發(fā)布時間：2020-10-31 03:31

　　 近年來，隨著數字化與網絡化的迅速發(fā)展，以及人們的安全防范意識的大幅度提升，安防領域的發(fā)展取得了重大突破。高清網絡攝像機（HD IP camera）具有較以前的模擬像機更高的清晰度、更好的交互性、更強的智能性等優(yōu)點，加之其逐漸降低的價位，已經使其成為安防領域新興的一匹黑馬，它的應用正在迅速地普及。高清網絡攝像機在高端場合的應用已經占據了主要地位，包括：高速公路、銀行、遠程醫(yī)療、安檢關口等領域，從而引起了各大安防廠家與用戶的青睞和關注。在很短的時間內，高清網絡攝像機已經成為安防領域的領軍力量之一。 自動聚焦是HD IP camera中智能化應用的一項極其重要的技術。自動聚焦技術的好壞直接影響著所獲得的圖像質量的清晰度。正因如此，自動聚焦成為很早就開始研究的一項核心技術。隨著技術的飛速發(fā)展與成熟，成像設備分辨率的提高與智能化應用的普及，各項最新技術也逐漸應用至高清網絡攝像機中。這些先進的技術迫切地需要自動聚焦技術的支撐，也促進了自動聚焦聚焦技術的快速發(fā)展。它的應用已經超越了傳統(tǒng)的數碼相機、元器件檢驗、醫(yī)學成像、空間探測、顯微成像，而且延伸到了安全防衛(wèi)、遠程醫(yī)療、機器視覺等領域。 對于自動聚焦而言，其中包含兩項最主要的技術：一個是聚焦評價函數的選取，另一個是峰值搜索算法的實現(xiàn)。 本文研究的聚焦評價函數包括：灰度方差函數、梯度函數、頻域類函數、熵函數、自相關函數以及本文采用的TI公司DM368處理器自帶的硬件實現(xiàn)的AF引擎。針對傳統(tǒng)的聚焦評價函數運算量大的缺點，選擇TI公司DM368處理器自帶的硬件實現(xiàn)的IIR濾波器作為聚焦評價函數。經過各類聚焦評價函數的對比分析，通過層次分析法表明，采用AF引擎作為聚焦評價函數能夠更好地滿足高清網絡攝像機的應用。此外，AF引擎的分區(qū)域可控制加權和可配置的特點，有效地解決了聚焦智能化的問題，使自動聚焦算法與場景識別、人臉檢測等智能化算法更容易地結合，滿足HD IP camera的應用，也符合設備智能化的發(fā)展趨勢。 峰值搜索算法的改進是在分析傳統(tǒng)峰值搜索算法和聚焦曲線特點的基礎上進行的。將聚焦曲線上最佳成像平面附近的區(qū)域取名為聚焦區(qū)，將遠離最佳成像平面的區(qū)域取名為散焦區(qū)。通過分析得知，聚焦曲線在散焦區(qū)和聚焦區(qū)分別呈現(xiàn)出各自的特點。在聚焦區(qū)選擇傳統(tǒng)的盲人爬山法，在散焦區(qū)選擇基于GM(1,1)預測模型的峰值搜索算法。本文提出的算法，有效地解決了視頻質量反復變化、峰值搜索時間長和散焦區(qū)局部極值干擾的問題。 此外，本文也介紹了與AF相關的其他技術，包括退回檢查最大值法、變步長搜索策略以及場景變化分析等。 退回檢查最大值的方法有效地解決了聚焦區(qū)聚焦過程中，場景發(fā)生變化引起的誤聚焦的問題。變步長搜索策略采用實時改變步長的策略，提高了峰值搜索過程中的平均速度，保證了AF的實時性。場景變化分析有效地觸發(fā)重新聚焦。 本文選擇TI公司的TMS320DM368處理器為核心的實驗板，使用其自帶的硬件實現(xiàn)的雙路IIR濾波器作為聚焦評價函數。峰值搜索算法的實現(xiàn)選擇在PC端運行，通過串行接口發(fā)送聚焦命令，最終完成自動聚焦。 通過實驗表明，采用AF引擎和盲人爬山法與GM(1，1)預測模型相結合的峰值搜索算法較傳統(tǒng)聚焦評價函數與搜索算法相結合的聚焦算法擁有更好的實時性與準確性，適用于HD IP camera的自動聚焦。
【學位單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：TN948.41;N941.5
【部分圖文】：

圖 2-2 IIR 濾波器本實驗設置的兩個IIR 濾波器的系數分別是[22]：{8，-95，-49，38，7，1，-54，17，-34} 、{11，-72，-50，26，51，26，-92，-53，19，-38，閾值分別是 1000 和 500。.4 聚焦加權矩陣應用在高清網絡攝像機應用中，針對不同的場景，可以選擇不同的 PAX 加來保證不同場景的聚焦更加準確和智能化，舉例如下。（1）中心加權法將一幀圖像劃分為m n個PAX，則對于第i行和第j列的PAX，其權值為加權法的中心位置對應的權值較大，越靠近邊緣，其加權值越小，適用場景的加權。（2）平均加權法對于一幀圖像，其所有的 PAX 的加權值都為相同的一個常數，此種方

那契搜索算法在實際的應用中并不是最好的選擇。擬合算法聚焦曲線具有近似單峰性和近似對稱性的特點，設在聚焦區(qū)個以上的聚焦值0 1, , ,nx x x ，其對應的聚焦位置為0 1, , ,na a a 。聚焦值的對應關系，可以擬合出聚焦曲線，進而快速地找到其干擾能力較強。，對于現(xiàn)實的應用存在很多難題。如果在采集過程中使用小的數據，擬合曲線將花費大量的計算時間，不利于保證聚焦步長，在散焦區(qū)采集到的聚焦值將增多，不利于準確的擬合出爬山算法爬山算法是對單調性算法的優(yōu)化，盲人爬山算法根據采集到上坡還是下坡[28]。如圖 3-1 所示。

一種將復雜系統(tǒng)的發(fā)展狀況數學化，然法。一種預測包含多種影響因素的復雜系統(tǒng)系統(tǒng)的當前發(fā)展狀況的數據進行分析，規(guī)律性更強的生成序列，繼而進行模型1,32,33]。用相等時間間隔獲取的數據組成原始數，建立預測模型，預測若干個時間間隔后展狀況所需要的時間。的建立圖，如圖 4-2 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2863390