一體化攝像機中自動聚焦技術的研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來,一體化攝像機成為了電視監(jiān)控系統(tǒng)中的核心設備。一體機在安防領域中的應用非常的廣泛,這其中主要是因為一體化攝像機具有小巧方便,在結構上以及控制系統(tǒng)上都比較簡單等特點。而一體化攝像機的發(fā)展主要得益于自動聚焦技術的發(fā)展,自動聚焦技術是利用各種成像系統(tǒng)在獲取圖像過程中的一個關鍵的技術。隨著計算機技術的快速發(fā)展和數(shù)字圖像處理技術的改進,自動聚焦技術步入了一個嶄新的階段,基于圖像處理的自動聚焦技術開始發(fā)展起來,因此對基于圖像處理的自動聚焦算法

2、的研究具有重大的實際意義。
　　 本文首先介紹了自動聚焦的基本原理、特點以及分類,然后對自動聚焦技術中的幾個核心技術:圖像聚焦評價函數(shù)、聚焦區(qū)域選擇算法以及焦點搜索算法進行了詳細的研究,最后研究與設計了自動聚焦系統(tǒng)的硬件和軟件,完成了采用FPGA技術的自動聚焦系統(tǒng)以實現(xiàn)自動聚焦功能。聚焦過程是對感興趣的區(qū)域聚焦,聚焦評價函數(shù)是判斷感興趣區(qū)域的離焦程度,焦點搜索算法是通過比較聚焦評價函數(shù)值來移動鏡頭,使鏡頭移動到獲取的圖像質(zhì)量最佳

3、的位置上,從而完成聚焦。
　　 本文對自動聚焦算法中的圖像聚焦評價函數(shù)進行了分析,從時域分析法和頻域分析法上分別對聚焦評價函數(shù)進行了詳細的介紹,然后重點介紹了FSWM濾波算子(加權濾波中值算法)。最后通過自動聚焦的仿真序列圖像對常用的時域分析法中的聚焦評價函數(shù)進行了性能測試和分析,實驗結果表明。FSWM濾波算子具有很好的抗噪聲能力,最后將該算法應用到設計的自動聚焦系統(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、擇算法對自動聚焦的重要性和主要的原則。對各種一維的、二維的聚焦區(qū)域選擇算法進行了詳細的描述。最終采用了傳統(tǒng)攝像構圖的黃金分割理論來選擇聚焦區(qū)域,并將該算法應用于設計的自動聚焦系統(tǒng)中。焦點搜索算法實現(xiàn)了對聚焦點的搜索和定位,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。提出了改進后的爬山搜索算法,并將此改進的算法作為本課題設計的自動聚焦系統(tǒng)的搜索算法。
　　 最后本論文介紹了自動聚焦系統(tǒng)