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PAL一体化摄像机设计

作者:时间:2010-12-07来源:网络收藏

1.4 自动光圈控制
图像的亮度与外界光照和光圈有关。自动光圈控制是在特定光照度下,通过计算图像的亮度确定目标光圈孔径,从而得到曝光合适的图像。通过实验,给出光照度 (对应图像亮度)与HALL电压值(δ1~δ5)之间关系曲线,如图7所示。改变光圈孔径并计算相应图像亮度值,得到曲线上2点的坐标,便可确定对应当前 光照度的曲线,曲线与基准光度值所对应直线的交点即是目标HALL电压值(目标光圈孔径)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/166316.htm

g.JPG


由于曲线是非线性的,在中通过建立查找表存储曲线。将横轴分割为δ1~δ55个区域,每个区域内可近似用直线表示,查找表中只要存储直线的斜率和 起点坐标。光圈孔径值(对应电路HALL电压值)和对应光度值决定的2点即可确定当前的控制曲线。若光圈孔径值处在的边界点,光圈马达应向该区域的内部运 动,以便2次取点都是在同一区域,保证2次取点落在一条直线上。
确定了光度值曲线,就可以沿着曲线调整光圈的开度。基准光度水平线与已确定的光度曲线交点必然对应一个特定的光圈开度值(特定的HALL电压值)。在具体操作中,只需驱动光圈马达来改变光圈孔径,直至CPU得到指定的HALL电压值,即为最佳曝光状态。
1.5 OSD(On Sereen Display)模块
OSD设计最重要的是鼠标,以SVGA格式下的鼠标显示为例。该模块首先利用40 MHz的主时钟产生符合VESA(电子标准化协会)标准的分辨率为800x600、帧频为60Hz的标准SVGA格式的行、场同步信号,同时在行、场 参考信号都有效时,产生一个使能信号给输出缓冲模块,作为输出缓冲的读使能。当行场计数器等于鼠标在屏幕中的坐标时,则显示鼠标,否则显示插值后输出的图 像。
如将鼠标显示成一个红色的长方形,其长包含30个像素,宽包含10个像素,左上方为鼠标在水平和垂直方向的位移确定的坐标。该部分实现的VHDL描述为:
h.JPG
i.JPG
根据实际需要,还可将鼠标显示成其他颜色和形状,同时适合XGA等显示格式。

2 结论
基于设计了具有多输出接口的一体化摄像机,采用实现了高分辨率图像的实时显示,增加了自动聚焦、自动光圈控制、图像冻 结、负片显示、图形文本选择、彩色黑白选择、OSD显示等功能。并且FPGA还留有许多端口进行功能扩展。该系统设计把多种图像处理算法以及系统控制功能 集成到单片FPGA中,使得输出同时具有3种输出接口形式,扩大了一体机的应用范围。该系统在硬件结构和FPGA内部逻辑功能实现方面都具有良好的可 升级特性。在PCB设计过程中,应注意高速数字信号的完整性问题以及模数混合设计的噪声干扰问题,避免产生硬件设计带来的不良影响。
在进一步研究中,还可实现图像翻转等功能,并可以通过改进图像放大算法,以期得到更好的图像质量。该设计可应用到实时监控、数字视频展台等方向,具有实时性高、图像质量较好、功能可扩展等优点。


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