CIS白平衡及對比度增強研究與硬件驗證.pdf

1、結合CMOS圖像傳感器(CIS)自身特點及發(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行優(yōu)化,在提高算法處理效果的同時降低硬件消耗,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模塊,進行算法優(yōu)化和硬件驗證,主要內(nèi)容包括:算法提出、軟件建模、效果分析、精度分析、硬件實現(xiàn)、FPGA測試平臺搭建、硬件調(diào)試

2、驗證、結果分析及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,使得色溫統(tǒng)計更加準確。色差比較選用CIE1976 Lab色差公式,根據(jù)硬件實現(xiàn)要求,采用分段線性擬合,并對擬合精度和調(diào)節(jié)效果進行主觀評價和客觀分析。
　　 本文提出的同曝光結合自動對比度增強算法,連接了圖像采集領域和圖像后處理領域。前者通過減小曝光目標值,提高對高亮度區(qū)域信息的捕捉能力；后者在保證增強前后

3、灰度級不損失的前提下,對低亮度區(qū)域進行增強,實現(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)、分析比較增強結果。
　　 為了測試兩算法的硬件實時工作情況,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模塊硬件調(diào)試結果分析,表明兩算法調(diào)節(jié)效果顯著,模塊工作正常,符合設計要求。
　　 FPGA綜合和DC綜