一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置.pdf

上传人:000****221 文档编号:471479 上传时间:2018-02-18 格式:PDF 页数:12 大小:1.56MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201410522278.5

申请日:

2014.09.30

公开号:

CN104301622A

公开日:

2015.01.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04N 5/235申请日:20140930|||公开

IPC分类号:

H04N5/235

主分类号:

H04N5/235

申请人:

上海微小卫星工程中心

发明人:

胡海鹰; 郑珍珍; 朱振才; 杨根庆

地址:

201203 上海市浦东新区海科路99号

优先权:

专利代理机构:

上海翼胜专利商标事务所(普通合伙) 31218

代理人:

孙佳胤;翟羽

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置,方法包括1)计算根据预设的最长、中间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;2)根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;3)判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤4),否则执行步骤6);4)计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;5)根据当前最优曝光时间更新最长、中间档以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤2);6)控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。

权利要求书

1.  一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,其特征在于,包括,
(1)计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;
(2)根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;
(3)判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤(4),否则执行步骤(6);
(4)计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;
(5)根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤(2);
(6)控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。

2.
  根据权利要求1所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,其特征在于,步骤
(2)中根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间进一步包括:
(21)计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和;
(22)分别计算相应图像的信息熵与所述总和的比值;
(23)根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。

3.
  根据权利要求1所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,其特征在于,步骤(3)中所述预设阈值为2次。

4.
  根据权利要求1所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,其特征在于,步骤(5)进一步包括:判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵。

5.
  一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,包括一信息熵计算单元、一当前最优曝光时间获取单元、一判断单元、一更新单元以及一成像控制单元,
所述信息熵计算单元用于计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵,以及计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;
所述当前最优曝光时间获取单元与所述信息熵计算单元相连,用于根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;
所述判断单元与所述当前最优曝光时间获取单元相连,用于判断所述获取次数是否预设阈值,若是,则调用所述更新单元,否则调用所述成像控制单元;
所述更新单元分别与所述判断单元、所述当前最优曝光时间获取单元以及所述信息熵计算单元相连,用于在所述获取次数小于等于预设阈值时,根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并在更新完成后调用所述当前最优曝光时间获取单元;
所述成像控制单元与所述判断单元相连,用于在所述获取次数大于预设阈值时,控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。

6.
  根据权利要求5所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,所述当前最优曝光时间获取单元进一步包括总和计算模块、比值计算模块以及获取模块;
所述总和计算模块用于计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和;
所述比值计算模块与所述总和计算模块相连,用于分别计算相应图像的信息熵与所述总和的比值;
所述获取模块分别与所述总和计算模块以及比值计算模块相连,用于根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。

7.
  根据权利要求5所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,所述预设阈值为2次。

8.
  根据权利要求5所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,所述更新单元进一步用于判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵。

说明书

一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置
技术领域
本发明涉及天基空间目标成像领域,尤其涉及一种基于信息熵实现对相机的曝光时间自适应控制的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置。
背景技术
在天基成像条件的约束下,图像灰度层次的丰富程度取决于传感器设计本身的动态范围。若是传感器设计的动态范围既定,那么合理选择曝光时间,充分发挥传感器本身的性能,能够使得图像内容最为丰富。
目前,商业相机常用的曝光时间自动控制方法有中央平均测光、局部测光以及点测光方式。最常用的为中央平均测光,即利用常规拍摄时,拍摄主体多位于视场中心,从而取图像中心区域的灰度值加权平均作为选取曝光时间的参数输入。这种方法,若是拍摄物体并不位于视场中心或者在逆光条件下拍摄,就不适用了。局部测光是对图像的某一局部进行测光,处理方式类似于中央平均测光,只不过选取的区域不同。点测光方式则是采用视场中央一极小范围区域作为曝光基准点,从而进行当前曝光时间的自动设置。但是,在天基成像领域,在不确定被摄物体是否位于视场中心,并且被摄物体可能只出现在像面不确定的某一局部位置的状态下,上述常用的曝光时间自动控制方法并不适用。
另外,当前在研的还有以下几种方式:一种为存储12组校正参量,利用LMS滤波及场景的反馈量不断实现积分时间的自适应调整;但是这种方法需要多次的积分时间调整才能达到合适的状态,不利于实时处理。第二种为通过黑体标定实验获得每个积分时间下的校正参量并进行存储,在校正的过程中根据设定的阈值来选择合适的校正参量来实现积分时间的切换;这种方法需要根据标定实验结果提前设定阈值。第三种为采用神经网络校正算法,设定合理的阈值划分积分时间,并存储不同积分时间下的背景图像,将探测器的原始输出减去相应积分时间下的背景图像作为神经网络的输入,从而实现积分时间的自适应切换;这些算法相对复杂,实时性不佳。
发明内容
本发明的目的在于,针对现有商业相机常用的曝光时间自动控制方法不适用于天基空间目标成像的曝光时间控制,而在研的曝光时间自动控制方法算法相对复杂实时性不佳的问题,提供一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置,利用图像全局的内容,通过合理曝光时间选取实现对相机的曝光时间自适应控制,从而能够使得获取的图像内容最为丰富。
为实现上述目的,本发明提供了一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,包括,(1)计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;(2)根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;(3)判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤(4),否则执行步骤(6);(4)计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;(5)根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤(2);(6)控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。
为实现上述目的,本发明还提供了一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,包括一信息熵计算单元、一当前最优曝光时间获取单元、一判断单元、一更新单元以及一成像控制单元;所述信息熵计算单元用于计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵,以及计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;所述当前最优曝光时间获取单元与所述信息熵计算单元相连,用于根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;所述判断单元与所述当前最优曝光时间获取单元相连,用于判断所述获取次数是否预设阈值,若是,则调用所述更新单元,否则调用所述成像控制单元;所述更新单元分别与所述判断单元、所述当前最优曝光时间获取单元以及所述信息熵计算单元相连,用于在所述获取次数小于等于预设阈值时,根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并在更新完成后调用所述当前最优曝光时间获取单元;所述成像控制单元与所述判断单元相连,用于在所述获取次数大于预设阈值时,控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。
本发明的优点在于:适用于天基空间目标成像,利用了图像全局的内容,通过选取合理曝光时间,实现对相机的曝光时间自适应控制,获取的图像内容信息最为丰富,且算法简单、实时性高。
附图说明
图1,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法的流程示意图;
图2,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法一实施例的流程图;
图3,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置的架构示意图;
图4,本发明一实施例对应的图像信息熵值变化的曲线。
具体实施方式
根据香农信息理论,熵最大时信息量最多,因此,天基空间目标成像所获取的图像信息熵的值越大,也就意味着图像内容越丰富,灰度层次越多。本发明利用图像全局的内容,基于图像信息熵通过迭代选取合理曝光时间,实现对相机的曝光时间自适应控制,使得天基空间目标成像所获取的图像内容信息最为丰富。下面结合附图对本发明提供的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置做详细说明。
参考图1,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法的流程示意图。本发明所述方法包括如下步骤。S11:计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;S12:根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;S13:判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤S14,否则执行步骤S16;S14:计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;S15:根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤S12;S16:控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。以下对本发明所述方法进行详细描述。
S11:计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵。
由地面控制中心根据当前卫星的轨道以及编目数据库信息确定目标卫星位置、卫星姿态导引律、相机成像起止时间以及其他相关工作参数。当卫星进入测控弧段时,通过星地链路上注参数。进入任务弧段,卫星星务根据任务流程进行调度,成像相机开始工作,自动根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间获取对应的图像。之后即可对所获取的对应图像进行计算,得到对应信息熵,信息熵表示了图像信源的平均信息量。
例如,对天基空间目标图像g进行计算,得到对应的信息熵H(g):
H(g)=-Σk=1NPk1nPk,]]>
其中N为图像的总灰度等级,Pk为图像某个灰度的概率分布,即该灰度等级的像素在整幅图像中所占的比例。
S12:根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间, 并记录所述当前最优曝光时间的获取次数。
根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间进一步包括:1)计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和;2)分别计算相应图像的信息熵与所述总和的比值;23)根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。
例如,对于当前场景理论最优曝光时间tbest-i'为,
tbest-i=H(gmax)H(gmax)+H(gmid)+H(gmin)tmax+H(gmid)H(gmax)+H(gmid)+H(gmin)tmid+H(gmin)H(gmax)+H(gmid)+h(gmin)tmin,]]>
其中,i为所记录的理论最优曝光时间的获取次数,tmax,tmid和tmin分别为最长曝光时间,中间档曝光时间和最短曝光时间;H(gmax)为最长曝光时间图像信息熵,H(gmid)为中间曝光时间档图像信息熵,H(gmin)为最短曝光时间图像信息熵。
成像相机预设有多个不同的曝光时间档,将计算所得理论最优曝光时间与预设曝光时间档中各档位对应时间相比较,从而可以匹配出与理论最优曝光时间最接近的一档预设曝光时间,进而选取匹配出的曝光时间作为当前最优曝光时间。
S13:判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤S14,否则执行步骤S16。
所述预设阈值可以为2次或2次以上次数,考虑到星上计算机资源的问题,优选为迭代2次,获取的当前最优曝光时间既可以使得获取的图像内容信息丰富,且不会增加星上计算机的运算负担。当迭代次数超过2次时,则停止迭代。
S14:计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵。
当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵的计算方式与步骤S11所述计算方式相同,此处不再赘述。
S15:根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤S12。
更新方式为:判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵。
参考图2,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法一实施例的流程 图。根据理论最优曝光时间tbest-i'选取当前最优曝光时间tbest-i后,进而根据当前最优曝光时间tbest-i选取新的最优曝光时间段tmax-i,tmid-i和tmin-i,取得相应的图像信息熵H(gmax-i),H(gmid-i)和H(gmin-i),再次做加权平均,获取下一次的最优曝光时间tbest-(i+1)。具体更新方式为:若tbest-i>tmid-i-1,则tmax-i=tmax-i-1,tmid-i=tbest-i和tmin-i=tmid-i-1,定义对应的图像信息熵H(gmax-i)=H(gmax-i-1),H(gmid-i)=H(gbest-i),H(gmin-i)=H(gmid-i-1),也即更新对应的图像信息熵;若tbest-i≤tmid-i-1,则tmax-i=tmid-i-1,tmid-i=tbest-i和tmin-i=tmin-i-1,定义对应的图像信息熵H(gmax-i)=H(gmid-i-1),H(gmid-i)=H(gbest-i),H(gmin-i)=H(gmin-i-1),也即更新对应的图像信息熵。更新结束后,返回执行步骤S12根据更新值再次做加权平均,获取下一次的最优曝光时间tbest-(i+1)。将以上内容连续迭代2次或以上,从而取得最终的最优曝光时间tbest,并拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。
S16:控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。
当连续迭代2次或以上后取得最终的最优曝光时间,根据最优曝光时间控制成像相机对目标进行持续成像,直至成像结束时间,从而拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。目标成像后,成像相机将图像数据传给大容量存储器,在适当时间下发到地面接收站。地面应用系统对目标图像进行处理和判读,获得空间目标的清晰图像,成像任务完成。
本方法通过对最长曝光时间、最短曝光时间以及中间档曝光时间获取图像信息熵的计算,以信息熵来作加权平均从而获取当前最优曝光时间;再获取当前最优曝光时间下的图像并计算其信息熵;再根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、最短曝光时间以及中间档曝光时间,并取得相应的图像信息熵再次做加权平均,获取下一次的最优曝光时间;将以上内容连续迭代2次或以上,从而取得最终的最优曝光时间,并拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法适用于天基空间目标成像,利用了图像全局的内容,通过选取合理曝光时间,实现对相机的曝光时间自适应控制,获取的图像内容信息最为丰富,且算法简单、实时性高。
参见图3,本发明所述天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置架构示意图,包括一信息熵计算单元31、一当前最优曝光时间获取单元32、一判断单元33、一更新单元34以及一成像控制单元35。
所述信息熵计算单元31用于计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵,以及计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵。对应图像的信息熵的计算方式参照步骤S11所述,此处不再赘述。
所述当前最优曝光时间获取单元32与所述信息熵计算单元31相连,用于根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数。
作为可选的实施方式,所述当前最优曝光时间获取单元32进一步包括总和计算模块321、比值计算模块322以及获取模块323。其中,所述总和计算模块321用于计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和。所述比值计算模块322与所述总和计算模块321相连,用于分别计算相应图像的信息熵与所述总和的比值。所述获取模块323分别与所述总和计算模块321以及比值计算模块322相连,用于根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。
所述判断单元33与所述当前最优曝光时间获取单元32相连,用于判断所述获取次数是否预设阈值,若是,则调用所述更新单元34,否则调用所述成像控制单元35。所述预设阈值可以为2次或2次以上次数,考虑到星上计算机资源的问题,优选为迭代2次,获取的当前最优曝光时间既可以使得获取的图像内容信息丰富,且不会增加星上计算机的运算负担。当迭代次数为2次以上时,则停止迭代。
所述更新单元34分别与所述判断单元33、所述当前最优曝光时间获取单元32以及所述信息熵计算单元31相连,用于在所述获取次数小于等于预设阈值时,根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并在更新完成后调用所述当前最优曝光时间获取单元32重新进行加权平均。
所述更新单元34进一步用于判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵。
所述成像控制单元35与所述判断单元33相连,用于在所述获取次数大于预设阈值时,控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。当连续迭代2次或以上后取得最终的最优曝光时间,根据最优曝光时间控制成像相机对目标进行持 续成像,直至成像结束时间,从而拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。目标成像后,成像相机将图像数据传给大容量存储器,在适当时间下发到地面接收站。地面应用系统对目标图像进行处理和判读,获得空间目标的清晰图像,成像任务完成。
以下给出一仿真实施例,以对本发明所述天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法的实施效果进行验证。
采用光圈数F为20,感光度ISO100的相机进行地面仿真验证,该相机曝光时间档设置共有26档(0.2500,0.3125,0.4000,0.5000,0.6250,0.7692,1,1.2500,1.5625,2,2.5000,3.1250,4,5,6.2500,8,10,12.5000,16.6667,20,25,33.3333,40,50,66.6667,100)。也即,根据该相机的设置,其初始最短曝光时间为0.25ms,中间档曝光时间为4ms,最长曝光时间100ms。
地面仿真验证具体实施步骤如下:
1)自动获取最长曝光时间100ms、中间档曝光时间4ms以及最短曝光时间0.25ms对应的图像;
2)对步骤1)获取的三幅图像计算信息熵值,分别为4.1261,7.0649,4.3530。
3)根据步骤2)计算所得三个信息熵,通过加权平均计算得到理论最优曝光时间为28.4327ms,就近选取当前最优曝光时间档为25ms,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数为1次;
4)判断迭代次数未超过2次;
5)获取当前最优曝光时间25ms的图像,计算其信息熵得4.9776;
6)由于当前最优曝光时间25ms大于中间档曝光时间4ms,因此重新确定当前最长曝光时间25ms,中间档曝光时间4ms以及最短曝光时间0.25ms,对应的图像信息熵分别为4.9776,7.0649,4.3530;
7)根据步骤6)中三个信息熵,通过加权平均计算得到理论最优曝光时间为9.3799ms,就近选取当前最优曝光时间档为10ms,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数为2次;
8)判断迭代次数未超过2次;
9)获取当前最优曝光时间10ms的图像,计算其信息熵得6.8445;
10)由于当前最优曝光时间10ms大于中间档曝光时间4ms,因此重新确定当前最长曝光时间10ms,中间档曝光时间4ms以及最短曝光时间0.25ms,对应的图像信息熵分别为6.8445,7.0649,4.3530;
11)根据步骤10)中三个信息熵,通过加权平均计算得到理论最优曝光时间为5.3549ms, 就近选取当前最优曝光时间档为5ms,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数为3次;
12)判断迭代次数已超过2次;
13)以最优曝光时间档5ms(当前图像信息熵为7.2577),对目标进行持续成像,直至预设成像结束时间。
图4为上述实施例对应的图像信息熵值变化的曲线,其为在相同相机参数条件下,同一拍摄场景不同曝光时间获取图像的信息熵值的变化曲线。由图4可以看出,通过本发明所述自适应控制方法得到的5ms曝光时间所获取的图像内容信息最为丰富,验证了本发明提供的曝光时间自适应控制方法的有效性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置.pdf_第1页
第1页 / 共12页
一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置.pdf_第2页
第2页 / 共12页
一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置.pdf_第3页
第3页 / 共12页
点击查看更多>>
资源描述

《一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置.pdf(12页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN104301622A43申请公布日20150121CN104301622A21申请号201410522278522申请日20140930H04N5/23520060171申请人上海微小卫星工程中心地址201203上海市浦东新区海科路99号72发明人胡海鹰郑珍珍朱振才杨根庆74专利代理机构上海翼胜专利商标事务所普通合伙31218代理人孙佳胤翟羽54发明名称一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置57摘要一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置,方法包括1计算根据预设的最长、中间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;2根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论。

2、最优曝光时间,进而在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;3判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤4,否则执行步骤6;4计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;5根据当前最优曝光时间更新最长、中间档以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤2;6控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图3页10申请公布号CN104301622ACN10430162。

3、2A1/2页21一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,其特征在于,包括,1计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;2根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;3判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤4,否则执行步骤6;4计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;5根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤2;6控制成。

4、像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。2根据权利要求1所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,其特征在于,步骤2中根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间进一步包括21计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和;22分别计算相应图像的信息熵与所述总和的比值;23根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。3根据权利要求1所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,其特征在于,步骤3中所述预设阈值为2次。4根据权利要求1所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方。

5、法,其特征在于,步骤5进一步包括判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵。5一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,包括一信息熵计算单元、一当前最优曝光时间获取单元、一判断单元、一更新单元以及一成像控制单元,所述信息熵计算单元用于计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息。

6、熵,以及计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;所述当前最优曝光时间获取单元与所述信息熵计算单元相连,用于根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;所述判断单元与所述当前最优曝光时间获取单元相连,用于判断所述获取次数是否预设阈值,若是,则调用所述更新单元,否则调用所述成像控制单元;权利要求书CN104301622A2/2页3所述更新单元分别与所述判断单元、所述当前最优曝光时间获取单元以及所述信息熵计算单元相连,用于在所述获取次数小于等于预设阈。

7、值时,根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并在更新完成后调用所述当前最优曝光时间获取单元;所述成像控制单元与所述判断单元相连,用于在所述获取次数大于预设阈值时,控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。6根据权利要求5所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,所述当前最优曝光时间获取单元进一步包括总和计算模块、比值计算模块以及获取模块;所述总和计算模块用于计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和;所述比值计算模块与所述总和计算模块相连,用于分别计算相应图像的信息熵与。

8、所述总和的比值;所述获取模块分别与所述总和计算模块以及比值计算模块相连,用于根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。7根据权利要求5所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,所述预设阈值为2次。8根据权利要求5所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,其特征在于,所述更新单元进一步用于判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时。

9、间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵。权利要求书CN104301622A1/6页4一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置技术领域0001本发明涉及天基空间目标成像领域,尤其涉及一种基于信息熵实现对相机的曝光时间自适应控制的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置。背景技术0002在天基成像条件的约束下,图像灰度层次的丰富程度取决于传感器设计本身的动态范围。若是传感器设计的动态范围既定,那么合理选择曝光时间,充分发挥传感器本身的性能,能够使得图像内容最为丰富。0003目前,商业相机常用的曝光时间自动控制方法有中央平均测光、局部测光以及。

10、点测光方式。最常用的为中央平均测光,即利用常规拍摄时,拍摄主体多位于视场中心,从而取图像中心区域的灰度值加权平均作为选取曝光时间的参数输入。这种方法,若是拍摄物体并不位于视场中心或者在逆光条件下拍摄,就不适用了。局部测光是对图像的某一局部进行测光,处理方式类似于中央平均测光,只不过选取的区域不同。点测光方式则是采用视场中央一极小范围区域作为曝光基准点,从而进行当前曝光时间的自动设置。但是,在天基成像领域,在不确定被摄物体是否位于视场中心,并且被摄物体可能只出现在像面不确定的某一局部位置的状态下,上述常用的曝光时间自动控制方法并不适用。0004另外,当前在研的还有以下几种方式一种为存储12组校正。

11、参量,利用LMS滤波及场景的反馈量不断实现积分时间的自适应调整;但是这种方法需要多次的积分时间调整才能达到合适的状态,不利于实时处理。第二种为通过黑体标定实验获得每个积分时间下的校正参量并进行存储,在校正的过程中根据设定的阈值来选择合适的校正参量来实现积分时间的切换;这种方法需要根据标定实验结果提前设定阈值。第三种为采用神经网络校正算法,设定合理的阈值划分积分时间,并存储不同积分时间下的背景图像,将探测器的原始输出减去相应积分时间下的背景图像作为神经网络的输入,从而实现积分时间的自适应切换;这些算法相对复杂,实时性不佳。发明内容0005本发明的目的在于,针对现有商业相机常用的曝光时间自动控制方。

12、法不适用于天基空间目标成像的曝光时间控制,而在研的曝光时间自动控制方法算法相对复杂实时性不佳的问题,提供一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置,利用图像全局的内容,通过合理曝光时间选取实现对相机的曝光时间自适应控制,从而能够使得获取的图像内容最为丰富。0006为实现上述目的,本发明提供了一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法,包括,1计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;2根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最。

13、优曝光时间的获取次数;3判断所述获取次数是否说明书CN104301622A2/6页5小于等于预设阈值,若是,则执行步骤4,否则执行步骤6;4计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;5根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤2;6控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。0007为实现上述目的,本发明还提供了一种天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置,包括一信息熵计算单元、一当前最优曝光时间获取单元、一判断单元、一更新单元以及一成像控制单元;所述信息熵计算单元用于计算根据预设的最长曝光时间、中。

14、间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵,以及计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;所述当前最优曝光时间获取单元与所述信息熵计算单元相连,用于根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;所述判断单元与所述当前最优曝光时间获取单元相连,用于判断所述获取次数是否预设阈值,若是,则调用所述更新单元,否则调用所述成像控制单元;所述更新单元分别与所述判断单元、所述当前最优曝光时间获取单元以及所述信息熵计算单元相连,用于在所述获取次数小于等于。

15、预设阈值时,根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并在更新完成后调用所述当前最优曝光时间获取单元;所述成像控制单元与所述判断单元相连,用于在所述获取次数大于预设阈值时,控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。0008本发明的优点在于适用于天基空间目标成像,利用了图像全局的内容,通过选取合理曝光时间,实现对相机的曝光时间自适应控制,获取的图像内容信息最为丰富,且算法简单、实时性高。附图说明0009图1,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法的流程示意图;0010图2,本发明所述的天基空间目标成像曝光时。

16、间自适应控制方法一实施例的流程图;0011图3,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置的架构示意图;0012图4,本发明一实施例对应的图像信息熵值变化的曲线。具体实施方式0013根据香农信息理论,熵最大时信息量最多,因此,天基空间目标成像所获取的图像信息熵的值越大,也就意味着图像内容越丰富,灰度层次越多。本发明利用图像全局的内容,基于图像信息熵通过迭代选取合理曝光时间,实现对相机的曝光时间自适应控制,使得天基空间目标成像所获取的图像内容信息最为丰富。下面结合附图对本发明提供的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法及装置做详细说明。0014参考图1,本发明所述的天基空间目标成像曝光时。

17、间自适应控制方法的流程示意图。本发明所述方法包括如下步骤。S11计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵;S12根据所有所述信息熵通过加权平均说明书CN104301622A3/6页6方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数;S13判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤S14,否则执行步骤S16;S14计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵;S15根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,。

18、以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤S12;S16控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。以下对本发明所述方法进行详细描述。0015S11计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵。0016由地面控制中心根据当前卫星的轨道以及编目数据库信息确定目标卫星位置、卫星姿态导引律、相机成像起止时间以及其他相关工作参数。当卫星进入测控弧段时,通过星地链路上注参数。进入任务弧段,卫星星务根据任务流程进行调度,成像相机开始工作,自动根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间获取对应的图像。之后即可对所获取的对应图像进行计算,得。

19、到对应信息熵,信息熵表示了图像信源的平均信息量。0017例如,对天基空间目标图像G进行计算,得到对应的信息熵HG00180019其中N为图像的总灰度等级,PK为图像某个灰度的概率分布,即该灰度等级的像素在整幅图像中所占的比例。0020S12根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数。0021根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间进一步包括1计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和;2分别计算相应图像的信息熵与。

20、所述总和的比值;23根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。0022例如,对于当前场景理论最优曝光时间TBESTI为,00230024其中,I为所记录的理论最优曝光时间的获取次数,TMAX,TMID和TMIN分别为最长曝光时间,中间档曝光时间和最短曝光时间;HGMAX为最长曝光时间图像信息熵,HGMID为中间曝光时间档图像信息熵,HGMIN为最短曝光时间图像信息熵。0025成像相机预设有多个不同的曝光时间档,将计算所得理论最优曝光时间与预设曝光时间档中各档位对应时间相比较,从而可以匹配出与理论最优曝光时间最接近的一档预设曝光时间,。

21、进而选取匹配出的曝光时间作为当前最优曝光时间。0026S13判断所述获取次数是否小于等于预设阈值,若是,则执行步骤S14,否则执行步骤S16。0027所述预设阈值可以为2次或2次以上次数,考虑到星上计算机资源的问题,优选为说明书CN104301622A4/6页7迭代2次,获取的当前最优曝光时间既可以使得获取的图像内容信息丰富,且不会增加星上计算机的运算负担。当迭代次数超过2次时,则停止迭代。0028S14计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵。0029当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵的计算方式与步骤S11所述计算方式相同,此处不再赘述。0030S15根据当前最优曝光时间更新最。

22、长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并返回执行步骤S12。0031更新方式为判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵。0032参考图2,本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方法一实施例的流程图。根据理论最优曝光时间TBESTI选取当前最优曝光时间TBESTI后,进而根据当前最优曝光时间。

23、TBESTI选取新的最优曝光时间段TMAXI,TMIDI和TMINI,取得相应的图像信息熵HGMAXI,HGMIDI和HGMINI,再次做加权平均,获取下一次的最优曝光时间TBESTI1。具体更新方式为若TBESTITMIDI1,则TMAXITMAXI1,TMIDITBESTI和TMINITMIDI1,定义对应的图像信息熵HGMAXIHGMAXI1,HGMIDIHGBESTI,HGMINIHGMIDI1,也即更新对应的图像信息熵;若TBESTITMIDI1,则TMAXITMIDI1,TMIDITBESTI和TMINITMINI1,定义对应的图像信息熵HGMAXIHGMIDI1,HGMIDIHG。

24、BESTI,HGMINIHGMINI1,也即更新对应的图像信息熵。更新结束后,返回执行步骤S12根据更新值再次做加权平均,获取下一次的最优曝光时间TBESTI1。将以上内容连续迭代2次或以上,从而取得最终的最优曝光时间TBEST,并拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。0033S16控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。0034当连续迭代2次或以上后取得最终的最优曝光时间,根据最优曝光时间控制成像相机对目标进行持续成像,直至成像结束时间,从而拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。目标成像后,成像相机将图像数据传给大。

25、容量存储器,在适当时间下发到地面接收站。地面应用系统对目标图像进行处理和判读,获得空间目标的清晰图像,成像任务完成。0035本方法通过对最长曝光时间、最短曝光时间以及中间档曝光时间获取图像信息熵的计算,以信息熵来作加权平均从而获取当前最优曝光时间;再获取当前最优曝光时间下的图像并计算其信息熵;再根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、最短曝光时间以及中间档曝光时间,并取得相应的图像信息熵再次做加权平均,获取下一次的最优曝光时间;将以上内容连续迭代2次或以上,从而取得最终的最优曝光时间,并拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。本发明所述的天基空间目标成像曝光时间自适应控制方。

26、法适用于天基空间目标成像,利用了图像全局的内容,通过选取合理曝光时间,实现对相机的曝光时间自适应控制,获取的图像内容信息最为丰富,且算法简单、实时性高。说明书CN104301622A5/6页80036参见图3,本发明所述天基空间目标成像曝光时间自适应控制装置架构示意图,包括一信息熵计算单元31、一当前最优曝光时间获取单元32、一判断单元33、一更新单元34以及一成像控制单元35。0037所述信息熵计算单元31用于计算根据预设的最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间所获取的对应图像的信息熵,以及计算根据当前最优曝光时间所获取的对应图像的信息熵。对应图像的信息熵的计算方式参照步骤S11所述,。

27、此处不再赘述。0038所述当前最优曝光时间获取单元32与所述信息熵计算单元31相连,用于根据所有所述信息熵通过加权平均方式获取理论最优曝光时间,进而根据所述理论最优曝光时间在预设曝光时间档中选取最接近的一档曝光时间作为当前最优曝光时间,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数。0039作为可选的实施方式,所述当前最优曝光时间获取单元32进一步包括总和计算模块321、比值计算模块322以及获取模块323。其中,所述总和计算模块321用于计算最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间对应图像的信息熵的总和。所述比值计算模块322与所述总和计算模块321相连,用于分别计算相应图像的信息熵与所述总和的比。

28、值。所述获取模块323分别与所述总和计算模块321以及比值计算模块322相连,用于根据所述总和与相应比值,对最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间进行加权平均获取理论最优曝光时间。0040所述判断单元33与所述当前最优曝光时间获取单元32相连,用于判断所述获取次数是否预设阈值,若是,则调用所述更新单元34,否则调用所述成像控制单元35。所述预设阈值可以为2次或2次以上次数,考虑到星上计算机资源的问题,优选为迭代2次,获取的当前最优曝光时间既可以使得获取的图像内容信息丰富,且不会增加星上计算机的运算负担。当迭代次数为2次以上时,则停止迭代。0041所述更新单元34分别与所述判断单元33、所。

29、述当前最优曝光时间获取单元32以及所述信息熵计算单元31相连,用于在所述获取次数小于等于预设阈值时,根据当前最优曝光时间更新最长曝光时间、中间档曝光时间以及最短曝光时间,以及更新对应的信息熵,并在更新完成后调用所述当前最优曝光时间获取单元32重新进行加权平均。0042所述更新单元34进一步用于判断当前最优曝光时间是否大于中间档曝光时间,若大于,则将最短曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,否则,将最长曝光时间更新为中间档曝光时间对应的时间并对应更新信息熵,将中间档曝光时间更新为当前最优曝光时间对应的时间并对应更。

30、新信息熵。0043所述成像控制单元35与所述判断单元33相连,用于在所述获取次数大于预设阈值时,控制成像相机以当前最优曝光时间作为最优曝光时间对空间目标进行持续成像。当连续迭代2次或以上后取得最终的最优曝光时间,根据最优曝光时间控制成像相机对目标进行持续成像,直至成像结束时间,从而拍摄获得信息熵值最大的当前场景,即灰度层次最为丰富的图像内容。目标成像后,成像相机将图像数据传给大容量存储器,在适当时间下发到地面接收站。地面应用系统对目标图像进行处理和判读,获得空间目标的清晰图像,成像任务完成。0044以下给出一仿真实施例,以对本发明所述天基空间目标成像曝光时间自适应控制说明书CN10430162。

31、2A6/6页9方法的实施效果进行验证。0045采用光圈数F为20,感光度ISO100的相机进行地面仿真验证,该相机曝光时间档设置共有26档02500,03125,04000,05000,06250,07692,1,12500,15625,2,25000,31250,4,5,62500,8,10,125000,166667,20,25,333333,40,50,666667,100。也即,根据该相机的设置,其初始最短曝光时间为025MS,中间档曝光时间为4MS,最长曝光时间100MS。0046地面仿真验证具体实施步骤如下00471自动获取最长曝光时间100MS、中间档曝光时间4MS以及最短曝光时。

32、间025MS对应的图像;00482对步骤1获取的三幅图像计算信息熵值,分别为41261,70649,43530。00493根据步骤2计算所得三个信息熵,通过加权平均计算得到理论最优曝光时间为284327MS,就近选取当前最优曝光时间档为25MS,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数为1次;00504判断迭代次数未超过2次;00515获取当前最优曝光时间25MS的图像,计算其信息熵得49776;00526由于当前最优曝光时间25MS大于中间档曝光时间4MS,因此重新确定当前最长曝光时间25MS,中间档曝光时间4MS以及最短曝光时间025MS,对应的图像信息熵分别为49776,70649,4353。

33、0;00537根据步骤6中三个信息熵,通过加权平均计算得到理论最优曝光时间为93799MS,就近选取当前最优曝光时间档为10MS,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数为2次;00548判断迭代次数未超过2次;00559获取当前最优曝光时间10MS的图像,计算其信息熵得68445;005610由于当前最优曝光时间10MS大于中间档曝光时间4MS,因此重新确定当前最长曝光时间10MS,中间档曝光时间4MS以及最短曝光时间025MS,对应的图像信息熵分别为68445,70649,43530;005711根据步骤10中三个信息熵,通过加权平均计算得到理论最优曝光时间为53549MS,就近选取当前最优曝。

34、光时间档为5MS,并记录所述当前最优曝光时间的获取次数为3次;005812判断迭代次数已超过2次;005913以最优曝光时间档5MS当前图像信息熵为72577,对目标进行持续成像,直至预设成像结束时间。0060图4为上述实施例对应的图像信息熵值变化的曲线,其为在相同相机参数条件下,同一拍摄场景不同曝光时间获取图像的信息熵值的变化曲线。由图4可以看出,通过本发明所述自适应控制方法得到的5MS曝光时间所获取的图像内容信息最为丰富,验证了本发明提供的曝光时间自适应控制方法的有效性。0061以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说明书CN104301622A1/3页10图1说明书附图CN104301622A102/3页11图2说明书附图CN104301622A113/3页12图3图4说明书附图CN104301622A12。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 电通信技术


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1