一种应用于高动态范围CMOS图像传感器的曝光控制技术

本文针对提高CMOS图像传感器的动态范围,提出了一种新的组合滚筒式曝光技术。由目前现有的技术可知,多次滚筒式曝光一般选择在单帧的时间周期内完成。根据不同的曝光参数,CMOS图像传感器芯片输出不同的图像,然后再将其组合成一帧宽动态范围的图像作为最后输出。本文提出的方法,通过充分利用滚筒式曝光时的空闲电路资源,有效地缩短了相邻图像间的时间间隔。这种方法将多次滚筒式曝光穿插进行,实现对目标图像的多次成像,从而有效提高了系统效率和输出响应速度。     

一种混合式高动态范围AGC算法与FPGA实现

基于接收机的应用提出了一种混合式高动态范围AGC算法。该算法由射频前馈与中频反馈算法组成,借助现场可编程门阵列得以实现。在该算法的控制下,以射频开关、数控衰减器、检波器、可变增益放大器为核心器件,实现了一种输入动态范围110 dB、灵敏度-100 dBm、输出功率为-19 dBm的自动增益控制环路。     

大动态范围多曝光图像融合方法

提出一种基于动态范围扩展的多曝光图像多尺度融合方法。讨论融合目标与动态范围分布、细节及颜色的处理策略。在融合规则中提出全局动态范围系数来反映全局照度范围,并指导亮度融合来突出融合结果的动态范围;使用局部对比度和色彩饱和度来反映原始图像的曝光程度,并用于指导色彩融合;使用小波分析作为多尺度融合工具。对算法进行测试并与已有算法的结果进行信息熵和动态范围比较,结果表明该算法对于信息熵和动态范围均有提高。     

利用多曝光对图像进行动态范围增强

当实际场景的明暗动态范围比电子成像器件所能记录的范围更大时,照片就会有曝光过度或者曝光不足的区域,造成高亮或阴暗处细节的损失。本文提出了一种基于多曝光的图像增强方法。该方法通过对同一场景拍摄一组不同曝光度的图像,依据相机响应曲线性质对不同曝光量的图像分块进行信息量的衡量,选取包含信息最丰富的图块进行拼合,再利用一定的融合函数消除图块间的块效应,得到最终的增强图像。实验证明,该方法简单有效,图像增强后高亮与阴暗处的细节都能很好地呈现在一幅图像中,整体效果自然,对噪点控制较好,无明显光晕现象。     

一种扩展动态范围的图像处理算法

为抑制强背景光而获取目标图像,扩展图像传感器的动态范围是一种有效的方法.图像传感器动态范围的扩展可采用多种技术,如对数像素结构、横向溢出栅像素机构、多次曝光技术、局部曝光技术等.提出一种图像处理的算法来扩展动态范围,其原理是对同一图像进行连续采集两次,利用数学算法对图像进行合成以达到动态外围的扩展,进而提高图像的信噪比...     

了解动态范围

如何让您的照片呈现出与真实世界相一致的明暗度     

基于相机响应曲线的高动态范围图像融合

高动态范围成像技术由于能够更加真实地再现成像目标及周围场景,在军事、航天等领域具有重要的研究价值。首先利用佳能1DC针对同一场景拍摄不同曝光量的序列图像,通过推导计算获得彩色图像各通道的相机响应曲线;然后通过建立图像灰度值与辐照度之间的照度映射获得一幅高动态范围的辐照度图像;其次利用基于双边滤波色调映射算法对获得的高动态范围图像进行压缩;最后通过基于镜面反射白平衡算法对图像进行色彩校正,从而获得拍摄场景的高动态范围图像。抽取不同帧数的实验拍摄图像对所提算法进行有效性验证,通过实验结果分析该算法实现高动态范围图像融合所需最少图像帧数为4帧。     

CMOS图像传感器动态范围扩展技术

CMOS有源像素图像传感器动态范围的扩展可采用各种技术,如对数像素结构、横向溢出栅像素结构、多次曝光技术、局部曝光技术等,其中多次曝光技术在可获得大动态范围图像的同时,信噪比(SNR)较高。     

高动态范围图像增强算法

针对显示设备无法还原高动态范围图像的真实效果,提出一种基于分层色阶映射的图像增强算法。该算法首先通过Retinex模型与快速双边滤波算法估计光照图像。然后利用高斯混合模型和期望最大算法将光照图像概率分布分割为多层高斯模型混合而成。并通过迭代获得各高斯概率层对应的最优校正系数。最后叠加各层并获得增强后的光照图像。实验证明,该算法在整体上实现了图像动态范围的压缩,图像增强效果明显。     

基于灰度级映射函数建模的多曝光高动态图像重建

为解决传统多曝光图像融合的实时性和动态场景鬼影消除问题,提出了基于灰度级映射函数建模的多曝光高动态图像重建算法。对任意大小的低动态范围（Low dynamic range,LDR）图像序列,仅需拟合与灰阶数目相同个数而不是与相机分辨率个数相同的视觉适应的S形曲线,利用最佳成像值判别方法直接融合,提高了算法的融合效率,能够达到实时性图像融合要求。对动态场景的融合,设计灰度级映射关系恢复理想状态的多曝光图像,利用差分法检测运动目标区域,作鬼影消除处理,融合得到一幅能够反映真实场景信息且不受鬼影影响的高动态范围图像。     

新型大动态范围CMOS 图像传感器双采样像素阵列设计

提出了一种新型双采样结构大动态范围CMOS图像传感器的像素阵列结构。该结构在传统的光电二极管型三管有源像素的基础上，加入了第二列信号处理电路，两列信号处理电路分别处理两次采样。双采样像素结构大幅提高了图像传感器动态范围，同时第二列信号处理电路又保证了高速度。     

一种高性能R-LWE格加密算法的电路结构及其FPGA实现

随着量子计算机的发展,传统的公钥加密方案,如RSA加密和椭圆曲线加密算法(Elliptic curve cryptography,ECC）受到了严重威胁。为了对抗量子攻击,基于格的密码学引起了关注,其中环错误学习（Ring-learning with error,R-LWE）格加密算法具有电路实现简单、抗量子攻击等优点,在硬件加密领域具有极大的应用潜力。本文从硬件应用的角度,提出并实现了一种R-LWE加密方案中多项式乘法的并行电路结构,采用了数论转换（Number theoretic transforms, NTT）方法,并使用了两个并行的蝶形运算单元。结果表明在增加较少硬件资源的情况下,本文设计的算法提升了42%的运算速度。     

Exposure Fusion: A Simple and Practical Alternative to High Dynamic Range Photography

We propose a technique for fusing a bracketed exposure sequence into a high quality image, without converting to High dynamic range (HDR) first. Skipping the physically based HDR assembly step simplifies the acquisition pipeline. This avoids camera response curve calibration and is computationally efficient. It also allows for including flash images in the sequence. Our technique blends multiple exposures, guided by simple quality measures like saturation and contrast. This is done in a multiresolution fashion to account for the brightness variation in the sequence. The resulting image quality is comparable to existing tone mapping operators.     

高动态范围图像和色阶映射算子

图像传感器动态响应范围的局限使其在捕捉高动态范围场景时力不从心, 为了捕捉高动态范围图像(High dynamic range image, HDRI), 近年来出现了许多新型传感器和新方法, 本文将简要介绍这些研究进展; 同样由于动态响应范围的局限, 显示设备也不能胜任HDRI的显示, 必须利用色阶映射算子(Tone mapping operator, TMO)将图像的动态范围进行合理的压缩, TMO最终决定了图像显示的质量, 本文将众多的TMO归纳为全局算子和局部算子并进行了详细论述.     

高能X射线数据采集系统研究

为了克服传统的射线探测方案在高能X射线工业CT的探测与数据采集系统中的弊端,分析了高能X射线探测技术,并重点研究了高能X射线探测器——钨酸镉(CdWO4)耦合光电二极管探测器的探测原理及其信号输出特征.根据探测器信号的输出特性,研究了微弱电流信号的测量原理,详细介绍了高能X射线探测转换电路的设计,并重点介绍了微弱信号探...     

基于FPGA的油棕检测和硬件加速设计及实现

针对深度学习在高分辨率遥感图像下棕榈树检测方面所面临的准确率不高和检测效率低下的问题,从算法优化和异构硬件平台加速两方面提出一种有效可靠的解决办法.以YOLOv3目标检测算法为例,采用扩大特征选择、加大多尺度特征融合的优化策略,提高了算法对高分辨率的棕榈树的检测准确度.在前向推理过程中,许多应用场景在要求模型高性能的同...     

利用FPGA改进超声波测距模块设计

为了提高测量精度和系统性能,将现场可编程门阵列 (FPGA)技术用于超声波测距模块设计,测量精度达到 2. 5mm,抗干扰能力强,具有良好的应用价值。     

用强度系列成象法获取或显示高动态范围图象

提出一种适合于高动态范围图象的获取和显示的强度系列成象法。改变输入图象的强度，微机控制的图象采集系统进行记录得到一组磁盘文件，形成强度图象系列。基于记录的系列图象，可以进行信息提取、变换和显示等操作。基于获得的图象系列，提出一种剪贴操作进行快速的非线性图象变换。给出对光学功率谱处理的一个实例，它相当于进行锯齿形的非线性变换。     

HDR视频算法优化及硬件实现

高动态范围(high dynamic range,HDR)视频算法计算复杂度高,硬件实现需要大量逻辑和存储资源,且现有的算法难以满足高分辨率下的实时性要求.针对上述问题,提出一种优化的HDR视频流水线算法,同时利用FPGA的并行可重构特性,完成该算法的硬件实现.算法首先将相机响应函数内置于FPGA的查找表(look-up table, LUT)中,对3帧低动态范围(low dynamic range, LDR)图像进行合并,转换后的数据通过多路并行流水缓存在FPGA的BRAM中; 然后使用快速的全局色调映射算法将结果实时显示输出.最终算法在Xilinx Kintex-7开发板上实验通过,在120 MHz系统时钟频率下,对于1 920×1 080分辨率的视频流,处理速度达到65 f/s,满足了实时性要求.