本發(fā)明總體上涉及攝像機(jī)，并且更具體來說，涉及用于實(shí)現(xiàn)dc光圈控制系統(tǒng)的方法和/或裝置。

背景技術(shù)：

dc光圈控制系統(tǒng)廣泛用在安全互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(ip)攝像機(jī)中。dc光圈是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的、響應(yīng)于光照水平的變化可自動(dòng)調(diào)整的光圈開口。模擬信號(hào)用于控制光圈開口。電路被實(shí)現(xiàn)為將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成馬達(dá)控制信號(hào)。在dc光圈鏡頭中，電路駐留在攝像機(jī)內(nèi)部。

被攝像機(jī)捕獲的圖像質(zhì)量取決于得到正確的光圈開口(即，口徑)。安全ip攝像機(jī)通常用在各種光照環(huán)境中。為了優(yōu)化圖像質(zhì)量，攝像機(jī)需要對(duì)光圈開口的位置進(jìn)行控制。

安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)往往需要適應(yīng)各種光線的變化，特別是安裝在戶外的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，白天正午的光照度可能達(dá)到1000000lux，而夜晚照度可能低于1lux。自動(dòng)光圈(dc-iris)可以根據(jù)照度自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈大小，大大提高監(jiān)控?cái)z像機(jī)的圖像質(zhì)量。雖然市面上出現(xiàn)了易于控制的由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的p-iris鏡頭，但是由于dc-iris的制造成本低，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，它還是安防攝像機(jī)行業(yè)長期存在的主流。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)有兩種控制dc-iris的方法。一、采用dc-iris專用控制芯片(東芝的tmpm34x系列芯片，松下的an41919a)，通過對(duì)芯片編程去控制dc-iris。這種設(shè)計(jì)方法硬件成本較高，對(duì)專用芯片編程軟件成本也高。二、采用精確參數(shù)控制，針對(duì)某型號(hào)的dc-iris鏡頭建立參數(shù)模型，進(jìn)行精確參數(shù)控制；或者采用pid算法控制，針對(duì)某型號(hào)dc-iris鏡頭調(diào)節(jié)好對(duì)應(yīng)的pid控制參數(shù)。第二種控制方法的缺點(diǎn)是攝像機(jī)綁定某款dc-iris鏡頭，不能隨意更換dc-iris鏡頭型號(hào)。

使用比例-積分-微分(pid)控制系統(tǒng)來控制dc光圈鏡頭。比例系數(shù)具有減小上升時(shí)間的效果并且將減小(但不是消除)穩(wěn)態(tài)誤差。積分系數(shù)具有對(duì)于常數(shù)輸入或階躍輸入消除穩(wěn)態(tài)誤差的效果，但是可能使得瞬態(tài)響應(yīng)較慢。微分系數(shù)具有增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性、減小過沖、以及提高瞬態(tài)響應(yīng)的效果。pid系數(shù)可以取決于彼此，并且改變這些變量中的一個(gè)變量會(huì)改變其它兩個(gè)變量的效果。

pid系數(shù)可以被選擇為滿足迅速達(dá)到設(shè)定點(diǎn)而同時(shí)減小過沖和閃爍的目標(biāo)。這些目標(biāo)也需要控制系統(tǒng)的良好動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性兩者。傳統(tǒng)的pid控制器不能在具有良好的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性的同時(shí)滿足這些目標(biāo)。此外，存在著在攝像機(jī)產(chǎn)品線中實(shí)現(xiàn)的許多類型的dc光圈鏡頭。每種類型的dc光圈都需要特定的一組pid控制系數(shù)。如果安裝失配的dc光圈鏡頭，則pid系數(shù)不能很好地工作。終端用戶和經(jīng)銷商可以為攝像機(jī)更換dc光圈鏡頭以獲得期望的視野(fov)或焦點(diǎn)。

將期望實(shí)現(xiàn)dc光圈控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種裝置，其包括至鏡頭光圈的接口和處理器。處理器可以被配置為向接口呈現(xiàn)被配置為響應(yīng)于從圖像傳感器接收到的亮度值而調(diào)整鏡頭光圈的信號(hào)。處理器可以被配置為針對(duì)信號(hào)調(diào)整系數(shù)值。系數(shù)值可以被調(diào)整為使亮度差值收斂至設(shè)定點(diǎn)。處理器可以執(zhí)行規(guī)則以確定系數(shù)值。規(guī)則可以基于以下兩項(xiàng)之間的靈活關(guān)系來確定系數(shù)值：基于亮度差值的輸入值以及系數(shù)值的調(diào)整值。

本發(fā)明利用攝像機(jī)的pwm信號(hào)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后，作為dc-iris的控制信號(hào)。在主控芯片上軟件編程，用pid自動(dòng)控制算法去控制自動(dòng)光圈的大小。幾乎所有監(jiān)控?cái)z像機(jī)主芯片都自帶有pwm控制器，配合簡單的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，就可以替代專用控制芯片，節(jié)省成本。

主控芯片從圖像傳感器獲取的圖像亮度信息作為采樣值，采樣值與標(biāo)準(zhǔn)亮度的差值為誤差值，pwm的占空比作為控制量，此三部分組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)采用模糊pid(比例，積分，微分)控制算法。比例部分可以很快減小誤差值，在環(huán)境光突變的情況下可以在較小的時(shí)間內(nèi)讓光圈調(diào)整到一定的大小，讓圖像曝光水平可以接受；積分部分可以消除靜態(tài)誤差，保證光圈穩(wěn)定收斂時(shí)候誤差為0，圖像達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)亮度；微分部分可以預(yù)測(cè)誤差的變化，提供一個(gè)“剎車”功能，防止收斂過程中的過沖現(xiàn)象，使得光圈收斂過程平滑，圖像亮度不會(huì)出現(xiàn)突變和反復(fù)震蕩現(xiàn)象。通過調(diào)整pid的系數(shù)去平衡自動(dòng)光圈的收斂時(shí)間，收斂過程的平滑程度。根據(jù)luma_diff和luma_diff的微分值(前后兩次luma_diff的差值)，設(shè)計(jì)模糊規(guī)則，去實(shí)時(shí)調(diào)整pid的控制系數(shù)。帶模糊規(guī)則的pid控制算法可以自適應(yīng)不同型號(hào)的dc-iris鏡頭。

此方法的優(yōu)點(diǎn)是用戶不用關(guān)心dc-iris光圈到底打開了多大，當(dāng)前是處于什么f值，而只用設(shè)定自己的標(biāo)準(zhǔn)亮度數(shù)值即可。dc-iris自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)保證把亮度調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)亮度數(shù)值上。

附圖說明

根據(jù)以下具體實(shí)施方式和所附權(quán)利要求以及附圖，本發(fā)明的實(shí)施例將顯而易見，在附圖中：

圖1是在攝像機(jī)的背景中例示了本發(fā)明的框圖；

圖2是例示了攝像機(jī)系統(tǒng)的框圖；

圖3是例示了控制系統(tǒng)的框圖；

圖4是例示了針對(duì)脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)整系數(shù)值的框圖；

圖5是例示了亮度值級(jí)別與比例系數(shù)調(diào)整值級(jí)別之間的關(guān)系的表格；

圖6是例示了亮度值級(jí)別與積分系數(shù)調(diào)整值級(jí)別之間的關(guān)系的表格；

圖7是例示了亮度值級(jí)別與微分系數(shù)調(diào)整值級(jí)別之間的關(guān)系的表格；

圖8是例示了用于生成系數(shù)值以調(diào)整dc光圈鏡頭的方法的流程圖；以及

圖9是例示了用于應(yīng)用模糊規(guī)則以確定系數(shù)調(diào)整值的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例包括提供一種dc光圈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以(i)針對(duì)控制系統(tǒng)調(diào)整系數(shù)值，(ii)執(zhí)行模糊規(guī)則，(iii)較快地使偏差收斂到設(shè)定點(diǎn)，(iv)減小dc光圈控制系統(tǒng)中的過沖，(v)與不同的dc光圈鏡頭類型兼容，(vi)以低成本實(shí)現(xiàn)，(vii)在線自動(dòng)調(diào)整系數(shù)和/或(viii)被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)集成電路。

參考圖1，示出了在攝像機(jī)50的背景中例示了本發(fā)明的框圖。攝像機(jī)50可以包括塊(或電路)80和/或塊(或電路)90。電路80可以是鏡頭組件。電路90可以是攝像機(jī)電路。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)電路90可以包括被配置為實(shí)現(xiàn)數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)或混合數(shù)碼攝像機(jī)/靜態(tài)相機(jī)(共同地和單獨(dú)地被稱為數(shù)碼相機(jī))的一個(gè)或多個(gè)電路。在示例中，攝像機(jī)電路90的電子部件可以被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)集成電路。例如，可以使用專用集成電路(asic)或片上系統(tǒng)(soc)來實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)電路90的處理部分。攝像機(jī)50可以包括其它部件(未示出)。攝像機(jī)50的部件的數(shù)量、類型和/或功能可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

攝像機(jī)電路90可以包括塊(或電路)100。電路100可以是處理器。處理器100可以被實(shí)現(xiàn)為嵌入式處理器(例如，arm、等等)。處理器100可以包括塊(或電路)102。電路102可以是固件。固件102可以包括塊(或電路)104。塊104可以執(zhí)行規(guī)則。在一個(gè)示例中，規(guī)則可以執(zhí)行模糊比例-積分-微分(pid)控制系統(tǒng)規(guī)則。規(guī)則104可以被配置為執(zhí)行模糊控制邏輯以調(diào)整(例如，增加和/或減小)系數(shù)值。規(guī)則104可以基于輸入值(例如，基于亮度差值)與系數(shù)值的調(diào)整值之間的靈活關(guān)系來確定系數(shù)值(例如，pid系數(shù))。攝像機(jī)電路90、處理器100、固件102和/或規(guī)則104中的每個(gè)都可以包括其它部件(未示出)。攝像機(jī)電路90、處理器100、固件102和/或規(guī)則104的數(shù)量、類型和/或功能可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

規(guī)則104可以針對(duì)自動(dòng)dc光圈鏡頭執(zhí)行模糊pid控制系統(tǒng)(例如，dc光圈控制系統(tǒng))。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)50可以實(shí)現(xiàn)安全互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(ip)攝像機(jī)。例如，安全ip攝像機(jī)50可以在可能具有變化的光照水平的位置中實(shí)現(xiàn)。dc光圈可以被實(shí)現(xiàn)為使得鏡頭組件80能夠自動(dòng)調(diào)整鏡頭口徑以確保期望的光照水平。處理器100可以執(zhí)行規(guī)則104以便為自動(dòng)dc光圈控制系統(tǒng)提供控制。

參考圖2，示出了攝像機(jī)電路90的框圖，其例示了攝像機(jī)/錄像機(jī)系統(tǒng)(或裝置)的示例實(shí)施方式。鏡頭組件80被示出為連接到攝像機(jī)電路90。在一些實(shí)施例中，鏡頭組件80可以是攝像機(jī)電路90的部件(例如，soc部件)。在一些實(shí)施例中，鏡頭組件80可以是與攝像機(jī)電路90分離的部件(例如，鏡頭組件可以是可與攝像機(jī)電路90兼容的可互換部件)。在一些實(shí)施例中，鏡頭組件80可以是(例如，經(jīng)由視頻電纜、高清媒體接口(hdmi)電纜、通用串行總線(usb)電纜、以太網(wǎng)電纜、或無線鏈路)連接到電路90的處理部分的單獨(dú)攝像機(jī)的部分。

鏡頭組件80可以包括塊(或電路)82和/或塊(或電路)84。電路82可以是鏡頭。電路84可以是圖像傳感器。鏡頭組件80可以包括其它部件(未示出)。鏡頭組件80的部件的數(shù)量、類型和/或功能可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

鏡頭82可以捕獲和/或聚焦從攝像機(jī)50附近的環(huán)境接收到的光輸入。鏡頭82可以為圖像傳感器84捕獲和/或聚焦光。鏡頭82可以被實(shí)現(xiàn)為光學(xué)鏡頭。鏡頭80可以提供變焦特征和/或聚焦特征。鏡頭82可以被實(shí)現(xiàn)為具有另外的電路(例如，馬達(dá))以調(diào)整鏡頭82的方向、變焦和/或口徑。鏡頭82可以是定向、傾斜的、搖動(dòng)的、變焦的和/或旋轉(zhuǎn)的，以提供攝像機(jī)50附近的環(huán)境的目標(biāo)視圖。

圖像傳感器84可以從鏡頭82接收光。圖像傳感器84可以被配置為將接收到的聚焦的光轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(例如，比特流)。在一些實(shí)施例中，圖像傳感器84可以執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。例如，圖像傳感器84可以執(zhí)行對(duì)從鏡頭82接收到的聚焦的光的光電轉(zhuǎn)換。處理器100可以將比特流轉(zhuǎn)換成視頻數(shù)據(jù)、視頻文件和/或視頻幀(例如，人類易讀的內(nèi)容)。

在各個(gè)實(shí)施例中，攝像機(jī)電路90可以包括處理器100、塊(或電路)108、塊(或電路)110、塊(或電路)120、塊(或電路)122、塊(或電路)124、塊(或電路)126、塊(或電路)128、塊(或電路)130和/或塊(或電路)140。電路108可以是脈寬調(diào)制(pwm)模塊(或接口)。電路110可以是儲(chǔ)存模塊。電路120可以是傳感器輸入(或接口)。電路122可以是音頻接口。電路124可以是數(shù)字信號(hào)處理(dsp)模塊。電路126可以是時(shí)鐘電路(例如，實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門狗計(jì)時(shí)器(rtc/wdt))。電路128可以是輸入/輸出(i/o)接口。電路130可以是視頻輸出模塊。電路140可以是通信模塊。

攝像機(jī)電路90被示出為連接到塊(或電路)150、塊(或電路)152、塊(或電路)154、塊(或電路)156、塊(或電路)158、塊(或電路)160、塊(或電路)170、塊(或電路)172和/或塊(或電路)174。電路150可以是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)。電路152可以是非易失性存儲(chǔ)器(例如，nand閃存、nor閃存、等等)。電路154可以是用于連接到可移動(dòng)介質(zhì)(例如，sd—安全數(shù)字介質(zhì)，sdxc—安全數(shù)字?jǐn)U充容量介質(zhì)，等等)的接口。電路156可以是一個(gè)或多個(gè)串行接口(例如，rs-485、rs-232、等等)。電路158可以是用于連接到或作為通用串行總線(usb)主機(jī)的接口。電路160可以是用于與用戶設(shè)備(例如，智能電話、計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算設(shè)備、等等)進(jìn)行通信的無線接口。電路170可以是用于捕獲音頻的麥克風(fēng)。電路172可以是用于以特定格式記錄音頻的音頻編解碼器。電路174可以是用于播放音頻的揚(yáng)聲器。在示出的實(shí)施例中，電路150-174被實(shí)現(xiàn)為攝像機(jī)電路90外部的部件。在一些實(shí)施例中，電路150-174可以是攝像機(jī)電路90板上的部件。

pwm模塊108可以被配置為生成信號(hào)(例如，pwm_duty)。信號(hào)pwm_duty可以被配置為為鏡頭組件80調(diào)整dc光圈。信號(hào)pwm_duty的特征可以基于pid系數(shù)和/或由處理器100和/或規(guī)則104計(jì)算的對(duì)pid系數(shù)的調(diào)整來確定。pwm模塊108可以提供至鏡頭組件80和/或鏡頭光圈(例如，dc光圈)的接口。接口108可以使得攝像機(jī)電路90能夠發(fā)送信號(hào)pwm_duty。

儲(chǔ)存模塊110可以被配置為管理一種或多種類型的儲(chǔ)存和/或數(shù)據(jù)存取。在一個(gè)示例中，儲(chǔ)存模塊110可以實(shí)現(xiàn)直接存儲(chǔ)器存取(dma)引擎。在另一個(gè)示例中，儲(chǔ)存模塊110可以實(shí)現(xiàn)安全數(shù)字(sd)卡接口(例如，以連接到可移動(dòng)介質(zhì)154)。在各個(gè)實(shí)施例中，編程代碼(例如，用于控制攝像機(jī)電路90的各個(gè)處理器和編碼器的可執(zhí)行指令)可以儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器(例如，ddr150、nand152、等等)中的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器中。當(dāng)被處理器100執(zhí)行時(shí)，編程代碼通常使得攝像機(jī)電路90中的一個(gè)或多個(gè)部件配置視頻同步操作并開始視頻幀處理操作。得到的壓縮視頻信號(hào)可以被呈現(xiàn)給儲(chǔ)存模塊110、視頻輸出130和/或通信模塊140。儲(chǔ)存模塊110可以儲(chǔ)存用于生成信號(hào)pwm_duty的過去和/或當(dāng)前值(例如，亮度值、pid系數(shù)值、調(diào)整值、等等)。

傳感器輸入120可以被配置為向圖像傳感器84發(fā)送/從圖像傳感器84接收數(shù)據(jù)。在一個(gè)示例中，傳感器輸入120可以包括圖像傳感器輸入接口。傳感器輸入120可以被配置為從圖像傳感器84向dsp模塊124和/或處理器100發(fā)送捕獲的圖像(例如，光數(shù)據(jù))。由傳感器輸入120接收到的數(shù)據(jù)可以被dsp124使用以確定來自圖像傳感器84的亮度值。傳感器輸入120可以向鏡頭組件80和/或鏡頭光圈(例如，dc光圈)提供接口。至鏡頭組件80的接口120可以使得攝像機(jī)電路90能夠接收亮度值和/或捕獲的圖像。

音頻接口122可以被配置為發(fā)送/接收音頻數(shù)據(jù)。在一個(gè)示例中，音頻接口122可以實(shí)現(xiàn)音頻集成電路內(nèi)部聲音(i2s)接口。音頻接口122可以被配置為以音頻編解碼器172實(shí)現(xiàn)的格式發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。

dsp模塊124可以被配置為處理數(shù)字信號(hào)。dsp模塊124可以包括圖像數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、視頻dsp和/或音頻dsp。dsp模塊124可以被配置為從傳感器輸入120接收信息(例如，由圖像傳感器84捕獲的光數(shù)據(jù)值)。dsp模塊124可以被配置為根據(jù)從傳感器輸入120接收到的信息確定亮度值。dsp模塊124還可以被配置為確定當(dāng)前亮度值與標(biāo)準(zhǔn)亮度值之間的差和/或確定當(dāng)前亮度值與標(biāo)準(zhǔn)亮度值之間的差的微分。

i/o接口128可以被配置為發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。由i/o接口128發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)可以是混雜信息和/或控制數(shù)據(jù)。在一個(gè)示例中，i/o接口128可以實(shí)現(xiàn)通用目的輸入/輸出(gpio)。在另一個(gè)示例中，i/o接口128可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)模塊。在又一個(gè)示例中，i/o接口128可以實(shí)現(xiàn)紅外(ir)遠(yuǎn)程接口。在又一個(gè)示例中，i/o接口128可以實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)通信接口(idcspi/ssi)。

視頻輸出模塊130可以被配置為發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。例如，攝像機(jī)50可以連接到外部設(shè)備(例如，tv、監(jiān)視器、膝上計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算設(shè)備、等等)。視頻輸出模塊130可以實(shí)現(xiàn)高清多媒體接口(hdmi)、lcd/tv/并行接口和/或顯示端口接口。

通信模塊140可以被配置為發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。由通信模塊140發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)可以根據(jù)特定協(xié)議(例如，藍(lán)牙、usb、wi-fi、uart、等等)來格式化。在一個(gè)示例中，通信模塊140可以實(shí)現(xiàn)安全數(shù)字輸入輸出(sdio)接口。通信模塊140可以包括對(duì)通過諸如電氣電子工程師學(xué)會(huì)(ieee)802.11、ieee802.15、ieee802.15.1、ieee802.15.2、ieee802.15.3、ieee802.15.4、ieee802.15.5、和/或ieee802.20之類的一個(gè)或多個(gè)無線協(xié)議的無線通信的支持。通信模塊140還可以包括對(duì)使用通用串行總線協(xié)議(例如，usb1.0、2.0、3.0等等)中的一個(gè)或多個(gè)協(xié)議的通信的支持。攝像機(jī)電路100還可以被配置為經(jīng)由usb連接被供電。然而，可以相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)其它通信和/或功率接口以滿足具體應(yīng)用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

在一些實(shí)施例中，傳感器輸入接口120可以被配置為從圖像傳感器84接收亮度值。在一些實(shí)施例中，傳感器輸入接口120可以被配置為從圖像傳感器84接收光信息，該光信息可被提供給dsp模塊124以確定亮度值。傳感器輸入接口120和/或dsp模塊124可以向處理器100呈現(xiàn)亮度值。規(guī)則104可以被配置為基于亮度值確定pid系數(shù)和/或?qū)id系數(shù)值作出調(diào)整。

參考圖3，示出了例示控制系統(tǒng)200的框圖。處理器100可以被配置為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)200。控制系統(tǒng)200可以被配置為控制鏡頭組件80的部件和/或從鏡頭組件80的部件接收信息?？刂葡到y(tǒng)200可以包括模糊pid規(guī)則104、塊(或電路)202、塊(或電路)204和/或圖像傳感器84(例如，cmos傳感器)。電路202可以是數(shù)模(d/a)電路。電路204可以是dc光圈電路。數(shù)模電路202可以包括電流放大器和/或比較器電路以使得信號(hào)pwm_duty能夠驅(qū)動(dòng)dc光圈204的線圈。

控制系統(tǒng)200可以從圖像傳感器84接收反饋。反饋可以是亮度值(例如，當(dāng)前亮度值)。在一些實(shí)施例中，dsp模塊124可以基于從cmos圖像傳感器84接收到的信息來確定亮度值。處理器100可以接收標(biāo)準(zhǔn)亮度值。標(biāo)準(zhǔn)亮度值可以是已知的(或預(yù)定的)值。例如，標(biāo)準(zhǔn)亮度值可以由儲(chǔ)存模塊110儲(chǔ)存和/或儲(chǔ)存在固件102中。處理器100可以被配置為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)亮度值與當(dāng)前亮度值之間的差(例如，亮度差值)。亮度差值(例如，luma_diff)可以是控制系統(tǒng)200的“誤差”。控制系統(tǒng)200的設(shè)定點(diǎn)可以是為0的luma_diff值(例如，控制系統(tǒng)200可以通過將亮度差減小到零來校正“誤差”)。例如，控制系統(tǒng)200可以被配置為調(diào)整pid系數(shù)，以便盡可能快地得到盡可能接近于零的luma_diff。

信號(hào)pwm_duty可以是控制系統(tǒng)200的控制器。處理器100可以被配置為基于luma_diff值來生成信號(hào)pwm_duty。模糊pid規(guī)則104可以被配置為基于luma_diff值來確定對(duì)pid系數(shù)的調(diào)整。響應(yīng)于由規(guī)則104確定的對(duì)pid系數(shù)的調(diào)整，處理器100可以確定更新的pid系數(shù)?；诟碌膒id系數(shù)、pid系數(shù)的調(diào)整值和/或其它信息，處理器100可以確定pwm信號(hào)pwm_duty的占空比。信號(hào)pwm_duty可以由pwm模塊108生成并呈現(xiàn)給鏡頭組件80。數(shù)模電路202的電流放大器和/或比較器電路可以被配置為使得pwm信號(hào)pwm_duty能夠驅(qū)動(dòng)dc光圈204的線圈(例如，以調(diào)整鏡頭82的口徑)。

參考圖4，示出了例示調(diào)整脈寬調(diào)制信號(hào)的系數(shù)值的框圖300?？驁D300可以是由處理器100和/或固件102執(zhí)行的模糊pid規(guī)則104的概念圖。模糊pid規(guī)則104的概念圖300可以包括塊(或電路)302、塊(或電路)304、塊(或電路)306、塊(或電路)308、塊(或電路)310、塊(或電路)312和/或pwm模塊108。塊302可以是luma_diff值。塊304可以是微分器塊。塊306可以執(zhí)行模糊邏輯和/或規(guī)則。塊308可以基于對(duì)比例pid系數(shù)的所確定的調(diào)整來執(zhí)行計(jì)算。塊310可以基于對(duì)積分pid系數(shù)的所確定的調(diào)整來執(zhí)行計(jì)算。塊312可以基于對(duì)微分pid系數(shù)的所確定的調(diào)整來執(zhí)行計(jì)算。

塊302可以提供在時(shí)間n的當(dāng)前亮度差值(例如，luma_diff[n])。luma_diff[n]值(例如，e)可以被呈現(xiàn)給微分器塊304、模糊規(guī)則塊306、比例pid系數(shù)塊308、積分pid系數(shù)塊310和/或微分pid系數(shù)塊312。在一個(gè)示例中，當(dāng)前亮度差值e可以由dsp模塊124來確定。

塊304可以提供當(dāng)前亮度差值luma_diff[n]的微分(例如，e_d)。當(dāng)前亮度差值的微分e_d可以被呈現(xiàn)給模糊規(guī)則塊306。在一個(gè)示例中，當(dāng)前亮度差值的微分e_d可以由dsp模塊124確定。對(duì)于離散的時(shí)間序列，值e_d可以由公式(例如，等式1)來確定。

e_d＝luma_diff[n]-luma_diff[n-1]，其中n>1(等式1)

模糊規(guī)則塊306可以執(zhí)行模糊pid控制系統(tǒng)規(guī)則104。在一個(gè)示例中，模糊pid規(guī)則104可以由固件102儲(chǔ)存并由處理器110執(zhí)行。模糊規(guī)則塊306可以接收當(dāng)前亮度差值e和亮度差值的微分e_d。模糊規(guī)則塊306可以確定對(duì)pid系數(shù)的調(diào)整值。調(diào)整值可以包括比例調(diào)整值(例如，δkp)、積分調(diào)整值(例如，δki)和/或微分調(diào)整值(例如，δkd)。模糊規(guī)則塊306可以向比例pid系數(shù)塊308呈現(xiàn)比例調(diào)整值δkp。模糊規(guī)則塊306可以向積分pid系數(shù)塊310呈現(xiàn)積分調(diào)整值δki。模糊規(guī)則塊306可以向微分pid系數(shù)塊312呈現(xiàn)微分調(diào)整值δkd。

模糊規(guī)則塊306可以實(shí)現(xiàn)基于亮度差值luma_diff的輸入值與系數(shù)值(例如，kp、ki和/或kd)的調(diào)整值(例如，δkp、δki和/或δkd)之間的靈活關(guān)系。例如，基于亮度差值的輸入值可以是亮度差值e和亮度差值的微分e_d。模糊規(guī)則塊306可以將亮度差值e的值分成多個(gè)級(jí)別。模糊規(guī)則塊306可以將亮度差值的微分e_d的值分成多個(gè)級(jí)別。模糊規(guī)則塊306可以將調(diào)整值中的每個(gè)調(diào)整值(例如，δkp、δki和/或δkd)的值分成多個(gè)級(jí)別。模糊規(guī)則塊306可以基于亮度差值e的級(jí)別和/或亮度差值的微分e_d的級(jí)別來從調(diào)整值級(jí)別中選擇調(diào)整值(例如，δkp、δki和/或δkd)?？梢躁P(guān)于圖5-圖7更詳細(xì)地描述多個(gè)級(jí)別。

比例pid系數(shù)塊308可以接收當(dāng)前亮度差值e和/或比例調(diào)整值δkp。比例pid系數(shù)塊308可以執(zhí)行計(jì)算以確定用于計(jì)算信號(hào)pwm_duty的值(例如，val_1)。計(jì)算可以基于比例系數(shù)值kp的當(dāng)前值、比例調(diào)整值δkp和/或亮度差值e來確定。由比例pid系數(shù)塊308執(zhí)行的計(jì)算可以被處理器100使用以確定將由pwm模塊108生成的pwm信號(hào)pwm_duty的特性。在一個(gè)示例中，由比例pid系數(shù)塊308執(zhí)行的計(jì)算可以由公式(例如，等式2)來確定。

val_1＝(kp+δkp)×luma_diff[n](等式2)

積分pid系數(shù)塊310可以接收當(dāng)前亮度差值e和/或積分調(diào)整值δki。積分pid系數(shù)塊310可以執(zhí)行計(jì)算以確定用于計(jì)算信號(hào)pwm_duty的另一個(gè)值(例如，val_2)。計(jì)算可以基于積分系數(shù)值ki的當(dāng)前值、積分調(diào)整值δki、周期值(例如，t)和/或亮度差值e的當(dāng)前值和先前值中的一個(gè)或多個(gè)來確定。由積分pid系數(shù)塊310執(zhí)行的計(jì)算可以被處理器100使用以確定將由pwm模塊108生成的pwm信號(hào)pwm_duty的特征。在一個(gè)示例中，由積分pid系數(shù)塊310執(zhí)行的計(jì)算可以由公式(例如，等式3)確定。

微分pid系數(shù)塊312可以接收當(dāng)前亮度差值e和/或微分調(diào)整值δkd。微分pid系數(shù)塊312可以執(zhí)行計(jì)算以確定用于計(jì)算信號(hào)pwm_duty的又一個(gè)值(例如，val_3)。計(jì)算可以基于微分系數(shù)值kd的當(dāng)前值、微分調(diào)整值δkd、周期值t和/或亮度差值e的當(dāng)前值和先前值中的一個(gè)或多個(gè)來確定。由微分pid系數(shù)塊312執(zhí)行的計(jì)算可被處理器100使用以確定將由pwm模塊108生成的pwm信號(hào)pwm_duty的特性。在一個(gè)示例中，由微分pid系數(shù)塊312執(zhí)行的計(jì)算可以由公式(例如，等式4)確定。

val_3＝(kd+δkd)×(luma_diff[n]-luma_diff[n-1])/t(等式4)

比例系數(shù)值kp、積分系數(shù)值ki、微分系數(shù)值kd、周期值t、當(dāng)前亮度差值e和/或先前亮度差值可以由儲(chǔ)存模塊110和/或處理器100儲(chǔ)存(例如，使用緩存)。周期值t可以是cmos輸入樣本的周期，其中，n>1。處理器100可以對(duì)由比例pid系數(shù)塊308確定的值val_1、由積分pid系數(shù)塊310確定的值val_2和/或由微分pid系數(shù)塊312確定的值val_3進(jìn)行組合。值val_1、值val_2和值val_3的組合可以由處理器100使用以確定pwm信號(hào)pwm_duty的占空比。信號(hào)pwm_duty可由pwm模塊108生成。系數(shù)值的組合的模糊pid公式可以由公式(例如，等式5)來確定。

參考圖5，示出了例示基于亮度值的輸入與輸出的比例系數(shù)調(diào)整值δkp之間的關(guān)系的表格350。表格350可以包括亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g(例如，e_d級(jí)別)的行。表格350可以包括亮度差值級(jí)別354a-354g(例如，e級(jí)別)的列。在示出的示例中，針對(duì)亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g示出了七個(gè)級(jí)別。所實(shí)現(xiàn)的級(jí)別的數(shù)量可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

表格350可以包括比例調(diào)整值級(jí)別356aa-356gg。對(duì)于亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g的每個(gè)組合，可以存在比例調(diào)整級(jí)別356aa-356gg中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)級(jí)別。在示出的示例中，比例調(diào)整級(jí)別356aa-356gg中的每個(gè)級(jí)別可以是七個(gè)不同級(jí)別中的一個(gè)。所實(shí)現(xiàn)的比例調(diào)整級(jí)別的數(shù)量可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

在一個(gè)示例中，比例調(diào)整級(jí)別356aa可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352a和亮度差值級(jí)別354a。在另一個(gè)示例中，比例調(diào)整級(jí)別356ga可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352g和亮度差級(jí)別354a。在又一個(gè)示例中，比例調(diào)整級(jí)別356ag可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352a和亮度差級(jí)別354g。在又一個(gè)示例中，比例調(diào)整級(jí)別356fd可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352f和亮度差級(jí)別354d。從模糊規(guī)則塊306輸出的比例調(diào)整值δkp可以選自比例調(diào)整級(jí)別356aa-356gg中的一個(gè)。比例調(diào)整級(jí)別356aa-356gg中的所選擇的一個(gè)可由比例pid系數(shù)塊308使用。

規(guī)則104可以將e分成七個(gè)級(jí)別354a-354g。亮度差e的七個(gè)級(jí)別可以為負(fù)大(例如，nb_e)、負(fù)中/中等(例如，nm_e)、負(fù)小(例如，ns_e)、零(例如，z0_e)、正小(ps_e)、正中/中等(例如，pm_e)和/或正大(例如，pb_e)。規(guī)則104可以將e_d分成七個(gè)級(jí)別352a-352g。亮度差的微分ed的七個(gè)級(jí)別可以為負(fù)大(例如，nb_ed)、負(fù)中(例如，nm_ed)、負(fù)小(例如，ns_ed)、零(例如，z0_ed)、正小(ps_ed)、正中(例如，pm_ed)和/或正大(例如，pb_ed)。

模糊控制規(guī)則塊306的輸出可以是pid控制系數(shù)kp、ki和/或kd的增加/減小(例如，調(diào)整值δkp、δki和/或δkd)。表格350可以指示比例系數(shù)調(diào)整級(jí)別356aa-356gg。規(guī)則104可以將比例系數(shù)調(diào)整級(jí)別356aa-356gg分成七個(gè)級(jí)別。模糊規(guī)則塊306可以基于亮度差值級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g來從比例系數(shù)調(diào)整級(jí)別356aa-356gg中選擇比例系數(shù)調(diào)整值δkp。比例系數(shù)調(diào)整值δkp的七個(gè)級(jí)別可以為負(fù)大(例如，nb)、負(fù)中(例如，nm)、負(fù)小(例如，ns)、零(例如，z0)、正小(ps)、正中(例如，pm)和/或正大(例如，pb)。例如，當(dāng)亮度差值級(jí)別為nm_e(例如，354b)并且亮度差值的微分的級(jí)別為ps_ed(例如，352e)時(shí)，對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)調(diào)整級(jí)別可以為正中(例如，356eb)并且比例系數(shù)調(diào)整值δkp可以為pm值。

參考圖6，示出了例示基于亮度值的輸入與輸出的積分系數(shù)調(diào)整值δki之間的關(guān)系的表格400。表格400可以包括亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g(例如，e_d級(jí)別)的行。表格350可以包括亮度差值級(jí)別354a-354g(例如，e級(jí)別)的列。在示出的示例中，針對(duì)亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g示出了七個(gè)級(jí)別。所實(shí)現(xiàn)的級(jí)別的數(shù)量可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

表格400可以包括積分調(diào)整值級(jí)別406aa-406gg。對(duì)于亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g的每個(gè)組合，可以存在積分調(diào)整級(jí)別406aa-406gg中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)級(jí)別。在示出的示例中，積分調(diào)整級(jí)別406aa-406gg中的每個(gè)級(jí)別可以是七個(gè)不同級(jí)別中的一個(gè)。所實(shí)現(xiàn)的積分調(diào)整級(jí)別的數(shù)量可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

在一個(gè)示例中，積分調(diào)整級(jí)別406aa可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352a和亮度差值級(jí)別354a。在另一個(gè)示例中，積分調(diào)整級(jí)別406ga可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352g和亮度差級(jí)別354a。在又一個(gè)示例中，積分調(diào)整級(jí)別406ag可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352a和亮度差級(jí)別354g。在又一個(gè)示例中，積分調(diào)整級(jí)別406fd可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352f和亮度差級(jí)別354d。從模糊規(guī)則塊306輸出的積分調(diào)整值δki可以選自積分調(diào)整級(jí)別406aa-406gg中的一個(gè)。積分調(diào)整級(jí)別406aa-406gg中的所選擇的一個(gè)級(jí)別可由積分pid系數(shù)塊310使用。

模糊控制規(guī)則塊306的輸出可以是pid控制系數(shù)kp、ki和/或kd的增加/減小(例如，調(diào)整值δkp、δki和/或δkd)。表格400可以指示積分系數(shù)調(diào)整級(jí)別406aa-406gg。規(guī)則104可以將積分系數(shù)調(diào)整級(jí)別406aa-406gg分成七個(gè)級(jí)別。模糊規(guī)則塊306可以基于亮度差值級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g來從積分系數(shù)調(diào)整級(jí)別406aa-406gg中選擇積分系數(shù)調(diào)整值δki。積分系數(shù)調(diào)整值δki的七個(gè)級(jí)別可以是負(fù)大(例如，nb)、負(fù)中(例如，nm)、負(fù)小(例如，ns)、零(例如，z0)、正小(ps)、正中(例如，pm)和/或正大(例如，pb)。例如，當(dāng)亮度差值級(jí)別為nm_e(例如，354b)并且亮度差值的微分的級(jí)別為ps_ed(例如，352e)時(shí)，對(duì)應(yīng)的積分系數(shù)調(diào)整級(jí)別可以為負(fù)小(例如，406eb)并且積分系數(shù)調(diào)整值δki可以為ns值。

參考圖7，示出了例示基于亮度值的輸入與輸出的微分系數(shù)調(diào)整值δkd之間的關(guān)系的表格450。表格450可以包括亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g(例如，e_d級(jí)別)的行。表格450可以包括亮度差值級(jí)別354a-354g(例如，e級(jí)別)的列。在示出的示例中，針對(duì)亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g示出了七個(gè)級(jí)別。所實(shí)現(xiàn)的級(jí)別的數(shù)量可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

表格450可以包括微分調(diào)整值級(jí)別456aa-456gg。對(duì)于亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g的每個(gè)組合，可以存在微分調(diào)整級(jí)別456aa-456gg中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)級(jí)別。在示出的示例中，微分調(diào)整級(jí)別456aa-456gg中的每個(gè)級(jí)別可以是七個(gè)不同級(jí)別中的一個(gè)。所實(shí)現(xiàn)的微分調(diào)整級(jí)別的數(shù)量可以根據(jù)具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

在一個(gè)示例中，微分調(diào)整級(jí)別456aa可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352a和亮度差值級(jí)別354a。在另一個(gè)示例中，微分調(diào)整級(jí)別456ga可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352g和亮度差級(jí)別354a。在又一個(gè)示例中，微分調(diào)整級(jí)別456ag可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352a和亮度差級(jí)別354g。在又一個(gè)示例中，微分調(diào)整級(jí)別456fd可以對(duì)應(yīng)于亮度差值的微分的級(jí)別352f和亮度差級(jí)別354d。從模糊規(guī)則塊306輸出的微分調(diào)整值δkd可以選自微分調(diào)整級(jí)別456aa-456gg中的一個(gè)。微分調(diào)整級(jí)別456aa-456gg中的所選擇的一個(gè)可由微分pid系數(shù)塊312使用。

模糊控制規(guī)則塊306的輸出可以是pid控制系數(shù)kp、ki和/或kd的增加/減小(例如，調(diào)整值δkp、δki和/或δkd)。表格450可以指示微分系數(shù)調(diào)整級(jí)別456aa-456gg。規(guī)則104可以將微分系數(shù)調(diào)整級(jí)別456aa-456gg分成七個(gè)級(jí)別。模糊規(guī)則塊306可以基于亮度差值級(jí)別352a-352g和亮度差值級(jí)別354a-354g來從微分系數(shù)調(diào)整級(jí)別456aa-456gg中選擇微分系數(shù)調(diào)整值δkd。微分系數(shù)調(diào)整值δkd的七個(gè)級(jí)別可以為負(fù)大(例如，nb)、負(fù)中(例如，nm)、負(fù)小(例如，ns)、零(例如，z0)、正小(ps)、正中(例如，pm)和/或正大(例如，pb)。例如，當(dāng)亮度差值級(jí)別為nm_e(例如，354b)并且亮度差值的微分的級(jí)別為ps_ed(例如，352e)時(shí)，對(duì)應(yīng)的微分系數(shù)調(diào)整級(jí)別可以為負(fù)中(例如，456eb)并且微分系數(shù)調(diào)整值δkd可以為nm值。

模糊控制規(guī)則的基礎(chǔ)可以從專家經(jīng)驗(yàn)獲得。例如，專家經(jīng)驗(yàn)可用于確定基于亮度差值(例如，luma_diff)的輸入值與系數(shù)值的調(diào)整值(例如，δkp、δki和/或δkd)之間的靈活關(guān)系。靈活關(guān)系可以在亮度差值級(jí)別354a-354g、亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g與pid系數(shù)調(diào)整值的級(jí)別(例如，比例調(diào)整級(jí)別356aa-356gg、積分調(diào)整級(jí)別406aa-406gg、以及微分調(diào)整級(jí)別456aa-456gg)之間實(shí)現(xiàn)。各個(gè)級(jí)別可以被預(yù)先編程到固件102中。

例如，專家可以針對(duì)當(dāng)前亮度值確定鏡頭82的具體口徑尺寸(例如，以捕獲期望的圖像質(zhì)量)。專家可以確定使得口徑的尺寸能夠被改變?yōu)槠谕目趶匠叽缍回?fù)面影響所捕獲的視頻的圖像質(zhì)量的pid系數(shù)之間的各種關(guān)系。對(duì)于dc光圈204，當(dāng)檢測(cè)到亮度值的階躍改變時(shí)，模糊規(guī)則104可以被執(zhí)行以獲得luma_diff值來盡快到達(dá)設(shè)定點(diǎn)(例如，以使攝像機(jī)50避免所捕獲的圖像的過度曝光)，而同時(shí)限制過沖和/或閃爍。模糊規(guī)則104可以將專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換成由處理器100執(zhí)行的邏輯。

模糊規(guī)則104的目標(biāo)可以是使得偏差(例如，luma_diff)較快收斂和過沖較小。當(dāng)調(diào)整dc光圈204時(shí)，系數(shù)調(diào)整值δkp、δki和/或δkd可以調(diào)整pid系數(shù)值kp、ki和/或kd以使亮度差值e收斂到設(shè)定點(diǎn)(例如，減小收斂時(shí)間)和/或減小過沖的量。例如，nb_e的亮度差級(jí)別、和nb_ed的亮度差的微分的級(jí)別可以指示e是負(fù)大的并且亮度可以非常小。負(fù)大e_d可以指示亮度現(xiàn)在可能將要更小。在示例的場(chǎng)景中，處理器100可以增加力量以快速打開鏡頭82的光圈(例如，可能呈現(xiàn)較小的pwm占空比)。為了增加力量以快速打開鏡頭82的光圈，處理器100可以增加kp、減小ki并減小kd。模糊規(guī)則104可以確定，為了增加kp、減小ki并減小kd，調(diào)整級(jí)別的輸出可使得比例調(diào)整級(jí)別δkp為pb、積分調(diào)整級(jí)別δki為nb，并且微分調(diào)整級(jí)別δkd為ps。處理器100可以生成隸屬函數(shù)并使用中心平均的去模糊方法來完成輸出。

規(guī)則104可以包括模糊控制規(guī)則。通過規(guī)則104實(shí)現(xiàn)的亮度差的微分的級(jí)別352a-352g、亮度差級(jí)別354a-354g的級(jí)別和/或系數(shù)調(diào)整級(jí)別(例如，356aa-356gg、406aa-406gg和/或456aa-456gg)的級(jí)別可以表示靈活關(guān)系。針對(duì)比例調(diào)整級(jí)別δkp、積分調(diào)整級(jí)別δki和/或微分調(diào)整級(jí)別δkd的負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中和/或正大的值可以各自不同。負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中和/或正大的實(shí)際值可以根據(jù)dc光圈204的類型和/或具體實(shí)施方式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而不同。

通常，負(fù)大可以表示比負(fù)中大的負(fù)值，并且負(fù)中可以表示比負(fù)小大的負(fù)值。通常，正大可以表示比正中大的正值，并且正中可以表示比正小大的正值。級(jí)別之間的值的范圍可以不同。例如，正大可以比正中大得多，而正中可以稍大于正小，并且正小可以幾乎不比零大。通過組合多個(gè)調(diào)整級(jí)別值，處理器可以通過若干次調(diào)整的迭代來獲得任何值以微調(diào)dc光圈204。基于亮度差值(例如，亮度差值e和/或亮度差值的微分e_d)的輸入值與系數(shù)值的調(diào)整值δkp,δki和/或δkd之間的靈活關(guān)系可以使得處理器100生成能夠?qū)c光圈204作出期望改變的信號(hào)pwm_duty。

pid系數(shù)調(diào)整值δkp,δki和/或δkd的級(jí)別可以響應(yīng)于所選擇的亮度差值e的級(jí)別和所選擇的亮度差值的微分e_d的級(jí)別而進(jìn)行選擇。亮度差值的級(jí)別354a-354g可以響應(yīng)于亮度差值e而進(jìn)行選擇。在一些實(shí)施例中，可以當(dāng)e大于或等于pb_e值時(shí)選擇級(jí)別pb_e，可以當(dāng)e大于或等于pm_e值但小于pb_e值時(shí)選擇級(jí)別pm_e，可以當(dāng)e大于或等于ps_e值但小于pm_e值時(shí)選擇級(jí)別ps_e，可以當(dāng)e小于ps_e值并大于ns_e值時(shí)選擇級(jí)別z0，可以當(dāng)e值小于或等于ns_e值并大于nm_e值時(shí)選擇級(jí)別ns_e，可以當(dāng)e值小于或等于nm_e值并大于nb_e值時(shí)選擇級(jí)別nm_e，并且可以當(dāng)e值小于nb_e值時(shí)選擇nb_e值。在一些實(shí)施例中，亮度差值的級(jí)別354a-354g可以基于亮度差值354a-354g中的哪個(gè)值最接近于亮度差值e來進(jìn)行選擇。可以類似于亮度差值的級(jí)別354a-354g來選擇亮度差值的微分的級(jí)別352a-352g。

在一個(gè)示例中，比例pid系數(shù)kp可具有0.5的值，積分pid系數(shù)ki可具有0.0004的值并且微分pid系數(shù)kd可具有1的值。繼續(xù)該示例，模糊規(guī)則104可以確定亮度差值e的級(jí)別(例如，亮度差值級(jí)別354a-354g)。例如，負(fù)大亮度差值(例如，nb_e)354a可以為-15，負(fù)中亮度差值(例如，nm_e)354b可以為-10，負(fù)小亮度差值(例如，ns_e)354c可以為-5，零亮度差值(例如，z0_e)354d可以為0，正小亮度差值(ps_e)354e可以為10，正中亮度差值(例如，pm_e)354f可以為20，并且正大亮度差值(例如，pb_e)354g可以為50。繼續(xù)該示例，負(fù)大亮度差值的微分(例如，nb_ed)352a可以為-10，負(fù)中亮度差值的微分(例如，nm_ed)352b可以為-4，負(fù)小亮度差值的微分(例如，ns_ed)352c可以為-2，零亮度差值的微分(例如，z0_ed)352d可以為0，正小亮度差值的微分(ps_ed)352e可以為5，正中亮度差值的微分(例如，pm_ed)352f可以為10，并且正大亮度差值的微分(例如，pb_ed)352g可以為25。

繼續(xù)其中比例pid系數(shù)kp可具有0.5的值、積分pid系數(shù)ki可具有0.0004的值并且微分pid系數(shù)kd可具有1的值的示例，比例pid系數(shù)的調(diào)整值級(jí)別δkp可以是：針對(duì)負(fù)大(例如，nb)為-0.05、針對(duì)負(fù)中(例如，nm)為-0.03、針對(duì)負(fù)小(例如，ns)為-0.01、針對(duì)零(例如，z0)為0、針對(duì)正小(例如，ps)為0.01、針對(duì)正中(例如，pb)為0.03以及針對(duì)正大(例如，pb)為0.05。積分pid系數(shù)的調(diào)整值級(jí)別δki可以是：針對(duì)負(fù)大(例如，nb)為-0.00004、針對(duì)負(fù)中(例如，nm)為-0.00002、針對(duì)負(fù)小(例如，ns)為-0.00001、針對(duì)零(例如，z0)為0、針對(duì)正小(例如，ps)為0.00001、針對(duì)正中(例如，pb)為0.00002以及針對(duì)正大(例如，pb)為0.00004。微分pid系數(shù)的調(diào)整值級(jí)別δkd可以是：針對(duì)負(fù)大(例如，nb)為-0.1、針對(duì)負(fù)中(例如，nm)為-0.05、針對(duì)負(fù)小(例如，ns)為-0.03、針對(duì)零(例如，z0)為0、針對(duì)正小(例如，ps)為0.03、針對(duì)正中(例如，pb)為0.05以及針對(duì)正大(例如，pb)為0.1。

例如，當(dāng)比例pid系數(shù)kp具有0.5的值、積分pid系數(shù)ki具有0.0004的值并且微分pid系數(shù)kd具有1的值時(shí)，亮度差值e為25并且亮度差值的微分e_d為-2，亮度差級(jí)別可以為pm_e(例如，在一些實(shí)施例中，亮度差值e大于pm_e級(jí)別20并小于pb_e級(jí)別50，并且在一些實(shí)施例中，亮度差值e比任何其它級(jí)別更接近于pm_e級(jí)別)，并且亮度差的微分的級(jí)別可以為ns_ed(例如，亮度差值的微分e_d等于ns_ed值)。pm_e可以對(duì)應(yīng)于表格位置354f并且ns_ed可以對(duì)應(yīng)于表格位置352c?；诹炼炔罴?jí)別354f和亮度差值的微分352c，比例pid系數(shù)的調(diào)整值級(jí)別δkp可以對(duì)應(yīng)于356cf(例如，如圖5中示出的ns)，積分pid系數(shù)的調(diào)整值級(jí)別δki可以對(duì)應(yīng)于406cf(例如，如圖6中示出的ps)，并且微分pid系數(shù)的調(diào)整值級(jí)別δkd可以對(duì)應(yīng)于456cf(例如，如圖7中示出的ps)。因此，比例系數(shù)調(diào)整級(jí)別δkp可以為-0.01，積分系數(shù)調(diào)整級(jí)別δki可以為0.00001并且微分系數(shù)調(diào)整級(jí)別δkd可以為0.03。

參考圖8，示出了方法(或過程)500。方法500可以生成系數(shù)值以調(diào)整鏡頭82的dc光圈204。方法500通常包括步驟(或狀態(tài))502、步驟(或狀態(tài))504、步驟(或狀態(tài))506、步驟(或狀態(tài))508、步驟(或狀態(tài))510、決策步驟(或狀態(tài))512、步驟(或狀態(tài))514、步驟(或狀態(tài))516、以及步驟(或狀態(tài))518。

狀態(tài)502可以開始方法500。接下來，在狀態(tài)504中，圖像傳感器84可以捕獲視頻幀(或圖像)。例如，鏡頭82可以將光聚焦到圖像傳感器84上。圖像傳感器84可以向傳感器輸入接口120呈現(xiàn)光信息。dsp模塊124可以處理光信息。處理器100可以生成視頻幀。

在狀態(tài)506中，dsp模塊124可以(例如，經(jīng)由傳感器輸入接口120)從圖像傳感器84接收(或確定)所捕獲的視頻幀的亮度值。接下來，在狀態(tài)508中，dps模塊124和/或處理器100可以將亮度值與標(biāo)準(zhǔn)亮度值進(jìn)行比較。例如，標(biāo)準(zhǔn)亮度值可以是由儲(chǔ)存模塊110和/或固件102儲(chǔ)存的已知(或預(yù)定)值。在狀態(tài)510中，dsp模塊124和/或處理器100可以基于由傳感器輸入接口120接收到的光信息來確定亮度差值e和亮度差值的微分e_d。接下來，方法500可以移動(dòng)到?jīng)Q策狀態(tài)512。

在決策狀態(tài)512中，處理器100可以判斷亮度差值e是否處于設(shè)定點(diǎn)(例如，零的值)。如果亮度差值e處于設(shè)定點(diǎn)，則方法500可以返回到狀態(tài)504。如果亮度差值e未處于設(shè)定點(diǎn)，則方法500可以移動(dòng)到狀態(tài)514。在狀態(tài)514中，處理器100可以應(yīng)用模糊規(guī)則104來確定pid系數(shù)(將結(jié)合圖9更詳細(xì)描述)。在一些實(shí)施例中，決策狀態(tài)512可以是可選的。例如，即使當(dāng)亮度差值e已經(jīng)處于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，處理器100也可以應(yīng)用模糊規(guī)則104(例如，模糊規(guī)則104可以判斷對(duì)于pid系數(shù)值不需要調(diào)整)。接下來，方法500可以移動(dòng)到狀態(tài)516。

在狀態(tài)516中，pwm模塊108可以基于處理器100確定的pid系數(shù)來生成pwm信號(hào)pwm_duty。信號(hào)pwm_duty可以進(jìn)一步基于pid系數(shù)的調(diào)整值和/或其它值(例如，周期值t)來確定。接下來，在狀態(tài)518中，鏡頭組件80可以接收信號(hào)pwm_duty，并且dc光圈204可以響應(yīng)于信號(hào)pwm_duty來進(jìn)行調(diào)整。接下來，方法500可以返回到狀態(tài)504。例如，隨著接收到新的視頻幀(和光數(shù)據(jù))，模糊pid規(guī)則104可以繼續(xù)(或連續(xù))調(diào)整dc光圈204。繼續(xù)調(diào)整pid系數(shù)kp、ki和/或kd可以確保所捕獲的視頻幀不會(huì)過度曝光，而同時(shí)減小過沖和閃爍。

參考圖9，示出了方法(或過程)550。方法550可以應(yīng)用模糊規(guī)則以確定系數(shù)調(diào)整值。方法550通常包括步驟(或狀態(tài))552、步驟(或狀態(tài))554、步驟(或狀態(tài))556、步驟(或狀態(tài))558、步驟(或狀態(tài))560、決策步驟(或狀態(tài))562、步驟(或狀態(tài))564、以及步驟(或狀態(tài))566。

狀態(tài)552可以開始方法550。在狀態(tài)554中，dsp模塊124和/或處理器100可以確定亮度差級(jí)別354a-354g、亮度差的微分的級(jí)別352a-352g以及pid系數(shù)級(jí)別(例如，比例系數(shù)級(jí)別356aa-356gg、積分系數(shù)級(jí)別406aa-406gg和/或微分系數(shù)級(jí)別456aa-456gg)。在一個(gè)示例中，亮度差級(jí)別354a-354g、亮度差的微分的級(jí)別352a-352g以及pid系數(shù)級(jí)別可以是預(yù)先編程的(例如，由固件102儲(chǔ)存)。在另一個(gè)示例中，亮度差級(jí)別354a-354g、亮度差的微分的級(jí)別352a-352g以及pid系數(shù)級(jí)別可以通過從儲(chǔ)存模塊110中獲取級(jí)別來確定。接下來，方法550可以移動(dòng)到狀態(tài)556。

在狀態(tài)556中，處理器100可以使用模糊規(guī)則104來將當(dāng)前亮度差值e與亮度差級(jí)別354a-354g中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)示例中，亮度差值e可以與正小(例如，ps_e)亮度差級(jí)別354e相關(guān)聯(lián)。接下來，在狀態(tài)558中，處理器100可以使用模糊規(guī)則104來將當(dāng)前的亮度差值的微分ed與亮度差的微分的級(jí)別352a-352g中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)示例中，亮度差值的微分ed可以與負(fù)中(例如，nm_ed)亮度差的微分的級(jí)別352b相關(guān)聯(lián)。接下來，方法550可以移動(dòng)到狀態(tài)560。

在狀態(tài)560中，處理器100可以使用模糊規(guī)則104來基于亮度差級(jí)別和亮度差的微分的級(jí)別確定pid系數(shù)調(diào)整級(jí)別。例如，如果亮度差級(jí)別為正小(例如，354e)并且亮度差的微分為負(fù)中(例如，352b)，則可以選擇比例系數(shù)調(diào)整級(jí)別356be，可以選擇積分系數(shù)調(diào)整級(jí)別406be，并且可以選擇微分系數(shù)調(diào)整級(jí)別456be。例如，比例系數(shù)調(diào)整值δkp可以為正小(例如，ps)，積分系數(shù)調(diào)整值δki可以為負(fù)小(例如，ns)并且微分系數(shù)調(diào)整值δkd可以為零(例如，z0)。接下來，方法550可以移動(dòng)到?jīng)Q策狀態(tài)562。

在決策狀態(tài)562中，處理器100可以使用模糊規(guī)則104來判斷pid系數(shù)值(例如，kp、ki和/或kd)是否需要調(diào)整。如果pid系數(shù)值需要調(diào)整，則方法550可以移動(dòng)到狀態(tài)564。如果pid系數(shù)值不需要調(diào)整(例如，δkp、δki、δkd：z0、z0、z0)，則方法550可以移動(dòng)到狀態(tài)566。在一些實(shí)施例中，決策狀態(tài)562可以是可選的。例如，z0的pid系數(shù)級(jí)別可以代表不調(diào)整，并且比例pid系數(shù)塊308、積分pid系數(shù)塊310和/或微分pid系數(shù)塊312可以基于調(diào)整級(jí)別δkp、δki和/或δkd的零值來計(jì)算值val_1、val_2和/或val_3。

在狀態(tài)564中，處理器100可以使用模糊規(guī)則104來基于對(duì)應(yīng)的系數(shù)調(diào)整級(jí)別(δkp、δki和/或δkd)來調(diào)整每個(gè)系數(shù)值(例如，kp、ki和/或kd)。接下來，方法550可以移動(dòng)到狀態(tài)566。狀態(tài)566可以結(jié)束方法550。

模糊pid規(guī)則104可以在線(例如，運(yùn)行中)自動(dòng)調(diào)整pid系數(shù)(例如，kp、ki、kd)。當(dāng)階躍改變到來時(shí)(例如，強(qiáng)光突然到來)，e可以屬于亮度差級(jí)別pb_e并且e_d屬于亮度差的微分的級(jí)別pb_ed。對(duì)應(yīng)的輸出可以是δkp、δki、δkd：nb、pb、pb。δkp、δki、δkd：nb、pb、pb的調(diào)整值可以導(dǎo)致快速增加積分系數(shù)值、大的微分系數(shù)值和減小的比例系數(shù)值。增加的積分系數(shù)值和增加的微分系數(shù)值可以確保dc光圈204快速關(guān)閉。減小的比例系數(shù)值可以防止過沖。

在另一個(gè)示例中，在若干周期之后，如果亮度差e轉(zhuǎn)到級(jí)別ps_e并且亮度差的微分ed轉(zhuǎn)到級(jí)別nb_ed(例如，指示dc光圈204關(guān)閉得太快)，則調(diào)整系數(shù)輸出可以是δkp、δki、δkd：ps、nm、z0。減小的積分系數(shù)值可以減小用于關(guān)閉dc光圈204的力量。

在又一個(gè)示例中，在若干周期后，如果亮度差e轉(zhuǎn)到級(jí)別ps_e，并且亮度差的微分ed轉(zhuǎn)到級(jí)別ns_ed(例如，指示dc光圈204收斂可以是平滑的)，則調(diào)整系數(shù)輸出可以為δkp、δki、δkd：z0、z0、z0。處理器100可以保持當(dāng)前pid系數(shù)并等待luma_diff到達(dá)設(shè)定點(diǎn)。

當(dāng)使用不同類型的dc光圈204時(shí)，pid系數(shù)可以被自動(dòng)調(diào)整以適配控制目標(biāo)。規(guī)則104可以不需要提前知道dc光圈204的類型。由于模糊規(guī)則104可以從經(jīng)驗(yàn)獲得，因此可以通過規(guī)則104來根據(jù)e和/或e_d的值的改變來調(diào)整pid系數(shù)。級(jí)別(e、e_d、和/或pid系數(shù)的調(diào)整值中的每個(gè))可以是預(yù)先確定的和/或由固件102儲(chǔ)存。

由處理器100執(zhí)行的模糊pid規(guī)則104可以被實(shí)現(xiàn)為具有快的收斂速度和小的過沖。執(zhí)行模糊規(guī)則104可以有助于攝像機(jī)50捕獲良好的圖像質(zhì)量(例如，跨變化的光照環(huán)境)。模糊pid規(guī)則104可以使得處理器100能夠針對(duì)不同類型的dc光圈204實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的控制系統(tǒng)。在具有由處理器100執(zhí)行的模糊pid規(guī)則104的情況下，攝像機(jī)50的制造商可能不需要針對(duì)在產(chǎn)品線中使用的每種類型的dc光圈204微調(diào)pid系數(shù)(例如，kp、ki和/或kd)。例如，處理器100可以用在實(shí)現(xiàn)具有多于一種類型的dc光圈204而不必須要微調(diào)pid系數(shù)的攝像機(jī)的產(chǎn)品線中。由于模糊pid規(guī)則104可以自動(dòng)檢測(cè)和/或調(diào)整pid系數(shù)，因此實(shí)現(xiàn)處理器100可以提高生產(chǎn)率?？梢圆恍枰硗獾目刂破餍酒瑏砼c模糊規(guī)則104的輸出兼容。由處理器100輸出的pid系數(shù)(例如，信號(hào)pwm_duty)可以與攝像機(jī)電路90和/或鏡頭組件80的部件兼容。格式化信號(hào)pwm_duty以與攝像機(jī)電路90和/或鏡頭組件80的部件兼容可以使得處理器100能夠提供dc光圈控制系統(tǒng)的低成本實(shí)施方式。

當(dāng)在本文中結(jié)合“是”以及動(dòng)詞使用時(shí)，術(shù)語“可以”和“通?！北硎緜鬟_(dá)本說明書是例示性的并且被認(rèn)為足夠?qū)挿阂园ū竟_內(nèi)容中呈現(xiàn)的具體示例以及可基于本公開內(nèi)容獲得的替代示例的意圖。如本文中使用的術(shù)語“可以”和“通常”不應(yīng)當(dāng)被解釋為必須暗示省略對(duì)應(yīng)元件的意愿和可能性。

如對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的，在圖1至圖9的圖中例示的功能和結(jié)構(gòu)可以使用傳統(tǒng)通用處理器、數(shù)字計(jì)算機(jī)、微處理器、微控制器、分布式計(jì)算機(jī)資源和/或類似的計(jì)算機(jī)器中的一個(gè)或多個(gè)來設(shè)計(jì)、建模、仿真、和/或模擬、根據(jù)本說明書的教導(dǎo)編程。如對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員也將顯而易見的，可以由技術(shù)編程人員基于本公開內(nèi)容的教導(dǎo)來容易地準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)能浖⒐碳?、代碼、例程、指令、操作碼、微碼、和/或程序模塊。軟件通常體現(xiàn)在一種介質(zhì)或若干介質(zhì)中，例如非暫時(shí)性儲(chǔ)存介質(zhì)，并且可由處理器中的一個(gè)或多個(gè)循序地或并行地執(zhí)行。

本發(fā)明的實(shí)施例也可以在以下設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)：asic(專用集成電路)、fpga(場(chǎng)可編程門陣列)、pld(可編程邏輯器件)、cpld(復(fù)雜可編程邏輯器件)、門海(sea-of-gates)、assp(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)、集成電路。電路可以基于一種或多種硬件描述語言來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例可以結(jié)合以下存儲(chǔ)器使用：閃存、非易失性存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、磁盤、軟盤、諸如dvd和dvdram之類的光盤、磁光盤和/或分布式儲(chǔ)存系統(tǒng)。

盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下作出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。