一种图像亮度曝光补偿装置及其偿装方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像亮度曝光补偿装置及其偿装方法，包括用于拍摄场景实时监测的摄像头、用于曝光补偿的液晶屏以及用于控制液晶屏的驱动板；其中，摄像头包括镜头和CCD芯片，液晶屏平行间隔设置在镜头和CCD芯片之间，形成汉堡包结构，且液晶屏与驱动板通信连接；还包括用于补偿计算的上位机，其中，上位机通过USB接口与摄像头和驱动板通信连接，首先液晶屏设置为全透光，摄像头对所需要照摄场景实时监测，采集场景中的照度信息。其次，液晶屏得到后台处理后的曝光补偿，此时的摄像头置于液晶补偿板后侧，从而得到已消除高反差影响的清晰场景。通过本公开的处理方案，减小了强光处的进光量，获得的图像亮度合适，实现了曝光补偿。实现了曝光补偿。实现了曝光补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种图像亮度曝光补偿装置及其偿装方法


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体是一种图像亮度曝光补偿装置及其偿装方法。

技术介绍

[0002]在很多实际场景中，对于亮度对比强烈且光源不停变化的动态高反差场景，通常的曝光控制很难兼顾高亮和暗部的细节。本曝光主动补偿系统可应用于军事侦察、光学控制、城市监控、民用相机等方面，以消除强光带来的干扰。例如，导弹导引系统很容易因为火光等高光而无法正常区分目标，造成打击位置错误判断；交通或安防监控系统在逆光场景无法获得清晰人像特征，阻碍对嫌犯的追踪，目前，对于高反差场景的曝光补偿可视为光选通操作，一般有两种：一是对独立的感光元素进行曝光时间控制，二是在图像采集时加入场景的照度信息。前者主要是基于元件级的实现技术、加工工艺、成本等要求较高，必须采用造价高昂的高动态敏感元件；而后者是基于设备级的技术，对摄像机的硬件配置要求也非常高。因此，这两种技术在实际中应用很少，大多数情形下仍然采取被动折衷的方法，即对整个场景进行综合测光评定来选择一帧图像的曝光时间。。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种图像亮度曝光补偿装置及其偿装方法，用于解决亮度对比强烈且光源不停变化的动态高反差场景，通常的曝光控制很难兼顾高亮和暗部细节的问题。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种图像亮度曝光补偿装置，包括用于拍摄场景实时监测的摄像头、用于曝光补偿的液晶屏以及用于控制液晶屏的驱动板；
[0006]其中，摄像头包括镜头和CCD芯片，液晶屏平行间隔设置在镜头和CCD芯片之间，形成汉堡包结构，且液晶屏与驱动板通信连接；
[0007]还包括用于补偿计算的上位机，其中，上位机与摄像头和驱动板通信连接。
[0008]进一步的，所述上位机包括计算机、平板电脑和智能手机中任一种，且上位机通过USB接口与摄像头和驱动板通信连接。
[0009]如上所述的一种图像亮度曝光补偿装置的补偿方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1：CCD芯片通过镜头和液晶屏采集物体的色彩信息，并形成图像；
[0011]步骤2：CCD芯片通过USB接口将图像发送至上位机，上位机对图像进行处理得出每一个像素对应的像素值，当任意像素对应的像素值大于阈值时，获取该像素的位置，并标记为调节像素点；
[0012]步骤3：改变调节像素点对应液晶屏内液晶的透光量；
[0013]步骤4：重复步骤1至3，直至每一个像素对应的像素值均小于阈值，得到曝光补偿后的图像。
[0014]进一步的，所述上位机对图像进行处理得出每一个像素对应的像素值包括：
[0015]将图像灰度化后并进行图像增强，采集图像增强后每个像素的像素值。
[0016]进一步的，所述当任意的像素对应像素值大于阈值时，获取该像素的位置，并标记为调节像素点具体为，
[0017]获取每个像素的像素值，并与阈值进行比较，并将比较结果进行二值化处理，其中，获取大于阈值的像素的位置，并将该位置的像素值转换为二值化的0，反之，则转化为1。
[0018]进一步的，所述改变调节像素点对应液晶屏内液晶的透光量具体为：
[0019]将二值化处理后的图像映射在液晶屏上，获取图像像素值为0的液晶，调节图像像素值为0的液晶的透光量。
[0020]进一步的，所述图像灰度化包括：
[0021]获取图像，构建图片的颜色向量矩阵，将每个像素的颜色颜色向量矩阵按照灰度公式进行计算得出，得出灰度化后的颜色向量矩阵，将灰度化后的颜色向量矩阵映射在图像上获得灰度化后的图像；
[0022]其中，灰度公式包括：
[0023]灰度化后的R＝处理前的R*0.3+处理前的G*0.59+处理前的B*0.11；
[0024]灰度化后的G＝处理前的R*0.3+处理前的G*0.59+处理前的B*0.11；
[0025]灰度化后的B＝处理前的R*0.3+处理前的G*0.59+处理前的B*0.11。
[0026]进一步的，所述改变调节像素点对应液晶屏内液晶的透光量包括：
[0027]对液晶屏内液晶进行唯一编码，其中，每个唯一编码均只对应唯一一个液晶；
[0028]将图像映射在液晶屏上，获取调节像素点对应的唯一编码；
[0029]调节唯一编码对应唯一一个液晶的透光量。
[0030]进一步的，所述调节唯一编码对应唯一一个液晶的透光量包括：
[0031]在液晶外侧产生一个外加电场，使得液晶配合外加电场产生翻转，进而改变液晶的透光量；
[0032]其中，所述外加电场通过驱动板产生。
[0033]进一步的，所述透光量与与所述外加电场的电流信号的值或电压信号的值呈正相关或逆相关。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0035]通过摄像头收集到强光照射物体的图像，经后台程序分析提取RGB三色信息、亮度值、灰度值后，找出图像中亮度值较高的区域或个别点，反馈到成像光通道中的液晶屏。其后，通过软件的程序驱动控制液晶屏改变单个液晶分子的灰度值，从而实现不同区域差别透光，减小了强光处的进光量，实现曝光补偿的功能。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0037]图1为本专利技术结构示意图；
[0038]图2为本专利技术原理框图；
[0039]图3为本专利技术程序示意图；
[0040]图4为本专利技术实施例未进行曝光补偿拍摄图；
[0041]图5为本专利技术实施例进行曝光补偿拍摄图。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]因此，在下述附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0044]传统的，在实际应用中普遍采用两种技术手段：一是采用HDR技术，仅使用于静态图片且须在图像收集之后通过算法处理，例如现有导弹系统，当使用导弹头内部摄像头定位目标时收集图像，若不在摄像头前补偿则导致图像光饱和，无法通过后期算法补偿还原实际图像；二是无差别减弱光线的镜片，例如护目镜等镜片。即通过将全视野亮度照度降低的方式削弱强光干扰，然而这种情况极易将弱光区域转化为视野盲区。
[0045]基于上述描述，本专利技术实施例提出一种如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像亮度曝光补偿装置，其特征在于，包括用于拍摄场景实时监测的摄像头、用于曝光补偿的液晶屏以及用于控制液晶屏的驱动板；其中，摄像头包括镜头和CCD芯片，液晶屏平行间隔设置在镜头和CCD芯片之间，形成汉堡包结构，且液晶屏与驱动板通信连接；还包括用于补偿计算的上位机，其中，上位机与摄像头和驱动板通信连接。2.根据权利要求1所述的一种图像亮度曝光补偿装置的补偿方法，其特征在于，所述上位机包括计算机、平板电脑和智能手机中任一种，且上位机通过USB接口与摄像头和驱动板通信连接。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的一种图像亮度曝光补偿装置的补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：CCD芯片通过镜头和液晶屏采集物体的色彩信息，并形成图像；步骤2：CCD芯片通过USB接口将图像发送至上位机，上位机对图像进行处理得出每一个像素对应的像素值，当任意像素对应的像素值大于阈值时，获取该像素的位置，并标记为调节像素点；步骤3：改变调节像素点对应液晶屏内液晶的透光量；步骤4：重复步骤1至3，直至每一个像素对应的像素值均小于阈值，得到曝光补偿后的图像。4.根据权利要求3所述的一种图像亮度曝光补偿装置的补偿方法，其特征在于，所述上位机对图像进行处理得出每一个像素对应的像素值包括：将图像灰度化后并进行图像增强，采集图像增强后每个像素的像素值。5.根据权利要求4所述的一种图像亮度曝光补偿装置的补偿方法，其特征在于，所述当任意的像素对应像素值大于阈值时，获取该像素的位置，并标记为调节像素点具体为，获取每个像素的像素值，并与阈值进行比较，并将比较结果进行二值化处理，其中，获取大于阈值的像素的位置，并将该位置的像素值转换为二值...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗新灿，田焜，鲁兴举，李文超，张根豪，李宗雷，刘星辰，李玄英，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：