基于CIS芯片的自動(dòng)曝光電路設(shè)計(jì).pdf

1、目前,CMOS圖像傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域很廣,從可視電話、指紋識(shí)別、數(shù)碼相機(jī)、汽車到醫(yī)療電子,甚至是航空領(lǐng)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(dòng)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(dòng)曝光功能是根據(jù)場景的變化調(diào)整曝光參數(shù),進(jìn)而調(diào)節(jié)拍攝圖片的亮度。圖片亮度的適合與否是對(duì)圖像最直觀的認(rèn)識(shí),對(duì)圖像的質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用,所以自動(dòng)曝光對(duì)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(dòng)曝光電路的設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn)。在介紹了最新國內(nèi)外研究進(jìn)展和曝光的原理的基礎(chǔ)上,從測光的方式、顏色空間的選擇、自動(dòng)曝光模塊處于系統(tǒng)工作流水線的位置、目標(biāo)值的確定等方面的詳細(xì)地闡述了自動(dòng)曝光算法的確定過程,詳細(xì)探討了基于目標(biāo)值的動(dòng)態(tài)步長迭代算法的硬件實(shí)現(xiàn)。改進(jìn)的迭代步長可以更加準(zhǔn)確快速的實(shí)現(xiàn)曝光調(diào)整,并給出了MATLAB軟件驗(yàn)證結(jié)果。并且為了改善成像效果,針對(duì)這類算法容

3、易出現(xiàn)的高對(duì)比度場景時(shí)曝光過度和曝光不足的問題增加了曝光補(bǔ)償模塊,采用模糊邏輯的檢測方法。還增加了針對(duì)室內(nèi)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(jì)算振幅的方法,使圖像傳感器在室內(nèi)燈光下也可以工作良好。采用Verilog硬件描述語言進(jìn)行了設(shè)計(jì)、仿真和調(diào)試,模塊主要分為自動(dòng)曝光主模塊、曝光補(bǔ)償模塊、Flicker檢測模塊。使用Quartus進(jìn)行FPGA綜合,共消耗了2778個(gè)邏輯單元和8192個(gè)存儲(chǔ)單元。在CMOS圖像傳感