一種智能手機快速檢測與拍攝閃電場景的方法研究.pdf

1、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(dāng)普遍。通觀國內(nèi)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(yīng)提升和改進，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(shù)上，通過搭

2、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

3、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(shè)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(diào)。其中鏡頭微調(diào)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(jié)合極點搜索算

4、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(guān)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(yīng)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