抗晕光图像处理算法及图像显示研究

摘要

景物的清晰程度是机动车行车安全的重要因素。机动车夜间行驶时会车过程中，对面来车开启的远光灯会导致驾驶者发生视觉眩光。在这样的行车环境中，驾驶者由于无法及时获得正确路况信息而发生危险。CMOS图像传感器可以代替眼睛接收景物信息，但是由于CMOS图像传感器的动态范围有限，当接收光强的亮度大于一定阈值时，CMOS传感器也同样会发生晕光现象。 论文提出了使用图像亮度置换算法和线性分段取权值合成算法来解决CMOS图像传感器动态范围有限的问题。采用两路不用积分时间的CMOS摄像头同步采集同一景物，其中左通道CMOS摄像头的积分时间长（光积分时间按能够清晰获取景物中亮度较暗部分景物的图像调整），右通道CMOS摄像头积分时间短（光积分时间按能清晰地获取景物中亮度较亮部分景物的图像调整）。采用图像亮度置换算法对两路图像传感器输出的图像进行剪裁，汲取各自图像的优点，其效果相当于扩大了CMOS传感器的动态范围，从而达到抗晕光的效果。为了进一步消除亮度置换算法处理过程中由于亮度置换而在图像置换边缘产生的水印现象，设计了行间局部均值滤波来平滑过渡边缘。两种算法都经过MATLAB验证并进行了仿真，已达到了抗晕光目的。 本文在完成抗晕光图像处理的算法设计的同时还完成了系统硬件电路设计，同时完成PCB制作和系统调试。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.2.1利用光学原理解决眩光问题

1.2.2利用红外成像技术解决眩光问题

1.2.3采用具有“排洪”技术的抗晕光CCD器件解决眩光问题

1.2.4双路CMOS图像传感器抗眩光技术

1.3论文研究的目的和意义

1.4论文工作

2像素亮度置换算法研究

2.1像素亮度置换算法

2.2总结

3像素亮度置换算法的实现

3.1抗晕光系统设计

3.1.1抗晕光系统工作原理

3.1.2视频转换原理

3.1.3图像采集模块

3.2基于CPLD的像素亮度置换算法实现

3.2.1像素亮度置换算法流程

3.2.2像素亮度置换算法实现电路

3.2.3像素亮度置换算法硬件电路仿真

3.2.4像素亮度置换算法仿真及仿真结果分析

3.2.5视频输出缓冲模块

3.3基于DSP的行间均值滤波算法实现

3.3.1行间均值滤波算法实现的硬件设计

3.3.2行间均值滤波算法实现的软件设计

3.3.3行间局部均值滤波算法程序

3.4图像显示模块

3.4.1 SAA7185图像编码芯片

3.4.2图像编码芯片电路设计

3.4.3 SAA7185的I2C关键控制字设置

3.4.4 DSP与OV7620和SAA7185间通信硬件实现

3.4.5像素亮度置换算法的硬件PCB板、电路板

3.5总结

4线性分段取权值合成算法研究

4.1基于人眼识别特性的动态范围扩展方法

4.1.1眼视觉灰度的识别特性

4.1.2线性分段取权值合成算法

4.2实验效果

4.3线性分段取权值合成算法的实现

4.4总结

5板级设计及系统调试

5.1系统电路的制作与调试

5.1.1硬件制作与调试的基本原则

5.1.2硬件制作中需要注意的问题

5.1.3系统调试需要注意的问题

5.2底层软件调试

5.2.1 DSP程序编写时需要注意的问题

5.2.2底层软件调试中出现的问题及解决方法

5.2.3试验结论

5.3本章小结

6结论

6.1论文总结

6.2对后续研究的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢