基于FPGA的自聚焦視頻系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子科技大學碩碩碩碩士士士士學學學學位位位位論論論論文文文文題目基于FPGA的自聚焦視頻系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)（（（（英文英文英文英文））））DesignImplementationofAutofocusingVideoSystemBasedonFPGA研研研研究究究究生生生生學學學學號號號號:092081121研研研研究究究究生生生生姓姓姓姓名名名名:劉金濤指導教師姓名指導教師姓名指導教師姓名指導教師姓名、、、、職務(wù)

2、職務(wù)職務(wù)職務(wù):談恩民教授申申申申請請請請學學學學科科科科門門門門類類類類:工學碩士學學學學科科科科、、、、專專專專業(yè)業(yè)業(yè)業(yè):測試計量技術(shù)及儀器提提提提交交交交論論論論文文文文日日日日期期期期:2012年4月論論論論文文文文答答答答辯辯辯辯日日日日期期期期:2012年6月2012年6月10日摘要Ⅰ摘要作為視頻系統(tǒng)中的一項重要技術(shù)，自動聚焦技術(shù)扮演了重要的角色，并有著廣泛的應(yīng)用。本文首先分析了當前國內(nèi)外自聚焦產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的主要問題

3、，并針對這些問題提出了一種基于FPGA的系統(tǒng)平臺，充分發(fā)揮FPGA靈活性好、速度快、集成度高等優(yōu)勢，并利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，設(shè)計了一個自動聚焦視頻系統(tǒng)。根據(jù)視頻系統(tǒng)的需求分析，確定了整個系統(tǒng)的FPGA硬件架構(gòu)，對系統(tǒng)各電路模塊進行芯片選型分析，采用CMOS作為圖像傳感器，完成了整個硬件平臺的搭建。為了更好地提高系統(tǒng)集成度，設(shè)計了電機驅(qū)動IP核，并針對自動聚焦算法專門設(shè)計了一種圖像采集IP核，提高圖像采集效率的同時使系統(tǒng)資源消耗更少。針對

4、當前常用的聚焦評價函數(shù)，通過實驗仿真和對比分析，確定了改進型Brenner函數(shù)法作為聚焦評價函數(shù)?？紤]到普通爬山搜索算法的一些缺陷，提出了相應(yīng)的改進措施，步進電機采用先大步長走再小步長走的策略，通過一次回走即可到達正焦點位置，能更快的完成最佳聚焦點搜索。同時，詳細分析了自動聚焦的啟動條件，并采用邊緣數(shù)統(tǒng)計的方法來進行有效判斷。根據(jù)所采用變焦鏡頭的參數(shù)，對變倍跟蹤曲線采用分段近似逼近的方法進行了有效地模擬。為了更好的結(jié)合按鍵來完成人機交互