一体摄像机自动聚焦系统软件设计

发布时间：2017-05-20 13:14

  本文关键词：一体摄像机自动聚焦系统软件设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息技术的发展,视频监控系统广泛的应用于高速公路、智能城市等场景中。安装在云台上的一体摄像机具有切换场景和自动聚焦的功能,使得视频监控系统可以更好地实现目标检测、跟踪以及实时分析等功能。因此,研究自动聚焦技术对提高视频监控系统的自动化、智能化有着重大的意义。本论文基于当前自动聚焦技术的研究现状,重点考虑削弱噪声影响的措施,在达芬奇平台上研发了一套基于步进电机的自动聚焦系统。系统主要包含4个部分：视频采集模块、用户交互模块、步进电机驱动、自动聚焦算法。自动聚焦算法是本论文的核心,其他模块都是为自动聚焦算法服务的,算法首先对视频采集模块获取的图像数据统计梯度和方差,进行清晰度评价,其次根据评价结果确定是否需要调整镜片组的焦距,如果需要则根据特定算法调用步进电机的驱动程序,调整聚焦电机的位置以使得图像清晰。用户交互模块提供操作界面以便用户设置系统参数和控制电机,当用户手动控制变焦电机运动的时候,自动聚焦算法使用变焦跟踪技术实时调整聚焦电机的位置以达到操作全程图像保持清晰的目的。实验结果表明,本论文研发的自动聚焦系统,能够在实际环境中有效地发挥作用,在各种场景下确保视频图像清晰,具有较高的工程使用价值。
【关键词】：自动聚焦 图像清晰度评价 变焦跟踪算法 爬山搜索算法
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TN948.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 国内外相关研究现状11-15
• 1.2.1 自动聚焦照相机的发展11-12
• 1.2.2 自动聚焦理论研究发展12-15
• 1.3 本论文研究内容15-16
• 1.4 本论文组织结构16-17
• 2 相关技术介绍17-25
• 2.1 DaVinci技术介绍17-18
• 2.2 步进电机细分驱动技术18-19
• 2.3 自动聚焦算法19-24
• 2.3.1 图像清晰度判定方法19-21
• 2.3.2 变焦跟踪21-22
• 2.3.3 自动聚焦搜索算法22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 自动聚焦系统总体设计25-30
• 3.1 系统需求分析25-26
• 3.2 硬件总体设计26-27
• 3.3 软件总体设计27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 自动聚焦系统平台详细设计30-44
• 4.1 视频采集模块30-33
• 4.1.1 硬件资源描述30-31
• 4.1.2 采集线程和其他模块交互31-33
• 4.2 用户交互模块33-37
• 4.2.1 mgrcenter管理进程34-35
• 4.2.2 命令传输流程35-37
• 4.3 步进电机驱动模块37-43
• 4.3.1 步进电机驱动功能框图37-38
• 4.3.2 步进电机驱动软件设计38-41
• 4.3.3 步进电机失步预防方法41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 自动聚焦算法软件详细设计44-67
• 5.1 图像清晰度评价方法44-50
• 5.1.1 噪声滤除44-45
• 5.1.2 评价区域选择45-47
• 5.1.3 梯度和方差计算47-50
• 5.2 变焦跟踪50-55
• 5.2.1 跟踪曲线线性插值50-51
• 5.2.2 变焦跟踪算法51-55
• 5.3 自动聚焦搜索算法55-65
• 5.3.1 状态机描述55-57
• 5.3.2 数据结构描述57-58
• 5.3.3 场景切换检测58
• 5.3.4 爬山搜索初步试探58-60
• 5.3.5 爬山搜索策略60-64
• 5.3.6 全局搜索策略64-65
• 5.4 本章小结65-67
• 6 系统测试与结果67-79
• 6.1 测试概要67-68
• 6.1.1 测试环境67
• 6.1.2 测试内容67-68
• 6.2 测试结果及分析68-78
• 6.2.1 功能测试68-73
• 6.2.2 性能测试73-78
• 6.3 本章小结78-79
• 7 总结与展望79-81
• 7.1 总结79-80
• 7.2 展望80-81
• 参考文献81-85
• 作者简历85

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宗光华,孙明磊,毕树生,于靖军,余志伟;显微视觉自动聚焦研究[J];光学学报;2005年09期

2 马武强;何小刚;程永强;;模拟摄像机自动聚焦原理及其电路设计[J];太原理工大学学报;2008年S2期

3 程永强;黄英男;谢克明;;一种摄像头自动聚焦方法及硬件实现[J];电子技术应用;2009年01期

4 郑静;张起贵;王朋;;一种改进的自动聚焦搜索算法及其实现[J];电脑开发与应用;2010年01期

5 王华英;王广俊;王大勇;苏清磊;张奇峰;;数字全息显微中的自动聚焦[J];光电子.激光;2010年08期

6 胡凤萍;常义林;马彦卓;赵光耀;;视频自动聚焦的实现研究[J];光子学报;2010年10期

7 蒋晓瑜;王超;汪熙;;多光谱共孔径成像自动聚焦系统研究[J];装甲兵工程学院学报;2011年03期

8 忻华泰;;装有新型自动聚焦系统的显微镜[J];激光与光电子学进展;1986年01期

9 沈兵;;家用摄录机原理讲座——第六讲 自动聚焦控制[J];电子技术;1992年06期

10 康宗明,张利,谢攀;一种基于能量和熵的自动聚焦算法[J];电子学报;2003年04期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 李阳超;熊显名;;嵌入式自动聚焦系统的设计[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（一）[C];2007年

2 李天柁;弟宇鸣;肖刚;韩峰;;核径迹图像自动分析系统自动聚焦方法研究[A];第9届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];1998年

3 李阳超;熊显名;;光学自动聚焦系统实验研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

4 李明明;王新赛;李坚;;基于图像处理的自动聚焦清晰度函数比较研究[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集（上册）[C];2010年

5 海明;闫卫平;姜楠;李伟;;共聚焦式LIF系统中的自动聚焦和跟踪的实现[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

6 杨涛;左勇;;基于图像处理和Matlab混合编程的自动聚焦技术及应用[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年

7 唐春晓;;高清晰度摄像机自动聚焦新技术[A];2005（首届）中国数字影视节目制作与接收技术交流展示会论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 王毓国 撰文 点评;让运动形象“活”现眼前[N];中国摄影报;2007年

2 卫平;对焦技术的技巧[N];中华新闻报;2003年

3 ;NEC：应用先导 技压群雄[N];中国电子报;2005年

4 ;新手学DV聚焦的掌握[N];电脑报;2004年

5 徐和德;菜鸟必知的4个聚焦常识[N];中国摄影报;2013年

6 天马;调焦与焦距[N];中国电脑教育报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陈国金;数字图像自动聚焦技术研究及系统实现[D];西安电子科技大学;2007年

2 陈叶金;创新型微纳米测量探头机理的研究[D];合肥工业大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王帅;微操作系统中微动平台的设计和自动聚焦技术的研究[D];燕山大学;2015年

2 王立昌;监控摄像机的自动聚焦系统设计与实现[D];苏州大学;2015年

3 卢洋;光学显微自动聚焦图像处理算法设计与系统研制[D];中国石油大学(华东);2014年

4 林华佑;一体摄像机自动聚焦系统软件设计[D];浙江大学;2016年

5 徐健峰;基于手持式图像采集系统的自动聚焦研究[D];浙江大学;2007年

6 于鹏;一体化摄像机中自动聚焦技术的研究与实现[D];杭州电子科技大学;2012年

7 黄喜成;基于网络平台下的显微镜自动聚焦技术研究[D];南昌航空大学;2011年

8 张英健;基于无热化检测系统的自动聚焦算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

9 胡凤萍;视频自动聚焦方法研究与实现[D];西安电子科技大学;2008年

10 易秋实;光学显微镜自动聚焦系统设计与实现[D];华中科技大学;2007年

  本文关键词：一体摄像机自动聚焦系统软件设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：381718