始下一轮调整过程。

所述步骤1中的参数初始化包括设定一套测光亮度基准值表，该表存储了对于指定时间最理想的图片亮度值作为基准值；并针对道路上容易出现的顺光和逆光情况分别设置顺光时间和逆光时间的测光亮度基准值。

所述步骤3中，确定测光范围采用区域划分方法将整幅图像分割成若干个特征区域，选择任意一个或多个区域进行合并测光；并根据需要选取若干区域固化为特定的测光模式来确定特征区域。

所述步骤3中，确定测光范围采用感兴趣区域提取算法对特定的感兴趣区域进行测光。

所述步骤4中，对测光范围指定的区域进行测光为取各指定区域的亮度平均值或加权平均值。

所述步骤5中的计算光通量控制参数为将当前测光亮度值与测光亮度基准值进行比对，判断是否对外围设备进行调节；如判断不需要调节，则等待指定测光时间间隔后执行步骤1，否则计算光通量控制参数，进入步骤6。

所述步骤5中比较当前测光亮度值与测光亮度基准值，如果该两者相差绝对值小于既定范围，则根据差值正负判断当前调节方向并对测光计数器进行计数；如果测光计数器的绝对值大于指定阈值，或当前测光亮度值与测光亮度基准值相差的绝对值大于既定范围，则立刻调节快门和增益，并计算新的调光时间间隔；否则等待指定测光时间间隔后执行步骤1。

所述步骤5中调节快门或增益包括：

读取采集设备的参数，判断优先调节快门或增益；

根据当前测光亮度值与测光亮度基准值相差的绝对值、快门或增益的单位调节步长计算快门或增益所需调节的幅度，得到新的快门或增益值；

对新的快门或增益值进行校验，使其不超过设置的最慢快门门限值和最大增益门限值。

当快门或增益已调节至门限值，更换快门或增益调节的优先次序。

所述步骤6的外围设备包括采集设备和补光设备，采集设备用于采集车辆图像，补光设备为闪光灯或LED灯，用于在采集车辆图像时进行补光。