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机载可见光成像系统自动调光技术研究

刘志国

  机载光电平台摄像系统在空中侦察和测量时,由于季节、天气、太阳高角和景物特征的不同,入射光强度变化很大,为了得到清晰图像必须进行调光。 传统的调光方法一般是基于CCD电压的调光方法,通过相应的电路获取CCD电压信号的平均值、峰值或有效值作为反馈信号,将反馈信号与参考信号进行比较,以此来控制光阑的大小或曝光时间的长短。但是反馈量的大小有时不能够准确的反映场景的亮度,使得曝光不够准确。严重时,系统有可能产生振荡。 随着图像处理技术的飞速发展,将图像处理技术与调光技术结合起来成为一种趋势。调光技术与图像处理技术相结合,显示出了极大的灵活性,在硬件平台上可以运行各种算法,通过不同的算法建立不同的反馈量,使得调光控制量更加准确地反映复杂场景的照度,同时也使调光系统更趋稳定,适用照度范围更宽。本文对基于图像处理的调光系统进行了一系列研究。 首先对系统的组成及原理进行了介绍,确定了系统的总体结构、功能模块、以及软件工作流程。 其次,设计了实时图像采集与处理系统。系统以TI高性DSP(TMS320DM642)为核心处理器,利用自身的IIC总线完成了对视频采集芯片SAA7113H的初始化配置,使用EMIF接口扩展外部存储器来存储图像。 再次设计了基于C8051F020和CPLD的CCD控制和电机驱动模块,该模块利用C8051F020接收图像采集与处理系统的数据、译码输出,CPLD则用来产生控制CCD所需的严格时序和控制电机的PWM波形。 最后,本文对一些常见的算法进行了研究与改进。首先对灰度平均值法中遇到的搜索振荡,搜索加速等问题进行了一些研究;其次对图像分区法、信息熵法等方法的特点做了分析;最后结合机载平台的特点,提出了目标区域法,并对目标区域法进行了大量的实验,取得了满意的效果。……   
[关键词]:DM642;自动调光;图像采集;目标区域法;场景适应性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)2010年
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