深圳市蓝视讯智能科技有限公司http://www.szzycctv.cn/王浩

       在动态图像的拍摄过程中，摄像机与被摄体之间的距离是经常变动的，因此常常会超出景深范围而导致图像模糊。为了使图像保持清晰，就必须不断改变镜头的焦点位置，使图像始终保持清晰。这种调节焦点位置的过程称为聚焦或对焦。

       摄像镜头的前端专门设有一组聚焦镜片，包括外侧与内侧两个透镜，通过改变聚焦组镜片的位置即可达到调焦的目的。目前摄像机镜头的自动聚焦方式很多，大致可分为两类：一类为主动式聚焦，包括红外线方式和超声波方式；另一类为被动式聚焦。较有代表性的有佳能自己研制开发的“固态三角测量”系统（SST，Solid State Triang-ulation）和新近流行的TTL方式。
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       通常家用摄像机采用的是主动式聚焦，其原理就是当镜头对准目标时，由装置在摄像机镜头内下方的一组发射器，发出红外线或超声波，经被摄物体反射回来后，再由摄像机的红外线传感器或超声波传感器接收下来，从而测定出距离，根据测定的距离驱动摄像机的聚焦装置聚实焦点。其优点是不受光线条件的影响，能在*黑暗的情况下工作。但不能透过玻璃进行工作，对吸收红外线或超声波的物体、远距离的物体也不能正常工作。7 f  R） w/ z: u） H4 L1 B
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       而专业摄像机多采用被动式聚焦。SST方式的原理是：来自被摄体的光线分别经过固定反光镜和可动反光镜后，再反射到两个透镜及一个三角棱镜，分别照射在检测传感器上，使之变换成电信号。再由微处理器对所得到的信息进行分析，计算出与被摄物体之间的距离，控制镜头的聚焦电动机进行聚焦工作。TTL方式的结构相对简单：直接从摄像镜头后面的CCD传感器取出视频信号，再经微机处理，根据这些返回的数据来调整透镜的自动对焦机构。有远距离聚焦正确、对焦没有视差等优点，不足之处是当光线太暗和被摄体反差低时不能正常工作。& b# }$ w; Q3 B, n9 M% w

       安防监控类的自动聚焦摄像机都是采用TTL方式实现自动聚焦。*聚焦的图像比离焦的图像包含更多的细节和信息量, 是许多TTL聚焦方法实现的前提, 评价函数返回图像是否聚焦的一个值,对应于评价函数zui大值处的位置参量被认为是*像面的位置参量。一幅图像是否聚焦,反映在空域上是图像的边界及细节部分是否清晰,在频域上则是图像的高频分量是否丰富。前者可以通过对图像进行微分来获取图像的边缘及细节信息, 后者可以对图像进行快速傅里叶变换（ FFT）来获取图像的频谱信息。自动聚焦主要解决的问题是提高聚焦的精度和速度，精度将影响后期图像处理的结果；因场景中被摄景物离拍摄的距离时刻发生变化，故快速的聚焦十分必要。聚焦速度的提高，取决于聚焦评价函数的选择。 聚焦评价函数用来衡量图像聚焦与否，但由于图像噪声、冗余信息及其他干扰因素，选择的评价函数应具有较强的抗噪声性和良好的*性、单调性。 焦距评价函数应具有以下几个特性: （1） 无偏性；（ 2） 单峰性； （ 3） 灵敏度高；（ 4） 信噪比较高；（ 5） 计算量小。
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       国内外文献中提出各种聚焦算法,其中被广泛应用的主要有18 种,分别为Br-enner 函数 、梯度函数、平方梯度函数FSG （Square Gradiet func-tion） 、Roberts 算子梯度函数、So-bel 算子梯度函数、Tenengrad 函数、有效像素灰度值和函数、有效像素灰度值方差和函数、有效像素数函数、灰度熵函数、灰度zui大差值函数等。目前常采用的如：采用图象灰度差分值之和自动聚焦、采用平均亮度聚焦……，当然，基于图像的边缘信息或者说是图像的梯度信息的自动聚焦方法是zui被广泛采用的方法。