[发明专利]一种智能化快速设置自动曝光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及安防监控领域，尤其涉及一种网络摄像机设置自动曝光参数的方法。

背景技术

目前，安防监控领域应用的网络摄像机大部分采用手动光圈，此时需要通过自动曝光功能，即改变电子快门时间来改变图像的亮度，达到最佳可视效果。在实际监控中，整幅图像中大部分是背景图像，实际监控对象仅占整幅图像的小部分。在数字化计算亮度特征值的时候，占据大部分面积的背景图像在获得特征值或是量化电平时占很大的比例。在设置自动曝光参数时，占据大部分面积的背景图像的亮度值在设置的电子快门时间中占主导地位，背景图像的明暗将直接影响到电子快门时间的长短，从而影响整幅图像的亮度值。在这过程中实际监控对象的亮度值也随电子快门时间变化而变化，尤其是当背景整体偏黑或整体偏亮的时候，实际监控对象也会偏暗或偏亮。这种情况非常不利于监控的有效性，尤其是安防监控领域需要看清监控对象的特征，而背景图像对监控应用意义不大。且现有的电子快门时间参数计算方法通过循环比较的方式，经过多次设置，反复比较图像的亮度与参考亮度值，逐步趋近，最终获得最佳值的方法，其运算速度慢，往往需要1秒以上的时间才能完成电子快门时间设定，不利于明暗变化大的监控环境。因此需要一种能够智能化自动获取监控对象的特征区域，并针对特征区域计算并量化该区域图像的亮度特征值，并根据该亮度特征值与参考亮度值的关系，快速设置自动曝光参数即电子快门时间的方法，解决现有网络摄像机自动曝光设置方法的不足，满足安防监控领域的实际使用要求。

发明内容

针对现有网络摄像机自动曝光设置方法无法实现根据图像中局部监控对象亮度值进行调整的不足，本发明提供一种智能化快速设置自动曝光的方法，该方法通过智能化自动获取监控对象的特征区域，根据特征区域的亮度值与参考亮度值的关系，快速设置电子快门时间参数，实现0.5秒内完成电子快门时间参数设置，解决现有网络摄像机自动曝光设置方法的不足，满足安防监控领域的实际使用要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能化快速设置自动曝光的方法，包括智能化提取特征区域、特征区域亮度值计算、设置电子快门时间参数三个步骤，均由DSP运算实现。智能化提取的特征区域主要包括运动物体区域、固定物体区域、无目标区域三种。其中运动物体区域表现为连续图像组成的视频流中，根据每幅图像和前后帧图像的差值计算出运动物体的轮廓，然后根据该轮廓的最大范围形成上下边界和左右边界组成的特征区域；固定物体区域表现为单幅图像中根据预设的物品特征关系，经智能化计算后获取的图像中包含特征关系的目标轮廓，然后根据该轮廓的最大范围形成上下边界和左右边界组成的特征区域；无目标区域为经智能化运算后发现既没有运动物体区域，也没有固定物体区域的情况，此时特征区域表现为全幅画面的上下边界和左右边界组成的特征区域。完成智能化提取的特征区域步骤后，进行特征区域亮度值计算步骤，计算出该特征区域内的所有像素点的平均亮度值Y-average。最后根据特征区域亮度值计算步骤得到的Y-average值，采用设置电子快门时间参数步骤计算需要设置的电子快门时间T-new。基于CCD或CMOS传感器的光电特性，采集到的图像的平均亮度值与电子快门时间成正比，即假设时间长度为t0的电子快门采集到图像的平均亮度值为Y0，时间长度为t1的电子快门采集到图像的平均亮度值为Y1，则存在常量A＝t0/t1＝Y0/Y1。在设置电子快门时间参数步骤中，预先设定两个参数：参考亮度值Y-set和允许亮度误差比例B，当得到的Y-average在允许亮度误差内时，即Y-set×(1-B)≤Y-average≤Y-set×(1+B)时，保持当前的电子快门时间，即T-new＝T-current；当得到的Y-average超出允许亮度误差时，即Y-average＜Y-set×(1-B)或Y-average＞Y-set×(1+B)时，设置新的电子快门时间T-new＝(T-current×Y-average)/Y-set。根据设置电子快门时间参数步骤计算得到的电子快门时间T-new就是最终设定的电子快门时间，即自动曝光参数，该计算步骤可以保证一次设置完成自动曝光参数。使用本智能化快速设置自动曝光的方法，达到保证图像中特征区域的可视亮度，有效监控监控对象的效果，且可以快速设定自动曝光参数，明显缩短网络摄像机的明暗环境转换时图像亮度的稳定时间。