基于梯度能量函数的调焦窗口构建方法

郭敬滨，冯华杰，王 龙，彭勤建，李醒飞



基于梯度能量函数的调焦窗口构建方法

郭敬滨1，冯华杰1，王 龙2，彭勤建3，李醒飞1

（1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072；2.中环天仪（天津）气象仪器有限公司，天津 300038；3.海司航保部，天津 300042）

光电跟踪取证系统对运动目标进行跟踪拍摄时需要进行变焦和调焦，目标姿态和位置改变而产生调焦窗口偏离是导致传统自动调焦方法失效的主要原因。针对该问题，提出了一种针对跟踪目标动态建立调焦窗口的方法。该方法利用梯度能量评价函数提取目标特征，通过相关性处理和边界扩展建立调焦窗口，能克服调焦窗口偏离的缺陷。实验结果证明，对704×576像元不同离焦状态的图像都可以在20ms内根据目标的位置和大小，构建准确有效的调焦窗口，满足光电跟踪取证系统对运动目标进行实时自动调焦的特殊要求。

光电跟踪；动态调焦；梯度能量评价函数；调焦窗口构建；特征提取

0 引言

光电跟踪取证设备是海上、边防搜索跟踪、执法取证的重要设备，主要用于对水面、空中、边境开阔地的运动目标进行跟踪和拍摄。为对各种目标进行自动跟踪和拍摄，保持目标在视场中成像稳定、清晰，摄像系统需要在跟踪过程中对尺寸和位置变化的目标进行自动调焦，以获得有价值的图像同时避免因图像清晰度变化而丢失目标。目前，无论是海上、高原边境使用的光电跟踪取证系统大多都不具备这样的功能，需要人工辅助调节。……