采用图像直方图特征函数的高速相机自动曝光方法

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中图分类号：ＴＰ３９１．４
Ａｕｔｏｅｘｐｏｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｈｉｇｈｆｒａｍｅｒａｔｅｃａｍｅｒａｕｓｉｎｇｉｍａｇｅｈｉｓｔｏｇｒａｍｆｅａｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎ
＊Ｃ０ｒｒｅｓｐ０ｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａｚｅｌｏｎｇｌ９８５＠１２６．ｃｏｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｕｔｏｅｘｐｏｓｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｅＨＦ（ＨｉｓｔｏｇｒａｍＦｅａｔｕｒｅ）ｆｕｎｃｔｉｏｎ
提取，以降低系统测光的计算量。然后，通过计算兴趣区域的ＨＦ函数选取大步长对曝光时间进行粗调。最后，通过模糊逻辑计算出曝光时间的精调步长并运用阈值限制实现变步长搜索最佳曝光时间，提高高速相机自动曝光的准确性及
ＭＡＺｅ — ｌｏｎｇ ’ ，ＧＡＯＨｕｉ — ｂｉｎ，ＹＵＹｉ，ＣＡＩＬｉ — ｈｕａ
（１．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，
第２５卷
第４Hale Waihona Puke 光学精密工程
ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＶｏｌＩ２５Ｎｏ．４
Ａｐｒ．２０１７
２０１７年４月
文章编号
１００４ — ９２４Ｘ（２０１７）０４ — １０２６ — １０
稳定性。实验结果表明：本文方法可以在２ｍｓ内完成一帧图像的亮度测量并对曝光时间进行调整，相较于基于平均亮
度值的传统自动曝光方法，在Ｏ～１１０ｍｓ内，光源光照强度从７６Ｏ～２３１００ｌｕｘ反复变化时，本文方法获得的图像信息熵
ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｗａｓｉｎｆａｓｔｓｐｅｅｄａｎｄｗｉｄｅ — ｒａｎｇｅｃｈａｎｇｅｓ．Ｆｉｒｓｔ，ｍｕｌｔｉ — ｐｏｉｎｔｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｔｈｅＲｅｇｉｏｎｓＯｆＩｎｔｅｒｅｓｔ（ＲＯＤ，ｔｈｕｓｌｏｗｅｒｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏ —
摘要：提出一种采用图像直方图特征（ＨｉｓｔｏｇｒａｍＦｅａｔｕｒｅ，ＨＦ）函数的自动曝光方法，用于在背景光照快速、大范围变化的情况下对高速相机进行自动曝光控制。首先，采用多点测光对获取的图像进行兴趣区域（ＲｅｇｉｏｎｏｆＩｎｔｅｒｅｓｔｓ，ＲＯＩｓ）
比平均亮度值法的信息熵均值提高４８．３８，方差降低６２．１３，可以提供更好与更稳定的图片细节信息，为后续的自动调焦、图像识别以及目标跟踪提供参考。
关键词：直方图特征；高速相机；兴趣区域；自动曝光文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＯＰＥ．２Ｏ１７２５０４．１０２６
ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅａｕｔｏｅｘｐｏｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｏｎｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｃａｍｅｒａｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｈｅｒｅｔｈｅ
采用图像直方图特征函数的高速相机自动曝光方法
马泽龙，高慧斌，余毅，祭４４－互华
（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３；２．中国科学院大学，北京１０００３９）
ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３９，Ｃｈｉｎａ）