CN110572589A - 光圈控制方法及摄像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光圈控制方法及摄像设备，属于摄像技术领域。本发明提供的方法，当亮度属于目标亮度范围时，会基于目标占空比控制光圈处于平衡状态，由于光圈的通光孔径的大小保持不变，则进光量稳定，从而保证拍摄画面的亮度稳定，避免实时动态调整光圈而导致的曝光震荡问题。

Description

光圈控制方法及摄像设备

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，特别涉及一种光圈控制方法及摄像设备。

背景技术

光圈是指用于控制摄像设备内感光元件所接收到的光量的装置，光圈通常位于镜头内部，是一个大小可变的孔状光栅。通过控制光圈，可以调节光圈的通光孔径，从而调节当前拍摄的画面的亮度，例如通过控制光圈开大以提高亮度，通过控制光圈关小以降低亮度。

目前，摄像设备会实时动态地调整光圈，以保证当前拍摄的画面的亮度无限趋近于用户设置的目标亮度：在摄像设备控制光圈的过程中，摄像设备会实时采集当前拍摄的一帧画面的亮度，基于该亮度以及用户预先设置的目标亮度，计算亮度与目标亮度之间的亮度差，基于该亮度差以及预先设置的亮度差与电压值之间的线性映射关系，查询亮度差对应的电压值，基于该电压值控制光圈的通光孔径不断运动，以使光圈通光孔径的大小动态地逼近目标亮度对应的通光孔径的大小。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

在控制光圈的过程中曝光不容易稳定，经常出现曝光震荡的情况，导致当前拍摄的画面忽明忽暗。

发明内容

本发明实施例提供了一种光圈控制方法及摄像设备，能够解决相关技术中光圈控制过程中经常出现曝光震荡的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种光圈控制方法，所述方法包括：

获取驱动信号的目标占空比；

获取当前拍摄的一帧画面的亮度；

当所述亮度处于目标亮度范围时，通过占空比为所述目标占空比的驱动信号，控制所述光圈处于平衡状态，所述平衡状态是指光圈的通光孔径的大小保持不变的状态。

可选地，所述获取驱动信号的目标占空比，包括：

对至少一个历史占空比进行加权求和，得到所述目标占空比，每个历史占空比的权重与对应的历史保持时长正相关，所述历史保持时长是指基于对应的历史占空比控制光圈时，亮度保持不变的时长。

可选地，所述方法还包括：

当开始通过占空比为所述目标占空比的驱动信号控制所述光圈时，开始计时；

当所述亮度发生变化时，获取已记录的时长；

将所述目标占空比存储为历史占空比，将所述已记录的时长存储为所述历史占空比对应的历史保持时长。

可选地，所述获取当前拍摄的一帧画面的亮度之后，所述方法还包括：

当所述亮度小于所述目标亮度范围的最小值时，获取驱动信号的第一占空比，所述第一占空比小于目标占空比；

通过占空比为所述第一占空比的驱动信号，控制所述光圈开大。

可选地，所述获取驱动信号的第一占空比，包括：

根据第一亮度差距，获取所述第一占空比，所述第一亮度差距是指所述亮度与目标亮度之间的差距，所述目标亮度属于所述目标亮度范围，所述第一占空比与所述第一亮度差距负相关。

可选地，所述获取驱动信号的第一占空比，包括：

根据第二亮度差距，获取所述第一占空比，所述第二亮度差距是指所述亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，所述第一占空比与所述第二亮度差距正相关。

可选地，所述根据第二亮度差距，获取所述第一占空比，包括：

根据第二亮度差距，确定时间因子；

根据所述时间因子，获取所述第一占空比，所述第一占空比与所述时间因子正相关；

其中，所述时间因子为时变参数，当所述第二亮度差距小于第一预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而增长，当所述第二亮度差距大于第二预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，所述获取当前拍摄的一帧画面的亮度之后，所述方法还包括：

当所述亮度大于所述目标亮度范围的最大值时，获取驱动信号的第二占空比，所述第二占空比大于所述目标占空比；

通过占空比为所述第二占空比的驱动信号，控制所述光圈关小。

可选地，所述获取驱动信号的第二占空比，包括：

根据第一亮度差距，获取所述第二占空比，所述第一亮度差距是指所述亮度与目标亮度之间的差距，所述目标亮度属于所述目标亮度范围，所述第二占空比与所述第一亮度差距正相关。

可选地，所述获取驱动信号的第二占空比，包括：

根据第二亮度差距，获取所述第二占空比，所述第二亮度差距是指所述亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，所述第二占空比与所述第二亮度差距正相关。

可选地，所述根据第二亮度差距，获取所述第二占空比，包括：

根据所述第二亮度差距，确定时间因子；

根据所述时间因子，获取所述第二占空比，所述第二占空比与所述时间因子正相关；

其中，所述时间因子为时变参数，当所述第二亮度差距小于第一预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而增长，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，所述方法还包括：

当开始通过占空比为所述目标占空比的驱动信号控制所述光圈时，开始计时；

每当所述亮度发生变化时，若已记录的时长未达到预设时长，对所述目标占空比进行调整，得到调整后的目标占空比；

将所述驱动信号的占空比调整为所述调整后的目标占空比，并重新开始计时，直至在当前的调整后的目标占空比下，亮度保持不变的时长已达到预设时长。

可选地，所述对所述目标占空比进行调整，包括：

当所述亮度大于所述目标亮度范围的最大值时，对所述目标占空比进行增大；或，

当所述亮度小于所述目标亮度范围的最小值时，对所述目标占空比进行减小。

另一方面，提供了一种光圈控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取驱动信号的目标占空比；

所述获取模块，还用于获取当前拍摄的一帧画面的亮度；

控制模块，用于当所述亮度处于目标亮度范围时，通过占空比为所述目标占空比的驱动信号，控制所述光圈处于平衡状态，所述平衡状态是指光圈的通光孔径的大小保持不变的状态。

可选地，所述获取模块，还用于对至少一个历史占空比进行加权求和，得到所述目标占空比，每个历史占空比的权重与对应的历史保持时长正相关，所述历史保持时长是指基于对应的历史占空比控制光圈时，亮度保持不变的时长。

可选地，所述装置还包括：

计时模块，用于当开始通过占空比为所述目标占空比的驱动信号控制所述光圈时，开始计时；

所述获取模块，还用于当所述亮度发生变化时，获取已记录的时长；

存储模块，用于将所述目标占空比存储为历史占空比，将所述已记录的时长存储为所述历史占空比对应的历史保持时长。

可选地，所述获取模块，还用于当所述亮度小于所述目标亮度范围的最小值时，获取驱动信号的第一占空比，所述第一占空比小于目标占空比；

所述控制模块，还用于通过占空比为所述第一占空比的驱动信号，控制所述光圈开大。

可选地，所述获取模块，还用于根据第一亮度差距，获取所述第一占空比，所述第一亮度差距是指所述亮度与目标亮度之间的差距，所述目标亮度属于所述目标亮度范围，所述第一占空比与所述第一亮度差距负相关。

可选地，所述获取模块，还用于根据第二亮度差距，获取所述第一占空比，所述第二亮度差距是指所述亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，所述第一占空比与所述第二亮度差距正相关。

可选地，所述获取模块，包括：

确定子模块，用于根据第二亮度差距，确定时间因子；

获取子模块，用于根据所述时间因子，获取所述第一占空比，所述第一占空比与所述时间因子正相关；

其中，所述时间因子为时变参数，当所述第二亮度差距小于第一预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而增长，当所述第二亮度差距大于第二预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，所述获取模块，还用于当所述亮度大于所述目标亮度范围的最大值时，获取驱动信号的第二占空比，所述第二占空比大于所述目标占空比；

所述控制模块，还用于通过占空比为所述第二占空比的驱动信号，控制所述光圈关小。

可选地，所述获取模块，还用于根据第一亮度差距，获取所述第二占空比，所述第一亮度差距是指所述亮度与目标亮度之间的差距，所述目标亮度属于所述目标亮度范围，所述第二占空比与所述第一亮度差距正相关。

可选地，所述获取模块，还用于根据第二亮度差距，获取所述第二占空比，所述第二亮度差距是指所述亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，所述第二占空比与所述第二亮度差距正相关。

可选地，所述获取模块，包括：

确定子模块，用于根据所述第二亮度差距，确定时间因子；

获取子模块，用于根据所述时间因子，获取所述第二占空比，所述第二占空比与所述时间因子正相关；

其中，所述时间因子为时变参数，当所述第二亮度差距小于第一预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而增长，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，所述装置还包括：

计时模块，用于当开始通过占空比为所述目标占空比的驱动信号控制所述光圈时，开始计时；

调整模块，用于每当所述亮度发生变化时，若已记录的时长未达到预设时长，对所述目标占空比进行调整，得到调整后的目标占空比；将所述驱动信号的占空比调整为所述调整后的目标占空比；

所述计时模块，还用于重新开始计时，直至在当前的调整后的目标占空比下，亮度保持不变的时长已达到预设时长。

可选地，所述调整模块，还用于：

当所述亮度大于所述目标亮度范围的最大值时，对所述目标占空比进行增大；或，

当所述亮度小于所述目标亮度范围的最小值时，对所述目标占空比进行减小。

另一方面，提供了一种摄像设备，所述摄像设备包括处理器、存储器和光圈，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现上述光圈控制方法所执行的操作。

另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述光圈控制方法所执行的操作。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的光圈控制方法、装置、摄像设备及存储介质，当亮度属于目标亮度范围时，会基于目标占空比控制光圈处于平衡状态，由于光圈的通光孔径的大小保持不变，则进光量稳定，可以保证拍摄画面的亮度稳定，避免实时动态调整光圈而导致的曝光震荡问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种占空比轴的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的***框架图；

图4是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图；

图8是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图；

图9是本发明实施例提供的一种光圈控制装置的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种摄像设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了方便理解，下面先对本公开实施例中涉及的名词进行解释：

光圈：光圈是指用于控制摄像设备内感光元件所接收到的光量的部件，光圈通常位于镜头内部，是一个大小可变的孔状光栅。其中直流(direct-current，以下简称DC)光圈是指通过电压控制的光圈，DC光圈的通光孔径的大小无反馈值，也无步进控制机制，摄像设备自身无法感知光圈的通光孔径的大小和变化，只能通过当前拍摄的图像的亮度，确定通光孔径的变化，从而对光圈进行开大、关小等模糊控制。

自动曝光(auto exposure，以下简称AE)：自动曝光是指摄像设备根据当前光线的强弱自动调整曝光量的功能，通过自动曝光能够防止曝光过度或者不足，保证拍摄的图像达到合适的亮度。摄像设备进行自动曝光的方式包括控制快门、调整增益和控制光圈，其中控制光圈的方式是指通过改变光圈通光孔径的大小，从而控制通光量，进而实现自动曝光的过程。

曝光震荡：指曝光不能够收敛(曝光不稳定)，拍摄的画面忽明忽暗的现象。

占空比：是指脉冲信号的通电时间与通电周期的比值。在一串理想的脉冲周期序列(如方波)中，占空比即为正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。在控制DC光圈的过程中，处理器根据占空比生成脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)波，将PWM波发送给驱动模块，驱动模块接收PWM波，将PWM波转换为电压值，基于电压值驱动光圈，以使光圈的开大或关小。其中，电压值为驱动光圈的动力，而占空比的大小决定了PWM波转化的电压值的大小，从而决定了光圈会开大还是关小，以及开大操作的力度或关小操作的力度。

平衡点(目标占空比)：本实施例引入的一种概念，平衡点是指在PWM波的驱动方式下，光圈存在的一种占空比，在该占空比下，光圈通光孔径的大小保持不变，在平衡点的左边(比平衡点小)的任意占空比下，光圈会处于开大状态，且离平衡点越远，光圈开大的力度越大。在平衡点的右边(比该占空比大)的任意占空比下，光圈会处于关小状态，且离平衡点越远，光圈关小的力度越大。

平衡点偏移：是指由于光圈、驱动电路、驱动芯片等硬件上的差异，导致光圈实际的平衡点与理论计算的平衡点不一致的现象。

第一亮度差距：是指亮度与目标亮度之间的差距。

第二亮度差距：是指亮度与上一帧画面的亮度之间的差距。

亮度因子(y factor，yF)：控制光圈时可选的一个因子，可以看作一种占空比。亮度因子可以根据当前拍摄的一帧画面的亮度与目标亮度之间的差距确定，例如，亮度因子可以与当前拍摄的一帧画面的亮度与目标亮度之间的差距正相关。

时间因子(time factor，tF)：控制光圈时可选的一个因子，可以看作一种占空比。在控制光圈开大或关小的过程中，驱动光圈的力度可能不够，导致亮度变化的速度过慢，驱动光圈的力度也可能会过大，导致亮度变化的速度过快。为了保证亮度变化的速度适当，避免过曝或过暗的现象，在控制光圈的过程中，可以结合时间因子调节占空比，以保证驱动光圈的力度适当，达到亮度均匀变化的效果。

微平衡：是指保持平衡点不变的阶段以及轻微调整平衡点的阶段。在微平衡阶段，曝光基本稳定，机器会感知到当前画面的亮度较为稳定，没有明显的震荡。在微平衡阶段，每当轻微调整一次平衡点时，会记录在平衡点下亮度保持不变的时长，还可以采用保持时长加权计算出下一次进入微平衡阶段时控制光圈的平衡点。

粗平衡：是指大幅度调整平衡点的阶段。若光圈启动后长时间无法稳定，表明计算的平衡点与光圈实际的平衡点之间的偏移较大，则摄像设备会进入粗平衡阶段，大幅度地调整平衡点，从而在调整过程中找到光圈实际的平衡点，保证对光圈的正常控制。

图1是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图，参见图1，该方法包括：

101、获取驱动信号的目标占空比。

102、获取当前拍摄的一帧画面的亮度。

103、当亮度处于目标亮度范围时，通过占空比为目标占空比的驱动信号，控制光圈处于平衡状态，平衡状态是指光圈的通光孔径的大小保持不变的状态。

本实施例提供的方法，当亮度属于目标亮度范围时，会基于目标占空比控制光圈处于平衡状态，由于光圈的通光孔径的大小保持不变，可以保证拍摄画面的亮度稳定，避免实时动态调整光圈而导致的曝光震荡问题。

可选地，该获取驱动信号的目标占空比，包括：

对至少一个历史占空比进行加权求和，得到该目标占空比，每个历史占空比的权重与对应的历史保持时长正相关，该历史保持时长是指基于对应的历史占空比控制光圈时，亮度保持不变的时长。

可选地，该方法还包括：

当开始通过占空比为该目标占空比的驱动信号控制该光圈时，开始计时；

当该亮度发生变化时，获取已记录的时长；

将该目标占空比存储为历史占空比，将该已记录的时长存储为该历史占空比对应的历史保持时长。

可选地，该获取当前拍摄的一帧画面的亮度之后，该方法还包括：

当该亮度小于该目标亮度范围的最小值时，获取驱动信号的第一占空比，该第一占空比小于目标占空比；

通过占空比为该第一占空比的驱动信号，控制该光圈开大。

可选地，该获取驱动信号的第一占空比，包括：

根据第一亮度差距，获取该第一占空比，该第一亮度差距是指该亮度与目标亮度之间的差距，该目标亮度属于该目标亮度范围，该第一占空比与该第一亮度差距负相关。

可选地，该获取驱动信号的第一占空比，包括：

根据第二亮度差距，获取该第一占空比，该第二亮度差距是指该亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，该第一占空比与该第二亮度差距正相关。

可选地，该根据第二亮度差距，获取该第一占空比，包括：

根据第二亮度差距，确定时间因子；

根据该时间因子，获取该第一占空比，该第一占空比与该时间因子正相关；

其中，该时间因子为时变参数，当该第二亮度差距小于第一预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而增长，当该第二亮度差距大于第二预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，该获取当前拍摄的一帧画面的亮度之后，该方法还包括：

当该亮度大于该目标亮度范围的最大值时，获取驱动信号的第二占空比，该第二占空比大于该目标占空比；

通过占空比为该第二占空比的驱动信号，控制该光圈关小。

可选地，该获取驱动信号的第二占空比，包括：

根据第一亮度差距，获取该第二占空比，该第一亮度差距是指该亮度与目标亮度之间的差距，该目标亮度属于该目标亮度范围，该第二占空比与该第一亮度差距正相关。

可选地，该获取驱动信号的第二占空比，包括：

根据第二亮度差距，获取该第二占空比，该第二亮度差距是指该亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，该第二占空比与该第二亮度差距正相关。

可选地，该根据第二亮度差距，获取该第二占空比，包括：

根据该第二亮度差距，确定时间因子；

根据该时间因子，获取该第二占空比，该第二占空比与该时间因子正相关；

其中，该时间因子为时变参数，当该第二亮度差距小于第一预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而增长，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，该方法还包括：

当开始通过占空比为该目标占空比的驱动信号控制该光圈时，开始计时；

每当该亮度发生变化时，若已记录的时长未达到预设时长，对该目标占空比进行调整，得到调整后的目标占空比；

将该驱动信号的占空比调整为该调整后的目标占空比，并重新开始计时，直至在当前的调整后的目标占空比下，亮度保持不变的时长已达到预设时长。

可选地，该对该目标占空比进行调整，包括：

当该亮度大于该目标亮度范围的最大值时，对该目标占空比进行增大；或，

当该亮度小于该目标亮度范围的最小值时，对该目标占空比进行减小。

本实施例中，控制光圈的过程主要分为控制光圈开大、控制光圈关小、控制光圈处于平衡状态等三种过程。在控制光圈开大的过程中，光圈的通光孔径会变大，进入摄像设备的光量会增加，当前拍摄的画面的亮度也随之增加。在控制光圈关小的过程中，光圈的通光孔径会变小，进入摄像设备的光量会相应减少，当前拍摄的画面的亮度也随之减少。在控制光圈处于平衡状态的过程中，光圈的通光孔径的大小会保持不变，进入摄像设备的光量会不变，亮度也会不变。

控制光圈的核心均在于占空比。这是由于，控制光圈的原理为：摄像设备确定一定大小的占空比，根据该占空比生成驱动信号，将驱动信号发送给驱动模块，驱动模块将驱动信号波转换为电压值，电压值可以驱动光圈连接的电机，电机会驱动光圈运动，从而让光圈开大、关小或保持平衡状态。占空比的大小决定了pwm波转化的电压值的大小，从而决定了对光圈进行开大、关小、保持等操作的力度。

结合控制光圈的原理以及光圈的特性，发明人在占空比轴取了五个点，该占空比轴是指从占空比的最小值到占空比的最大值的一系列数值组成的轴，如图2所示，分别是b，min，max，pC，pO。其中，占空比轴往左的方向为光圈开大的方向，占空比轴往右的方向为光圈关小的方向。

b代表目标占空比，可以作为光圈的平衡点。当驱动信号的占空比为b时，在驱动信号的作用下，光圈会处于平衡状态，通光孔径的大小保持不变，曝光稳定。占空比轴上b的左边为开大的方向，越往左，光圈开大的力度越大，在占空比的最小值min处光圈开大的力度达到最大。占空比轴上b的右边为关小的方向，越往右，光圈关小的力度越大，在占空比的最大值max处光圈关小的力度达到最大。

pO代表刚刚可以控制光圈开大的占空比，在驱动信号的占空比属于b和pO组成的区间时，在驱动信号的作用下，光圈会开大，但开大的速度极为缓慢，画面变亮的速度也极为缓慢，机器不会明显的感知到亮度的上升，而在控制光圈的占空比位于pO时，画面的变亮达到机器可以感知的程度。本实施例中，可以计算平衡点与预设偏移量的差值，将该差值作为pO。其中预设偏移量可以根据实际需求确定，可以取占空比轴的总长度的5％作为预设偏移量，则pO＝b-5％(max-min)。pO的位置会受到平衡点的位置的影响，当平衡点(目标占空比)移动时，pO会随着平衡点的移动相应地移动。

pC代表刚刚可以控制光圈关小的占空比，在驱动信号的占空比属于b和pC组成的区间时，在驱动信号的作用下，光圈会关小，但关小的速度极为缓慢，画面变暗的速度也极为缓慢，机器不会明显的感知到亮度的下降，而在控制光圈的占空比位于pC时，画面的变暗达到机器可以感知的程度。本实施例中，可以计算平衡点与预设偏移量的和值，将该和值作为pC。其中预设偏移量可以根据实际需求确定，可以取占空比轴的总长度的5％作为预设偏移量，则pC＝b+5％(max-min)。pC的位置会受到平衡点位置的影响，当平衡点移动时，pC会随着平衡点的移动相应地移动。

参见图3，其示出了本发明实施例提供的光圈控制方法的***框架图，控制光圈的方法可以由微平衡过程、光圈开大过程、光圈关小过程、异常检测过程、粗平衡过程等各个过程之间结合实现：在当前拍摄的画面的亮度过低时，会开大光圈，直至亮度上升至目标亮度范围时，进入微平衡过程。在当前拍摄的画面的亮度过高时，会关小光圈，直至亮度下降至目标亮度范围时，进入微平衡过程。在微平衡过程中，会通过占空比为目标占空比的驱动信号，控制光圈保持平衡状态。同时，在控制光圈的过程中可以进行异常检测，如果检测异常，则进入粗平衡过程，大幅度调节目标占空比。

以下通过图4实施例具体阐述上述各种过程的具体步骤。其中，开大光圈的过程详见步骤402-步骤403，关小光圈的过程详见步骤404-步骤405，控制光圈保持平衡状态的过程详见步骤406-步骤407。

图4是本发明实施例提供的一种光圈控制方法的流程图，该方法的执行主体为摄像设备，参见图4，该方法包括：

401、摄像设备获取当前拍摄的一帧画面的亮度。

摄像设备在启动光圈后，可以实时获取当前拍摄的一帧画面的亮度，以便根据当前画面的亮度对光圈进行控制。其中，摄像设备可以获取当前拍摄的一帧画面中每个像素的亮度值，根据每个像素的亮度值计算画面中像素的亮度的平均值，将该平均值作为一帧画面的亮度。

当得到当前拍摄的画面的亮度后，摄像设备会对该亮度与目标亮度范围进行比较，当确定亮度小于目标亮度范围的最小值时，执行以下步骤402至步骤403，当确定亮度大于目标亮度范围的最大值时，执行以下步骤404至步骤405，当确定亮度属于目标亮度范围时，执行以下步骤406至步骤407。

其中，目标亮度范围是调整光圈的过程中，控制亮度落入的区间，目标亮度范围为衡量亮度是否符合需求的标准。当亮度属于目标亮度范围时，认为亮度与目标亮度足够接近，机器已经很难感知到亮度与目标亮度之间的差异，此时再调节光圈不但没有实际意义，且容易引起曝光震荡问题，因此会控制光圈处于平衡状态，而不再驱动光圈对通光孔径进行开大或关小。而当亮度小于目标亮度范围的最小值时，认为当前拍摄的画面过暗，因此会控制光圈开大，以使亮度上升至属于目标亮度范围，而当亮度大于目标亮度范围的最大值时，认为当前拍摄的画面过亮，则会控制光圈关小，以使亮度下降至属于目标亮度范围。

在一种可能的实现中，目标亮度范围可以为根据目标亮度以及预设跨度确定的范围，例如，目标亮度范围的中值为目标亮度，目标亮度范围的最小值为目标亮度与预设跨度之间的差值，目标亮度范围的最大值为目标亮度与预设跨度的和值。该目标亮度和预设跨度可以根据经验、业务需求或用户自定义设置。例如，目标亮度可以看作用户希望当前画面达到的亮度，由用户预先设置，预设跨度根据业务需求确定，例如当要求精度较高时，则设置预设范围较小。

402、摄像设备获取驱动信号的第一占空比，该第一占空比小于目标占空比。

当亮度小于目标亮度范围的最小值时，表明当前的画面过暗，则摄像设备会通过一定占空比的驱动信号，控制光圈开大。

为了区分描述，在此将控制光圈开大时使用的占空比称为第一占空比。由于占空比轴上，目标占空比的左侧为开大的方向，因此，摄像设备会取一个小于目标占空比的占空比，作为第一占空比，以便通过第一占空比的驱动信号，控制光圈开大。示例性地，请参见图2，可以在占空比轴上pO的左侧，取一点作为第一占空比。

关于获取第一占空比的具体实现，在此提供以下三种实现方式：

方式一、摄像设备根据第一亮度差距，获取第一占空比。

第一亮度差距：是指亮度与目标亮度之间的差距，该目标亮度属于该目标亮度范围，可以包括目标亮度范围的中值、目标亮度范围的最小值或目标亮度范围的最大值等。关于获取第一亮度差距的过程，在控制光圈的过程中，摄像设备可以根据亮度与目标亮度，获取亮度与目标亮度之间的差距，得到第一亮度差距，例如可以计算亮度与目标亮度之间的差值的绝对值，将该绝对值作为第一亮度差距。

关于根据第一亮度差距获取第一占空比的过程，第一占空比的大小可以与该第一亮度差距负相关，即亮度与目标亮度之间的差距越大，则第一占空比越大。在一种可能的实现中，可以预先建立第一亮度差距与第一占空比之间的映射关系，该映射关系可以为负相关的关系，摄像设备可以根据第一亮度差距查询该映射关系，得到第一亮度差距对应的第一占空比。

可选地，可以为第一亮度差距引入亮度因子，可以根据第一亮度差距，确定对应的亮度因子，再根据亮度因子获取第一占空比。其中，亮度因子的大小与第一亮度差距正相关。在一种可能的实现中，可以预先建立第一亮度差距与亮度因子之间的映射关系，摄像设备可以基于第一亮度差距查询该映射关系，得到第一亮度差距对应的亮度因子，再根据亮度因子以及pO，获取第一占空比。

示例性地，摄像设备可以应用以下公式计算第一占空比：F＝pO-yF，其中F表示第一占空比，pO表示第一平衡偏移点，yF表示亮度因子，参见图2，在占空比轴上第一占空比可以在pO的左侧。

本方式中，由于第一占空比的大小决定了开大光圈的力度，在控制光圈的过程中，通过结合亮度与目标亮度之间的差距，确定目标占空比，能够保证开大光圈的力度适当，从而保证光圈开大的速度适当：当亮度与目标亮度相差较大时，第一占空比就会较小，而请参见图2，在占空比轴上，第一占空比会在平衡点左侧，且趋向左，则开大光圈的力度就会较大，以使光圈快速开大，亮度尽快达到目标亮度。同理地，当亮度与目标亮度相差较小时，第一占空比就会较大，而请参见图2，在占空比轴上，第一占空比会在平衡点左侧，且趋向右，则开大光圈的力度就会较小，以使光圈缓慢开大，防止调亮过度。

方式二、摄像设备根据第二亮度差距，获取该第一占空比。

该第二亮度差距是指该亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，关于获取第二亮度差距的过程，在控制光圈的过程中，摄像设备可以根据亮度与上一帧画面的亮度，获取亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，得到第二亮度差距，例如可以计算亮度与上一帧画面的亮度之间的差值的绝对值，将该绝对值作为第二亮度差距。

关于根据第二亮度差距获取第一占空比的过程，第一占空比的大小可以与与第二亮度差距正相关，即亮度与上一帧画面的亮度之间的差距越大，则第一占空比越大。在一种可能的实现中，可以预先建立第二亮度差距与第二占空比之间的映射关系，该映射关系可以为正相关的关系，摄像设备可以根据第二亮度差距查询该映射关系，得到第二亮度差距对应的第一占空比。

可选地，可以为第二亮度差距引入时间因子，可以根据第二亮度差距，确定时间因子，再根据时间因子，获取与该时间因子正相关的第一占空比。关于根据时间因子获取第一占空比的方式，在一种可能的实现中，可以预先建立时间因子与第一占空比之间的映射关系，该映射关系可以为正相关的关系，摄像设备可以根据时间因子查询该映射关系，得到时间因子对应的第一占空比。

时间因子为时变参数，当第二亮度差距小于第一预设阈值时，时间因子随着时间的推移而增长，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，时间因子随着时间的推移而减小。其中，时间因子可以采用分段函数的形式设计，在亮度变化较快时，时间因子会随着时间的推移递增，在亮度变化过慢时，时间因子会随着时间的推移递减。

关于确定时间因子的具体过程，在一种可能的实现中，时间因子可以采用迭代的方式确定，可以根据当前的第二亮度差距，对上一次计算的时间因子进行调整，将调整后的时间因子作为当前的时间因子。具体地，若当前的第二亮度差小于第二亮度阈值，则摄像设备会对上一次计算的时间因子进行增大，得到当前的时间因子，例如上一次计算的时间因子为10，对10放大一倍，则本次计算的时间因子为20。同理地，若当前的第二亮度差距大于第一亮度阈值，则摄像设备会对上一次计算的时间因子进行减小，得到当前的时间因子。例如上一次计算的时间因子为10，对10减小一倍，则本次计算的时间因子为5。

可选地，可以设置时间因子初始值，在控制光圈的过程中不断根据当前的第二亮度差，对时间因子进行调整。其中时间因子初始值可以根据实际需求确定，可以为1。

本方式中，由于第一占空比的大小决定了开大光圈的力度，在控制光圈的过程中，通过结合当前画面的亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，确定目标占空比，能够调节开大光圈的力度，从而调节光圈通光孔径的变大速度，保证亮度变化的速度适当，避免过曝或过暗的现象：

当亮度与上一帧画面的亮度相差较小时，表明当前拍摄的画面的亮度相对上一帧画面的亮度来说几乎未变化，即当前拍摄的画面变亮的速度过慢，第一占空比就会较小，而请参见图2，在占空比轴上，确定第一占空比的过程可以看作摄像设备将第一占空比从PO的左侧，向左进行了移动，则开大光圈的力度就会较大，以使光圈快速开大，从而提高光圈开大的速度，进而提高亮度上升的速度，从而避免由于光圈开大的速度过慢，而导致调节曝光的时间过长的情况。

同理地，当亮度与上一帧画面的亮度相差较大时，表明当前拍摄的画面的亮度相对上一帧画面的亮度来说变化过大，即当前拍摄的画面变亮的速度过快，第一占空比就会较大，而请参见图2，可以看作摄像设备将第一占空比从PO的左侧，向右进行了移动，驱动光圈开大的力会随之减小，能够降低光圈开大的速度，进而降低亮度上升的速度。保证光圈通光孔径平稳张大，进而保证当前画面的亮度平稳变亮，避免由于光圈开大的速度过快导致曝光震荡的情况，

方式三、摄像设备根据第一亮度差距以及第二亮度差距，获取该第一占空比。

方式三为方式一和方式二的结合，摄像设备可以确定第一亮度差距以及第二亮度差距，根据第一亮度差距以及第二亮度差距，获取第一占空比，第一占空比的大小与该第一亮度差距负相关，且与第二亮度差距正相关。在一种可能的实现中，可以预先建立第一亮度差距、第二亮度差距与第一占空比之间的映射关系，摄像设备可以根据第一亮度差距以及第二亮度差距查询该映射关系，得到第一亮度差距、第二亮度差距对应的第一占空比。

示例性地，摄像设备可以应用以下公式，对第一亮度差距以及第二亮度差距进行计算，得到第一占空比：F＝pO-(tF+yF)，其中F表示第一占空比，pO表示第一平衡偏移点，tF表示时间因子，yF表示亮度因子。参见图2，在占空比轴上第一占空比可以在pO的左侧。

其中，第一平衡偏移点(pO)是指目标占空比与预设偏移量的差值，摄像设备可以获取目标占空比，计算目标占空比与预设偏移量的差值，得到第一平衡偏移点。

403、摄像设备通过占空比为第一占空比的驱动信号，控制光圈开大。

针对控制光圈开大的具体过程，摄像设备可以根据第一占空比，生成占空比为该第一占空比的驱动信号，在驱动信号的驱动下，光圈的通光孔径会变大，从而实现光圈开大的效果。例如，摄像设备可以生成占空比为第一占空比的PWM波，将PWM波发送给驱动模块，驱动模块会将PWM波转化为电压值，在电压值的驱动下，光圈的通光孔径会变大。

当光圈开大后，进光量会增加，亮度会上升，若摄像设备确定亮度已经属于目标亮度范围，会停止控制光圈开大的过程，进入基于目标占空比控制光圈的过程。若摄像设备确定亮度仍不属于目标亮度范围，则继续控制光圈开大，直至亮度属于目标亮度范围。

可选地，每当控制光圈开大后，摄像设备可以根据亮度变化的快慢对时间因子进行调整，进而根据调整后的时间因子，再次确定第一占空比并再次控制光圈开大，以便调节画面变亮的速度。具体地，重新控制光圈开大的过程可以包括以下两种设计：

设计一(针对画面变亮的速度过慢的情况)、摄像设备可以在控制光圈开大后，判断第二亮度差是否小于第一预设阈值，当第二亮度差小于第一预设阈值时，对时间因子进行增大。基于增大后的时间因子，重复执行获取第一占空比以及控制光圈开大的步骤。其中第一预设阈值可以由开发人员预先设置。

针对增大时间因子的具体方式，摄像设备可以计算时间因子和预设倍数的乘积，将该乘积作为增大后的时间因子，其中预设倍数为大于1的正整数，例如为2。另外，摄像设备也可以计算时间因子与预设幅值的和值，将该和值作为增大后的时间因子，该预设幅值为正数。

设计二(针对画面变亮的速度过快的情况)、摄像设备可以在控制光圈开大后，判断第二亮度差距是否大于第二预设阈值，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，则对时间因子进行减小。基于减小后的时间因子，重复执行获取第一占空比以及控制光圈开大的步骤。其中第一预设阈值可以由开发人员预先设置。

针对减小时间因子的具体方式，摄像设备可以计算时间因子与预设倍数的比值，将该比值作为减小后的时间因子，其中预设倍数为大于1的正整数，例如为2。另外，摄像设备也可以计算时间因子与预设幅值的差值，将该差值作为减小后的时间因子，该预设幅值为正数。

可选地，在控制光圈开大的过程中可以进行最大状态检测：在调节第一占空比的过程中，可以判断当前的占空比是否已经达到最小占空比，当占空比已经达到最小占空比，即第一占空比处于占空比轴的min处时，光圈开大的力已经达到最大，光圈通光孔径的大小已经达到最大值，此时无需继续调节第一占空比，将第一占空比设置为最小占空比，保持基于该最小占空比控制光圈即可。

综上所述，以上步骤402-步骤403阐述了控制光圈开大的过程，参见图5，其示出了控制光圈开大过程的流程图，摄像设备可以按照图5的流程，重复执行获取第一占空比以控制光圈开大的过程，直至亮度属于目标亮度范围。以下，通过步骤404-步骤405阐述控制光圈关小的过程。

404、摄像设备获取驱动信号的第二占空比，第二占空比大于目标占空比。

当亮度大于目标亮度范围的最大值时，表明当前的画面过亮，则摄像设备会通过一定占空比的驱动信号，控制光圈关小。

为了区分描述，在此将控制光圈关小时使用的占空比称为第二占空比。由于占空比轴上，目标占空比的右侧为关小的方向，因此，摄像设备会取一个大于目标占空比的占空比，作为第二占空比。示例性地，请参见图2，可以在占空比轴上pC的右侧，取一点作为第二占空比。

关于获取第二占空比的具体实现，在此提供以下三种实现方式：

方式一、根据第一亮度差距，获取第二占空比，第一亮度差距是指亮度与目标亮度之间的差距，目标亮度属于目标亮度范围。

关于根据第一亮度差距获取第二占空比的过程，第二占空比的大小可以与该第一亮度差距正相关，即亮度与目标亮度之间的差距越大，则第二占空比越大。在一种可能的实现中，可以预先建立第一亮度差距与第二占空比之间的映射关系，该映射关系可以为正相关的关系，摄像设备可以根据第一亮度差距查询该映射关系，得到第一亮度差距对应的第二占空比。

可选地，可以为第一亮度差距引入亮度因子，可以根据第一亮度差距，确定对应的亮度因子，再根据亮度因子获取第二占空比。其中，亮度因子的大小与第一亮度差距正相关。在一种可能的实现中，可以预先建立第一亮度差距与亮度因子之间的映射关系，摄像设备可以基于第一亮度差距查询该映射关系，得到第一亮度差距对应的亮度因子，再根据亮度因子以及pO，获取第二占空比。

示例性地，摄像设备可以应用以下公式计算第二占空比：F＝pC+yF，其中F表示第二占空比，pC表示第二平衡偏移点，yF表示亮度因子，参见图2，在占空比轴上第二占空比可以在pC的右侧。

本方式中，由于第二占空比的大小决定了关小光圈的力度，在控制光圈的过程中，通过结合亮度与目标亮度之间的差距，获取第二占空比，能够保证关小光圈的力度适当，从而保证光圈关小的速度适当，进而保证画面变暗的速度适当：当亮度与目标亮度相差较大时，第二占空比就会较大，而请参见图2，在占空比轴上，第二占空比会在平衡点右侧，且趋向右，则关小光圈的力度就会较大，以使光圈快速关小，亮度尽快减小到目标亮度。同理地，当亮度与目标亮度相差较小时，第二占空比就会较小，而请参见图2，在占空比轴上，第二占空比会在平衡点右侧，且趋向左，则开大光圈的力度就会较小，以使光圈缓慢关小，防止调暗过度。

方式二、根据第二亮度差距，获取第二占空比，第二亮度差距是指亮度与上一帧画面的亮度之间的差距。

该第二亮度差距是指该亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，关于根据第二亮度差距获取第二占空比的过程，第二占空比的大小可以与第二亮度差距正相关，即亮度与上一帧画面的亮度之间的差距越大，则第二占空比越大。在一种可能的实现中，可以预先建立第二亮度差距与第二占空比之间的映射关系，该映射关系可以为正相关的关系，摄像设备可以根据第二亮度差距查询该映射关系，得到第二亮度差距对应的第二占空比。

可选地，可以为第二亮度差距引入时间因子，可以根据第二亮度差距，确定时间因子，再根据时间因子，获取与该时间因子正相关的第二占空比。关于根据时间因子获取第二占空比的方式，在一种可能的实现中，可以预先建立时间因子与第二占空比之间的映射关系，该映射关系可以为正相关的关系，摄像设备可以根据时间因子查询该映射关系，得到时间因子对应的第二占空比。

确定时间因子的具体过程与上述步骤402同理，在此不做赘述。

示例性地，摄像设备可以按照以下公式计算第二占空比：F＝pC+tF+yF，其中F表示第二占空比，pC表示第二平衡偏移点，tF表示时间因子，yF表示亮度因子。参见图2，在占空比轴上第二占空比可以在pC的右侧。

本方式中，由于第二占空比的大小决定了关小光圈的力度，在控制光圈的过程中，通过结合当前画面的亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，确定第二占空比，能够调节关小光圈的力度，从而调节光圈通光孔径变小的速度，保证光圈通光孔径平稳减小，进而保证当前画面的亮度平稳变暗，避免由于光圈关小的速度过快导致曝光震荡的情况，也避免由于光圈关小的速度过慢导致调节曝光的时间过长的情况。

405、摄像设备通过占空比为第二占空比的驱动信号，控制光圈关小。

针对控制光圈关小的具体过程，摄像设备可以根据第二占空比，生成占空比为该第二占空比的驱动信号，在驱动信号的驱动下，光圈的通光孔径会变小，从而实现光圈关小的效果。例如，摄像设备可以生成占空比为第二占空比的PWM波，将PWM波发送给驱动模块，驱动模块会将PWM波转化为电压值，在电压值的驱动下，光圈的通光孔径会变小。

当光圈关小后，进光量会减小，亮度会下降，若摄像设备确定亮度已经属于目标亮度范围，会停止控制光圈关小的过程，进入基于目标占空比控制光圈的过程。若摄像设备确定亮度仍不属于目标亮度范围，则继续控制光圈关小，直至亮度属于目标亮度范围。

可选地，每当控制光圈关小后，摄像设备可以根据亮度变化的快慢对时间因子进行调整，进而根据调整后的时间因子，再次确定第二占空比并再次控制光圈关小，以便调节画面变暗的速度。具体地，重新控制光圈关小的过程可以包括以下两种设计：

设计一(针对画面变暗的速度过慢的情况)、摄像设备可以在控制光圈关小后，判断第二亮度差距是否小于第一预设阈值，当第二亮度差距小于第一预设阈值时，对时间因子进行增大。基于增大后的时间因子，重复执行获取第二占空比以及控制光圈关小的步骤。

本步骤405中增大时间因子的过程与上述步骤403中增大时间因子的过程同理，在此不做赘述。

本设计一中，当第二亮度差距小于第一预设阈值时，表明当前拍摄的画面的亮度相对上一帧画面的亮度来说几乎未变化，即当前拍摄的画面变暗的速度过慢，那么当增大时间因子后，由于第二占空比与时间因子正相关，且第一占空比大于第二平衡偏移点，参见图2，重新获取第二占空比的过程可以看作摄像设备将第二占空比从PC的右侧向右进行了移动，驱动光圈关小的力会随之变大，能够提高光圈关小的速度，进而提高亮度下降的速度。

设计二(针对画面变暗的速度过快的情况)、摄像设备可以在控制光圈关小后，判断第二亮度差距是否大于第二预设阈值，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，对时间因子进行减小。基于减小后的时间因子，重复执行获取第二占空比以及控制光圈关小的步骤。

本步骤405中减小时间因子的过程与上述步骤403中减小时间因子的过程同理，在此不做赘述。

本设计二中，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，表明当前拍摄的画面的亮度相对上一帧画面的亮度来说变化过大，即当前拍摄的画面变暗的速度过慢，那么当增大时间因子后，由于第二占空比与时间因子正相关，且第一占空比大于第二平衡偏移点，参见图2，重复第二占空比的过程可以看作摄像设备将第二占空比从PC的右侧向左进行了移动，驱动光圈关小的力会随之减小，能够降低光圈关小的速度，进而降低亮度下降的速度。

综上，以上步骤404-步骤405阐述了控制光圈关小的过程，参见图6，其示出了控制光圈关小过程的流程图，摄像设备可以按照图6的流程，重复执行获取第二占空比以控制光圈关小的过程，直至亮度属于目标亮度范围。以下，通过步骤406-步骤407阐述亮度属于目标亮度范围时，控制光圈保持平衡状态的过程。

406、当亮度属于目标亮度范围时，摄像设备获取光圈的目标占空比，目标占空比是指能够控制光圈处于平衡状态的占空比，平衡状态是指光圈的大小保持不变的状态。

针对本步骤406执行的时机，可选地，若光圈启动时，亮度已属于目标亮度范围，则可以直接执行本步骤406。若光圈启动时，亮度小于目标亮度范围的最小值时，则能通过上述步骤402-步骤403，控制光圈开大，亮度会随之上升，当目标亮度上升至目标亮度范围内时，会执行本步骤406。若光圈启动时，亮度大于参考目标亮度范围的最大值，能通过上述步骤404-步骤405，控制光圈关小，亮度会随之下降，当目标亮度下降至目标亮度范围内时，会执行本步骤406。

针对目标占空比的具体确定方式，光圈的目标占空比可以基于至少一个历史占空比以及对应的至少一个历史保持时长确定，该历史占空比可以为历史运行中控制光圈处于平衡状态所采用的目标占空比，历史保持时长是指基于对应的历史占空比控制光圈时亮度保持不变的时长。可选地，摄像设备每当通过某一占空比控制光圈时可以计时，即记录在该占空比下，画面的亮度保持不变的时长，作为该占空比对应的历史保持时长，并对应存储占空比以及保持时长，那么，在多次控制过程后，即可得到多个占空比以及多个历史保持时长。

在一种可能的实现中，光圈的目标占空比可以为多个历史占空比的加权和值，摄像设备可以对至少一个历史占空比进行加权求和，得到目标占空比，每个历史占空比的权重与对应的历史保持时长正相关。例如，可以预先建立历史保持时长与权重之间的映射关系，该映射关系包括至少一个历史保持时长以及对应的至少一个权重，当确定历史占空比的历史保持时长时，可以根据历史保持时长，查询映射关系，从映射关系中得到历史保持时长对应的权重，作为对历史占空比进行加权时使用的权重。

示例性地，假设多个历史占空比为b1、b2、b3，b1的历史保持时长为t1，b2的历史保持时长为t2，b3的历史保持时长为t3，目标占空比为best_b，则best_b的计算公式可以如下：best_b＝(b1*t1+b2*t2+b3*t3)/(t1+t2+t3)。

那么，如果在某个历史占空比下，亮度保持不变的时间越久，表明该历史占空比效果越好，越为精确，则该历史占空比对应的权重越大，因此确定的目标占空比会越接近该历史占空比，从而保证目标占空比的准确性。进一步地，通过目标占空比控制光圈时，亮度保持不变的时间会久，从而提高控制光圈的精确性。

通过本实施例提供的目标占空比确定方式，至少可以实现以下技术效果：

第一，提高确定目标占空比的效率：由于硬件和应用环境的千差万别，开发人员通过实验和经验，人工确定目标占空比的难度极高、且耗费的时间较长。而本实施例中，摄像设备以自学习的方式，从多次历史运行中吸取经验，根据历史运行中每次控制光圈的目标占空比以及历史保持时长，确定本次的目标占空比，从而自动找到适当的目标占空比，极大地提高了效率。

第二，提高控制光圈的灵活性：在实施中，如果将某一固定的占空比作为目标占空比，很可能无法适应于复杂多变的环境，另外某一摄像设备的光圈的目标占空比很可能无法适用于其他摄像设备。而本实施例中，引入了一种灵活性高、适应性强的计算目标占空比的方式，并非为每个摄像设备设置相同的目标占空比，也并非固定地设置目标占空比，而是由每个摄像设备根据自身的历史运行的目标占空比和保持时长，灵活地更新目标占空比，极大地提高了控制光圈的灵活性。

第三，提高目标占空比的精确性：每当摄像设备基于目标占空比控制光圈处于平衡状态后，若亮度较长时间不变，即保持时长较长，可以获知光圈在该目标占空比保持平衡状态的能力较强，该目标占空比较为可靠，则后续计算下一次控制光圈处于平衡状态所采用的目标占空比时，该目标占空比的权重会较大，会对下一次的目标占空比影响较大。而每当基于每个目标占空比控制光圈处于平衡状态后，若亮度很快就发生了变化，即保持时长较短，可以获知光圈在该目标占空比保持平衡状态的能力较弱，该目标占空比准确性较差，则后续计算下一次控制光圈处于平衡状态所采用的目标占空比时，该目标占空比的权重较小，会对下一次的目标占空比的影响较小。通过这种方式计算的目标占空比精确性极高，能保证光圈的调整过程更加平稳，使光圈进入保持平衡状态的速度更快，很好地解决了曝光震荡的问题。

需要说明的是，关于获取目标占空比的时机，示例性地，在此提供以下两种方式：

方式一、摄像设备读取在光圈上一次结束平衡状态后，计算得到的目标占空比。

光圈的目标占空比可以随着光圈结束平衡状态的过程，实时进行更新，每次摄像设备基于某一目标占空比控制光圈处于平衡状态的过程中，如果亮度发生变化，可以获知光圈的通光孔径的大小发生了变化，光圈已结束平衡状态，则存储本次的保持时长以及目标占空比，并根据本次的目标占空比以及保持时长，更新已确定的目标占空比，以便下次采用更新的目标占空比，控制光圈处于平衡状态。

那么，当摄像设备本次要控制光圈处于平衡状态时，由于光圈上一次结束平衡状态后已经计算了目标占空比，则摄像设备直接读取上一次计算的目标占空比即可，而无需临时计算。

方式二、摄像设备可以基于至少一个历史占空比以及对应的至少一个历史保持时长，临时计算目标占空比。

每当摄像设备基于某一目标占空比控制光圈处于平衡状态的过程中，如果确定亮度发生变化，可以仅是对应历史保持时长以及目标占空比，而无需计算目标占空比。而当摄像设备本次要控制光圈处于平衡状态时，可以读取至少一个历史占空比以及对应的至少一个历史保持时长，基于至少一个历史占空比以及对应的至少一个历史保持时长，临时计算目标占空比，以便基于计算得到的目标占空比控制光圈。

407、摄像设备通过占空比为目标占空比的驱动信号，控制光圈处于平衡状态。

针对控制光圈处于平衡状态的具体过程，摄像设备得到目标占空比后，可以生成占空比为目标占空比的驱动信号，在驱动信号的驱动下，光圈的通光孔径的大小可以保持不变，从而实现光圈处于平衡状态的效果。例如，摄像设备可以生成占空比为目标占空比的PWM波，将PWM波发送给驱动模块，驱动模块接收PWM波，将PWM波转换为电压值，在电压值的驱动下，光圈的通光孔径的大小保持不变。

可选地，摄像设备可以当开始通过占空比为目标占空比的驱动信号控制光圈时，开始计时，并实时检测亮度是否发生变化，当亮度发生变化时，结束计时，获取已记录的时长，将目标占空比存储为历史占空比，将已记录的时长存储为历史占空比对应的历史保持时长。进一步地，当对应存储历史占空比以及历史保持时长后，可以基于当前已存储的多个历史保持时长以及多个历史保持时长，对目标占空比进行更新。

其中，由于摄像设备拍摄每帧画面的时长是固定的，可以将拍摄的帧数作为计时单位，通过记录摄像设备在目标占空比下拍摄的帧数，得到目标占空比对应的保持时长。具体地，当摄像设备开始基于目标占空比控制光圈时，可以从0开始计数，每当拍摄一帧画面则计数加一，在亮度发生变化时结束计数，则记录的帧数可以作为在目标占空比下的保持时长。

另外，摄像设备在记录了目标占空比对应的历史保持时长后，可以基于已存储的多个历史保持时长，对该目标占空比以及至少一个历史占空比进行加权求和，得到更新的目标占空比，以便下一次要控制光圈处于平衡状态时，基于该更新的目标占空比控制光圈。

需要说明的是，在基于目标占空比控制光圈的过程中，亮度可能会发生轻微变化，摄像设备可以随着亮度的轻微变化，对目标占空比进行微调，并基于微调后的目标占空比重新控制光圈，以保证曝光稳定。微调目标占空比进而重新控制光圈的具体过程可以包括以下两种方式。

方式一、在亮度轻微变暗时，摄像设备可以对目标占空比适当减小，并基于适当减小后的目标占空比重新控制光圈。

确定亮度轻微变暗的方式：可以比较亮度和上一帧画面的亮度，在亮度小于上一帧画面的亮度，且第二亮度差距小于某一阈值时，可以确定亮度轻微变暗。

减小目标占空比的方式：可以计算目标占空比和第一预设幅值的差值，将该差值作为减小后的目标占空比，该第一预设幅值为正数。当然，也可以计算目标占空比和第一预设倍数的比值，将该比值作为减小后的目标占空比，其中第一预设倍数为大于1的正整数。

本方式中，通过亮度轻微变暗时适当减小目标占空比，可以看作摄像设备将目标占空比在占空比轴上进行了轻微左移，在PWM波的驱动方式下，会产生驱动光圈开大的力，光圈的通光孔径会变大，则亮度会轻微变亮。

另外，当摄像设备对目标占空比适当减小时，可以存储减小前的目标占空比和保持时长，并在开始基于减小后的目标占空比控制光圈时，重新记录减小后的目标占空比对应的保持时长。

方式二、在亮度轻微变亮时，摄像设备可以对目标占空比适当增大，并基于适当增大后的目标占空比重新控制光圈。

确定亮度轻微变亮的方式：可以比较亮度和上一帧画面的亮度，在亮度大于上一帧画面的亮度，且第二亮度差距小于某一阈值时，可以确定亮度轻微变亮。

增大目标占空比的方式：可以计算目标占空比和第一预设幅值的和值，将该和值作为增大后的目标占空比，该第一预设幅值为正数。当然，也可以计算目标占空比和第一预设倍数的乘积，将该乘积作为增大后的目标占空比，其中第一预设倍数为大于1的正整数。

本方式中，通过亮度轻微变亮时适当增大目标占空比，可以看作摄像设备将目标占空比在占空比轴上进行了轻微右移，在PWM波的驱动方式下，会产生驱动光圈关小的力，光圈的通光孔径会变小，则亮度会轻微变暗。

另外，当对目标占空比适当增大时，可以存储增大前的目标占空比和保持时长，并在开始基于增大后的目标占空比控制光圈时，重新记录增大后的目标占空比对应的保持时长。

综上，以上步骤406至步骤407阐述了控制光圈处于平衡状态的过程，参见图7，其示出了控制光圈处于平衡状态过程的流程图，摄像设备可以按照图7的流程保持光圈处于平衡状态，还可随着亮度的轻微变化对目标占空比进行微调，以保证亮度趋于稳定。

在实施中，如果光圈实际的目标占空比与计算的目标占空比的偏差非常大，此时通过上述步骤402至步骤403和/或步骤404至步骤405调节光圈时，可能由于控制光圈的力过小出现光圈调不动的情况，此时曝光会出现过曝、过暗或者震荡，亮度长时间无法稳定。为此，本实施例还引入了异常检测的过程，若光圈启动后长时间无法稳定，即长时间未进入平衡状态时，说明目标占空比存在较大偏移，则会通过以下步骤一至步骤二对目标占空比进行调整。

步骤一、当开始通过占空比为目标占空比的驱动信号控制光圈时，开始计时。

步骤二、每当亮度发生变化时，若已记录的时长未达到预设时长，对目标占空比进行调整，得到调整后的目标占空比。

如果经过预设时长光圈仍未进入平衡状态，可以获知发生了异常情况，目标占空比的偏差较大，需要进行粗平衡矫正，对目标占空比进行大幅度调节，从而对光圈进行粗调。其中预设时长可以根据实际业务需求确定，可以由开发人员预先设置。

具体来说，本步骤可以包括以下两种情况：

情况一、当亮度大于目标亮度范围的最大值时，对目标占空比进行增大。

摄像设备可以对当前拍摄的一帧画面的亮度与目标亮度范围的最大值进行比较，当确定亮度大于目标亮度范围的最大值时，可以获知之前调节光圈时，驱动光圈关小的力始终过小，导致亮度一直未能降下来，致使亮度一直过亮。因此会对目标占空比进行增大，则后续确定的粗目标占空比会在占空比轴上大幅度右移，驱动光圈关小的力会增大，以使亮度下降。

针对增大目标占空比的方式，可以获取目标占空比和亮度因子的和值，将该和值作为增大后的目标占空比。示例性地，可以采用以下公式计算调节后的目标占空比：F＝b+yF，其中F表示增大后的目标占空比，b表示增大前的目标占空比。

可选地，为了避免误操作以及过调节，当亮度大于目标亮度范围的最大值时，摄像设备可以先判断亮度变暗的速度是否过快，若亮度没有变暗或变暗的速度较慢时，再增大目标占空比。而若亮度变暗的速度较快时，表明光圈的通光孔径已经在快速关小，则可以将目标占空比小幅度减小，以减小驱动光圈关小的力，避免由于光圈过度地关小导致曝光过暗的情况。其中，针对判断亮度变暗的速度是否过快的过程，可以基于亮度小于上一帧画面的亮度，且第二亮度差距大于某一阈值时，确定亮度变暗的速度过快。

情况二、当亮度小于目标亮度范围的最小值时，对目标占空比进行减小。

摄像设备可以对当前拍摄的一帧画面的亮度与目标亮度范围的最小值进行比较，当确定亮度小于目标亮度范围的最小值时，可以获知之前调节光圈时，驱动光圈开大的力始终过小，导致亮度一直未能升上来，致使亮度一直过暗。因此会减小目标占空比，则后续确定的粗目标占空比会在占空比轴上大幅度左移，驱动光圈开大的力会增大，以使亮度上升。

针对减小目标占空比的方式，可以获取目标占空比与亮度因子之间的差值，将该差值作为减小后的目标占空比。示例性地，可以采用以下公式计算粗目标占空比：F＝b–yF，其中F表示减小后的目标占空比，b表示减小前的目标占空比。

可选地，为了避免误操作以及过调节，在亮度小于目标亮度范围的最小值时，摄像设备可以先判断亮度变亮的速度是否过快，若亮度没有变亮或变亮的速度较慢时，再减小目标占空比。而若亮度变亮的速度较快时，表明光圈的通光孔径已经在快速开大，则可以将目标占空比小幅度增加，以减小驱动光圈开大的力，避免由于光圈过度地开大导致曝光过亮的情况。其中，针对判断亮度变亮的速度是否过快的过程，可以基于亮度与上一帧画面的亮度获取第二亮度差，当第二亮度差为正且大于某一阈值时，确定亮度变亮的速度过快。

步骤三、将驱动信号的占空比调整为调整后的目标占空比，并重新开始计时，直至在当前的调整后的目标占空比下，亮度保持不变的时长已达到预设时长。

摄像设备可以当调整了驱动信号的占空比时，开始计时，记录在调整后的目标占空比下，亮度保持不变的时长，若亮度发生变化，则判断亮度保持不变的时长是否已经达到预设时长，若亮度保持不变的时长未达到预设时长，可以重新调整目标占空比，若亮度保持不变的时长已经达到预设时长，可以确认目标占空比已经在粗平衡的过程中调整准确，结束调整的过程。其中，该预设时长可以根据实际业务需求确定，可以为拍摄20帧耗费的时长。

综上所述，以上步骤一至步骤三阐述了对光圈进行粗调的过程，参见图8，其示出了对光圈进行粗平衡的流程图，摄像设备可以按照图8的流程，重复执行获取粗目标占空比以粗调光圈的过程，直至亮度属于目标亮度范围。

本实施例提供的方法，当亮度属于目标亮度范围时，会基于目标占空比控制光圈处于平衡状态，由于光圈的通光孔径的大小保持不变，可以保证拍摄画面的亮度稳定，避免实时动态调整光圈而导致的曝光震荡问题。

图9是本发明实施例提供的一种光圈控制装置的结构示意图。参见图9，该装置包括：获取模块901和控制模块902。

获取模块901，用于获取驱动信号的目标占空比；

该获取模块901，还用于获取当前拍摄的一帧画面的亮度；

控制模块902，用于当该亮度处于目标亮度范围时，通过占空比为该目标占空比的驱动信号，控制该光圈处于平衡状态，该平衡状态是指光圈的通光孔径的大小保持不变的状态。

本实施例提供的装置，当亮度属于目标亮度范围时，会基于目标占空比控制光圈处于平衡状态，由于光圈的通光孔径的大小保持不变，可以保证拍摄画面的亮度稳定，避免实时动态调整光圈而导致的曝光震荡问题。

可选地，该获取模块901，还用于对至少一个历史占空比进行加权求和，得到该目标占空比，每个历史占空比的权重与对应的历史保持时长正相关，该历史保持时长是指基于对应的历史占空比控制光圈时，亮度保持不变的时长。

可选地，该装置还包括：

计时模块，用于当开始通过占空比为该目标占空比的驱动信号控制该光圈时，开始计时；

该获取模块901，还用于当该亮度发生变化时，获取已记录的时长；

存储模块，用于将该目标占空比存储为历史占空比，将该已记录的时长存储为该历史占空比对应的历史保持时长。

可选地，该获取模块901，还用于当该亮度小于该目标亮度范围的最小值时，获取驱动信号的第一占空比，该第一占空比小于目标占空比；

该控制模块902，还用于通过占空比为该第一占空比的驱动信号，控制该光圈开大。

可选地，该获取模块901，还用于根据第一亮度差距，获取该第一占空比，该第一亮度差距是指该亮度与目标亮度之间的差距，该目标亮度属于该目标亮度范围，该第一占空比与该第一亮度差距负相关。

可选地，该获取模块901，还用于根据第二亮度差距，获取该第一占空比，该第二亮度差距是指该亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，该第一占空比与该第二亮度差距正相关。

可选地，该获取模块901，包括：

确定子模块，用于根据第二亮度差距，确定时间因子；

获取子模块，用于根据该时间因子，获取该第一占空比，该第一占空比与该时间因子正相关；

其中，该时间因子为时变参数，当该第二亮度差距小于第一预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而增长，当该第二亮度差距大于第二预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，该获取模块901，还用于当该亮度大于该目标亮度范围的最大值时，获取驱动信号的第二占空比，该第二占空比大于该目标占空比；

该控制模块902，还用于通过占空比为该第二占空比的驱动信号，控制该光圈关小。

可选地，该获取模块901，还用于根据第一亮度差距，获取该第二占空比，该第一亮度差距是指该亮度与目标亮度之间的差距，该目标亮度属于该目标亮度范围，该第二占空比与该第一亮度差距正相关。

可选地，该获取模块901，还用于根据第二亮度差距，获取该第二占空比，该第二亮度差距是指该亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，该第二占空比与该第二亮度差距正相关。

可选地，该获取模块901，包括：

确定子模块，用于根据该第二亮度差距，确定时间因子；

获取子模块，用于根据该时间因子，获取该第二占空比，该第二占空比与该时间因子正相关；

其中，该时间因子为时变参数，当该第二亮度差距小于第一预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而增长，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，该时间因子随着时间的推移而减小。

可选地，该装置还包括：

计时模块，用于当开始通过占空比为该目标占空比的驱动信号控制该光圈时，开始计时；

调整模块，用于每当该亮度发生变化时，若已记录的时长未达到预设时长，对该目标占空比进行调整，得到调整后的目标占空比；将该驱动信号的占空比调整为该调整后的目标占空比；

该计时模块，还用于重新开始计时，直至在当前的调整后的目标占空比下，亮度保持不变的时长已达到预设时长。

可选地，该调整模块，还用于：

当该亮度大于该目标亮度范围的最大值时，对该目标占空比进行增大；或，

当该亮度小于该目标亮度范围的最小值时，对该目标占空比进行减小。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

需要说明的是：上述实施例提供的光圈控制装置在控制光圈时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将摄像设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的光圈控制装置与光圈控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

图10是本发明实施例提供的一种摄像设备的结构示意图，该摄像设备1000可因配置或性能不同而产生比较大的差异，通常，摄像设备1000包括有：处理器1001、存储器1002和光圈1003。

其中，该存储器1002中存储有至少一条指令，该至少一条指令由该处理器1001加载并执行以实现上述各个方法实施例提供的方法。当然，该摄像设备1000还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该摄像设备1000还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由摄像设备的处理器执行以完成上述实施例中的光圈控制方法。例如，该计算机可读存储介质可以是随机存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上该仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光圈控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取驱动信号的目标占空比；

获取当前拍摄的一帧画面的亮度；

当所述亮度处于目标亮度范围时，通过占空比为所述目标占空比的驱动信号，控制所述光圈处于平衡状态，所述平衡状态是指光圈的通光孔径的大小保持不变的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取驱动信号的目标占空比，包括：

对至少一个历史占空比进行加权求和，得到所述目标占空比，每个历史占空比的权重与对应的历史保持时长正相关，所述历史保持时长是指基于对应的历史占空比控制光圈时，亮度保持不变的时长。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当开始通过占空比为所述目标占空比的驱动信号控制所述光圈时，开始计时；

当所述亮度发生变化时，获取已记录的时长；

将所述目标占空比存储为历史占空比，将所述已记录的时长存储为所述历史占空比对应的历史保持时长。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前拍摄的一帧画面的亮度之后，所述方法还包括：

当所述亮度小于所述目标亮度范围的最小值时，获取驱动信号的第一占空比，所述第一占空比小于目标占空比；

通过占空比为所述第一占空比的驱动信号，控制所述光圈开大。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取驱动信号的第一占空比，包括：

根据第一亮度差距，获取所述第一占空比，所述第一亮度差距是指所述亮度与目标亮度之间的差距，所述目标亮度属于所述目标亮度范围，所述第一占空比与所述第一亮度差距负相关。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取驱动信号的第一占空比，包括：

根据第二亮度差距，获取所述第一占空比，所述第二亮度差距是指所述亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，所述第一占空比与所述第二亮度差距正相关。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据第二亮度差距，获取所述第一占空比，包括：

根据第二亮度差距，确定时间因子；

根据所述时间因子，获取所述第一占空比，所述第一占空比与所述时间因子正相关；

其中，所述时间因子为时变参数，当所述第二亮度差距小于第一预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而增长，当所述第二亮度差距大于第二预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而减小。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前拍摄的一帧画面的亮度之后，所述方法还包括：

当所述亮度大于所述目标亮度范围的最大值时，获取驱动信号的第二占空比，所述第二占空比大于所述目标占空比；

通过占空比为所述第二占空比的驱动信号，控制所述光圈关小。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取驱动信号的第二占空比，包括：

根据第一亮度差距，获取所述第二占空比，所述第一亮度差距是指所述亮度与目标亮度之间的差距，所述目标亮度属于所述目标亮度范围，所述第二占空比与所述第一亮度差距正相关。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取驱动信号的第二占空比，包括：

根据第二亮度差距，获取所述第二占空比，所述第二亮度差距是指所述亮度与上一帧画面的亮度之间的差距，所述第二占空比与所述第二亮度差距正相关。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据第二亮度差距，获取所述第二占空比，包括：

根据所述第二亮度差距，确定时间因子；

根据所述时间因子，获取所述第二占空比，所述第二占空比与所述时间因子正相关；

其中，所述时间因子为时变参数，当所述第二亮度差距小于第一预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而增长，当第二亮度差距大于第二预设阈值时，所述时间因子随着时间的推移而减小。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当开始通过占空比为所述目标占空比的驱动信号控制所述光圈时，开始计时；

每当所述亮度发生变化时，若已记录的时长未达到预设时长，对所述目标占空比进行调整，得到调整后的目标占空比；

将所述驱动信号的占空比调整为所述调整后的目标占空比，并重新开始计时，直至在当前的调整后的目标占空比下，亮度保持不变的时长已达到预设时长。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述对所述目标占空比进行调整，包括：

当所述亮度大于所述目标亮度范围的最大值时，对所述目标占空比进行增大；或，

当所述亮度小于所述目标亮度范围的最小值时，对所述目标占空比进行减小。

14.一种摄像设备，其特征在于，所述摄像设备包括处理器、存储器和光圈，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求13任一项所述的光圈控制方法所执行的操作。