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1、第16卷第2期光学精密工程Vol.16No.22008年2月OpticsandPrecisionEngineeringFeb.2008文章编号10042924X(2008)0220358209CCD相机实时自动调光系统1,21关澈,王延杰(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:为了实时调整高帧频CCD相机,获得高质量图像,提出了一种基于分档电子快门控制和增益控制相结合的复合控制方法,实现了快速、高精度调光。其算法主要由三部分构成:二次均值灰度权值的累加,基于分段二次函数的自动快门控制和基于数据
2、分析的自动增益控制。采用共享的乒乓缓存策略来保证算法在自行设计的硬件平台得到有效验证并连续显示。实验结果表明,该算法具有良好的图像质量,捕获的视频图像在各种条件下,均具有快速的收敛性和适应性。关键词:CCD相机;DSP;自动曝光控制;自动增益控制;二次函数中图分类号:V447.3文献标识码:AReal2timeautolightcontrolsystemofCCDcamera1,21GUANChe,WANGYan2jie(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofScien
3、ces,Changchun130033,China;2.GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:InordertoadjustthebrightnessofhighresolutionandfrequencyimagesfromCCDcamerainrealtime,acomplexcontrolmethodcombinedautoshutercontrolwithgaincontrolisproposedtorealizelightcontrolrapidlya
4、ndprecisely.Thealgorithmmainlyconsistsofthreeparts:graybi2aver2ageweightedsum,AutoShutterControl(ASC)basedonsegmentedquadraticfunctionandAutoGainControl(AGC)basedonexperimentdataanalysis.Thealgorithmverifiesanddisplaysonaself2de2signedhardwareplatformwithasharedPingpongbufferusagestrate
5、gy.Theexperimentalresultsshowthatproposedalgorithmhasgoodimagequality,fastconvergencyandadaptabilityatdifferentconditions.Keywords:CCDcamera;DSP;AutoExposureControl(AEC);AutoGainControl(AGC)quadraticfunction使用时,图像特别容易饱和。另外跟踪测量电视1引言的调光系统,不仅要求调光范围宽,而且要求调光[1]速度快,适应性强。通常使用3种方法用来对现代高速电视普遍采用高
6、灵敏度的CCD摄CCD相机进行调光:光圈机械控制或变密度像系统,在目标亮度和背景变化比较大的环境下盘[2],电子快门设置[3]和增益调节[4]。根据相机收稿日期:2007207222;修订日期:2007211218.基金项目:中国科学院三期创新基金资助项目(No.060Y32T060)©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第2期关澈,等:CCD相机实时自动调光系统359的工作机理,可以称前两种方式为自动曝光控制局部亮点饱和
7、的问题,主要分为四步。首先通过(AEC),后一种方式为自动增益控制(AGC)。曝二次平均,求出期望的权值灰度和,很好地避免了光控制主要集中于图像亮度和光学系统通光量、局部亮点干扰;其次可调动态分段二次函数将此CCD曝光和积分时间关系的调节[5];增益控制则期望权值灰度映射为合适的快门时间值;再次由实验数据建立快门时间值和增益值关系表,参照是辅助曝光控制,确保图像有一定灰度级的对比此表中的每档快门时间值调整相对应的增益;最度。文献[6210]中有很多好的调光方法值得借后引入3个规则以适时将图像快速收敛到固定的鉴。灰度级。一般的控制方法是通过捕获图像特性
