[发明专利]相机无传感器连续自动曝光时间调节控制装置

摘要

本发明涉及一种相机无传感器连续自动曝光时间调节控制装置，该装置包括：视频图像直方图统计装置；计算MBL、PBL和DMP的装置；构建误差函数E＝fE(MBL，MBLh,MBLl)的装置；步长、增益计算装置；曝光时间调整装置。本发明采用动态增益控制，实现在灰度级较低时增益较小灰度级较高时增益很大，进而实现控制算法收敛特性的动态调整，解决了不同曝光区间动态步长调光控制的收敛特性不均问题；从而解决了视觉系统主观亮度感觉和客观亮度之间的非线性映射的问题。

主权项

一种相机无传感器连续自动曝光时间调节控制装置，其特征在于包括：视频图像直方图统计装置：采集视频图像数据，完成视频图像的直方图统计，将直方图统计数据发送到计算MBL、PBL和DMP的装置；计算MBL、PBL和DMP的装置：根据直方图统计数据计算整幅图像灰度平均值MBL、伪中值PBL和平均特征距离DMP： MBL = Σ i = 0 N n i · r i Σ i = 0 N n i - - - ( 1 ) MB L h = Σ i = m N n i · r i Σ i = m N n i - - - ( 2 ) MB L l = Σ i = 0 m - 1 n i · r i Σ i = 0 m - 1 n i - - - ( 3 ) PBL=(MBLh+MBLl)/2    (4)DMP=MBL‑PBL          (5)式中ni为第i灰度级的像素个数，ri为第i灰度级的灰度值，N为相机的最大灰度级，m是整幅图像灰度平均值MBL对应的灰度级，MBLh是所有高于MBL的灰度值的均值，MBLl是所有低于MBL的灰度值的均值；构建误差函数E＝fE(MBL，MBLh,MBLl)的装置：E=fE(MBL,MBLh,MBLl)=fE(em,ep,ed)=aem+bep+ced    (6)em=dstm‑MBL                                     (7)ep＝dstp‑PBL                                    (8)ed=DMP                                (9)式中em为平均灰度误差，ep为中值误差，ed为距离误差，E为误差，dstm、dstp分别为期望均值、期望伪中值，DMP称为平均特征距离，a、b、c为系数；步长、增益计算装置：根据误差E的符号由公式(10)计算步长Δt，由当前曝光时间t由公式(11)计算增益K(t)； Δt = K ( t ) · E 2 ( E > 0 ) - K ( t ) · E 2 ( E < 0 ) - - - ( 10 ) K ( t ) = γ α · t + β - - - ( 11 ) α、β、γ为系数，t为当前帧曝光时间，K(t)为曝光时间为t时的增益输出；曝光时间调整装置：利用式(12)调节曝光时间，最后将调整后得到的新的下一帧曝光时间t'输出给相机；t'=t+Δt                        (12)