一种应用于cmos图像传感器的快速自动曝光控制方法

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1、第43卷第10期天津大学学报Vol.43No.102010年10月JournalofTianjinUniversityOct.2010▋一种应用于CMOS图像传感器的快速自动曝光控制方法戈志伟，姚素英，徐江涛，宿晓慧(天津大学电子信息工程学院，天津300072)摘要：针对应用于CMOS图像传感器的传统固定步长自动曝光方法曝光过程缓慢的缺点，设计了一种快速自动曝光控制方法．在相同光照强度下，CMOS图像传感器的曝光强度值与增益值和曝光时间的乘积的比值是一个常量值，基于这一感光特性，根据当前的曝光时间、增益值和图像

2、强度统计值判断出当前的光照强度，基于光强范围查找表，得到最优曝光时间，从而实现快速自动曝光调节．经过MATLAB算法评估，这种曝光方法在暗光情况下正确曝光平均帧数为3.6帧，而传统曝光方法需12.6帧；强光情况下正确曝光平均帧数为3.6帧，而传统曝光方法需要8.8帧．经过FPGA实际验证，这种方法能够很好地应用于CMOS图像传感器，在保证图像正确曝光的情况下实现快速调节曝光时间和增益值．关键词：CMOS图像传感器；快速自动曝光控制；曝光时间；增益值中图分类号：TN4文献标志码：A文章编号：0493-2137(2

3、010)10-0854-06AFastAutomaticExposureControlMethodforCMOSImageSensorGEZhi-wei，YAOSu-ying，XUJiang-tao，SUXiao-hui(SchoolofElectronicInformationEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Afastautomaticexposurecontrolmethodagainsttheslowprocessoft

4、heconventionalfixed-stepautomaticexposurecontrolmethodforCMOSimagesensorwasproposed.Theratiooftheoutputsignalsafterbeingexposedtotheproductofgainvalueandexposuretimeisaconstantunderthesameillumination.Accordingtothischaracteristic,theluminousintensitywasobta

5、inedbyusingthecurrentexposuretime，gainvalueandbrightnessoftheobject.Aftertheoptimalexposuretimewasobtainedbyusingthelightlook-uptable，fastautomaticexposurecontrolwasthusrealized.AftertheproposedalgorithmusingMATLABisassessed，theresultshowsthattheaverageframe

6、numberachievingthecorrectexposureis3.6framesunderconditionsofdarklight,butfortheconventionalmethodthenum-beris12.6frames.Underconditionsofbrightlight，itneeds3.6framestoachievethecorrectexposure，butthecon-ventionalmethodneeds8.8frames.ItisverifiedonFPGAboardt

7、hattheproposedmethodcanbeappliedtoCMOSimagesensorwell.Asitturnsout，thisalgorithmcanachievethegoalofquickadjustmentofexposuretimeandgainvalueonthepremiseofensuringcorrectexposure.Keywords：CMOSimagesensor；fastautomaticexposurecontrol；exposuretime；gainvalueCMOS

8、图像传感器(CMOSimagesensor，CIS)由大，如果曝光过度，则会使图像过亮而使图像看似被于与标准的CMOS制造工艺相兼容，具有高集成漂白过，失去图像细节部分；而如果曝光不足，则会度、图像信息随机读取、低功耗和低成本等一系列导致图像过暗，同样也会失去图像细节.而更严重的优势，在许多应用领域正日益挑战传统的CCD图像是曝光过度和曝光不足的图像在后续处理过程中都[1]传感器.不能