基于FPGA的对数传感器高动态范围自动曝光算法

本文主要探讨了数字摄像机在机器视觉领域的高动态范围曝光算法及其实现策略，针对的是对图像动态范围有极高需求的应用场景。传统的机器视觉系统往往受限于对数曲线响应传感器，这种传感器虽然能够扩展动态范围，但其曝光控制通常依赖于人工操作，缺乏自动化和实时性。 文章提出了一种创新的高动态范围自动曝光算法，该算法利用了对数曲线响应传感器的特性，通过现场可编程门阵列（FPGA）进行并行计算。这一硬件级别的实现使得算法能够在图像采集的前端实时处理，将自然场景划分为感兴趣区域（如暗部）和目标区域（如过曝部分），实现了动态范围的优化。 算法的核心在于对感光区间和目标区间的自适应选择。通过这种方法，即使在光照强烈的情况下，也能保持暗部的细节清晰，同时恢复过度曝光区域的信息，从而显著提升了图像的动态范围。这种实时性和自适应性是传统手动曝光方式无法比拟的，对于工业检测、医学成像、安防监控等对图像质量有严格要求的应用具有重要意义。 关键词包括对数图像传感器、分割曝光、FPGA、动态范围，以及电子工程类别代码（EEACC:7230G）和论文DOI（10.3969/j.iss）。这篇文章不仅提供了理论上的研究，也为实际工程中的数字摄像机优化提供了实用的解决方案，对于推动机器视觉技术的发展和应用具有积极的推动作用。这项工作在提高摄像机性能、满足复杂环境下的视觉需求方面具有重要的价值。