復(fù)雜場景下灰度自適應(yīng)圖像采集及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)拍攝場景較為復(fù)雜時，景物的亮度容易受到季節(jié)、光照、天氣、景物特征的影響，拍攝過程容易引起曝光不足或曝光過度。而圖像的質(zhì)量和曝光量有直接關(guān)系，合適的曝光量可以使得拍攝的圖像細(xì)節(jié)豐富，圖像更加清晰;曝光過度或者曝光不足容易使得圖像的細(xì)節(jié)丟失，因而對于自動曝光控制系統(tǒng)的研究具有很大的研究意義和應(yīng)用價值。基于此，本文提出了復(fù)雜場景下灰度自適應(yīng)圖像采集及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要研究內(nèi)容包括:
　　針對原有基于圖像灰度均值和亮度直方圖的曝光評價算

2、法在背光或者正面強(qiáng)光下背景區(qū)域?qū)χ黧w灰度影響較大的問題，提出了一種基于OTSU算法及Canny邊緣檢測算子的曝光評價算法。其基本原理為，通過上述兩種算子將圖像的主體和背景區(qū)域分開，單獨(dú)對主體區(qū)域灰度級進(jìn)行分析，得出正常曝光下的灰度級特征。
　　在現(xiàn)有固定步長曝光控制算法的基礎(chǔ)上，提出了基于光圈大小的變步長曝光控制算法。算法通過PID控制器不斷訓(xùn)練確立了圖像灰度值大小和光圈調(diào)節(jié)步長的關(guān)系，并根據(jù)曝光評價算法的反饋信息實(shí)現(xiàn)了對圖像曝光

3、量的快速梯度調(diào)節(jié)。
　　最后，為了對上述方法進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)行了可見光成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并搭建了圖像采集及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。在不同場景下利用該裝置按照不同光圈孔徑大小采集了大量圖片，利用上述曝光評價函數(shù)對圖像進(jìn)行分析確定了圖像正常曝光的灰度值評價范圍，并結(jié)合提出的變步長曝光控制算法，完成了圖像曝光量的自動調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于OTSU算法和Canny邊緣檢測算子的曝光評價算法準(zhǔn)確的建立了圖像曝光評價范圍，避免了背景區(qū)域灰度級對主體的影