DE102010019399B4 - Image acquisition method for IR images and thermal imaging camera - Google Patents
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Abstract
Bildaufnahmeverfahren für IR-Bilder (9, 10, 11, 12, 13), wobei für verschiedene Fokuseinstellungen (14, 15, 16, 17, 18) IR-Bilder (9, 10, 11, 12, 13) aufgenommen werden, wobei aus den aufgenommenen IR-Bildern (9, 10, 11, 12, 13) für einen vorgegebenen Bildbereich mit einer Basistransformation transformierte Bilder errechnet werden, wobei aus den transformierten Bildern jeweils eine Maßzahl (20) abgeleitet und der zugehörigen Fokuseinstellung (14, 15, 16, 17, 18) zugeordnet wird, wobei die Maßzahl (20) monoton von dem Anteil hoher Frequenzen in dem transformierten Bild und von einer Anzahl von Kanten in dem IR-Bild (9, 10, 11, 12, 13) abhängt, wobei aus den abgeleiteten und zugeordneten Maßzahlen (20) eine optimale Maßzahl (24) ermittelt wird, wobei eine der optimalen Maßzahl (24) entsprechende Fokuseinstellung (27) eingestellt wird und wobei bei der Ermittelung der optimalen Maßzahl (24) eine Interpolationskurve (23) zu den abgeleiteten Maßzahlen (20) als Funktion der zugeordneten Fokuseinstellungen (21) berechnet wird. Image recording method for IR images (9, 10, 11, 12, 13), wherein for different focus settings (14, 15, 16, 17, 18) IR images (9, 10, 11, 12, 13) are recorded, wherein from the recorded IR images (9, 10, 11, 12, 13) for a given image area with a base transformation transformed images are calculated, wherein derived from the transformed images in each case a measure (20) and the associated focus setting (14, 15, 16, 17, 18), the measure (20) being monotonically dependent on the high frequency portion in the transformed image and on a number of edges in the IR image (9, 10, 11, 12, 13) from the derived and associated measures (20) an optimal measure (24) is determined, wherein one of the optimal measure (24) corresponding focus setting (27) is set and wherein when determining the optimal measure (24) an interpolation curve (23) the derived measures (20) as a function of zugeo rdneten focus settings (21) is calculated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bildaufnahmeverfahren für IR-Bilder und eine Wärmebildkamera mit einer Aufnahmeeinrichtung für IR-Bilder, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine verstellbare Fokussiereinrichtung hat.The invention relates to an image recording method for IR images and a thermal imaging camera with a recording device for IR images, wherein the receiving device has an adjustable focusing device.
Um den Einsatzbereich von Wärmebildkameras zu vergrößern und die Qualität der aufgenommenen IR-Bilder zu verbessern, ist es bekannt, die Wärmebildkameras mit einer handbetätigten oder motorunterstützten, manuellen Fokussiereinheit auszurüsten, um in unterschiedlichen Entfernungen angeordnete Objekte möglichst scharf abbilden zu können. Da die bekannten Lösungen bisher nur sehr ungenaue Fokussierungen zulassen, haben sie nur wenig praktischen Einsatz gefunden.In order to increase the range of use of thermal imaging cameras and to improve the quality of the recorded IR images, it is known to equip the thermal imaging cameras with a manually operated or motor-assisted, manual focusing unit in order to be able to image objects arranged at different distances as sharply as possible. Since the known solutions so far allow only very inaccurate focussing, they have found little practical use.
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gebrauchseigenschaften einer Wärmebildkamera zu verbessern.The invention has for its object to improve the performance characteristics of a thermal imaging camera.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Bildaufnahmeverfahren für IR-Bilder die Merkmale des Anspruchs 1 vor. Insbesondere ist somit vorgesehen, dass für verschiedene Fokuseinstellungen IR-Bilder aufgenommen werden, dass aus den aufgenommenen IR-Bildern für einen vorgegebenen Bildbereich jeweils eine Maßzahl abgeleitet und der zugehörigen Fokuseinstellung zugeordnet wird, wobei die Maßzahl monoton von dem Anteil hoher Frequenzen in dem transformierten Bild und von der Anzahl der Kanten in dem IR-Bild abhängt, dass aus den abgeleiteten und zugeordneten Maßzahlen eine optimale Maßzahl ermittelt wird und dass eine der optimalen Maßzahl entsprechende Fokuseinstellung eingestellt wird. Hierbei werden unter Basistransformationen allgemein Transformationsvorschriften verstanden, bei denen die Koeffizienten einer Zerlegung des jeweils untersuchten IR-Bildes bezüglich einer Funktionenbasis ermittelt werden. Unter einen monotonen Abhängigkeit wird eine funktionelle Abhängigkeit verstanden, bei welcher im Falle einer steigenden Monotonie die Funktionswerte mit wachsendem Argument zumindest nicht fallen oder sogar steigen und bei welcher im Falle einer fallenden Monotonie die Funktionswerte mit wachsendem Argument nicht steigen oder sogar fallen. Somit sind steigende und fallende Monotonie in ihrem Verhalten zueinander umgekehrt.To solve this problem, the invention provides the features of
Die Erfindung bietet somit den Vorteil, dass in einem automatisierten Verfahren durch die Auswertung der aufgenommenen IR-Bilder eine optimale Fokuseinstellung ermittelt und eingestellt wird, für welche eine optimale Scharfstellung erreicht ist. Der Benutzer des Bildaufnahmeverfahrens wird daher davon befreit, diesen Scharfpunkt durch manuelle oder motorgestützte Einstellungen selbst zu ermitteln. Die Gebrauchseigenschaften einer Wärmebildkamera mit dem Bildaufnahmeverfahren werden daher beträchtlich verbessert.The invention thus has the advantage that in an automated process by the evaluation of the recorded IR images, an optimal focus adjustment is determined and adjusted, for which an optimal focus is achieved. The user of the image capture process is therefore exempt from self-determination of this focus by manual or motorized adjustments. The performance characteristics of a thermal imaging camera with the image sensing method are therefore considerably improved.
Vorzugsweise dient hierbei die Maßzahl als Maß für die Schärfe. Dieses Schärfemaß kann somit so definiert werden, dass es eine objektive Wertung eines jeden IR-Bildes bezüglich der Anzahl hoher Frequenzen beziehungsweise Kanten in dem Bild zulässt. Hierbei deutet eine höhere Kantenzahl auf eine größere Schärfe hin als eine geringere.Preferably, the measure serves as a measure of the sharpness. This sharpness dimension can thus be defined as allowing an objective rating of each IR image with respect to the number of high frequencies or edges in the image. Here, a higher number of edges indicates a greater sharpness than a smaller one.
Zur automatisierten Durchführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Fokuseinstellung mit einer monotonen Folge von Entfernungseinstellungen so lange verändert wird, bis die Folge von zugeordneten Maßzahlen einen Extremwert aufweist.For the automated implementation of the method, it may be provided that the focus adjustment is changed with a monotonous sequence of distance settings until the sequence of assigned measures has an extreme value.
Es kann vorgesehen sein, dass zu den Fokuseinstellungen der Folge jeweils ein relativer oder absoluter Verstellweg am Objektiv ausgelesen wird. Von Vorteil ist dabei, dass die ausgelesenen Verstellwege zum Anfahren der optimalen Fokuseinstellung bereitstehen. Es ist somit nicht erforderlich, dass eine feste Beziehung zwischen Fokuseinstellungen und Verstellwegen hinterlegt ist.It can be provided that in each case a relative or absolute adjustment path is read out on the objective relative to the focus settings of the sequence. The advantage here is that the read-out adjustment paths are available for starting the optimal focus setting. It is thus not required that a fixed relationship between focus settings and adjustment paths is deposited.
Von Vorteil ist bei der Erfindung, dass das beschriebene Verfahren nicht von einer definierten Fokuseinstellung starten muss und dass die Kenntnis der Entsprechung zwischen Fokuseinstellung und einem absoluten Verstellwinkel an einem Objektiv nicht bekannt sein muss. Vielmehr kann das Verfahren von einer beliebigen Fokuseinstellung starten, und es ist zum Einstellen der ermittelten optimalen Fokuseinstellung bereits die Kenntnis oder Vorgabe von relativen Verstellwinkeln oder Verstellwegen am Objektiv ausreichend.It is advantageous in the invention that the described method does not have to start from a defined focus adjustment and that the knowledge of the correspondence between focus adjustment and an absolute adjustment angle on a lens need not be known. Rather, the method can start from any focus setting, and it is sufficient to set the determined optimal focus setting already the knowledge or specification of relative adjustment angles or adjustment paths on the lens.
Um auf einfache Weise den Extremwert der Maßzahl zu ermitteln, kann vorgesehen sein, dass die Fokuseinstellung in einem ersten Schritt zunächst mit einer monotonen Folge von Entfernungseinstellungen mit einer ersten Monotonie, beispielsweise steigend oder fallend, verändert wird und in einem zweiten Schritt mit einer monotonen Folge von Entfernungseinstellungen mit gegenüber der ersten Monotonie umgekehrter Monotonie (fallend beziehungsweise steigend) verändert wird, sobald die Folge der zugeordneten Maßzahlen im ersten Schritt von einer vorgegebenen Monotonie abweicht.In order to easily determine the extreme value of the measure, it can be provided that the focus adjustment in a first step, first with a monotonous sequence of distance settings with a first monotony, for example, rising or falling, is changed and in a second step with a monotonous sequence of distance settings is changed with respect to the first monotony reversed monotony (falling or rising) as soon as the sequence of the assigned measures deviates in the first step from a predetermined monotony.
Um besonders schnell, also mit besonders wenigen IR-Bildern, zu der optimalen Fokuseinstellung zu gelangen, kann vorgesehen sein, dass die Fokuseinstellung mit einer Schrittweite verändert wird, welche durch die Richtung und/oder die Stärke der Änderung der zugehörigen Maßzahlen bestimmt wird. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Schrittweite in der Nähe der optimalen Maßzahl klein gewählt wird, während sie in großer Entfernung von der optimalen Maßzahl groß eingestellt wird.In order to arrive at the optimal focus setting particularly quickly, that is to say with particularly few IR images, provision can be made for the focus adjustment to be changed by a step width which is determined by the direction and / or the magnitude of the change in the associated numerical values. In particular, it can be provided here that the step size in the vicinity of the optimum measure is selected to be small, while it is set large at a great distance from the optimum measure.
Eine für viele Anwendungen bereits ausreichende, einfach zu realisierende Ausgestaltung kann vorsehen, dass bei der Ableitung der Maßzahl aus einem transformierten Bild ein Mittelwert der Beträge des transformierten Bildes in einem Frequenzbereich gebildet wird. Vorzugsweise wird ein Frequenzbereich in der oberen Hälfte oder sogar im oberen Viertel des durchschnittlichen oder typischen Frequenzbereichs eines IR-Bildes gewählt.An embodiment that is already sufficient for many applications and that can be implemented in a simple manner can provide that when deriving the measured value from a transformed image, an average value of the magnitudes of the transformed image is formed in a frequency range. Preferably, a frequency range in the upper half or even in the upper quarter of the average or typical frequency range of an IR image is chosen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass für die Berechnung des transformierten Bildes eine Merkmalsanalyse oder -extraktion als Basistransformation ausgeführt wird. Beispielsweise können hierbei Kanten in den IR-Bildern detektiert werden.It can also be provided that, for the calculation of the transformed image, a feature analysis or extraction is carried out as base transformation. For example, edges can be detected in the IR images.
Um das Maximum beziehungsweise Minimum der Schärfefunktion ohne vollständiges langsames Durchfahren des Bereiches der Fokuseinstellungen finden zu können, darf das Verhältnis zwischen dem Signal und dem Rauschen der Maßzahl, wobei das Rauschen durch Bildrauschen verursacht ist, nicht zu gering sein. Es hat sich herausgestellt, dass ein zu starkes Rauschen letztlich zu lokalen Extremwerten in der Maßzahl führt, welche die Suche des globalen Extremwertes beeinträchtigen. Sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Szenen mit verhältnismäßig geringerem Kontrast von beispielsweise ca. 5°C dargestellt werden, so kann es vorteilhaft sein, wenn die aufgenommenen IR-Bilder und/oder die transformierten Bilder vor Ableiten der Maßzahl geglättet werden, beispielsweise mit einem einfachen Mittelwertfilter.In order to be able to find the maximum or minimum of the sharpness function without completely slowing through the range of the focus settings, the ratio between the signal and the noise of the metric, wherein the noise is caused by image noise, must not be too low. It has been found that excessive noise ultimately leads to local extremes in the metric that affect the global extreme value search. If scenes with relatively lower contrast of, for example, about 5 ° C. are to be displayed with the method according to the invention, it may be advantageous if the recorded IR images and / or the transformed images are smoothed before deriving the measure, for example with a simple mean value filter ,
Um eine möglichst optimale Fokuseinstellung auch bei verhältnismäßig großer Schrittweite der eingestellten Fokuseinstellungen zu erhalten, kann vorgesehen sein, dass bei der Ermittlung der optimalen Maßzahl eine Interpolationskurve zu den abgeleiteten Maßzahlen als Funktion der zugeordneten Fokuseinstellungen berechnet wird.In order to obtain the best possible focus adjustment even with a relatively large step size of the adjusted focus settings, it can be provided that an interpolation curve to the derived measures is calculated as a function of the assigned focus settings when determining the optimal measure.
Es kann vorgesehen sein, dass eine vorgegebene Fokuseinstellung gewählt wird, wenn die Folge der abgeleiteten und zugeordneten Maßzahlen die Bestimmung einer optimalen Maßzahl nicht zulässt. Von Vorteil ist dabei, dass eine typische Fokuseinstellung, die beispielsweise einem Fixfokus entsprechen kann, gewählt wird, wenn die Aufnahmesituation für ein Funktionieren des übrigen Bildaufnahmeverfahrens ungünstig ist.It can be provided that a predetermined focus setting is selected if the sequence of the derived and associated measures does not allow the determination of an optimal measure. The advantage here is that a typical focus adjustment, which may correspond, for example, a fixed focus, is selected when the recording situation is unfavorable for the functioning of the rest of the image recording process.
Die mathematische Struktur der verwendeten Basistransformation wird erfindungsgemäß entsprechend der vorliegenden Aufnahmegegebenheiten der Wärmebildkamera beziehungsweise der aktuellen Aufnahmesituation ausgewählt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die transformierten Bilder mit einer 2D-Fourier-Transformation, insbesondere mit einer FFT (fast Fourier transform) oder mit einer DFT (discrete Fourier transform), errechnet werden. Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die transformierten Bilder mit einer Basistransformation mit einer Basis von Wavelets und/oder mit einer Cosinus-Transformation errechnet werden.The mathematical structure of the base transformation used is selected according to the invention according to the present recording conditions of the thermal imaging camera or the current recording situation. For example, it can be provided that the transformed images are calculated using a 2D Fourier transformation, in particular with an FFT (fast Fourier transform) or with a DFT (discrete Fourier transform). It may alternatively or additionally be provided that the transformed images are calculated with a base transformation with a base of wavelets and / or with a cosine transformation.
Besonders günstig ist es, wenn die Fokuseinstellungen jeweils durch eine Entfernungseinstellung eines Objektivs bezeichnet werden, wobei die Bilder durch das Objektiv aufgenommen werden. Von Vorteil ist dabei, dass durch die ermittelte Fokuseinstellung sogar Rückschlüsse auf die Entfernung zum abgebildeten Objekt ermöglicht sind.It is particularly favorable if the focus settings are respectively designated by a distance setting of an objective, the images being recorded by the objective. The advantage here is that even conclusions about the distance to the imaged object are made possible by the determined focus setting.
Für eine manuelle Nachführung oder Feineinstellung, beispielsweise bei komplexen Szenen, kann vorgesehen sein, dass eine Ansteuerungsverbindung zur Ansteuerung der Fokuseinstellungen getrennt oder ausgekuppelt wird, insbesondere mechanisch und/oder elektrisch und/oder elektronisch, wonach eine Fokuseinstellung manuell eingestellt wird.For a manual tracking or fine adjustment, for example in complex scenes, it can be provided that a control connection for controlling the focus settings is disconnected or disengaged, in particular mechanically and / or electrically and / or electronically, after which a focus adjustment is manually adjusted.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Wärmebildkamera der eingangs genannten Art die Merkmale des Anspruchs 9 vor. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Bildverarbeitungseinheit ausgebildet ist, welche zur Berechnung einer Basistransformation eines vorgegebenen Bildbereichs einer aufgenommenen IR-Bildes in ein transformiertes Bild eingerichtet ist, dass eine Auswerteeinheit ausgebildet ist, welche zur Berechnung einer Maßzahl für das jeweilige transformierte Bild eingerichtet ist, wobei die Maßzahl monoton von dem Anteil hoher Frequenzen in dem jeweiligen transformierten Bild und von der Anzahl der Kanten in dem IR-Bild abhängt, und dass eine Regeleinheit vorgesehen ist, mit welcher die Fokussiereinheit derart ansteuerbar ist, dass die zu dem resultierenden IR-Bild berechnete Maßzahl einen optimalen Wert annimmt. Vorzugsweise geschieht die Einrichtung der Bildverarbeitungseinheit, der Auswerteeinheit und/oder der Regeleinheit durch entsprechende Programmierung des Betriebsprogramms einer Datenverarbeitungseinheit, die in die Wärmebildkamera integriert ist.To solve the problem, the invention provides the features of claim 9 in a thermal imaging camera of the type mentioned. In particular, it is provided that an image processing unit is formed, which is set up to calculate a base transformation of a predetermined image area of a captured IR image into a transformed image, that an evaluation unit is designed, which is adapted to calculate a measure for the respective transformed image, wherein the metric is monotonically dependent on the proportion of high frequencies in the respective transformed image and the number of edges in the IR image, and that a control unit is provided, with which the focussing unit can be controlled so that the calculated to the resulting IR image Measure number assumes an optimal value. Preferably, the device of the image processing unit, the evaluation unit and / or the control unit by appropriate programming of the operating program of a data processing unit, which is integrated into the thermal imager.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinheit derart programmiert ist, dass sie zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.It can be provided that the data processing unit is programmed in such a way that it is set up to execute a method according to the invention.
Um eine Korrektur der Scharfeinstellung beispielsweise bei komplexen Szenen oder ungünstigen Aufnahmeverhältnissen zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass eine Ansteuerungsverbindung zwischen der Fokussiereinheit und der Regeleinheit aus- und einkuppelbar ist, wobei bei ausgekuppelter Ansteuerungsverbindung die Fokussiereinheit manuell betätigbar ist bzw. betätigt wird. Von Vorteil ist dabei, dass das erfindungsgemäße Verfahren keinen definierten Startpunkt für die Fokuseinstellung benötigt. Es muss daher nicht die Änderung der Fokuseinstellung aufgrund der manuellen Betätigung aufwendig rückgängig gemacht oder registiert werden.In order to enable a correction of the focus, for example, in complex scenes or unfavorable shooting conditions, it can be provided that a driving connection between the focussing unit and the control unit off and is engageable, with a disengaged control connection, the focussing unit is manually operated or is actuated. The advantage here is that the inventive method requires no defined starting point for the focus adjustment. Therefore, the change of the focus adjustment due to the manual operation need not be reversed or registered.
Die Ansteuerungsverbindung kann elektronische, elektrische und/oder mechanische Verbindungselemente umfassen.The driving connection may comprise electronic, electrical and / or mechanical connecting elements.
Eine einfache Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein mechanisches oder elektrisches Betätigungsmittel zum Aus- und Einkuppeln, also Trennen und Schließen, der Ansteuerungsverbindung vorhanden ist.A simple embodiment can provide that a mechanical or electrical actuating means for disengaging and engaging, so separating and closing, the driving connection is present.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Patentansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispieles.The invention will now be described in more detail with reference to an embodiment, but is not limited to this embodiment. Further embodiments result from combining one or more features of the claims with each other and / or with one or more features of the embodiment.
Es zeigt
-
1 eine erfindungsgemäße Wärmebildkamera in einer Schrägansicht von vorn, -
2 die Wärmebildkamera gemäß1 in einer Schrägansicht von hinten, -
3 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und -
4 ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a thermal imaging camera according to the invention in an oblique view from the front, -
2 the thermal imaging camera according to1 in an oblique view from behind, -
3 a schematic diagram for explaining the method according to the invention and -
4 a highly simplified flow diagram of a method according to the invention.
Im Inneren der Wärmebildkamera
Die Wärmebildkamera
Das IR-Objektiv
Die Wärmebildkamera
Die aufgenommenen IR-Bilder werden - gegebenenfalls nach einer Bildaufbereitung - an einem Anzeigemittel
Das Anzeigemittel
Beispielsweise kann eingestellt werden, dass die Wärmebildkamera
Beispielsweise können die transformierten Bilder mit einer Fouriertransformation oder mit einer anderen, geeigneten Basistransformation in der Bildverarbeitungseinheit
Zur Aufnahme der IR-Bilder
Auf diese Weise ergeben sich Stützstellen für die Funktion der Maßzahl
Anschließend wird eine Interpolationskurve
Für diese Interpolationskurve
Dieser optimale Wert
Beispielsweise kann dieser optimale Wert
Zum Ende des Verfahrens wird diejenige Fokuseinstellung
Hierzu ist in der Wärmebildkamera
Soll die Fokussiereinheit
Wie durch die Prinzipdarstellung der aufgenommenen IR-Bilder
Bei diesem Verfahren wird auf ein Statusflag zugegriffen, welches zumindest die Werte „Init“, „FineTune“, „Autofocus“ und „Exit“ annehmen kann. Hierbei bezeichnet „Init“ einen Verfahrungsabschnitt, der zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt wird. „Autofocus“ bezeichnet einen Normalbetriebsmodus und „Exit“ kennzeichnet den erfolgreichen Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens.In this method, a status flag is accessed which can assume at least the values "Init", "FineTune", "Autofocus" and "Exit". Here, "Init" denotes a traversing section that is executed at the beginning of the method according to the invention. Autofocus refers to one Normal operating mode and "Exit" indicates the successful completion of the method according to the invention.
Der Wert „FineTune“ des Statusflags bezeichnet eine Option, mit welcher sich das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens noch weiter verbessern lässt und welche weiter unten eingehender beschrieben wird.The value "FineTune" of the status flag designates an option with which the result of the method according to the invention can be further improved and which will be described in more detail below.
Zunächst wird in einem Startschritt
Anschließend wird in einer Statusabfrage
Ist der Wert des Statusflag dagegen gleich „Exit“, so wird der Ast
In dem Ast
Das aufgenommene IR-Bild
In einem Bildauswertungsschritt
Diese Maßzahl sVal - beziehungsweise
Nun wird in einer erneuten Statusabfrage
In der Monotonieauswertung
In dem Auswertungsabschnitt
Ist dies nicht der Fall, so wird die vorgegebene Richtung der Änderung der Fokuseinstellungen beibehalten.If this is not the case, then the predetermined direction of the change of the focus settings is retained.
In dem Auswertungsabschnitt
Wurde der Ast
Es wird daher in dem Schritt
Nach Abarbeitung des Auswertungsabschnitts
Dadurch, dass erfindungsgemäß die Anzahl der Umkehrungen, also die Zahl der vom Verfahren eingeleiteten Monotonie-Wechsel in der Folge von Fokuseinstellungen, registriert und überwacht wird, kann eine brauchbare Abbruchbedingung für das erfindungsgemäße Verfahren formuliert werden, nach welcher zumindest näherungsweise eine optimale Fokuseinstellung vorliegt.By registering and monitoring the number of reversals, that is to say the number of monotony changes introduced by the method in the sequence of focus settings, a usable termination condition can be formulated for the method according to the invention, according to which at least approximately optimal focus adjustment is present.
Bei Erreichen des Endschrittes
Das Ergebnis kann weiter verfeinert werden, indem zusätzlich zu dem Wert „Autofocus“ des Statusflags ein Wert „FineTune“ eingerichtet ist, bei welchem die eben zu „Autofocus“ beschriebene Routine mit verfeinerter Schrittweite und/oder mehrfach nacheinander zur Bestimmung eines mittleren Wertes für die optimale Maßzahl beziehungsweise die zugehörige Fokuseinstellung bestimmt werden kann.The result can be further refined by setting a value "FineTune" in addition to the "Autofocus" value of the status flag, in which the routine described above for "Autofocus" uses a refined step size and / or several times in succession to determine a mean value for the optimal measure or the corresponding focus setting can be determined.
Auf diese Weise ist es sogar möglich, Hystereseeffekte der Motoransteuerung und andere Effekte weitestgehend zu eliminieren.In this way it is even possible to eliminate hysteresis effects of the motor control and other effects as far as possible.
Bei der Wärmebildkamera
Claims (10)
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DE102010019399.2A DE102010019399B4 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Image acquisition method for IR images and thermal imaging camera |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
US5075713A (en) | 1990-01-19 | 1991-12-24 | U.S. Philips Corp. | Focus control system for camera device |
US5404013A (en) | 1993-02-25 | 1995-04-04 | Fujitsu Limited | Infrared imaging system having an automatic focusing control |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5075713A (en) | 1990-01-19 | 1991-12-24 | U.S. Philips Corp. | Focus control system for camera device |
US5404013A (en) | 1993-02-25 | 1995-04-04 | Fujitsu Limited | Infrared imaging system having an automatic focusing control |
DE69628654T2 (en) | 1995-09-06 | 2004-04-29 | Autocyte North Carolina Llc | MEASURING SYSTEM FOR DETERMINING THE GLOBAL MODULATION TRANSFER FUNCTION |
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