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数码相机自动对焦算法的研究与实现

作　者: 张秋梅
导　师: 景占荣
学　校: 西北工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 自动对焦评价函数爬山算法对焦窗口镜头控制
分类号: TB852.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 614次
引　用: 9次
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内容摘要

本文对数码相机自动对焦系统设计中的几个关键技术——自动对焦搜索方法、评价函数、对焦窗口和镜头控制进行了深入的研究。对传统爬山算法的运行方式和存在问题进行了全面的分析,在此基础上提出了对爬山算法的改进方法。为了提高自动对焦的速度和精度,采用图像的绿色分量和梯度函数修正形式计算评价函数,采用四点选择法选择对焦窗口,通过大量实验获取更精确的控制参数对镜头进行精密控制。整套算法在基于多媒体微处理器ZR36451BGCF搭建的数码相机平台上实现。通过对算法的改进,在没有增加硬件成本的基础上,用更加合理的软件实现了自动对焦系统的大部分功能,提高了系统的稳定性和可行性。实验结果表明,本文提出的优化爬山法自动对焦系统达到了很好的对焦效果。在镜头伸缩不超过5次的情况下,对焦时间平均控制在0.8秒内,对焦图像清晰,解析度达到1200线。系统稳定,可应用于实际工程。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-13
  1．1 数码相机自动对焦技术的历史和现状  7-9
  1．2 本课题研究背景  9-10
  1．3 研究内容  10-11
  1．4 本人在课题中承担的工作  11-12
  1．5 论文结构安排  12-13
第二章数码相机自动对焦的基本理论与方法  13-30
  2．1 数码相机系统结构  13-16
    2．1．1 图像传感器  14-15
    2．1．2 多媒体处理器  15-16
  2．2 对焦基本原理  16-19
  2．3 自动对焦方法  19-22
    2．3．1 VAF自动对焦  19-20
    2．3．2 主动式自动对焦  20
    2．3．3 聚焦检测法  20-21
    2．3．4 离焦深度法．  21-22
  2．4 对焦深度法  22-28
    2．4．1 评价函数  22-26
    2．4．2 镜头控制算法  26-28
  2．5 本文总体方案设计  28-30
第三章关键技术研究  30-48
  3．1 爬山算法的改进  30-35
    3．1．1 传统爬山算法存在的问题  30-33
    3．1．2 改进的爬山算法  33-35
  3．2 评价函数的选择  35-38
  3．3 对焦窗口的选择  38-43
    3．3．1 对焦窗口大小的选择  38-41
    3．3．2 对焦窗口位置的选择  41-43
  3．4 镜头控制技术  43-47
    3．4．1 步进电机工作原理及控制  43-45
    3．4．2 镜头控制与对焦范围  45-47
  3．5 全时运行自动对焦程序提高对焦速度  47-48
第四章系统硬件、软件设计及实现  48-60
  4．1 系统硬件设计  48-53
    4．1．1 系统硬件总体构成  48
    4．1．2 多媒体处理器  48-50
    4．1．3 CCD电路设计  50-51
    4．1．4 马达电路设计  51-53
  4．2 系统软件设计  53-60
    4．2．1 系统软件主体程序  53-57
    4．2．2 软件子程序  57-60
第五章实验结果及总结  60-65
  5．1 开发平台及应用产品实物  60
  5．2 自动对焦实验结果  60-63
    5．2．1 镜头控制中遇到的问题与解决办法  60-61
    5．2．2 自动对焦实验数据  61-62
    5．2．3 自动对焦效果分析  62-63
  5．3 总结和展望  63-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表论文  67-68
致谢  68-69

数码相机自动对焦算法的研究与实现

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