CIS白平衡及對比度增強(qiáng)研究與硬件驗(yàn)證.pdf

1、結(jié)合CMOS圖像傳感器(CIS)自身特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀可知,將CIS同圖像處理模塊片上集成,是其發(fā)展的主流趨勢。通過對圖像處理算法進(jìn)行優(yōu)化,在提高算法處理效果的同時(shí)降低硬件消耗,可以避免對CIS產(chǎn)生較大噪聲影響,有利于提高圖像質(zhì)量、節(jié)省面積和功耗。
　　 本文對兩個重要的圖像處理模塊:自動白平衡模塊和對比度增強(qiáng)模塊,進(jìn)行算法優(yōu)化和硬件驗(yàn)證,主要內(nèi)容包括:算法提出、軟件建模、效果分析、精度分析、硬件實(shí)現(xiàn)、FPGA測試平臺搭建、硬件調(diào)試

2、驗(yàn)證、結(jié)果分析及DC綜合等。
　　 在白平衡方面:本文提出了一種基于色差的自動白平衡算法,通過色差比較濾除色塊內(nèi)部點(diǎn),使得色溫統(tǒng)計(jì)更加準(zhǔn)確。色差比較選用CIE1976 Lab色差公式,根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)要求,采用分段線性擬合,并對擬合精度和調(diào)節(jié)效果進(jìn)行主觀評價(jià)和客觀分析。
　　 本文提出的同曝光結(jié)合自動對比度增強(qiáng)算法,連接了圖像采集領(lǐng)域和圖像后處理領(lǐng)域。前者通過減小曝光目標(biāo)值,提高對高亮度區(qū)域信息的捕捉能力；后者在保證增強(qiáng)前后

3、灰度級不損失的前提下,對低亮度區(qū)域進(jìn)行增強(qiáng),實(shí)現(xiàn)明暗區(qū)域兼顧的目的。最后從主客觀兩方面出發(fā),確定曝光參數(shù)、分析比較增強(qiáng)結(jié)果。
　　 為了測試兩算法的硬件實(shí)時(shí)工作情況,搭建了FPGA測試平臺。平臺搭建工作包括編寫和調(diào)試以下輔助模塊:控制信號傳輸模塊、插補(bǔ)模塊、自動曝光模塊、灰度世界白平衡模塊等。通過對白平衡模塊和對比度增強(qiáng)模塊硬件調(diào)試結(jié)果分析,表明兩算法調(diào)節(jié)效果顯著,模塊工作正常,符合設(shè)計(jì)要求。
　　 FPGA綜合和DC綜