基于fpga的数字相机自动曝光技术研究

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1、学号：S13040394硕士学位论文基于FPGA的数字相机自动曝光技术研究研究生姓名：仵宗钦学科、专业：电子科学与技术二○一六年三月分类号：TN98密级：可公开UDC：621.38编号：基于FPGA的数字相机自动曝光技术研究STUDYONTECHNOLOGYOFDIGITALCAMERAAUTOMATICEXPOSUREBASEDONFPGA学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：电子科学与技术（0809）研究方向：光电传感与光电探测技术申请学位级别：工学硕士指导教师：王晓曼教授研究生：仵宗钦论文起止时间：2014.08—20

2、16.01长春理工大学硕±学位论文原创性声明本人巧重宙明：所呈交的硕王学位论文ＦＰ，《基于ＧＡ的数字相机自动嚼光技术研究》是本人在指导教师的指导下立曲行研巧工作所取得的成果，独。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过化作品成果。对本文的研充做出重要寅献的个人和集体，巧己在文中Ｗ明确方式称明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者猩名：化最巧社年主月巧日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位泡文作者及巧导教师完全了解“长春理Ｘ大学硕±、博±学位论文版权使’’用规定，同意长

3、春理工大学保留并向中国科学信息研巧所、中园化秀瞎硕±学位论文全文数据库和ＣＮＫＩ系列数据库及其它园家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容骗入有关数据库地行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇編学位论文。作者签名；件帝软２〇４年ｇ月巧日导师签名；ＭＬ山年３月气日摘要现代图像技术的发展，尤其CCD相机水平的不断提高，使得它在军事、工业等领域有着重要的应用，同时也对图像的质量提出了更高的要求。对于动态范围大且品质优良的相机，如果还不

4、能保证图像质量，那么利用CCD的自动曝光能力来改善图像无疑是一个最好的方法和手段，然而，目前数字相机自带的自动曝光是通用化的，对一些特殊的需求是不适合的。因此有必要对数字相机的自动曝光技术进行研究。本文针对传统的自动曝光算法不能满足特殊光照条件下的场合，在研究数字相机的工作原理及特点的基础上，实现一种以现场可编程逻辑器件FPGA为控制核心的数字相机自动曝光系统。工作在外触发下的数字相机通过CameraLink接口作为图像数据输入，利用FPGA的高速并行性特性完成了高帧频数字图像的采集、数据流的缓存控制，并且综合分析了基于图像熵的图像分区自动曝光的原理和

5、过程，给出了FPGA实现自动曝光的方法，最后得出的曝光参数输出给相机以达到合适的曝光。经实验验证：本系统的自动曝光技术不但适用于普通光照，而且在特殊光照条件下仍然能够较好的曝光，不受光照条件的影响。关键词：FPGA自动曝光图像熵CCD外触发方式IABSTRACTWiththedevelopmentofmodernimagetechnology,especiallytheconstantimprovementofCCDcamera,CCDcamerahasbeenaimportantroleintheareasofmilitary,industrial.

6、Anditalsoberequiredtohavehighqualityoftheimage.Ifthecarema,whichhavelargedynamicrangeandgoodquality,can'tensurethequalityoftheimage,thentheautomaticexposuretechnologyisundoubtedlyoneofthebestwaysandmeansforCCDcameratoimprovethequalityofimage.However,thecurrentautomaticexposuremo

7、deofdigitalcameraisageneralization,isnotsuitableforsomespecialrequirements.Soitisnecessarytostudyautomaticexposuretechnologyofdigitalcamera.Inviewofthetraditionalautomaticexposurealgorithmcan'tsatisfythespeciallightconditions,thepaperdesignsakindofdigitalcameraautomaticexposures

8、ystemusingFPGAascontrolcore,basedonthestudyofth