[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

说明书

本发明提供的用于自动曝光的自巡航调节装置及方法，依据香农的信息熵概念，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。相比传统单一亮度目标曝光具有更好的场景适应性。相比其他多亮度目标曝光方法具有更自然的连贯性与稳定性。本发明还提供了与所述用于自动曝光的自巡航调节装置及方法相匹配的硬件加速器。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种用于自动曝光的自巡航调节装置及方法、硬件加速器。

背景技术

当下随着5G以及AI技术趋势加持，各种智能手持拍摄终端、安防摄像头、车载摄像头、以及自动驾驶，物联网等技术都离不开图像处理技术。自动曝光作为图像处理器的一个重要环节，对成像效果起到非常重要的作用。

传统方法中使用单一亮度值作为曝光目标，通过调整图像传感器的曝光参数（曝光时间和增益）获得目标亮度场景的画面。这一方法很难适应多种照度以及复杂光线下的场景，容易使得图像画面过曝或偏暗，从而影响图像的可视动态范围，降低图像质量。

发明内容

本发明提供一种用于自动曝光的自巡航调节装置及方法、硬件加速器，以能够适应各种光照环境。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于自动曝光的自巡航调节装置，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。

可选的，对于所述的用于自动曝光的自巡航调节装置，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。

可选的，对于所述的用于自动曝光的自巡航调节装置，所述测光学习单元中：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。

可选的，对于所述的用于自动曝光的自巡航调节装置，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。

可选的，对于所述的用于自动曝光的自巡航调节装置，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。

根据本发明的第二方面，提供一种用于自动曝光的自巡航调节方法，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。

可选的，对于所述的用于自动曝光的自巡航调节方法，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；