[发明专利]用于自动曝光的自巡航调节装置及方法、硬件加速器

权利要求书

1.一种用于自动曝光的自巡航调节装置，其特征在于，包括图像感光单元和图像处理单元，所述图像处理单元针对图像感光单元检测到的光照信息实时调整曝光参数，获取最优曝光的场景图像；所述图像处理单元包括曝光调节单元和测光学习单元；所述测光学习单元测量学习不同光照环境下的图像信息概率图，并获得判别特征；所述曝光调节单元根据所述测光学习单元的判别特征，调整曝光参数，完成对目标的曝光；

所述测光学习单元中，

通过试验测量，在不同照度下获得曝光函数特性与曝光区间特性，测量值yi；

在固定曝光小区间内，设定函数，通过最小二乘法， 求解函数, 记录存储不同曝光区间表征函数以及最优收敛步进量；

图像信息概率图包括低照场景、反差光照场景和正常光照场景三种正常图像信息概率图，欠曝光和过曝光两种非正常图像信息概率图，

低照场景判别特征为，其中，

反差光照场景判别特征为，其中，

正常光照场景判别特征为，其中，

欠曝光判别特征为，

过曝光判别表征为，

为针对所涉及图像传感器通过实验调试学习获得的最优值，为图像灰阶，为图像最大灰阶，表示每一个灰阶信息概率；

所述曝光调节单元中，比较当前图像信息熵与低照光下的信息熵门限值是否满足，若低于该信息熵门限值，对曝光参数进行调整；否则做光照场景判别，判别是否为低照光场景，即判断是否成立，若满足则进入曝光保持状态；否则判别是否为反差光照场景，判别是否成立，若满足则进入曝光保持状态；否则判别是否为正常光照场景，判别是否成立，若满足则进入正常光照熵门限比较，若不低于熵门限值则进入曝光保持状态，否则迭代至欠曝光或过曝光判别，调整曝光参数，直到完成曝光目标，其中为正常光照下的经验门限值，为当前图像信息熵，为低照光下的经验门限值。

2.根据权利要求1所述的用于自动曝光的自巡航调节装置，其特征在于，所述图像处理单元还包括自动白平衡单元、自动对焦单元、去噪单元和增强单元。

3.一种用于自动曝光的自巡航调节方法，其特征在于，包括：

步骤一、图像感光单元将检测到的光照信息实时传递至图像处理单元；以及

步骤二、所述图像处理单元计算场景图像的信息熵值，非线性平滑调节曝光，以获取最优曝光的场景图像；

所述步骤二包括：

通过试验测量，在不同照度下获得曝光函数特性与曝光区间特性，测量值记；

在固定曝光小区间内，记录存储不同曝光区间表征函数和最优收敛步进量；

获得一帧图像的熵与每一个灰阶信息概率之间的关系；

测量学习不同光线环境下的图像信息概率图，包括低照场景、反差光照场景和正常光照场景，

低照场景判别特征为，其中，

反差光照场景判别特征为，其中，

正常光照场景判别特征为，其中；

测量学习欠曝光和过曝光两种非正常图像信息概率图，

欠曝光判别特征为，

过曝光判别表征为；

为针对所涉及图像传感器通过实验调试学习获得的最优值，为图像灰阶，为图像最大灰阶，表示每一个灰阶信息概率；

获取曝光的目标信息熵，包括正常光照下的经验门限值，低照光下的经验门限值；

根据当前曝光区间选择相应曝光函数；

计算当前图像信息熵；

比较当前图像信息熵与低照光下的信息熵门限值是否满足，若低于该信息熵门限值，对曝光参数进行调整；否则做光照场景判别，以完成最佳曝光；

光照场景判别包括：判别是否为低照光场景，即判断是否成立，若满足则进入曝光保持状态；否则判别是否为反差光照场景，判别是否成立，若满足则进入曝光保持状态；否则判别是否为正常光照场景，判别是否成立，若满足则进入正常光照熵门限比较，若不低于熵门限值则进入曝光保持状态，否则迭代至欠曝光或过曝光判别，调整曝光参数，直到完成曝光目标,其中为正常光照下的经验门限值，为当前图像信息熵。