調(diào)整自動曝光量的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像裝置，尤其是涉及攝像裝置中調(diào)整自動曝光量的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]攝像裝置，例如照相機(jī)和/或攝影機(jī)已經(jīng)成為各種便攜式電子設(shè)備的必備組成。人們使用便攜式電子設(shè)備，例如手機(jī)、平板電腦或者卡片式數(shù)碼相機(jī)來捕捉日常生活的事件。這類應(yīng)用的特點(diǎn)是關(guān)注使用的便捷性，而對拍攝質(zhì)量的要求則在其次，因此期望攝像裝置能夠在不需使用者干預(yù)的情況下自動將其參數(shù)調(diào)整到合理的范圍以方便使用者直接進(jìn)行拍攝。曝光量則是諸多參數(shù)中的一項重要參數(shù)。
[0003]自動曝光是攝像裝置根據(jù)光線的強(qiáng)弱自動調(diào)整曝光量，防止曝光過度或者不足而造成的畫面亮度達(dá)不到理想效果。但在場景反差很大的時候，曝光量的可調(diào)范圍可能不足以適應(yīng)這種場景的變化。原因在于，攝像裝置默認(rèn)地設(shè)置固定的幀率，這限制了曝光量的可調(diào)范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種調(diào)整自動曝光量的方法和裝置，其通過動態(tài)調(diào)整幀率來擴(kuò)大曝光量的可調(diào)范圍。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種調(diào)整自動曝光量的方法，用于一攝像裝置，該方法包括以下步驟:
[0006]a.根據(jù)該攝像裝置畫面的當(dāng)前亮度與目標(biāo)亮度計算一偏離度量值；
[0007]b.分別比較該偏離度量值與一降幀閾值和一升幀閾值以決定如何調(diào)整攝像裝置的幀率，
[0008]當(dāng)該偏離度量值小于或等于該降幀閾值，且該攝像裝置的增益已經(jīng)達(dá)到最大增益時，降低該攝像裝置的幀率；
[0009]當(dāng)該偏離度量值大于或等于該升幀閾值時，提高該攝像裝置的幀率；
[0010]當(dāng)該偏離度量值小于或等于該降幀閾值，且該攝像裝置的增益未達(dá)到最大增益，或者該偏離度量值大于該降幀閾值且小于該升幀閾值時，保持該攝像裝置的幀率；
[0011]其中該降幀閾值小于該升幀閾值。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該降幀閾值包括第一步長降幀閾值和第二步長降幀閾值，當(dāng)該偏離度量值小于或等于該第一步長降幀閾值，且該攝像裝置的增益已經(jīng)達(dá)到最大增益時，以第一降幀步長降低該攝像裝置的幀率，當(dāng)該偏離度量值大于該第一步長降幀閾值且小于或等于該第二步長降幀閾值，且該攝像裝置的增益已經(jīng)達(dá)到最大增益時，以第二降幀步長降低該攝像裝置的幀率，其中該第一步長降幀閾值小于該第二步長降幀閾值，該第一降巾貞步長大于該第二降巾貞步長。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該升巾貞閾值包括第一步長升巾貞閾值和第二步長升巾貞閾值，當(dāng)該偏離度量值大于或等于該第一步長升幀閾值時，以第一升幀步長升高該攝像裝置的中貞率，當(dāng)該偏尚度量值小于該第一步長升巾貞閾值且大于或等于該第二步長升巾貞閾值時，以第二升巾貞步長升聞該攝像裝置的巾貞率，其中該第一步長升巾貞閾值大于該第二步長升巾貞閾值，該第一升巾貞步長大于該第二升巾貞步長。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，重復(fù)執(zhí)行該步驟a和b，使畫面的亮度逐步逼近目標(biāo)亮度。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該步驟a是在該攝像裝置的預(yù)覽狀態(tài)時執(zhí)行。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該步驟a是在該攝像裝置的攝影狀態(tài)時執(zhí)行。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，調(diào)整該攝像裝置的幀率的方法包括調(diào)整該攝像裝置的垂直總行數(shù)。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法還包括將經(jīng)調(diào)整的垂直總行數(shù)寫入圖像傳感器的寄存器中。
[0019]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法還包括根據(jù)經(jīng)調(diào)整的垂直總行數(shù)重新計算曝光值的范圍。
[0020]本發(fā)明還提出一種調(diào)整自動曝光量的系統(tǒng)，設(shè)置于一攝像裝置中，該系統(tǒng)包括:用于計算該攝像裝置畫面的當(dāng)前亮度與目標(biāo)亮度的偏離度量值的模塊；以及用于分別比較該偏離度量值與一降幀閾值和一升幀閾值以決定如何調(diào)整攝像裝置的幀率的模塊，其中當(dāng)該偏離度量值小于或等于該降幀閾值，且該攝像裝置的增益已經(jīng)達(dá)到最大增益時，降低該攝像裝置的幀率；當(dāng)該偏離度量值大于或等于該升幀閾值時，提高該攝像裝置的幀率；當(dāng)該偏離度量值小于或等于該降幀閾值，且該攝像裝置的增益未達(dá)到最大增益，或者該偏離度量值大于該降幀閾值且小于該升幀閾值時，保持該攝像裝置的幀率；其中該降幀閾值小于該升巾貞閾值。
[0021]本發(fā)明還提出一種攝像裝置，包含如上所述的調(diào)整自動曝光量的系統(tǒng)。
[0022]本發(fā)明通過對幀率的動態(tài)調(diào)整來擴(kuò)大曝光量的可調(diào)范圍，使得在場景變化大的場合下仍能獲得較佳的視覺效果。其次，本發(fā)明可以根據(jù)當(dāng)前獲取的畫面亮度與目標(biāo)亮度的偏差程度，劃分為多個級別來動態(tài)地進(jìn)行大步長或者小步長的升降幀處理來進(jìn)行幀率調(diào)整，采用小步長以及升降幀閾值之間的穩(wěn)定區(qū)域來防止因曝光調(diào)節(jié)過度而造成的畫面明暗閃爍變化。
【附圖說明】
[0023]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明，其中:
[0024]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的攝像裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0025]圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的自動調(diào)整曝光量的流程圖。
[0026]圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的按不同步長調(diào)整幀率的流程圖。
[0027]圖4示出在攝像裝置中實(shí)施自動調(diào)整曝光量的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明的實(shí)施例描述一種根據(jù)當(dāng)前畫面的亮度，快速精確地調(diào)整幀率以擴(kuò)大攝像裝置的可調(diào)曝光范圍的方法。
[0029]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的攝像裝置結(jié)構(gòu)框圖。參考圖1所示，攝像裝置100可包括圖像傳感器110、圖像信號處理(Image Signal Processing, ISP)模塊120和圖像控制系統(tǒng)130。圖像傳感器110用于感光并轉(zhuǎn)換為后續(xù)模塊可識別和處理的電信號。圖像傳感器110含有寄存器111以配置其參數(shù)，例如曝光值、增益等。圖像信號處理模塊120可以計算得到前述的參數(shù)，以供圖像傳感器110使用。圖像控制系統(tǒng)130控制圖像傳感器110、圖像信號處理模塊120的運(yùn)作?？梢岳斫?，攝像裝置還包含鏡頭、光圈、顯示屏等部件。為了簡化起見，未示出攝像裝置中與本發(fā)明無關(guān)的其余部分。
[0030]圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的自動調(diào)整曝光量的流程圖。參考圖2所示,本實(shí)施例的調(diào)整自動曝光量的方法，包括以下步驟:
[0031 ] 在步驟201，根據(jù)攝像裝置畫面的當(dāng)前亮度與目標(biāo)亮度計算一偏離度量值。
[0032]這一偏離度量值衡量當(dāng)前亮度和目標(biāo)亮度之間的差距。偏離度量值可以是當(dāng)前亮度和目標(biāo)売度之間的差值，或者是當(dāng)如売度和目標(biāo)売度之間的比值，或者是衡量二者間差距的其他計算結(jié)果。
[0033]在一個實(shí)例中，在攝像裝置的預(yù)覽狀態(tài)時執(zhí)行步驟201。在預(yù)覽狀態(tài)中，使用者只是預(yù)覽到即將要拍攝的畫面效果，但尚未使用攝像裝置拍攝圖像或影像。
[0034]在另一實(shí)例中，也可在攝像裝置處于攝影狀態(tài)時執(zhí)行步驟201。在攝影狀態(tài)中，根據(jù)場景變化自動調(diào)整曝光量有助于使影像保持在較佳質(zhì)量。
[0035]在步驟202，分別比較該偏離度量值與一降幀閾值和一升幀閾值以決定如何調(diào)整攝像裝置的幀率。
[0036]具體地說，當(dāng)曝光量已到最大值，而畫面亮度仍太暗，則幀率需要被降低以容許提升最大曝光量；當(dāng)畫面亮度太高，則幀率需要被升高以容許降低最大曝光量；當(dāng)畫面亮度在適當(dāng)?shù)姆秶?，盡管可能未達(dá)到目標(biāo)亮度，但可通過在已有的曝光量范圍內(nèi)調(diào)整曝光量來達(dá)到目標(biāo)亮度，因此幀率可以不必被調(diào)整。
[0037]因此在步驟202中，當(dāng)偏離度量值小于或等于降幀閾值，且攝像裝置的增益已經(jīng)達(dá)到最大增益時，降低該攝像裝置的幀率；當(dāng)偏離度量值大于或等于升幀閾值時，提高該攝像裝置的幀率；當(dāng)偏離度量值小于或等于降幀閾值，且攝像裝置的增益未達(dá)到最大增益，或者偏離度量值大于降幀閾值且小于升幀閾值時，保持?jǐn)z像裝置的幀率。在此，降幀閾值小于升中貞閾值。
[0038]在上述流程中，可以通過捕獲連續(xù)N幀的圖像來判斷是否需要升降幀，防止因畫面抖動而造成的影響。具體地說，在步驟201中根據(jù)分別計算連續(xù)N幀畫面的當(dāng)前亮度與目標(biāo)亮度的偏離度量值，然后在步驟202中分別判斷是否需要升幀或者降幀，只有這連續(xù)N幀都需要升幀或者降幀的時候，才進(jìn)行升幀或者降幀。
[0039]在本發(fā)明的上下文中，幀率是指每秒拍攝的幀數(shù)。在攝像裝置的圖像控制系統(tǒng)中，中貞率(framerate)、系統(tǒng)時鐘(clksys)、垂直總行數(shù)(Vertical total Size, VTS)、水平總列數(shù)(Horizontal Total Size, HTS)的關(guān)系如下表達(dá)式:
[0040]clksys=framerate X VTS X HTS X a (I)
[0041]其中α是常數(shù)。在該表達(dá)式中，由于clksys、HTS、α均為定值，因此framerate與VTS成反比關(guān)系，通過改變VTS可以分別對幀率進(jìn)行升、降處理，進(jìn)而改變曝光的可調(diào)范圍。也就是說，對幀率的調(diào)整轉(zhuǎn)換為對VTS的調(diào)整。
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