自动对焦和自动曝光技术是成像系统的关键技术之一,在许多场合都有着重要应用。本文针对“中间包液位测量系统”的实际需求,深入研究基于图像处理的自动对焦和自动曝光技术,实现了系统的自动对焦和自动曝光功能,克服了手动对焦和曝光精度低、效率差等缺点,提高了系统的测量精度和自动化程度。首先,分析了相机对焦和曝光的基本原理以及实现自动对焦和曝光的方法,根据基于图像处理的自动对焦和自动曝光技术,设计了以DSP和FPGA为核心的嵌入式自动对焦和曝光控制电路,利用FPGA实现图像采集、DSP完成图像处理和镜头控制。其次,对基于图像处理的自动对焦和自动曝光方法进行深入研究。在图像清晰度评价方面,提出了基于SSIM的单参考图像清晰度评价算法,克服了传统评价方法有参考、输出无界的缺陷；在对焦搜索算法方面,提出了基于离焦估计的改进爬山法,利用自适应步长提高系统的对焦速度和抗干扰性；在图像曝光量分析方法方面,提出了基于图像亮度的曝光量分析方法,利用加权亮度均值减小背景对拍摄主体的影响。最后,组建摄像机自动对焦和自动曝光系统,从多个方面对系统的性能进行测试分析。测试结果表明该系统对一般环境下的被摄物体都可以实现准确对焦和曝光,较好的完成了自动对焦和自动曝光的任务。