自动光圈控制方法技术

本发明专利技术公开了一种自动光圈控制方法，包括以下步骤：I 获取当前亮度；II计算亮度偏差；III估算光圈速度；IV估算亮度加速度；V 计算驱动值；VI 驱动光圈动作，根据光圈驱动值驱动光圈动作；VII重复以上步骤I～VI调节光圈至所需状态。本发明专利技术由于加入了对与加速度有关的控制量，对机械惯性起到了良好的抑制作用，因此不会导致机械震荡。对光圈的任意状态，和不同厂商的光圈有了良好的兼容性，同时如果由于外界环境的变化导致亮度偏差过大，调节量过大，也会对其起到抑制作用，从而保证光圈的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及基于自适应调整的。
技术介绍
摄像机通常都是在大范围光照度变化的场合应用的，因此，为保证摄像机能够正确曝光成像，就必须随时调整镜头的光圈，以保证电视图像不出现限幅现象，否则可能使图像亮处失去灰度层次，或因通光量减小而使画面灰暗且出现噪点。然而摄像机位置一旦固定下来以后，每天去手动调整光圈是非常不便的，只有使摄像机能够附带自动光圈功能(提供驱动自动光圈镜头的接口)，才能在配接自动光圈镜头的情况下，使摄像机输出的视频图像信号自动地保持在标准状态。 然而由于镜头的光圈较小,小幅变化即可导致亮度变化较大,从而导致控制困难，同时不同厂家生产的镜头的自动光圈控制电路也存在差异。造成现有的自动光圈控制算法，容易出现控制缓慢，控制不准，来回震荡，适用性差等问题。 专利CN 102135700 B提出了一种控制方法，通过比较当前亮度与目标亮度的差别来确定偏差，同时对比前后两次亮度的偏差确定其运动方向和速度，通过加入与速度有关的调节量，虽然能防止其超调，但由于这种方法未考虑光圈运动时存在的机械惯性，和光圈调节的非线性，不能有效防止其在调解过程当中由于机械惯性出现的震荡。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题而提供一种。 本专利技术为解决这一问题所采取的技术方案是:本专利技术的，包括以下步骤: I 获取当前亮度，通过感光元件获取当前亮度值为L(HI)，设置光圈调节时间间隔相同；II计算亮度偏差，根据当前亮度值L (m)和目标亮度值L确定亮度偏差e (m) =L (m)-L及与亮度偏差有关的调整量Fl ;III估算光圈速度，根据两次调整获得的亮度值e(m)和e(m-l)，确定光圈的运动方向和速度V (m) = e (m) -e (m-Ι)，并估算与光圈速度有关的调整量F2 ；IV估算亮度加速度，根据两次调整获得的光圈速度v(m)和V(m-Ι)，确定光圈加速度a(m) = v(m) - v (m_l),并估算与光圈加速度有关的调整量F3 ;V计算驱动值，根据与亮度偏差有关的调节量Fl、与光圈速度有关的调整量F2、与光圈加速度有关的调整量F3计算光圈驱动值变化量Λ F(m) = Fl + F2 + F3，当此光圈驱动值为变化量Λ F(m)与当前驱动电压的合；VI驱动光圈动作，根据光圈驱动值驱动光圈动作；VII重复以上步骤I?VI调节光圈至所需状态。 在最初的两次控制时，无发计算上一次亮度的值，也无法上一次的速度值时，只需给出初值，通过本方法可自动调节到想要的状态。 本专利技术具有的优点和积极效果是:本专利技术的，由于加入了对与加速度有关的控制量，对机械惯性起到了良好的抑制作用，因此不会导致机械震荡。同时如果由于外界环境的变化导致亮度偏差过大，调节量过大，也会对其起到抑制作用，从而保证光圈的稳定性。 【附图说明】 图1是本专利技术的自动光圈调整装置示意图；图2是本专利技术的流程图。 【具体实施方式】 以下参照附图及实施例对本专利技术的进行详细的说明。 图1是本专利技术的自动光圈调整装置示意图；图2是本专利技术的流程图。如图1所示，本专利技术的一种，包括以下步骤:I获取当前亮度，通过感光元件获取当前的亮度值为L(m);II计算亮度偏差，根据当前亮度值L (m)和目标亮度值L确定亮度偏差e (m) =L (m)-L及与亮度偏差有关的调整量Fl ;III估算光圈速度，根据两次调整获得的亮度值e(m)和e(m-l)，确定光圈的运动方向和速度V (m) = e (m) -e (m_l)，并估算与光圈速度有关的调整量F2 ；IV估算亮度加速度，根据两次调整获得的光圈速度v(m)和v(m-l)，确定光圈加速度a(m) = v(m) - v (m_l),并估算与光圈加速度有关的调整量F3 ;V计算驱动值，根据与亮度偏差有关的调节量Fl、与光圈速度有关的调整量F2、与光圈加速度有关的调整量F3计算光圈驱动值变化量Λ F(m) = Fl + F2 + F3，当此光圈驱动值为变化量Λ F(m)与当前驱动电压的合；VI驱动光圈动作，根据光圈驱动值驱动光圈动作；VII重复以上步骤I?VI调节光圈至所需状态。 所述的步骤II中，与亮度偏差有关的调整量Fl = kl*e (m) = kl* (L (m) _L)，其中kl为提前确定的与偏差有关的系数，通过将驱动值范围缩放到亮度差值的范围确定。 所述的步骤III中，与速度有关的调节量F2 = k2*v(m) = k2* [e (m) _e (m_l)]，其中k2为提前确定的与速度有关的系数，和Kl成比例关系。 所述的步骤IV中，与加速度有关的调节量F3= k3* a(m)= k3* [v (m) _v (m_l)],其中k3为提如确定的与加速度有关的系数，和Kl成一定的比例关系。 所述的步骤II中，当亮度偏差e(m)小于当前亮度L(m)的5%时，所述的与亮度偏差有关的调整量Fl设置为O。 本方法的实施前提是光圈调节时间间隔相同，目标亮度为L，通过感光元件获取的第m次的亮度值为L(m)。 如图1所述的一种的自动光圈控制的装置，包括自动光圈镜头、感光元件、数据分析单元和光圈驱动模块，其中自动光圈镜头控制通光量，感光元件获取图像亮度，然后通过分析图像亮度判断光圈的状态进而计算出光圈所需的驱动值，然后光圈驱动模块控制光圈变化。 如图2所示首先通过感光元件获取当前亮度，记为L(m)，而实际想要的目标亮度为L，得到亮度偏差e(m) = L(m) - L ;从而确定与亮度偏差有关的调节量Fl = kl*e(m)=kl*(L(m)-L)，确保亮度可以达到想要的目标亮度值。其中kl为提前确定的与偏差有关的系数，通过将驱动值范围缩放到亮度差值的范围，并通过实践进行微调确定。 由于时间间隔相同，因此可以通过比较前后两次的亮度差e(m)和e(m-l)来估算光圈的运动方向和速度v(m) = e(m)-e(m-l),从而确定与速度有关的调节量F2 = k2*v(m)=k2*[e(m)-e(m-l)],以此达到降低速度，防止超调，实现了调节的平稳性。其中k2为提前确定的与速度有关的系数，和Kl成一定的比例关系，通过实践确定。 虽然为了防止超调加入了与速度有关的调节量，但考虑到光圈具有机械惯性，因此当加速度变化过大，需要及时抑制，通过比较当前速度V (m)与上一次的速度V (m-Ι)，估算当前状态下光圈运动的加速度a(m) = v(m) - v(m_l),从而确定与加速度有关的调节量F3= k3* a(m)= k3* [v (m) _v (m_l)],实现了光圈不同位置的适用性和机械的适用性,能有效防止调节过程中可能出现的震荡。其中k3为提前确定的与加速度有关的系数，和Kl成一定的比例关系，通过实践确定。 通过以上步骤可以计算得到驱动的变化值Λ F(m) = Fl + F2 + F3。例如以电压驱动光圈动作为例，通过本方法可以根据当前状态，确定其应该施加的电压的变化量即在原有电压基础上加上Λ F(m);其中AF(m)的值可正可负。 当驱动值变化后，再次获取亮度，循环完成上述步骤。 在开始两次控制时，无发计算上一次亮度的值，也无法获取上一次的速度值时，只需给出任意初值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动光圈控制方法，包括以下步骤：I  获取当前亮度，通过感光元件获取当前亮度值为L(m)，设置光圈调节时间间隔相同；II 计算亮度偏差，根据当前亮度值L(m)和目标亮度值L确定亮度偏差e(m) = L(m) – L及与亮度偏差有关的调整量F1； III 估算光圈速度，根据两次调整获得的亮度值e(m)和e(m‑1)，确定光圈的运动方向和速度v(m) = e(m)‑e(m‑1)，并估算与光圈速度有关的调整量F2；IV 估算亮度加速度，根据两次调整获得的光圈速度v(m)和v(m‑1)，确定光圈加速度a(m) = v(m) – v(m‑1)，并估算与光圈加速度有关的调整量F3；V  计算驱动值，根据与亮度偏差有关的调节量F1、与光圈速度有关的调整量F2、与光圈加速度有关的调整量F3计算光圈驱动值变化量△F(m) ＝F1 + F2 + F3，当此光圈驱动值为变化量△F(m)与当前驱动电压的合；VI  驱动光圈动作，根据光圈驱动值驱动光圈动作；VII 重复以上步骤I～VI调节光圈至所需状态。

【技术特征摘要】
1.一种自动光圈控制方法，包括以下步骤: I 获取当前亮度，通过感光元件获取当前亮度值为L(m)，设置光圈调节时间间隔相同； II计算亮度偏差，根据当前亮度值L (m)和目标亮度值L确定亮度偏差e (m) =L (m)-L及与亮度偏差有关的调整量Fl ; III估算光圈速度，根据两次调整获得的亮度值e(m)和e(m-l)，确定光圈的运动方向和速度V (m) = e (m) -e (m_l)，并估算与光圈速度有关的调整量F2 ； IV估算亮度加速度，根据两次调整获得的光圈速度v(m)和V (m-1)，确定光圈加速度a(m) = v(m) - v (m_l),并估算与光圈加速度有关的调整量F3 ; V计算驱动值，根据与亮度偏差有关的调节量Fl、与光圈速度有关的调整量F2、与光圈加速度有关的调整量F3计算光圈驱动值变化量Λ F(m) = Fl + F2 + F3，当此光圈驱动值为变化量Λ F(m)与当前驱动电压的合； VI驱动光圈动作，根据光圈驱动值驱动光圈动...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴林，杨清永，石行，
申请(专利权)人：天津天地伟业数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12