光電跟蹤系統(tǒng)及其自動調(diào)焦技術的研究.pdf

1、光電跟蹤系統(tǒng)通過晝光攝像機或紅外熱像儀被動地對運動目標進行檢測跟蹤，由于其良好的抗干擾能力，在軍事和國防領域獲得廣泛應用。系統(tǒng)在對目標跟蹤記錄時，目標的運動速度、運動距離、運動姿態(tài)不斷變化，造成成像模糊，需要針對目標進行實時地自動調(diào)焦，使其成像清晰，滿足后續(xù)跟蹤算法的處理。因此，研究實時、可靠的自動調(diào)焦技術，具有重要的意義和價值。
　　本文的研究工作包括以下五個方面：
　　1．分析光電跟蹤系統(tǒng)的原理，建立光電成像子系統(tǒng)的基本

2、模型，介紹系統(tǒng)成像原理和相關參數(shù)。對各類自動調(diào)焦技術進行深入研究，總結歸納各類調(diào)焦方法特性，根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇基于圖像處理的自動調(diào)焦技術。
　　2．針對現(xiàn)有聚焦窗口構建算法的缺陷，設計改進型動態(tài)窗口構建算法。算法充分利用人類視覺的注意機制，利用梯度能量函數(shù)檢測并提取圖像中特征明顯的區(qū)域作為聚焦窗口，以較少的運算量構建了位置準確、大小合適的窗口。
　　3．設計人類視覺系統(tǒng)（Human Visual System，HVS）灰度梯

3、度算子，并提出了基于HVS算子的自適應清晰度評價策略。HVS算子充分考慮圖像每個方向上的灰度變化，并根據(jù)人類視覺系統(tǒng)的多通道特性對不同方向的梯度分配權值，使評價函數(shù)以較少的運算量實現(xiàn)較高的靈敏度。針對深度離焦區(qū)域的圖像，利用劃分子區(qū)域降低采樣率的方式計算圖像清晰度評價值，提高了評價函數(shù)的抗干擾性能，拓寬了系統(tǒng)的可調(diào)焦范圍。
　　4．設計ARM Cortex-M4和Cyclone IV FPGA雙核心的嵌入式控制系統(tǒng)，控制板達到實時