一种双目相机自动曝光方法技术

本申请公开一种双目相机自动曝光方法，根据双目相机采集到的图像的视差质量评价指标，调整双目相机的自动曝光目标亮度值。该方法基于稳态下的最优亮度目标值的追踪机制，将该视差质量评价指标最大值对应的图像的亮度值作为新的自动曝光目标亮度值，并用于后续双目相机的自动曝光调整过程。本申请优化了双目相机采集图像的效果，可以实现双目相机自动曝光算法对场景变化的自动追踪，能有效克服现有技术中人为设定自动曝光亮度目标值无法满足全场景覆盖以及运动过程中场景变化的问题。景覆盖以及运动过程中场景变化的问题。景覆盖以及运动过程中场景变化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双目相机自动曝光方法


[0001]本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种双目相机自动曝光方法。

技术介绍

[0002]双目立体视觉技术被广泛地应用于自动驾驶方面，如车道线检测、障碍物检测等。在利用双目立体视觉技术进行目标检测时，图像中的视差质量评价指标是评判图像采集质量的一项关键指标，该指标可以为如视差稠密度、视差图中物体边缘的连续性，该视差质量评价指标的取值越大，其图像中包含的能够用于目标检测的信息越多、图像质量越高，而在图像采集过程中，曝光时长与曝光增益将直接影响图像中的视差质量评价指标。特别是在搭载有双目相机的移动平台的运动过程中，会存在移动平台进入光照强度不一致的场景，如车辆驶入/驶出地下车库、移动机器人由室外运动到室内。此时，就需要对双目相机进行自动曝光处理。
[0003]自动曝光(AE/Auto
‑
Exposure)技术一般是根据图像(或图像中某块区域)的目标成像亮度值以及当前成像亮度值，使用PID(比例+积分+微分)调节算法来计算下一帧的曝光时间和曝光增益。当目标亮度值与当前帧亮度值的差异小于预设的阈值时，则认为曝光进入稳态，不再进行调整，直到某一帧的亮度与目标亮度的差异大于阈值时，重新进行PID调节。
[0004]例如专利CN113382143A公开一种消防机器人双目相机的自动曝光调节方法，按照固定曝光增益由小到大逐渐增加曝光时间和固定曝光时间，由小到大逐渐增加曝光增益的方式在极端环境下拍摄获取复杂场景下双目相机多样本图像数据；考虑到双目相机特殊结构和双目成像系统信息重叠性，对双目相机多样本图像数据进行有效互信息熵分析，利用视差图质量分析因子对双目图像立体匹配进行视差图质量分析，确定消防机器人双目视觉系统自动曝光调节的图像亮度目标；再根据计算当前帧图像的亮度信息与目标亮度信息对比得到变步长曝光调节时间，对相机进行自动曝光控制，从而能调节双目相机快速适应不同环境的能力。
[0005]而现有技术中，双目相机进行自动曝光处理时通常采用的技术方案是在双目相机中设定一个固定的目标亮度值与阈值，当场景发生变化时，通过如PID或其他方式，改变曝光时长与曝光增益，以满足当前场景下双目相机采集图像时的亮度值在设定的目标亮度值与阈值范围内。但是，双目相机所处的环境亮度往往是不可知的，这就导致设定的目标亮度值可能并不适用于当前的环境，并且不能保证采集到的图像中视差质量评价指标最佳，即不能保证双目相机采集的图像中包含最多的目标检测信息。
[0006]另外，人为设置的曝光参数也不能满足全场景的覆盖，以及运动过程中对场景变化的追踪需求，如明暗场景的切换。

技术实现思路

[0007]本申请所要解决的技术问题是：如何调整双目相机自动曝光过程中的目标亮度
值，以保证双目相机采集图像的视差质量评价指标。
[0008]本申请引入一种双目相机自动曝光稳态下的目标亮度值二次追踪机制，提出了一种双目相机自动曝光方法，能够优化图像采集的效果，实现自动曝光算法能对场景变化的自动追踪，该方法包括：根据双目相机采集到的图像的视差质量评价指标，调整双目相机的自动曝光目标亮度值。
[0009]在一些实施例中，根据双目相机采集到的图像的视差质量评价指标，调整双目相机的自动曝光目标亮度值，包括：
[0010]步骤1、获取当前场景下双目相机拍摄的当前帧图像，记录当前帧图像对应的成像亮度值，并计算当前帧图像的视差质量评价指标；
[0011]步骤2、当判定双目相机进入曝光稳态时，比较连续N帧图像的视差质量评价指标，并根据连续N帧图像中视差质量评价指标最大值对应的图像的成像亮度值，更新双目相机的自动曝光目标亮度值；
[0012]其中，连续N帧图像为当前帧图像之前的N帧图像。
[0013]在一些实施例中，在步骤2中，判定双目相机进入曝光稳态的方法包括：
[0014]步骤2.1、当判定当前帧图像的成像亮度值与双目相机的自动曝光目标亮度值之间的差值绝对值小于或等于设定的第一阈值时，对双目相机获取的图像帧数进行计数，并记录每一帧图像对应的曝光时长和曝光增益；
[0015]步骤2.2、当图像帧数的计数值大于或等于M时，判断曝光时长和/或曝光增益的数值变化量是否小于或等于第二阈值，若是，判定双目相机进入曝光稳态；
[0016]若否，重新执行步骤1。
[0017]在一些实施例中，在步骤2中，比较连续N帧图像的视差质量评价指标，并根据连续N帧图像中视差质量评价指标最大值对应的图像的成像亮度值，更新双目相机的自动曝光目标亮度值，具体包括：
[0018]步骤2.3、比较连续N帧图像的视差质量评价指标，并选择连续N帧图像对应的视差质量评价指标中的最大值，记作视差质量评价指标最大值；
[0019]步骤2.4、判断当前帧图像的视差质量评价指标是否小于视差质量评价指标最大值；
[0020]若是，则将视差质量评价指标最大值对应图像的亮度值更新为自动曝光目标亮度值；
[0021]否则，重复步骤1继续执行。
[0022]在一些实施例中，该方法还包括：
[0023]对双目相机的曝光参数进行设置，设定初始自动曝光目标亮度值与对应的第一阈值；
[0024]根据当前帧图像，调整双目相机的曝光时长和曝光增益，将双目相机成像亮度值调整至目标亮度范围内；
[0025]其中，目标亮度范围由初始自动曝光目标亮度值与第一阈值确定。
[0026]在一些实施例中，该方法还包括：
[0027]计算当前帧图像的加权亮度值，并将加权亮度值记作成像亮度值；
[0028]计算成像亮度值与初始自动曝光目标亮度值之间的差值绝对值；
[0029]判断差值绝对值是否大于设定的第一阈值；
[0030]当差值绝对值大于第一阈值时，根据当前帧图像，调整双目相机的曝光时长和曝光增益，将双目相机的成像亮度值调整至目标亮度范围内；
[0031]当差值绝对值小于或等于第一阈值时，判断双目相机是否进入曝光稳态。
[0032]在一些实施例中，计算当前帧图像的加权亮度值，包括：
[0033]步骤1.1、把当前帧图像分成R*C个网格，对每个网格内的所有像素的亮度进行亮度平均值计算，依照网格顺序及相应计算出的平均亮度，生成R*C维的平均亮度矩阵；
[0034]步骤1.2、将R*C维的平均亮度矩阵组合为n个区域，分别标记为区域Z1～Zn，并对每个区域内的网格的平均亮度再进行平均，确定每个区域的亮度，依次记作亮度B1～Bn；
[0035]步骤1.3、随机为区域Z1～Zn中的各个区域分别赋予不同的权重，并记为权重W1～Wn，亮度B1～Bn分别与对应的的权重W1～Wn相乘，计算加权亮度值，对应的计算公式为：
[0036]图像的加权亮度值＝W1*Bn+W2*B2+......+Wn*Bn。
[0037]在一些实施例中，步骤1.2中，对区域Z1～Zn中每个区域内的网格的平均亮度在进行平均之前，方法还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双目相机自动曝光方法，其特征在于，所述方法包括：根据双目相机采集到的图像的视差质量评价指标，调整所述双目相机的自动曝光目标亮度值。2.根据权利要求1所述的双目相机自动曝光方法，其特征在于，所述根据双目相机采集到的图像的视差质量评价指标，调整所述双目相机的自动曝光目标亮度值，包括：步骤1、获取当前场景下双目相机拍摄的当前帧图像，记录所述当前帧图像对应的成像亮度值，并计算所述当前帧图像的视差质量评价指标；步骤2、当判定所述双目相机进入曝光稳态时，比较连续N帧图像的视差质量评价指标，并根据所述连续N帧图像中视差质量评价指标最大值对应的图像的成像亮度值，更新所述双目相机的自动曝光目标亮度值；其中，所述连续N帧图像为所述当前帧图像之前的N帧图像。3.根据权利要求2所述的双目相机自动曝光方法，其特征在于，在所述步骤2中，判定所述双目相机进入曝光稳态的方法包括：步骤2.1、当判定所述当前帧图像的成像亮度值与所述双目相机的自动曝光目标亮度值之间的差值绝对值小于或等于设定的第一阈值时，对所述双目相机获取的图像帧数进行计数，并记录每一帧图像对应的曝光时长和曝光增益；步骤2.2、当所述图像帧数的计数值大于或等于M时，判断所述曝光时长和/或所述曝光增益的数值变化量是否小于或等于第二阈值，若是，判定所述双目相机进入曝光稳态；若否，重新执行所述步骤1。4.根据权利要求2或3所述的双目相机自动曝光方法，其特征在于，在所述步骤2中，比较连续N帧图像的视差质量评价指标，并根据所述连续N帧图像中视差质量评价指标最大值对应的图像的成像亮度值，更新所述双目相机的自动曝光目标亮度值，具体包括：步骤2.3、比较所述连续N帧图像的视差质量评价指标，并选择所述连续N帧图像对应的视差质量评价指标中的最大值，记作所述视差质量评价指标最大值；步骤2.4、判断所述当前帧图像的视差质量评价指标是否小于所述视差质量评价指标最大值；若是，则将所述视差质量评价指标最大值对应图像的亮度值更新为所述自动曝光目标亮度值；否则，重复步骤1继续执行。5.根据权利要求1或2所述的双目相机自动曝光方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述双目相机的曝光参数进行设置，设定初始自动曝光目标亮度值与对应的第一阈值；根据所述当前帧图像，调整所述双目相机的曝光...

【专利技术属性】
技术研发人员：季苏徽，范欣，
申请(专利权)人：元橡科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：