本文關(guān)鍵詞：一種智能手機(jī)快速檢測(cè)與拍攝閃電場(chǎng)景的方法研究

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【摘要】：智能手機(jī)因其小巧、攜帶方便與拍照功能日益強(qiáng)大在日常生活中使用相當(dāng)普遍。通觀國(guó)內(nèi)外智能拍照手機(jī),各大商家多在攝像頭分辨率、屏幕分辨率以及對(duì)焦、連拍、色彩等功能上做相應(yīng)提升和改進(jìn),其拍照性能基本可以滿足室外風(fēng)光、人像、微距或室內(nèi)光照不充足拍攝情況下的要求,但智能手機(jī)仍無(wú)法拍出較為滿意的夜景如閃電等特殊場(chǎng)景的拍攝。某公司為了增加手機(jī)賣點(diǎn),提出解決智能手機(jī)檢測(cè)與拍攝閃電的需求。針對(duì)此需求本課題在基于智能手機(jī)CMOS成像技術(shù)上,通過(guò)搭建一套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬智能手機(jī)的閃電拍攝。由于智能手機(jī)及其鏡頭已經(jīng)高度集成化,在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下難以控制。因此,在實(shí)驗(yàn)室我們選擇CMOS工業(yè)相機(jī)與電動(dòng)鏡頭作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并且利用閃光燈模擬閃電。其中,工業(yè)相機(jī)完成自動(dòng)檢測(cè)與曝光的功能,電動(dòng)鏡頭完成自動(dòng)對(duì)焦的功能。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)檢測(cè)與拍攝方法進(jìn)行了很好的驗(yàn)證,能夠達(dá)到閃電快速檢測(cè)并拍攝的目的。具體研究工作如下：首先,閃電快速檢測(cè)是基于相機(jī)的圖像視頻流,相鄰兩幀圖像進(jìn)行灰度化處理并做差分運(yùn)算取絕對(duì)值,去除背景后的閃電信號(hào)與閃電事件閾值進(jìn)行比較,如果高于設(shè)定的閾值,則達(dá)到閃電檢測(cè)的目的；其次,自動(dòng)對(duì)焦由三可變電動(dòng)鏡頭實(shí)現(xiàn),由于實(shí)際閃電拍攝場(chǎng)景可視為無(wú)窮遠(yuǎn),在固定光圈與焦距的前期下,為了提高對(duì)焦速度,將鏡頭首先對(duì)焦到無(wú)窮遠(yuǎn)處,然后進(jìn)行微調(diào)。其中鏡頭微調(diào)通過(guò)自動(dòng)對(duì)焦算法控制,自動(dòng)對(duì)焦算法主要包括圖像清晰度評(píng)價(jià)與極點(diǎn)搜索算法。本文簡(jiǎn)要介紹了幾種圖像清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)并比較了其性能,選擇一種性能良好的評(píng)價(jià)方法結(jié)合極點(diǎn)搜索算法達(dá)到快速自動(dòng)對(duì)焦的目的；最后,自動(dòng)曝光主要控制相機(jī)的曝光時(shí)間,由于在夜間場(chǎng)景進(jìn)行拍攝,本課題中相機(jī)的增益控制在較小值防止噪聲太大。自動(dòng)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(dòng)曝光目標(biāo)圖像要達(dá)到的目標(biāo)亮度值。針對(duì)閃電稍縱即逝的特性,選擇基于查表法的自動(dòng)曝光算法,將與曝光有關(guān)的參數(shù)事先計(jì)算好存儲(chǔ)于一張表中,在曝光計(jì)算過(guò)程中直接根據(jù)前一幀圖像的亮度值查表得到對(duì)應(yīng)曝光值并計(jì)算出下一幀有閃電圖像的曝光值,最終得到閃電場(chǎng)景曝光時(shí)間實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)曝光。
【關(guān)鍵詞】：智能手機(jī) 閃電檢測(cè) 自動(dòng)對(duì)焦 自動(dòng)曝光
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.53
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)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(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 閃電拍攝技術(shù)研究18
• 1.5 論文主要工作及內(nèi)容安排18-21
• 第二章 閃電信號(hào)檢測(cè)的理論基礎(chǔ)21-27
• 2.1 閃電檢測(cè)技術(shù)研究21-23
• 2.2 基于CMOS的閃電信號(hào)檢測(cè)算法23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 快速自動(dòng)對(duì)焦算法27-39
• 3.1 自動(dòng)對(duì)焦的基本原理27-28
• 3.2 基于邊緣特征的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)28-30
• 3.3 對(duì)焦點(diǎn)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(jìn)的爬山算法32-33
• 3.4 本文采用的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)及極點(diǎn)搜索法33-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第四章 快速自動(dòng)曝光算法原理39-55
• 4.1 自動(dòng)曝光的基本概念與理論39-43
• 4.1.1 自動(dòng)曝光的基本原理39-40
• 4.1.2 自動(dòng)曝光的標(biāo)準(zhǔn)40-41
• 4.1.3 影響自動(dòng)曝光的基本參數(shù)41-42
• 4.1.4 自動(dòng)曝光的測(cè)光原理42-43
• 4.2 現(xiàn)有自動(dòng)曝光算法研究43-48
• 4.2.1 傳統(tǒng)的自動(dòng)曝光算法43-44
• 4.2.2 先進(jìn)的自動(dòng)曝光算法44-48
• 4.3 本文采用的基于查表法的快速自動(dòng)曝光48-53
• 4.3.1 自動(dòng)曝光光照條件檢測(cè)49-50
• 4.3.2 快速自動(dòng)曝光控制算法50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第五章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)算法測(cè)試與驗(yàn)證55-59
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介55-57
• 5.1.1 CMOS工業(yè)相機(jī)55-56
• 5.1.2 電動(dòng)對(duì)焦鏡頭及控制電路56-57
• 5.1.3 軟件控制平臺(tái)57
• 5.2 閃電檢測(cè)與拍攝算法測(cè)試與驗(yàn)證57-59
• 第六章 結(jié)論和展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-67
• 作者簡(jiǎn)介67
• 1. 基本情況67
• 2. 教育背景67
• 3. 在學(xué)期間的研究成果67
• 3.1 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67
• 3.2 發(fā)明專利和科研情況67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉辛;光頻段雷電探測(cè)技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：873339