發(fā)布時(shí)間：2021-01-31 21:51

　　自動(dòng)聚焦技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)和各類(lèi)成像系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在安防監(jiān)控行業(yè)中,由于大倍率高智能的高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用帶來(lái)了三個(gè)顯著的問(wèn)題,聚焦速度變慢、目標(biāo)物距的獲取以及高智能化參數(shù)的測(cè)量。傳統(tǒng)方法使用一條聚焦曲線來(lái)加快聚焦速度,但無(wú)法解決另外兩個(gè)新增問(wèn)題。針對(duì)以上三個(gè)問(wèn)題,本研究通過(guò)分析大倍率鏡片組結(jié)構(gòu)來(lái)闡述聚焦變慢的原因,并提出使用聚焦曲面來(lái)加快聚焦速度,同時(shí)使用被動(dòng)式聚焦來(lái)進(jìn)行精確聚焦,從而形成以聚焦曲面為核心,主動(dòng)測(cè)距聚焦和被動(dòng)聚焦相結(jié)合的混合快速聚焦算法。該算法由聚焦曲面部分和被動(dòng)式聚焦算法部分構(gòu)成。聚焦曲面部分也可以稱(chēng)為主動(dòng)式自動(dòng)聚焦部分,其聚焦原理是利用激光測(cè)距確定物距后,根據(jù)物距和當(dāng)前倍率位置計(jì)算得到聚焦位置,從而驅(qū)動(dòng)聚焦電機(jī)到達(dá)最佳聚焦位置附近。在該部分中介紹了攝像機(jī)鏡片組結(jié)構(gòu),闡述了聚焦曲面的意義、測(cè)量方法以及使用方法,并給出了其他高智能參數(shù)的測(cè)量方法。被動(dòng)式聚焦算法也可以稱(chēng)為基于數(shù)字圖像處理方式的自動(dòng)聚焦,該部分由聚焦窗口選擇、清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)和峰值搜索算法組成。由于聚焦曲面存在著誤差,并不能做到精確的聚焦,故使用基于數(shù)字圖像處理方式來(lái)完成精確聚焦,并以此形成了以條形... 

【文章來(lái)源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聚焦曲面測(cè)試軟件界面圖

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文34無(wú)法聚焦。目前這種缺點(diǎn)可通過(guò)兩種方法解決，第一，使用多個(gè)窗口分別檢測(cè)，第二，首先對(duì)圖片進(jìn)行識(shí)別，檢測(cè)出相關(guān)的物體，再將窗口固定到物體區(qū)域，這就是自適應(yīng)窗口。由于我們所檢測(cè)的圖像為4K分辨率，如果在進(jìn)行清晰度評(píng)價(jià)計(jì)算前，先對(duì)整幅圖片進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)疑是加重了系統(tǒng)的計(jì)算，對(duì)聚焦時(shí)間也有很大的影響。故在本研究中采用多固定聚焦窗口進(jìn)行聚焦區(qū)域選擇。針對(duì)多固定窗口的有很多選取方法，最常用的就是五窗口選取法和基于黃金分割的多區(qū)域選取法，這些算法的特點(diǎn)就是選取原圖像中連續(xù)的矩形區(qū)域或圓形區(qū)域，對(duì)于4K分辨率來(lái)說(shuō)，這種方法所選窗口有可能在局部是同一個(gè)物體，這就導(dǎo)致多個(gè)區(qū)域存在著幾個(gè)或者全部都無(wú)細(xì)節(jié)成分。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究發(fā)現(xiàn)，相比方形、圓形區(qū)域來(lái)說(shuō)，條狀區(qū)域更能包含圖像的細(xì)節(jié)部分，如下圖所示，其中藍(lán)色虛線為傳統(tǒng)的五區(qū)域選取法所選聚焦窗口，而紅色實(shí)線框內(nèi)區(qū)域則為矩形條所選窗口，由下圖可知，在某些情況下，矩形條包含細(xì)節(jié)成分更多。另外，由于攝像機(jī)在夜晚模式下，存在過(guò)多的噪點(diǎn)，如果聚焦窗口中細(xì)節(jié)成分不多，就會(huì)造成在聚焦窗口中噪聲淹沒(méi)細(xì)節(jié)成分，從而使評(píng)價(jià)函數(shù)在圖片模糊時(shí)的評(píng)價(jià)值反而比清晰時(shí)還要高，這對(duì)于聚焦搜索算法很不利。圖4.5聚焦區(qū)域選擇圖本研究采用多個(gè)固定條形框作為聚焦窗口，這種方法能大幅度縮小數(shù)據(jù)量的同時(shí)保留圖片的細(xì)節(jié)成分，防止由于窗口中細(xì)節(jié)成分較少而導(dǎo)致聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算失敗。

第4章混合聚焦算法37圖4.7為聚焦窗口比較結(jié)果圖，由圖可以看出在高噪聲下，效果最好的是放縮法，原因是在放縮處理中存在著濾波操作，以保證數(shù)據(jù)不會(huì)改變，故其在高噪聲下效果最好。其次是抽稀放縮法，該方法與放縮法不同的是，沒(méi)有濾波操作，直接抽取固定行或者固定列數(shù)據(jù)構(gòu)成新的圖像進(jìn)行處理，故其速度最快，效果僅次于放縮法，其次是斜條形窗口選擇方法以及倒T型區(qū)域選擇方法和中央?yún)^(qū)域選擇方法，由于這三種方法分別使用圖像不同部分?jǐn)?shù)據(jù)作為聚焦窗口，可能出現(xiàn)聚焦錯(cuò)誤的現(xiàn)象，但相比較來(lái)說(shuō)，目標(biāo)一般是垂直和水平的，后兩種方法出現(xiàn)細(xì)節(jié)成分少的概率更大一些，故斜條形窗口選擇方法要優(yōu)于后兩種。前兩種放縮法需要對(duì)全圖進(jìn)行處理，處理數(shù)據(jù)量大，后幾種方法只需要獲取一部分?jǐn)?shù)據(jù)即可，故其數(shù)據(jù)量相比較而言較小，故選擇斜條形窗口從速度以及數(shù)據(jù)量上來(lái)說(shuō)都比較合適。4.3.2清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)的仿真與結(jié)果分析確定使用斜條形窗口后，便是確定清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)是否合適。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比了條形窗口與其他固定窗口的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)不考慮噪聲，實(shí)驗(yàn)比較提出的快速DCT變換和改進(jìn)后的Laplace算子方法與LoG算子、Laplace算子、快速DCT、二次模糊、小波變換等六種清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)在多種場(chǎng)景(圖4.8)下的效果。圖4.8不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景圖(b)場(chǎng)景二(c)場(chǎng)景三(d)場(chǎng)景四(e)場(chǎng)景五(f)場(chǎng)景六(a)場(chǎng)景一

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3011639