基于CIS芯片的自動曝光電路設計.pdf

1、目前,CMOS圖像傳感器的應用領域很廣,從可視電話、指紋識別、數(shù)碼相機、汽車到醫(yī)療電子,甚至是航空領域。CMOS圖像傳感器的發(fā)展趨勢為集成化、超微型化、智能化、高分辨率、寬動態(tài)范圍、高幀頻。特別是ISOC(圖像傳感器片上系統(tǒng))是近幾年最新的研究方向。自動曝光功能是根據(jù)場景的變化調整曝光參數(shù),進而調節(jié)拍攝圖片的亮度。圖片亮度的適合與否是對圖像最直觀的認識,對圖像的質量起到了至關重要的作用,所以自動曝光對于CMOS圖像傳感器系統(tǒng)來說是最重要

2、的功能之一。
　　 本論文主要論述了基于CMOS圖像傳感器系統(tǒng)的自動曝光電路的設計和硬件實現(xiàn)。在介紹了最新國內外研究進展和曝光的原理的基礎上,從測光的方式、顏色空間的選擇、自動曝光模塊處于系統(tǒng)工作流水線的位置、目標值的確定等方面的詳細地闡述了自動曝光算法的確定過程,詳細探討了基于目標值的動態(tài)步長迭代算法的硬件實現(xiàn)。改進的迭代步長可以更加準確快速的實現(xiàn)曝光調整,并給出了MATLAB軟件驗證結果。并且為了改善成像效果,針對這類算法容

3、易出現(xiàn)的高對比度場景時曝光過度和曝光不足的問題增加了曝光補償模塊,采用模糊邏輯的檢測方法。還增加了針對室內燈光經(jīng)常發(fā)生的Flicker現(xiàn)象的檢測模塊,采用兩幀差值計算振幅的方法,使圖像傳感器在室內燈光下也可以工作良好。采用Verilog硬件描述語言進行了設計、仿真和調試,模塊主要分為自動曝光主模塊、曝光補償模塊、Flicker檢測模塊。使用Quartus進行FPGA綜合,共消耗了2778個邏輯單元和8192個存儲單元。在CMOS圖像傳感