本文關鍵詞：一種智能手機快速檢測與拍攝閃電場景的方法研究

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【摘要】：智能手機因其小巧、攜帶方便與拍照功能日益強大在日常生活中使用相當普遍。通觀國內外智能拍照手機,各大商家多在攝像頭分辨率、屏幕分辨率以及對焦、連拍、色彩等功能上做相應提升和改進,其拍照性能基本可以滿足室外風光、人像、微距或室內光照不充足拍攝情況下的要求,但智能手機仍無法拍出較為滿意的夜景如閃電等特殊場景的拍攝。某公司為了增加手機賣點,提出解決智能手機檢測與拍攝閃電的需求。針對此需求本課題在基于智能手機CMOS成像技術上,通過搭建一套實驗平臺模擬智能手機的閃電拍攝。由于智能手機及其鏡頭已經(jīng)高度集成化,在現(xiàn)有實驗條件下難以控制。因此,在實驗室我們選擇CMOS工業(yè)相機與電動鏡頭作為實驗平臺,并且利用閃光燈模擬閃電。其中,工業(yè)相機完成自動檢測與曝光的功能,電動鏡頭完成自動對焦的功能。該實驗平臺對檢測與拍攝方法進行了很好的驗證,能夠達到閃電快速檢測并拍攝的目的。具體研究工作如下：首先,閃電快速檢測是基于相機的圖像視頻流,相鄰兩幀圖像進行灰度化處理并做差分運算取絕對值,去除背景后的閃電信號與閃電事件閾值進行比較,如果高于設定的閾值,則達到閃電檢測的目的；其次,自動對焦由三可變電動鏡頭實現(xiàn),由于實際閃電拍攝場景可視為無窮遠,在固定光圈與焦距的前期下,為了提高對焦速度,將鏡頭首先對焦到無窮遠處,然后進行微調。其中鏡頭微調通過自動對焦算法控制,自動對焦算法主要包括圖像清晰度評價與極點搜索算法。本文簡要介紹了幾種圖像清晰度評價函數(shù)并比較了其性能,選擇一種性能良好的評價方法結合極點搜索算法達到快速自動對焦的目的；最后,自動曝光主要控制相機的曝光時間,由于在夜間場景進行拍攝,本課題中相機的增益控制在較小值防止噪聲太大。自動曝光控制算法首先根據(jù)圖像判斷外界光照條件,從而確定自動曝光目標圖像要達到的目標亮度值。針對閃電稍縱即逝的特性,選擇基于查表法的自動曝光算法,將與曝光有關的參數(shù)事先計算好存儲于一張表中,在曝光計算過程中直接根據(jù)前一幀圖像的亮度值查表得到對應曝光值并計算出下一幀有閃電圖像的曝光值,最終得到閃電場景曝光時間實現(xiàn)快速自動曝光。
【關鍵詞】：智能手機 閃電檢測 自動對焦 自動曝光
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 課題研究背景與意義15-16
• 1.2 閃電的類型和特性描述16-17
• 1.2.1 閃電的類型16
• 1.2.2 閃電特性描述16-17
• 1.3 閃電檢測技術研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 閃電拍攝技術研究18
• 1.5 論文主要工作及內容安排18-21
• 第二章 閃電信號檢測的理論基礎21-27
• 2.1 閃電檢測技術研究21-23
• 2.2 基于CMOS的閃電信號檢測算法23-25
• 2.3 本章小結25-27
• 第三章 快速自動對焦算法27-39
• 3.1 自動對焦的基本原理27-28
• 3.2 基于邊緣特征的清晰度評價函數(shù)28-30
• 3.3 對焦點搜索策略研究30-33
• 3.3.1 Fibonacci搜索法30-31
• 3.3.2 黃金分割搜索法31-32
• 3.3.3 傳統(tǒng)爬山搜索算法32
• 3.3.4 改進的爬山算法32-33
• 3.4 本文采用的清晰度評價函數(shù)及極點搜索法33-37
• 3.5 本章小結37-39
• 第四章 快速自動曝光算法原理39-55
• 4.1 自動曝光的基本概念與理論39-43
• 4.1.1 自動曝光的基本原理39-40
• 4.1.2 自動曝光的標準40-41
• 4.1.3 影響自動曝光的基本參數(shù)41-42
• 4.1.4 自動曝光的測光原理42-43
• 4.2 現(xiàn)有自動曝光算法研究43-48
• 4.2.1 傳統(tǒng)的自動曝光算法43-44
• 4.2.2 先進的自動曝光算法44-48
• 4.3 本文采用的基于查表法的快速自動曝光48-53
• 4.3.1 自動曝光光照條件檢測49-50
• 4.3.2 快速自動曝光控制算法50-53
• 4.4 本章小結53-55
• 第五章 實驗平臺算法測試與驗證55-59
• 5.1 實驗平臺簡介55-57
• 5.1.1 CMOS工業(yè)相機55-56
• 5.1.2 電動對焦鏡頭及控制電路56-57
• 5.1.3 軟件控制平臺57
• 5.2 閃電檢測與拍攝算法測試與驗證57-59
• 第六章 結論和展望59-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-67
• 作者簡介67
• 1. 基本情況67
• 2. 教育背景67
• 3. 在學期間的研究成果67
• 3.1 發(fā)表的學術論文67
• 3.2 發(fā)明專利和科研情況67

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉辛;光頻段雷電探測技術的研究[D];華中科技大學;2010年

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本文編號：873339