一、概述

         在一個完整的成像系統中，所得圖像的亮度由四個方面因素所決定：環境光照強度、相機的光圈大小、曝光時間、信號增益。從這四個因素可以看出，首先環境光照強度是由外界環境光照所決定的，達不到人為任意控制；因此想要調整圖像亮度至合適的程度，需要考慮對光圈大小、曝光時間、信號增益這三個因素進行控制。

        利用調整光圈大小進行圖像整體亮度的調整，主要是依據外在環境光照強度，以求達到進光量能夠維持在一個合適的范圍內。但是通過調整光圈大小進行曝光實現的產品成本相對較高，目前的攝像頭所常采用的技術是通過調整曝光時間和信號增益來完成攝像機的自動曝光。在每幀圖像自動曝光進行處理前首要判斷的是該幀圖像是否需要進行亮度調整，即自動曝光的處理準則；當確定該幀圖像需要進行自動曝光后，根據當前圖像亮度信息與目標亮度差，通過某一確定的曝光控制算法對相關參數進行調節，使得下一幀圖像的亮度逐漸趨近并最終達到目標亮度水平，這個過程就是曝光的調節，也就是自動曝光算法中最的核心的部分。

        總結而言，自動曝光技術主要可以歸結為兩步：第一，場景的亮度估計；第二，確定調整增益，調節曝光時間。目前的自動曝光算法由于使用場景不同，以及數字攝像機所使用的的傳感器和鏡頭差異，關于信號增益、光圈、曝光時間的調節的最佳設置并沒有找到一個普遍適用的方法。

二、亮度估計

1、場景測光

        目前場景測光主要有兩種方式：一是外部測光模式；二是內部測光模式。

        外測光模式的測光器件的光路與相機光學系統中鏡頭的主光軸是各自獨立的，一般安裝在相機鏡頭的正上方或側旁并與主光軸平行。該模式優點在于系統結構簡單并易實現，測量靈敏度較高；但其缺點是