自动对焦是一种保证成像系统获取高清晰图像的技术,而传统自动对焦技术已经无法满足人们的要求,随着数字图像技术的飞速发展,数字自动对焦技术取代传统自动对焦技术是一种必然的趋势。本文研究了一种基于FPGA的数字自动对焦系统,用作某海滨的监控系统。本文首先研究了自动对焦评价函数,分别对能量梯度函数、拉普拉斯算子和熵函数这三种对焦评价函数在Matlab中进行仿真并做了比较,最终选择运算量小且效果较好的拉普拉斯算子作为评价函数。然后讨论了对焦窗口对系统的影响,选择三种大小不同的对焦窗口10×10、100×100和200×200在Matlab中进行仿真,经过比较选择100×100大小的对焦窗口。并对传统的自动对焦的反馈控制算法进行了研究,针对本系统所用的直流电机提出了一种新的反馈控制算法即改进式的爬山法来控制直流电机,从而准确的完成自动对焦。最后完成了基于FPGA的自动对焦系统的硬件平台的设计,系统分为三个模块:成像模块,对焦函数评价值计算模块,对焦搜索模块。成像模块用CCD(Charge-Coupled Device)图像传感器采集图像并用SAA7111转为数字信号进行处理,其中SAA7111由FPGA控制I2C总线配置。评价值计算模块和对焦搜索模块都在FPGA内实现,为充分发挥FPGA运算速度优势,采用流水线技术实现拉普拉斯算子。以上硬件程序均在QuartusII平台上用VHDL语言编写,并用Modelsim进行了硬件仿真验证,最终实现了基于FPGA的数字自动对焦系统。