一种适用于空间探测成像的基于自适应预期图像平均亮度的自动曝光控制方法

摘要

本发明涉及一种适用于空间探测成像的基于自适应预期图像平均亮度的自动曝光控制方法，首先对当前帧拍摄图像采用自适应阈值分割，识别出当前帧拍摄主体图像，由当前帧拍摄主体图像平均亮度得到当前帧拍摄图像平均亮度，然后将识别出的当前帧拍摄主体图像进行直方图均衡化处理，得到直方图均衡化后的预期图像平均亮度，再根据当前帧拍摄图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值的正负和大小来选取曝光时间，采用连续帧不断循环迭代使当前帧拍摄图像平均亮度达到直方图均衡化后的自适应预期图像平均亮度。本发明对空间探测中的暗背景亮目标、目标大小不确定等各种情况取得很好的曝光效果，增加了空间探测环境成像时的自适应能力。

主权项

一种适用于空间探测成像的基于自适应预期图像平均亮度的自动曝光控制方法，其特征在于：首先对当前帧图像采用自适应阈值分割，识别出当前帧主体图像，由当前帧主体图像平均亮度得到当前帧图像平均亮度，然后将识别出的当前帧主体图像进行直方图均衡化处理，得到直方图均衡化后的预期图像平均亮度，再根据当前帧图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值的正负和大小来选取曝光时间，采用连续帧不断循环迭代使当前帧图像平均亮度达到直方图均衡化后的自适应预期图像平均亮度，其中，自动曝光控制步骤为：步骤(11)：图像传感器输出一帧图像，图像传感器根据曝光时间得到一帧当前帧主体图像；步骤(12)：识别出当前帧主体图像，以当前帧图像的所有像素亮度的均值的三分之一作为阈值，将大于等于阈值的像素分割为当前帧主体图像；步骤(13)：计算当前帧图像平均亮度，将识别出的当前帧主体图像亮度进行累加求平均得到当前帧的拍摄图像平均亮度；步骤(14)：识别出的当前帧主体图像直方图均衡化，将识别出的当前帧主体图像进行直方图均衡化处理，得到直方图均衡化后的当前帧主体图像；步骤(15)：计算直方图均衡化后的预期图像平均亮度，将直方图均衡化后的当前帧主体图像亮度进行累加求平均得到直方图均衡化后的预期图像平均亮度；步骤(16)：当前帧拍摄图像平均亮度和预期图像平均亮度比较，如果当前帧拍摄图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值的绝对值小于等于设定图像平均亮度差值，就认为自动曝光控制已经控制到位，停止曝光时间的调整，以当前帧的曝光时间作为下一帧的曝光时间，如果当前帧的拍摄图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值的绝对值大于设定图像平均亮度差值，则进入曝光时间调整；步骤(17)：确定下一帧图像曝光时间，在当前帧的曝光时间的基础上，根据当前帧的拍摄图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值的正负和大小来进行曝光时间选择，包括以下步骤：步骤(171)：如果当前帧的拍摄图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值为正，下一帧图像曝光时间就需要在前一帧曝光时间的基础上减小曝光时间；步骤(172)：如果当前帧的拍摄图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值为负，下一帧图像曝光时间就需要在前一帧曝光时间的基础上增加曝光时间；步骤(173)：当前帧的拍摄图像平均亮度与预期图像平均亮度的差值大小来自适应确定增加、减小的曝光时间值，增加、减小的曝光时间值为曝光时间步长数值X×亮度差值Y×曝光时间当量值Z；步骤(174)：如果前一帧的曝光时间与曝光时间范围的下限差值大于确定的减小的曝光时间值，则下一帧的曝光时间为前一帧的曝光时间减去确定的减小曝光时间值；否则直接将曝光时间范围的下限值作为下一帧的曝光时间；步骤(175)：确定下一帧图像曝光时间的增加值，如果前一帧的曝光时间与曝光时间范围的上限差值大于确定的增加的曝光时间值，则下一帧的曝光时间为前一帧的曝光时间加上确定的增加曝光时间值；否则直接将曝光时间范围的上限值作为下一帧的曝光时间。