基于FPGA的自動對焦控制算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、自動對焦技術(shù)是數(shù)字成像系統(tǒng)的核心技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種成像設(shè)備，它是直接決定成像系統(tǒng)顯示質(zhì)量的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的對焦技術(shù)，在成本、適用性和復(fù)雜度上已經(jīng)不能滿足數(shù)字成像系統(tǒng)的要求。基于圖像評價函數(shù)方法的自動對焦控制技術(shù)在成本、實用性等方面有很大改善，目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。長久以來國內(nèi)攝像機和照相機市場被國外品牌所壟斷，因此對自動對焦控制技術(shù)的研究具有很高的實用價值。
　　自動對焦技術(shù)需要解決的關(guān)鍵問題包括圖像評價函數(shù)算法和電機搜索控

2、制算法。本文重點對電機搜索控制算法進行了研究與改進，有效的提高了對焦的速度和精確度。目前采用的DSP和ARM的系統(tǒng)實現(xiàn)方案成本過高，本文設(shè)計了基于FPGA的自動對焦系統(tǒng)，有效的降低了成本。
　　首先本文對兩種在實際中效果較好的電機搜索算法進行研究，比較它們的對焦效果，在此基礎(chǔ)上提出了一種結(jié)合了兩種算法優(yōu)點的改進算法。通過在Matlab上對多組實驗數(shù)據(jù)進行仿真和分析，證明新算法不僅極大提高了搜索最佳對焦位置的成功率，而且在對焦速度上

3、也有一定提高。
　　其次本文提出了基于FPGA的自動對焦系統(tǒng)的總體方案，由于采用了雙SDRAM的乒乓存儲機制、有效的電機控制算法和低成本的電動鏡頭，使得本文所設(shè)計的系統(tǒng)具有較好的實時性和精確度，實現(xiàn)的成本也較低。本文完成了FPGA的部分硬件模塊設(shè)計：SDRAM的pingpong控制器、直流PWM控制器、VGA控制器。系統(tǒng)的硬件設(shè)計在QuartusII上用硬件描述語言Verilog完成，通過了編譯和仿真。對焦測試系統(tǒng)的實際結(jié)果在武漢