一體化攝像機(jī)中自動(dòng)聚焦技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來,一體化攝像機(jī)成為了電視監(jiān)控系統(tǒng)中的核心設(shè)備。一體機(jī)在安防領(lǐng)域中的應(yīng)用非常的廣泛,這其中主要是因?yàn)橐惑w化攝像機(jī)具有小巧方便,在結(jié)構(gòu)上以及控制系統(tǒng)上都比較簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。而一體化攝像機(jī)的發(fā)展主要得益于自動(dòng)聚焦技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)聚焦技術(shù)是利用各種成像系統(tǒng)在獲取圖像過程中的一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和數(shù)字圖像處理技術(shù)的改進(jìn),自動(dòng)聚焦技術(shù)步入了一個(gè)嶄新的階段,基于圖像處理的自動(dòng)聚焦技術(shù)開始發(fā)展起來,因此對(duì)基于圖像處理的自動(dòng)聚焦算法

2、的研究具有重大的實(shí)際意義。
　　 本文首先介紹了自動(dòng)聚焦的基本原理、特點(diǎn)以及分類,然后對(duì)自動(dòng)聚焦技術(shù)中的幾個(gè)核心技術(shù):圖像聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)、聚焦區(qū)域選擇算法以及焦點(diǎn)搜索算法進(jìn)行了詳細(xì)的研究,最后研究與設(shè)計(jì)了自動(dòng)聚焦系統(tǒng)的硬件和軟件,完成了采用FPGA技術(shù)的自動(dòng)聚焦系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦功能。聚焦過程是對(duì)感興趣的區(qū)域聚焦,聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)是判斷感興趣區(qū)域的離焦程度,焦點(diǎn)搜索算法是通過比較聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)值來移動(dòng)鏡頭,使鏡頭移動(dòng)到獲取的圖像質(zhì)量最佳

3、的位置上,從而完成聚焦。
　　 本文對(duì)自動(dòng)聚焦算法中的圖像聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行了分析,從時(shí)域分析法和頻域分析法上分別對(duì)聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,然后重點(diǎn)介紹了FSWM濾波算子(加權(quán)濾波中值算法)。最后通過自動(dòng)聚焦的仿真序列圖像對(duì)常用的時(shí)域分析法中的聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行了性能測(cè)試和分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明。FSWM濾波算子具有很好的抗噪聲能力,最后將該算法應(yīng)用到設(shè)計(jì)的自動(dòng)聚焦系統(tǒng)中。
　　 在聚焦區(qū)域選擇算法上,本文介紹了聚焦區(qū)域選

4、擇算法對(duì)自動(dòng)聚焦的重要性和主要的原則。對(duì)各種一維的、二維的聚焦區(qū)域選擇算法進(jìn)行了詳細(xì)的描述。最終采用了傳統(tǒng)攝像構(gòu)圖的黃金分割理論來選擇聚焦區(qū)域,并將該算法應(yīng)用于設(shè)計(jì)的自動(dòng)聚焦系統(tǒng)中。焦點(diǎn)搜索算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚焦點(diǎn)的搜索和定位,本文分別討論了Fibonacci搜索算法、曲線擬合搜索算法、爬山搜索算法等常用的搜索算法。提出了改進(jìn)后的爬山搜索算法,并將此改進(jìn)的算法作為本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)聚焦系統(tǒng)的搜索算法。
　　 最后本論文介紹了自動(dòng)聚焦系統(tǒng)