研究了利用 CMOS图像传感器结合数字图像处理方法获取环境工作的照度的可行性。分析了曝光输出值与曝光时间及增益的关系，确定了环境照度的测量方法。针对工程实际的需要，设计了基于 CMOS传感器 OV7670的图像采集与亮度测量系统，研究了系统标定和参数辨识的方法，实现了照度的快速测量。结果表明，该方法能够快速测量环境照度，能够满足对环境照度测量精度的要求。

针对CCD相机在一些特殊场合成像时遇到的前后两帧图像场景不一致、应用环境多样性等问题, 提出了一种基于图像直方图统计和分块均值的自动调光算法。该算法首先分析一帧图像的亮度分布, 并计算出下一帧图像的最佳均值。然后根据该均值调整下一帧图像的曝光量, 使其合理曝光。实验结果表明, 利用此方法可以获得整体亮度合适的图像。在统计直方图后, 计算最佳均值只需利用到直方图和几个均值, 与图像本身的大小没有关系, 所以计算量非常小; 在像素时钟为60 MHz时, 每次计算时间为6 μs。另外, 此方法具备较好的场景适应能力, 满足场景时刻变化时CCD相机自动调光以及实时性的要求。

在一些特殊应用场合, CCD相机成像时具有场景不可重复、应用环境多样性等特点, 使得自动调光成为一个研究难点。针对该问题提出了一种基于图像直方图统计的自动调光算法。该算法首先分析一帧图像的亮度分布, 并计算出下一帧图像的最佳均值。然后根据该均值调整下一帧图像的曝光量, 使其合理曝光。实验表明, 利用此方法可以获得整体亮度合适的图像, 同时此方法具备较好的场景适应能力, 满足场景时刻变化时CCD相机自动调光的需求。

自动曝光控制是通过控制曝光量使图像亮度最优化的过程, 由于图像亮度与曝光值有着直接的关系, 因而图像亮度在自动曝光算法中被广泛应用.虽然熵已用于各种图像处理应用, 但是很少应用在自动曝光中.基于图像熵提出一种新的自动曝光算法, 不同于传统的主要依赖于图像亮度的算法.首先根据图像熵值大小来判断光照条件, 通过图像熵大小的比较, 把图像的各区域划分为感兴趣区域与不感兴趣区域.然后由图像熵值大小采用分配权重方法对不同区域分配权重, 最后进行准确地自动曝光.由于该算法主要基于图像熵值的大小, 所以曝光效果不受图像中对象位置影响, 使得该算法更灵活.实验结果表明, 该算法对高动态范围场景可以准确地检测出各种光照条件, 提高相机系统输出图像的动态范围, 同时还增加了自动曝光的准确性.