车载摄像机自动曝光控制方法研究

作     者：潘升东 

作者单位：国防科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：安向京

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：车载摄像机 基于图像内容的自动曝光控制 车道标志线检测 多斜率响应特性 

摘      要：随着汽车主动安全技术的发展,越来越多的车载应用系统需要利用车载摄像机来得到道路场景的信息。然而,由于车载系统的特殊应用背景,车载摄像机不仅要在电气上与车载应用环境兼容,还必须相对普通摄像机有更强的光照适应能力和更稳定、更可靠的输出图像质量。 本文针对车载视觉系统中的数字摄像机的自动曝光控制方法进行了研究,并提出了车载摄像机基于图像特征内容的自动曝光控制方法。为了验证该曝光方法的可行性和性能,论文搭建了包含一个具有多斜率响应特性的CMOS摄像机和一套相应的数据接收模块的摄像机系统,并在系统中实现了基于图像内容的多斜率自动曝光控制算法和某些传统曝光算法,最后做了一些对比实验。 传统自动曝光控制算法的研究都是围绕着如何获得更好的人眼视觉效果而进行的。然而,对于与汽车安全相关的车载视觉系统而言,好的图像质量与好的人眼视觉效果并不是等价的,例如车道标志线检测、车辆检测、行人检测等应用系统。 本文算法的实验主要针对车道标志线检测应用进行,以车道标志线作为感兴趣内容,并结合摄像机的响应特性,将标志线的灰度信息作为摄像机曝光参数调节的参考,利用标志线与背景之间的灰度差异最大化作为优化目标,对摄像机的双斜率响应参数进行求解,实现实时的多斜率自动曝光控制。实验证明,本算法在一定程度上提高了车载视觉系统中的车道检测成功率。