基于FPGA的自動(dòng)對(duì)焦控制算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)是數(shù)字成像系統(tǒng)的核心技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種成像設(shè)備，它是直接決定成像系統(tǒng)顯示質(zhì)量的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的對(duì)焦技術(shù)，在成本、適用性和復(fù)雜度上已經(jīng)不能滿足數(shù)字成像系統(tǒng)的要求。基于圖像評(píng)價(jià)函數(shù)方法的自動(dòng)對(duì)焦控制技術(shù)在成本、實(shí)用性等方面有很大改善，目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。長久以來國內(nèi)攝像機(jī)和照相機(jī)市場被國外品牌所壟斷，因此對(duì)自動(dòng)對(duì)焦控制技術(shù)的研究具有很高的實(shí)用價(jià)值。
　　自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)需要解決的關(guān)鍵問題包括圖像評(píng)價(jià)函數(shù)算法和電機(jī)搜索控

2、制算法。本文重點(diǎn)對(duì)電機(jī)搜索控制算法進(jìn)行了研究與改進(jìn)，有效的提高了對(duì)焦的速度和精確度。目前采用的DSP和ARM的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案成本過高，本文設(shè)計(jì)了基于FPGA的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，有效的降低了成本。
　　首先本文對(duì)兩種在實(shí)際中效果較好的電機(jī)搜索算法進(jìn)行研究，比較它們的對(duì)焦效果，在此基礎(chǔ)上提出了一種結(jié)合了兩種算法優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)算法。通過在Matlab上對(duì)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真和分析，證明新算法不僅極大提高了搜索最佳對(duì)焦位置的成功率，而且在對(duì)焦速度上

3、也有一定提高。
　　其次本文提出了基于FPGA的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)的總體方案，由于采用了雙SDRAM的乒乓存儲(chǔ)機(jī)制、有效的電機(jī)控制算法和低成本的電動(dòng)鏡頭，使得本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有較好的實(shí)時(shí)性和精確度，實(shí)現(xiàn)的成本也較低。本文完成了FPGA的部分硬件模塊設(shè)計(jì)：SDRAM的pingpong控制器、直流PWM控制器、VGA控制器。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)在QuartusII上用硬件描述語言Verilog完成，通過了編譯和仿真。對(duì)焦測試系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)果在武漢