基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整方法及系统，包括计算当前图像的灰度直方图，对灰度直方图进行归一化，获取当前图像的直方图的左边界、右边界和峰值；根据图像灰度直方图的期望峰值，计算相机曝光调整值；如果相机曝光调整值的绝对值大于等于调整阈值计算得到新的当前曝光值，绝对值小于调整阈值则不进行调整保持当前曝光值，根据当前曝光值进行拍照，当获取新的图像作为当前图像后，继续调整。本发明专利技术通过对获取的图像数据进行直方图分析，利用期望的影像质量和其直方图分布特征对相机曝光时间调整，达到相机自动调整曝光时间的效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整方法及系统，包括计算当前图像的灰度直方图，对灰度直方图进行归一化，获取当前图像的直方图的左边界、右边界和峰值；根据图像灰度直方图的期望峰值，计算相机曝光调整值；如果相机曝光调整值的绝对值大于等于调整阈值计算得到新的当前曝光值，绝对值小于调整阈值则不进行调整保持当前曝光值，根据当前曝光值进行拍照，当获取新的图像作为当前图像后，继续调整。本专利技术通过对获取的图像数据进行直方图分析，利用期望的影像质量和其直方图分布特征对相机曝光时间调整，达到相机自动调整曝光时间的效果。【专利说明】基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整方法及系统
本专利技术设及数字图像处理领域，尤其设及一种基于图像直方图分析的线阵相机自 动曝光调整方法及系统。
技术介绍
对野外运动目标(如火车)成像，考虑到运动和拼接因素，多采用线阵相机拍照。相 对于野外图像数据采集的环境来说，有源光源的补光是拍照的必要条件，但外部环境的变 化，如夜晚、晴天、阴雨天、阳光直射、运动等现象的干扰，如何有效的消除，获得更好的图像 效果，是必须解决的问题。图像的直方图分析通常用于图像的统计分析，可用于均衡化(如 "一种红外图像的直方图均衡化方法"（CN 104252700A)，但是鲜有用于反向指导调节相机 曝光参数的方法。 通过测光设备、光强测量等手段，对外部环境光的变化进行测量，需要考虑阴影区 域、外接光源干扰、物体运动等因素，并对成像物体自身反光等现象，当前还没有比较好的 解决办法。因此，有必要提供一种新的相机曝光方法来自动调整，W方便获取明暗适宜、成 像效果清晰的动态场景图片。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调 整方法及系统，从成像质量分析上，把外部干扰因素体现在成像结果上，通过图像直方图分 析获取适合当前环境和当前时刻的曝光时间，从而获取高质量图像。 本专利技术的技术方案提供一种基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整方法， 其特征在于，包括W下步骤： 步骤1、获取当前图像，计算当前图像的灰度直方图，对灰度直方图进行归一化，获 取当前图像的直方图的左边界Left_Pos、右边界Rigt_Pos和峰值； 步骤2、根据图像灰度直方图的期望峰值Exp_Bri曲t，计算相机曝光调整值CE邱如 下，[00081 其中，Ew_Bri曲t为图像直方图的期望峰值，Left_Sec_Pos和Rigt_Sec_Pos为剔 除边界峰值后的二次边界值，修正系数kl、k2为图像直方图线性变换系数； 步骤3、比较相机曝光调整值CExp的绝对值和预设的调整阔值，如果相机曝光调整 值CExp的绝对值大于等于调整阔值，将相机曝光调整值和当前曝光值相加，得到新的当前 曝光值，进入步骤4;如果相机曝光调整值CExp的绝对值小于调整阔值，则不进行调整，保持 当前曝光值，进入步骤4; 步骤4、根据当前曝光值进行拍照，当获取新的图像作为当前图像后，重新返回步 骤1，继续调整。 而且，根据预设的过滤阔值，对直方图进行截取，更新当前图像的直方图的左边界 Lef t_Pos、右边界Rigt_Pos和峰值。 而且，当前图像的行数采用预设的数值m。 而且，m=1000。 而且，根据预设的数值n，n〉l，步骤4中根据当前曝光值进行拍照时，是等待拍摄 (n-1) Xm行后才提取最新的m行图像作为新的当前图像，然后重新返回步骤1，继续调整。 本专利技术还相应提供一种基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整系统，包括 W下模块： 第一模块，用于获取当前图像，计算当前图像的灰度直方图，对灰度直方图进行归 一化，获取当前图像的直方图的左边界Left_Pos、右边界Rigt_Pos和峰值； 第二模块，用于根据图像灰度直方图的期望峰值6邱_化ight，计算相机曝光调整 值CExp如下， 其中，Ew_Bri曲t为图像直方图的期望峰值，Left_Sec_Pos和Rigt_Sec_Pos为剔 除边界峰值后的二次边界值，修正系数kl、k2为图像直方图线性变换系数； 第S模块，用于比较相机曝光调整值CExp的绝对值和预设的调整阔值，如果相机 曝光调整值CExp的绝对值大于等于调整阔值，将相机曝光调整值和当前曝光值相加，得到 新的当前曝光值，命令第四模块工作;如果相机曝光调整值CExp的绝对值小于调整阔值，贝U 不进行调整，保持当前曝光值，命令第四模块工作； 第四模块，用于根据当前曝光值进行拍照，当获取新的图像作为当前图像后，命令 第一模块工作，继续调整。 而且，根据预设的过滤阔值，对直方图进行截取，更新当前图像的直方图的左边界 Lef t_Pos、右边界Rigt_Pos和峰值。 而且，当前图像的行数采用预设的数值m。 而且，m=1000。 而且，根据预设的数值n，n〉l，第四模块中根据当前曝光值进行拍照时，是等待拍 摄(n-1) Xm行后才提取最新的m行图像作为新的当前图像，然后命令第一模块工作，继续调 整。 本专利技术通过对获取的图像数据进行直方图分析，利用峰值位置变化和直方图波形 特征的改变，构建曝光时间跟峰值变化的对应关系，从而利用期望的影像质量和其直方图 分布特征对相机曝光时间调整，使获得的图像数据的直方图特征与期望值相匹配，从而达 到相机自动调整曝光时间的效果。【附图说明】 图1为本专利技术实施例的应用系统体系结构图； 图2为本专利技术实施例调节前获取的图像直方图。 图3为本专利技术实施例的调节后获取的对应图像直方图。具体实施方法 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及【具体实施方式】 对本专利技术作进一步的详细描述。 本专利技术实施例所提供一种基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整方法，包 括W下步骤： 步骤1、获取当前图像，计算当前图像的灰度直方图，对灰度直方图进行归一化，获 取当前图像的直方图的左边界、右边界和峰值； 实施例在步骤1中，对当前图像的灰度直方图进行归一化处理，为削弱噪声干扰， 实施例中设置直方图的过滤阔值k = 0.3,对直方图进行截取，从而获得当前图像的直方图 新的左边界Left_Pos、右边界化gt_Pos和峰值。具体实施时，本领域技术人员可自行预设过 滤阔值，采用经验值可W削弱噪声的影响。 步骤2、根据图像灰度直方图的期望峰值，计算相机曝光调整值； 在步骤2中，如果左边界Left_Pos = 0或者右边界Rigt_Pos = 255,则对图像在新的 左右峰值之间求图像的累积分布，从而实现直方图均衡化，获取到均新的直方图的左边界 Left_Sec_Pos、右边界 Rigt_Sec_Pos。[003引实施例中，输入理想图像直方图的期望峰值参数6邱_化ight，根据公式计算相机 曝光调整值CExp: 其中，Ew_Bri曲t为图像直方图的期望峰值，Left_Sec_Pos和Rigt_Sec_Pos为剔 除边界峰值后的二次边界值。其中修正系数kl、k2为图像直方图线性变换系数，具体实施例 时本领域技术人员可自行预设取值，例如可W通过在固定环境中改变相机的曝光时间得到 标准图像灰度均值统计来得到，实施例取kl = 5，k2 = 6。 步骤3、为保证系统调整的效率，具体实施时，本领域技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像直方图分析的线阵相机自动曝光调整方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取当前图像，计算当前图像的灰度直方图，对灰度直方图进行归一化，获取当前图像的直方图的左边界Left_Pos、右边界Rigt_Pos和峰值；步骤2、根据图像灰度直方图的期望峰值Exp_Bright，计算相机曝光调整值CExp如下，CExp=Exp_Bright-(LeftPos+RightPos)2×k1÷k2+0.5Left_Pos≠0,Right_Pos≠255Exp_Bright-(Left_Sec_Pos+Right_Sec_Pos)2×k1÷k2+0.5Left_Pos=0Exp_Bright-(Left_Sec_Pos+Right_Sec_Pos)2×k1÷k2+0.5Right_Pos=255]]>其中，Exp_Bright为图像直方图的期望峰值，Left_Sec_Pos和Rigt_Sec_Pos为剔除边界峰值后的二次边界值，修正系数k1、k2为图像直方图线性变换系数；步骤3、比较相机曝光调整值CExp的绝对值和预设的调整阈值，如果相机曝光调整值CExp的绝对值大于等于调整阈值，将相机曝光调整值和当前曝光值相加，得到新的当前曝光值，进入步骤4；如果相机曝光调整值CExp的绝对值小于调整阈值，则不进行调整，保持当前曝光值，进入步骤4；步骤4、根据当前曝光值进行拍照，当获取新的图像作为当前图像后，重新返回步骤1，继续调整。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应申，陈高亮，杨必胜，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42