自動駕駛中攝像頭動態(tài)曝光調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于自動駕駛領(lǐng)域，設(shè)及自動駕駛或者安全輔助駕駛里的圖像感知與圖像 處理模塊，具體設(shè)及一種自動駕駛中攝像頭動態(tài)曝光調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 攝像頭是自動駕駛系統(tǒng)或者安全輔助駕駛系統(tǒng)里最常用的傳感器之一。通常情況 下，自動駕駛系統(tǒng)通過對攝像頭拍攝的圖像進行分析，從而達到感知周邊環(huán)境W及輔助駕 駛安全的目的。
[0003] 為了保證智能車中攝像頭能取得良好質(zhì)量的圖像，需要對攝像頭的眾多參數(shù)進行 調(diào)節(jié)。在攝像頭的眾多參數(shù)中，曝光量是非常重要的一個參數(shù)。圖像過亮過曝光或者過暗曝 光不足都將非常影響對圖像細節(jié)的讀取和分析。
[0004] 目前，關(guān)于自動曝光的專利和算法論文，運些都是在攝像頭靜止不動的模型下，基 于一些靜態(tài)參數(shù)對攝像頭的曝光量進行動態(tài)調(diào)節(jié)。但是，自動駕駛中攝像頭是一邊隨車高 速移動一邊采集圖像，目前對于動態(tài)移動中的攝像頭的曝光量動態(tài)調(diào)節(jié)方法的研究比較欠 缺。
[0005] 現(xiàn)有的靜止攝像頭自動曝光算法往往是根據(jù)現(xiàn)有圖片進行一個叫做"測光"的步 驟，根據(jù)測光的結(jié)果一次性調(diào)整攝像頭的曝光量。與靜止攝像頭不同，隨著高速移動的智能 車周邊環(huán)境的變化，移動的攝像頭面臨著時時刻刻變化的光照環(huán)境，所W針對移動的攝像 頭需要一種隨時間變化不斷來調(diào)整曝光量的動態(tài)曝光調(diào)整方法，現(xiàn)有的靜止攝像頭自動曝 光調(diào)整方法無法滿足該要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種自動駕駛中攝像頭動態(tài)曝光調(diào)整方法。
[0007] -種自動駕駛中攝像頭動態(tài)曝光調(diào)整方法，包括如下步驟：
[000引（1)對攝像頭進行標定，得到攝像頭的最大曝光時間Emax和最小曝光時間Emin, W 及攝像頭拍攝圖像的最大灰度值Gmax和最小灰度值Gmin;
[0009] (2)提取攝像頭的當(dāng)前帖的圖像，將當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Ga Vg與Gmax、Gmin比 較從而對Gavg進行修正，根據(jù)Gavg及上帖圖像的曝光時間得到當(dāng)前圖像的預(yù)調(diào)整曝光 時間Etmp;
[0010] (3)將Etmp與Emax、血in進行比較后對化mp進行修正得到采集下一帖圖像時應(yīng)當(dāng) 用的最優(yōu)曝光時間Ex,然后返回至步驟(2)，循環(huán)調(diào)節(jié)至結(jié)束。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明實現(xiàn)了對運動中的攝像頭曝光時間的動態(tài)調(diào)節(jié)，通 過分析攝像頭當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Gavg及上帖圖像的曝光時間Ex/,調(diào)節(jié)采集下一帖 圖像時應(yīng)當(dāng)用的最優(yōu)曝光時間Ex,使攝像頭適應(yīng)高速移動的智能車周邊環(huán)境的變化，隨時 間環(huán)境的變化不斷來調(diào)整最佳曝光量，采用本發(fā)明的方法后，在攝像頭進入隧道光線突然 變暗的時候，攝像頭的曝光時間瞬間被調(diào)節(jié)到最大，隧道里面所拍攝到的圖片細節(jié)清晰;而 當(dāng)攝像頭離開隧道的時候，曝光時間被迅速縮短，脫出隧道后的圖片也不會產(chǎn)生過曝光現(xiàn) 象，明顯提高動態(tài)移動中的攝像頭采集到的圖像或視頻效果。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的攝像頭動態(tài)曝光調(diào)整流程示意圖；
[OOU]圖中化mp為預(yù)調(diào)整曝光時間;為上帖圖像的曝光時間，Emax為攝像頭的最大曝 光時間;Emin為攝像頭的最小曝光時間;Gavg為當(dāng)前帖圖像的平均灰度值;Gmax為最大灰度 值;Gmin為最小灰度值;Gref er為灰度參考常量值。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明提供了一種自動駕駛中攝像頭動態(tài)曝光調(diào)整方法，包括如下步驟：
[0015] (1)對攝像頭進行標定，得到攝像頭的最大曝光時間Emax和最小曝光時間Emin, W 及攝像頭拍攝圖像的最大灰度值Gmax和最小灰度值Gmin;
[0016] (2)提取攝像頭的當(dāng)前帖的圖像，將當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Gavg與Gmax、Gmin比 較從而對Gavg進行修正，根據(jù)Gavg及上帖圖像的曝光時間得到當(dāng)前圖像的預(yù)調(diào)整曝光 時間Etmp;
[0017] (3)將Etmp與Emax、血in進行比較后對Etmp進行修正得至Ij采集下一帖圖像時應(yīng)當(dāng) 用的最優(yōu)曝光時間Ex,然后返回至步驟(2)，循環(huán)調(diào)節(jié)至結(jié)束。
[001引優(yōu)選的，步驟（2)所述將當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Gavg與Gmax、Gmin比較從而對 Gavg進行修正的方法包括：
[0019] 若Gmin<Gavg<Gmax，則進行后續(xù)步驟；
[0020] 若Gavg < Gmin或Gavg > Gmax,則Gavg無效，重新進行步驟(2)。
[0021] 更加優(yōu)選的，步驟(2)所述根據(jù)當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Gavg及上帖圖像的曝光 時間得到當(dāng)前圖像的預(yù)調(diào)整曝光時間Etmp的方法包括：
[0022] 若GavgC 1，則Etmp = (Gmin+Gmax+l) XEx' /3.0;
[0023] 若Gavg > 1，則Etmp = (Gmin+Gmax+Gavg) XEx'/(3.0XGavg);
[0024] 優(yōu)選的，步驟（2)所述當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Gavg計算方法包括：
，其中Gi為每像素灰度值，N為像素數(shù)；
[0025] 優(yōu)選的，步驟(3)所述對化mp進行修正得到采集下一帖圖像時應(yīng)當(dāng)用的最優(yōu)曝光 時間Ex的方法包括：
[0026] 若EtmpC血in,貝化tmp無效，直接返回至步驟(2);
[0027] 若血in < Etmp < Emax,則調(diào)整曝光時間使Ex = Etmp,然后返回至步驟(2);
[00巧]若E：tmp>Emax，且Gavg ^ Grefer,所述Grefer為灰度參考常量值，則Etmp無效，直 接返回至步驟(2);
[00巧]若E：tmp>Emax，且Gavg>Grefe;r，所述Grefer為灰度參考常量值，則調(diào)整曝光時間 使Ex = Emax,然后返回步驟(2)。
[0030] 更加優(yōu)選的，所述灰度參考常量值Grefer = 50。
[0031] 下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的自動駕駛中攝像頭動態(tài)曝光調(diào)整方法予 W進一步說明。
[00創(chuàng)實施例一
[0033] 本技實施例的目的是要在車載環(huán)境中根據(jù)攝像頭實時輸出的每一帖圖像動態(tài)調(diào) 節(jié)曝光時間，即實時更新下一帖圖像時應(yīng)當(dāng)用的最優(yōu)曝光時間Ex的值，調(diào)節(jié)方法的流程如 圖1所示，具體步驟包括：
[0034] (1)在智能汽車出發(fā)前對攝像頭進行當(dāng)場標定，標定的同時根據(jù)當(dāng)天天氣環(huán)境得 到攝像頭的最大曝光時間Emax和最小曝光時間Emin,所述Emax、Emin可通過相機相關(guān)驅(qū)動 工具直接調(diào)節(jié)并看畫面得到闊值的大小，W保證畫面信息清晰為準，本次太陽光線較強， Emax= 1500 ,Emin= 10,通過畫面質(zhì)量統(tǒng)計Grefer時得的最大闊值及最小闊值即為Gmax、 Gmin,也可對闊值大小做出適當(dāng)調(diào)整，本實施例中攝像頭拍攝圖像的最大灰度值Gmax = 60 和最小灰度值Gmin = 40;根據(jù)圖像畫面質(zhì)量統(tǒng)計平均灰度得到參考值Gmin~Gmax之間時畫 面很好信息量最多便于識別和取圖像相關(guān)信息，其中處在Grefer時效果越最明顯故得到 Grefer常量灰度參考值，Grefer = 50。
[0035] (2)智能汽車開始行駛，提取攝像頭的當(dāng)前帖的圖像，計算出當(dāng)前帖圖像的平均灰 度值Gavg，
>其中Gi為每像素灰度值，N為像素數(shù)，得到Gavg = 35，由于Gavg <Gmin，因此不對曝光時間進行調(diào)節(jié)并重新開始步驟(2)，即重新提取攝像頭的當(dāng)前帖的圖 像，計算出當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Gavg，計算方法與上述相同，此次得到Gavg = 45，由于 Gmin<Gavg<Gmax，故WGavg = 45為基礎(chǔ)繼續(xù)進行后續(xù)步驟；
[0036 ] (3)根據(jù)Ga Vg值計算當(dāng)前圖像的預(yù)調(diào)整曝光時間Etmp:
[0037]若Gavg<l，則Etmp = (Gmin+Gmax+l) XEx' /3.0;
[003引 若Gavg > 1，現(xiàn)JEtmp = (Gmin+Gmax+Gavg) XEx'/(3.0 XGavg);
[0039] 其中為上帖曝光時間；
[0040] 由于計算得到Gavg> 1，故Etmp = (Gmin+Gmax+Gavg) XEx' / (3.0XGavg) = 10.7ms，其中上被圖像的曝光時間= I Oms。
[0041 ] (5)將Etmp與血in比較，由于Etmp大于血in，故繼續(xù)進行后續(xù)步驟；
[0042] (6)將化mp與血ax比較：
[0043] 若Etmp如max,則調(diào)整曝光時間使Ex = Etmp,然后返回至步驟(2);
[0044] 若E：tmp>Emax，且Gavg ^ Grefer,所述Grefer為灰度參考常量值，則Etmp無效，直 接返回至步驟(2);
[0045] 若E；tmp>Emax，且Gavg>Grefe;r，所述Grefer為灰度參考常量值，則調(diào)整曝光時間 使Ex = Emax,然后返回步驟(2)。
[0046] 由于本實施例中化mp < Emax,故將曝光時間Ex調(diào)整為Etmp,即將曝光時間Ex調(diào)整 為10.7ms，即根據(jù)環(huán)境的改變對動態(tài)的攝像頭的曝光時間做出了適應(yīng)性調(diào)節(jié)，然后返回至 步驟(2)，隨著攝像頭的運動環(huán)境的改變繼續(xù)調(diào)節(jié)曝光時間，下一輪的曝光時間調(diào)節(jié)開始， 調(diào)節(jié)過程從步驟(2)開始，具體步驟如下：
[0047] (2)提取攝像頭的當(dāng)前帖的圖像，計算出當(dāng)前帖圖像的平均灰度值Gavg,
，其中Gi為每像素灰度值，N為像素數(shù)，得到Gavg = 70,由于Gavg>Gmax，因 此不對曝光時間進行調(diào)節(jié)并重新開始步驟(2)，即重