曝光调节方法及装置转让专利
申请号 : CN200910173696.7
文献号 : CN101873437B
文献日 : 2012-01-25
发明人 : 黄崇基 , 陈军 , 贾永华 , 胡扬忠 , 邬伟琪 , 蒋海青
申请人 : 杭州海康威视系统技术有限公司
摘要 :
本申请实施例公开了一种曝光调节方法，预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值，包括：获取当前时刻的参数值，所述当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值；当所述亮度统计值未在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，判断所述亮度统计值所属的子区间；通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节。本申请实施例还公开了一种曝光调节装置。由于为不同的亮度区间设置了不同的拟合函数，因此在曝光调节过程中可以根据不同的拟合函数计算出不同区间的新的增益和曝光时间，由此减少了超调量，并增强了系统曝光控制的稳定性。
权利要求 :
1.一种曝光调节方法，其特征在于，预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值、系统增益的最大值和最小值、以及系统曝光时间的最大值和最小值，包括：获取当前时刻的参数值，所述当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值、当前系统增益和当前系统曝光时间；
当所述亮度统计值未在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，判断所述亮度统计值所属的子区间；
通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节，其中，当所述亮度统计值高于所述目标亮度值的上限值，且当前系统增益并不是所述系统增益的最小值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益；当所述亮度统计值高于所述目标亮度值的上限值，且当前系统增益为所述系统增益的最小值，且所述当前系统曝光时间并不是所述系统曝光时间的最小值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间；当所述亮度统计值低于所述目标亮度值的下限值，且当前系统曝光时间并不是所述系统曝光时间的最大值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间；当所述亮度统计值低于所述目标亮度值的下限值，且当前系统曝光时间为所述系统曝光时间的最大值，且所述当前系统增益并不是所述系统增益的最大值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
按照设置的初始系统增益和初始系统曝光时间对初始时刻的图像进行作用，然后执行所述获取当前时刻的参数值的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益包括：利用所述亮度统计值和当前系统增益计算所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数的参数；
根据所述拟合函数的参数和目标亮度值计算新的系统增益。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间包括：利用所述亮度统计值和当前系统曝光时间计算所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数的参数；
根据所述拟合函数的参数和目标亮度值计算新的系统曝光时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节后还包括：通过所述新的系统增益和新的系统曝光时间对下一时刻的图像进行作用，然后返回执行所述获取当前时刻的参数值的步骤，直至所述当前时刻的亮度统计值在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为每个子区间分别设置拟合函数包括：为每个子区间设置两个拟合函数，其中一个拟合函数为对应亮度和增益关系的拟合函数，另一个拟合函数为对应亮度和曝光时间关系的拟合函数；
或者，为每个子区间设置一个拟合函数，所述一个拟合函数为对应亮度和增益关系，以及亮度和曝光时间关系的拟合函数。
7.一种曝光调节装置，其特征在于，包括：
预设单元，用于预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值、系统增益的最大值和最小值、以及系统曝光时间的最大值和最小值；
获取单元，用于获取当前时刻的参数值，所述当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值、当前系统增益和当前系统曝光时间；
判断单元，用于判断当所述亮度统计值未在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，所述亮度统计值所属的子区间；
调节单元，用于通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节；其中，所述调节单元包括：
第一调节单元，用于当所述亮度统计值高于所述目标亮度值的上限值，且当前系统增益并不是所述系统增益的最小值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益；
第二调节单元，用于当所述亮度统计值高于所述目标亮度值的上限值，且当前系统增益为所述系统增益的最小值，且所述当前系统曝光时间并不是所述系统曝光时间的最小值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间；
第三调节单元，用于当所述亮度统计值低于所述目标亮度值的下限值，且当前系统曝光时间并不是所述系统曝光时间的最大值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间；
第四调节单元，用于当所述亮度统计值低于所述目标亮度值的下限值，且当前系统曝光时间为所述系统曝光时间的最大值，且所述当前系统增益并不是所述系统增益的最大值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
初始单元，用于按照设置的初始系统增益和初始系统曝光时间对初始时刻的图像进行作用，然后执行所述获取单元的功能。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
更新单元，用于通过所述新的系统增益和新的系统曝光时间对下一时刻的图像进行作用，然后返回执行所述获取单元的功能，直至所述判断单元判断当前时刻的亮度统计值在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内。
说明书 :
曝光调节方法及装置
技术领域
[0001] 本申请涉及摄像技术领域，尤其涉及一种曝光调节方法及装置。
背景技术
[0002] 曝光是通过CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体)等感光器件接收镜头进光形成影像的过程，感光器件接收进光的时间为曝光时间。在摄像的过程中，拍摄背景或主体的明暗强度会发生变化，因此当外界光线变强的时候会曝光过度，导致所拍摄图片过亮而缺乏层次和细节，当外界光线变弱的时候会曝光不足，导致所拍摄图片过暗而无法反映真实色泽，因此在拍摄过程中需要对曝光量进行调节控制，其中自动曝光调节无需手动操作，通过自动调整亮度、曝光时间及增益使得图像获得合适的曝光。现有技术中，通常采用一个固定的线性或非线性函数拟合亮度和增益，以及亮度和曝光时间的函数关系，通过该函数关系实现曝光调节。
[0003] 以通过一个固定函数拟合亮度和曝光时间为例描述现有曝光调节的过程，参见图1所示的曲线拟合示意图，其中横轴表示曝光时间T，纵轴表示亮度统计值Y，T_cur为拍摄当前帧所采用的曝光时间，Y_cur为当前帧亮度，曲线L0为亮度值Y同曝光时间T之间的真实函数曲线，真实函数曲线随着不同的光照强度，不同的硬件特性而不同，现实中很难找到一个形式固定的函数去拟合这样的该真实函数曲线。图1中，假设采用单一的函数形式Y＝f(T，K)去拟合该函数曲线，拟合过程为一个闭环控制过程，其中K为拟合函数的参数，通过Y＝f(T，K)、T_cur和Y_cur拟合出一条新的曲线L1，利用L1算出曝光时间T1，由T1作用到系统中得到新的一帧图像亮度为Y1，然后利用Y＝f(T，K)、Y1和T1继续拟合出另一条新的曲线L2，利用L2算出曝光时间T2，由T2作用到系统中得到新的一帧图像的亮度为Y2，通过上述两次拟合过程可知，其中Y1对应的亮度值远大于Y_tar，而Y2对应的亮度值远小于Y_tar，由此可知系统中亮度值与目标亮度值相比，具有较大的超调量，并且调节后的亮度值在目标亮度值周围来回震荡振荡，导致整个系统曝光控制不稳定。
发明内容
[0004] 本申请实施例的目的是提供一种曝光调节方法及装置，以解决现有技术中单一拟合函数导致曝光调节过程不稳定的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种曝光调节方法，是这样实现的：
[0006] 一种曝光调节方法，预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值，包括：
[0007] 获取当前时刻的参数值，所述当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值；
[0008] 当所述亮度统计值未在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，判断所述亮度统计值所属的子区间；
[0009] 通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节。
[0010] 为解决上述技术问题，本申请实施例还提供了一种曝光调节装置，是这样实现的：
[0011] 一种曝光调节装置，其特征在于，包括：
[0012] 预设单元，用于预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值；
[0013] 获取单元，用于获取当前时刻的参数值，所述当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值；
[0014] 判断单元，用于判断当所述亮度统计值未在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，所述亮度统计值所属的子区间；
[0015] 调节单元，用于通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节。
[0016] 可见，本申请实施例中预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值，获取当前时刻的参数值，该当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值，当获取的亮度统计值未在目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，判断亮度统计值所属的子区间，通过亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节。应用本申请实施例进行曝光调节，不会因为单一拟合函数造成曝光调节过程不稳定的问题，由于为不同的亮度区间设置了不同的拟合函数，因此在曝光调节过程中可以根据不同的拟合函数计算出不同区间的新的增益和曝光时间，使得由拟合函数组成的整体曲线更为接近系统的真实函数曲线，由此减少了超调量，并增强了系统曝光控制的稳定性。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1为现有采用单一函数进行曝光调节的曲线拟合示意图；
[0019] 图2为本申请曝光调节方法的第一实施例流程图；
[0020] 图3为本申请曝光调节方法的第二实施例流程图；
[0021] 图4为本申请曝光调节方法的第三实施例流程图；
[0022] 图5为应用本申请曝光调节方法的第三实施例的系统结构示意图；
[0023] 图6为本申请曝光调节装置的第一实施例框图；
[0024] 图7为本申请曝光调节装置的第二实施例框图。
具体实施方式
[0025] 本申请实施例提供一种曝光调节方法及装置。
[0026] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。
[0027] 参见图2，为本申请曝光调节方法的第一实施例流程图：
[0028] 步骤201：预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值。
[0029] 现有技术中采用单一形式的拟合函数将导致超调量过大和系统曝光控制不稳定的问题，所以本申请实施例将系统亮度区间分为至少三个子区间，对于属于不同子区间的亮度值不同的函数来拟合亮度和系统增益，以及亮度和系统曝光时间的关系。例如，通常系统亮度区间的范围为[0，255]，将上述区间划分为至少三个亮度子区间。其中，可以为每个子区间设置两个拟合函数，其中一个拟合函数为对应亮度和增益关系的拟合函数，另一个拟合函数为对应亮度和曝光时间关系的拟合函数；或者为每个子区间设置一个拟合函数，所述一个拟合函数为对应亮度和增益关系，以及亮度和曝光时间关系的拟合函数。
[0030] 由于对亮度值区间划分了子区间，因此对于目标亮度值，还需要设置该目标亮度值的上限值和下限值，即设置一个目标亮度值范围，以便根据该目标亮度值范围判断是否需要进行曝光调节。
[0031] 步骤202：获取当前时刻的参数值，该当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值。
[0032] 步骤203：当亮度统计值未在目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，判断亮度统计值所属的子区间。
[0033] 步骤204：通过亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节，结束当前流程。
[0034] 参见图3，为本申请曝光调节方法的第二实施例流程图，该实施例以当前时刻进行一次曝光调节为例，详细描述了对系统增益和系统曝光时间进行调节的过程：
[0035] 步骤301：预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数。
[0036] 假设亮度有效区间为[Y_min，Y_max]，其中，Y_min为亮度有效区间的上限值，Y_min为亮度有效区间的下限值。将亮度有效区间[Y_min，Y_max]划分成N(N≥3)个子区间，为每个子区间选择各自的拟合函数，假设分别记为F_i(i＝1，...，N)。
[0037] 其中，可以为每个子区间设置两个拟合函数，其中一个拟合函数为对应亮度和增益关系的拟合函数，另一个拟合函数为对应亮度和曝光时间关系的拟合函数；或者为每个子区间设置一个拟合函数，所述一个拟合函数为对应亮度和增益关系，以及亮度和曝光时间关系的拟合函数。
[0038] 步骤302：预先设置目标亮度值及其上限值和下限值，系统增益的最大值和最小值，以及系统曝光时间的最大值和最小值。
[0039] 步骤303：获取当前时刻的参数值，该当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值，当前系统增益和当前系统曝光时间。
[0040] 步骤304：判断亮度统计值是否在目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内，若是，则结束当前流程；否则，执行步骤305。
[0041] 步骤305：判断亮度统计值与目标亮度值的上限值和下限值的关系，若高于目标亮度值的上限值，则执行步骤306；若低于目标亮度值的下限值，则执行步骤310。
[0042] 步骤306：判断当前系统增益是否为系统增益的最小值，若是，则执行步骤307；否则执行步骤309。
[0043] 步骤307：判断当前系统曝光时间是否为系统曝光时间的最小值，若是，则结束当前流程，否则，执行步骤308。
[0044] 步骤308：利用亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间，结束当前流程。
[0045] 步骤309：利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益，结束当前流程。
[0046] 步骤310：判断当前系统曝光时间是否为系统曝光时间的最大值，若是，则执行步骤311；否则，执行步骤313。
[0047] 步骤311：判断当前系统增益是否为系统增益的最大值，若是，则结束当前流程，否则，执行步骤312。
[0048] 步骤312：利用亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益，结束当前流程。
[0049] 步骤313：利用亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间，结束当前流程。
[0050] 上述步骤308和步骤313中，可以利用亮度统计值和当前系统曝光时间计算亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数的参数，并根据拟合函数的参数和目标亮度值计算新的系统曝光时间。
[0051] 上述步骤309和步骤312中，可以利用亮度统计值和当前系统增益计算亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数的参数，并根据拟合函数的参数和目标亮度值计算新的系统增益。
[0052] 参见图4，为本申请曝光调节方法的第三实施例流程图，该实施例从初始时刻开始，描述了曝光调节的闭环控制过程：
[0053] 步骤401：预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值。
[0054] 步骤402：按照设置的初始系统增益和初始系统曝光时间对初始时刻的图像进行作用。
[0055] 步骤403：获取当前时刻的参数值，该当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值，当前系统增益和当前系统曝光时间。
[0056] 步骤404：判断亮度统计值是否在目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内，若是，则结束当前流程，否则，执行步骤405。
[0057] 步骤405：判断亮度统计值所属的子区间。
[0058] 步骤406：通过亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节，获得新的系统增益和新的系统曝光时间。
[0059] 该步骤具体的曝光调节过程可以参见上述曝光调节方法的第二实施例，在此不再赘述。
[0060] 步骤407：通过所述新的系统增益和新的系统曝光时间对下一时刻的图像进行作用，返回步骤403。
[0061] 参见图5，为应用本申请曝光调节方法的第三实施例的系统结构示意图，该系统结构示意图示出了曝光调节的闭环控制过程。
[0062] 该系统结构示意图中包括：系统参数设置模块510，用于将系统增益和系统曝光时间设置到系统硬件中、图像传感器模块520、系统参数获取模块530，用于获取当前时刻图像的亮度统计值、系统增益和系统曝光时间，自动曝光控制模块540，用于根据预先设定的亮度值区间的子区间，及每个子区间对应的拟合函数，计算出新的系统增益和系统曝光时间。
[0063] 采用该结构进行曝光闭环控制的过程如下：系统参数设置模块510设置一组初始系统增益和初始系统曝光时间参数至图像传感器模块520，图像传感器模块520输出一帧图像到系统参数获取模块530，系统参数获取模块530根据输入的图像统计出当前图像的亮度平均值作为当前时刻的亮度统计值，然后获取当前时刻的系统增益和系统曝光时间，并将这些参数传送给自动曝光控制模块540，自动曝光控制模块540根据当前图像的亮度平均值判断是否进行系统增益和系统曝光时间的调整，若需要调整，则根据预先为每个子区间设置的拟合函数计算出新的系统增益和系统曝光时间，并将计算出来的新的系统增益和系统曝光时间传给系统参数设置模块510，由系统参数设置模块510将新的系统增益和系统曝光时间设置到图像传感器模块520，由此进入下一个调节控制周期，图像传感器模块520又将新一帧图像送到系统参数获取模块530，闭环控制系统依照前述步骤依次循环运行，直到系统获得的亮度统计值落在由目标亮度值的上限值和下限值所组成的区间内。
[0064] 下面结合具体应用实例对本申请曝光调节的实施例进行说明。
[0065] 假设目标亮度值为Y_tar＝100，则目标亮度的上限值和下限值可以根据实际应用设置为Y_tar+6和Y_tar-6。
[0066] 假设亮度区间的下限值Y_min＝0，亮度区间的上限值Y_max＝255，将亮度区间划分为5个子区间，即子区间的个数N＝5，所划分的五个子区间分别为[0，40)，[40，80)，[80，120)，[120，180)和[180，255]。其中，子区间[0，40)和[180，255]对应的亮度与系3
统增益的拟合函数为Y ＝k×Gain，子区间[40，80)和[120，180)对应的亮度与系统增
2 4
益的拟合函数为Y ＝k×Gain，子区间[80，120)对应的亮度与系统增益的拟合函数为Y
3 3
＝k×Gain ；子区间[0，40)和[180，255]对应的亮度与系统曝光时间的拟合函数为Y ＝
2
k×T，子区间[40，80)和[120，180)对应的亮度与系统曝光时间的拟合函数为Y ＝k×T，
4 3
子区间[80，120)对应的亮度与系统曝光时间的拟合函数为Y ＝k×Gain。
统增益的拟合函数为Y ＝k×Gain，子区间[40，80)和[120，180)对应的亮度与系统增
2 4
益的拟合函数为Y ＝k×Gain，子区间[80，120)对应的亮度与系统增益的拟合函数为Y
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＝k×Gain ；子区间[0，40)和[180，255]对应的亮度与系统曝光时间的拟合函数为Y ＝
2
k×T，子区间[40，80)和[120，180)对应的亮度与系统曝光时间的拟合函数为Y ＝k×T，
4 3
子区间[80，120)对应的亮度与系统曝光时间的拟合函数为Y ＝k×Gain。
[0067] 当调整系统增益时，若当前时刻的亮度统计值落在区间[0，40)或[180，255]内，3
则用Y ＝k×Gain来拟合亮度与系统增益的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当
3
前系统增益Gain_cur来拟合出曲线的参数k＝Y_cur/Gain_cur，然后利用目标亮度值Y_
3 3
tar和参数k计算出新的系统增益Gain_new＝Y_tar×Gain_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮
2
度统计值落在区间[40，80)或[120，180)内，则用Y ＝k×Gain来拟合亮度与系统增益的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当前系统增益Gain_cur来拟合出曲线的参数k
2
＝Y_cur/Gain_cur，然后利用目标亮度值Y_tar和参数k计算出新的系统增益Gain_new
2 2 4
＝Y_tar×Gain_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮度统计值落在区间[80，120)内，则用Y ＝
3
k×Gain 来拟合亮度与系统增益的关系，利用Y_cur和Gain_cur拟合出曲线的参数k＝Y_
4 3
cur/Gain_cur，然后利用目标亮度值Y_tar和参数k计算出新的系统增益Gain_new＝Y_
4/3 4/3
tar ×Gain_cur/Y_cur 。
则用Y ＝k×Gain来拟合亮度与系统增益的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当
3
前系统增益Gain_cur来拟合出曲线的参数k＝Y_cur/Gain_cur，然后利用目标亮度值Y_
3 3
tar和参数k计算出新的系统增益Gain_new＝Y_tar×Gain_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮
2
度统计值落在区间[40，80)或[120，180)内，则用Y ＝k×Gain来拟合亮度与系统增益的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当前系统增益Gain_cur来拟合出曲线的参数k
2
＝Y_cur/Gain_cur，然后利用目标亮度值Y_tar和参数k计算出新的系统增益Gain_new
2 2 4
＝Y_tar×Gain_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮度统计值落在区间[80，120)内，则用Y ＝
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k×Gain 来拟合亮度与系统增益的关系，利用Y_cur和Gain_cur拟合出曲线的参数k＝Y_
4 3
cur/Gain_cur，然后利用目标亮度值Y_tar和参数k计算出新的系统增益Gain_new＝Y_
4/3 4/3
tar ×Gain_cur/Y_cur 。
[0068] 当调整系统曝光时间时，需要对光源进行区分，现实世界中所使用的光源一般可以分强度比较持续、稳定的光源，比如太阳光，以及室内的照明光源，比如电灯、日光灯等，室内的照明光源的特点是光强随着时间周期性地变化，因此为了避免产生闪烁现象，在室内光源条件下，需要将系统曝光时间调整到光源闪烁周期的整数倍。下面将调节系统曝光时间的过程分为室外自然光源和室内照明光源两种情况进行描述：
[0069] 在室外自然光源条件下，若当前时刻的亮度统计值落在区间[0，40)或[180，255]3
内，则用Y ＝k×T来拟合系统曝光时间与亮度的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur
3
和当前系统曝光时间T_cur来拟合出曲线的参数k＝Y_cur/T_cur，然后利用目标亮度值
3 3
Y_tar和参数k计算出新的系统曝光时间T_new＝Y_tar×T_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮
2
度统计值落在区间[40，80)或[120，180)内，则用Y ＝k×T来拟合系统曝光时间与亮度的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当前系统曝光时间Gain_cur来拟合出曲线的
2
参数k＝Y_cur/T_cur，然后利用目标亮度值Y_tar和参数k计算出新的系统曝光时间T_
2 2
new＝Y_tar×T_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮度统计值落在区间[80，120)内，则利用函数
4 3
Y ＝k×Gain 来拟合系统曝光时间和亮度的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当
4 3
前系统曝光时间T_cur拟合出曲线的参数k＝Y_cur/T_cur，然后利用目标亮度值Y_tar
4/3 4/3
和参数k计算出新的系统曝光时间T_new＝Y_tar ×T_cur/Y_cur 。
内，则用Y ＝k×T来拟合系统曝光时间与亮度的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur
3
和当前系统曝光时间T_cur来拟合出曲线的参数k＝Y_cur/T_cur，然后利用目标亮度值
3 3
Y_tar和参数k计算出新的系统曝光时间T_new＝Y_tar×T_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮
2
度统计值落在区间[40，80)或[120，180)内，则用Y ＝k×T来拟合系统曝光时间与亮度的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当前系统曝光时间Gain_cur来拟合出曲线的
2
参数k＝Y_cur/T_cur，然后利用目标亮度值Y_tar和参数k计算出新的系统曝光时间T_
2 2
new＝Y_tar×T_cur/Y_cur ；若当前时刻的亮度统计值落在区间[80，120)内，则利用函数
4 3
Y ＝k×Gain 来拟合系统曝光时间和亮度的关系，利用当前时刻的亮度统计值Y_cur和当
4 3
前系统曝光时间T_cur拟合出曲线的参数k＝Y_cur/T_cur，然后利用目标亮度值Y_tar
4/3 4/3
和参数k计算出新的系统曝光时间T_new＝Y_tar ×T_cur/Y_cur 。
[0070] 在室内照明光源条件下，首先通过与前述在室外光源条件下一样的计算方法计算出新的系统曝光时间T_new，然后还需要根据室内照明光源的闪烁周期T_flk计算最终的系统曝光时间，即最终的系统曝光时间T_new_final＝T_new-(T_new)mod(T_flk)，其中mod为取余数符号，得到的T_new_final可能比T_new小，此时也可以通过适当调整系统增益来对系统曝光时间变小进行补偿。
[0071] 需要说明的是，本申请曝光调节方法的实施例不局限于上述的亮度有效区间、子区间划分个数N、以及各个子区间所选取的拟合函数，还可以选取其它亮度有效区间、子区间划分个数、以及各个子区间的拟合函数；另外，在为子区间选取拟合函数时，可以为两个子区间选择相同的拟合函数，但需要保证各个子区间不会选取相同的拟合函数，即为至少两个子区间选取不同的拟合函数。
[0072] 与本申请曝光调节方法的实施例相对应，本申请还提供了曝光调节装置的实施例。
[0073] 参见图6，为本申请曝光调节装置的第一实施例框图。
[0074] 该曝光调节装置包括：预设单元610、获取单元620、判断单元630和调节单元640。
[0075] 其中，预设单元610，用于预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值；
[0076] 获取单元620，用于获取当前时刻的参数值，所述当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值；
[0077] 判断单元630，用于判断当所述亮度统计值未在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，所述亮度统计值所属的子区间；
[0078] 调节单元640，用于通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节。
[0079] 参见图7，为本申请曝光调节装置的第二实施例框图。
[0080] 该曝光调节装置包括：预设单元710、初始单元720、获取单元730、判断单元740、调节单元750和更新单元760。
[0081] 其中，预设单元710，用于预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值，以及预先设置系统增益的最大值和最小值，以及系统曝光时间的最大值和最小值；
[0082] 初始单元720，用于按照设置的初始系统增益和初始系统曝光时间对初始时刻的图像进行作用，然后执行所述获取单元730的功能；
[0083] 获取单元730，用于获取当前时刻的参数值，所述当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值、当前系统增益和当前系统曝光时间；
[0084] 判断单元740，用于判断当所述亮度统计值未在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，所述亮度统计值所属的子区间；
[0085] 调节单元750，用于通过所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节；
[0086] 更新单元760，用于通过所述新的系统增益和新的系统曝光时间对下一时刻的图像进行作用，然后返回执行所述获取单元730的功能，直至所述判断单元740判断当前时刻的亮度统计值在所述目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内。
[0087] 具体的，调节单元750可以包括(图7中未示出)：
[0088] 第一调节单元，用于当所述亮度统计值高于所述目标亮度值的上限值，且当前系统增益并不是所述系统增益的最小值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益；
[0089] 第二调节单元，用于当所述亮度统计值高于所述目标亮度值的上限值，且当前系统增益为所述系统增益的最小值，且所述当前系统曝光时间并不是所述系统曝光时间的最小值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间；
[0090] 第三调节单元，用于当所述亮度统计值低于所述目标亮度值的下限值，且当前系统曝光时间并不是所述系统曝光时间的最大值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间；
[0091] 第四调节单元，用于当所述亮度统计值低于所述目标亮度值的下限值，且当前系统曝光时间为所述系统曝光时间的最大值，且所述当前系统增益并不是所述系统增益的最大值时，利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益。
[0092] 上述第一调节单元和第四调节单元在利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统增益时，可以利用所述亮度统计值和当前系统增益计算所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数的参数，然后根据所述拟合函数的参数和目标亮度值计算新的系统增益。
[0093] 上述第二调节单元和第三调节单元在利用所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数计算出新的系统曝光时间时，可以利用所述亮度统计值和当前系统曝光时间计算所述亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数的参数，然后根据所述拟合函数的参数和目标亮度值计算新的系统曝光时间。
[0094] 通过以上的实施方式的描述可知，本申请实施例中预先将系统亮度区间划分为至少三个子区间，并为每个子区间分别设置拟合函数，以及预先设置目标亮度值及其上限值和下限值，获取当前时刻的参数值，该当前时刻的参数值包括当前时刻输入图像的亮度统计值，当获取的亮度统计值未在目标亮度值的上限值和下限值组成的区间内时，判断亮度统计值所属的子区间，通过亮度统计值所属的子区间对应的拟合函数进行曝光调节。应用本申请实施例进行曝光调节，不会因为单一拟合函数造成曝光调节过程不稳定的问题，由于为不同的亮度区间设置了不同的拟合函数，因此在曝光调节过程中可以根据不同的拟合函数计算出不同区间的新的增益和曝光时间，使得由拟合函数组成的整体曲线更为接近系统的真实函数曲线，由此减少了超调量，并增强了系统曝光控制的稳定性。
[0095] 通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0096] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0097] 虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。