FR2711813A1 - Method and device for automatically focusing an objective lens - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE FOCALISATION
AUTOMATIOUE D'UN OBJECTIF
La présente invention a pour objet un procédé et dispositif de focalisation automatique d'un objectif. De tels dispositifs mettent en oeuvre une optique à focale variable commandée par un signal de commande conforme à une image d'une scène observée ainsi que des moyens pour fournir un signal numérique représentatif de l'image formée qui a une définition dépendant de la focale de l'optique.FOCUSING METHOD AND DEVICE
AUTOMATE A GOAL
The present invention relates to a method and device for automatically focusing a lens. Such devices use variable focal length optics controlled by a control signal conforming to an image of an observed scene, as well as means for providing a digital signal representative of the image formed which has a definition depending on the focal length of the image. optics.
On connaît de l'art antérieur un procédé et un dispositif de mise au point automatique d'un objectif de caméra vidéo dans laquelle la distance entre un objet de la scène observée et l'écran image de la caméra est mesurée grâce à un système de visée télémétrique par infrarouge, ultrasons ou autre, et par lequel on asservit le signal de commande à partir du résultat de cette mesure pour faire varier la focale de l'optique de la caméra afin d'obtenir une image nette de l'objet, c'est-à-dire pour amener l'image de l'objet observé au niveau du plan de l'écran de la caméra. There is known from the prior art a method and a device for automatically focusing a video camera lens in which the distance between an object of the observed scene and the image screen of the camera is measured by means of a system of rangefinder sighting by infrared, ultrasound or other, and by which the control signal is controlled from the result of this measurement to vary the focal length of the camera optics in order to obtain a clear image of the object, c that is to say to bring the image of the object observed to the level of the plane of the camera screen.
D'autres dispositifs ont été développés et permettent d'éviter la présence d'une visée télémétrique. Other devices have been developed which make it possible to avoid the presence of telemetric aiming.
On connaît ainsi l'antériorité US 4 814 889 (GENERAL ELECTRIC) un dispositif d'autofocalisation d'une caméra qui met en oeuvre pour augmenter le contraste une convolution de Laplace pour obtenir la dérivée des signaux de pixels, puis un seuillage de manière à négliger les faibles valeurs. On somme ensuite les niveaux de gris dont le contraste a été augmenté. Ce procédé ne semble convenir qu'à certains types d'images présentant un contraste élevé (bandes alternées par exemple). Prior art US 4,814,889 (GENERAL ELECTRIC) is thus known, a camera self-focusing device which uses Laplace convolution to obtain the derivative of the pixel signals to increase the contrast, then a thresholding so as to neglect low values. We then sum the gray levels whose contrast has been increased. This process only seems to be suitable for certain types of images with high contrast (alternating bands for example).
La demande de brevet européen 290 802 (POLAROID) concerne un dispositif de focalisation dans laquelle les carrés des différences entre les intensités les pixels adjacents sont sommés. European patent application 290 802 (POLAROID) relates to a focusing device in which the squares of the differences between the intensities of the adjacent pixels are summed.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de focalisation automatique d'un objectif, opérant dans l'espace des points images ou pixels et qui puisse être mis en oeuvre de manière relativement simple, c'est-à-dire un procédé performant ne demandant qu'un nombre de calculs relativement limité. The subject of the present invention is a method and a device for automatically focusing a lens, operating in the space of image points or pixels and which can be implemented in a relatively simple manner, that is to say a method efficient requiring only a relatively limited number of calculations.
Dans ce but, I'invention concerne un dispositif de focalisation automatique d'un objectif, comprenant un capteur d'images vidéo, ladite image vidéo présentant une résolution nominale donnée, un dispositif d'analyse d'un signal d'image et un dispositif de commande de la mise au point de l'objectif en fonction d'un signal de sortie du dispositif d'analyse d'image, caractérisé en ce que le dispositif d'analyse comporte un dispositif de décomposition du signal d'au moins une partie de leur image en au moins un signal d'analyse à une première résolution inférieure à celle de l'image vidéo et un signal de détails représentant les détails perdus lors du passage à la première résolution à partir d'une deuxième résolution supérieure à la première résolution, un dispositif de détermination de l'énergie lumineuse de signal de détails dont la sortie fournit ledit signal de sortie, et en ce que le dispositif de commande de la mise au point de l'objectif comporte un moyen pour commander la focale de l'objectif de telle sorte que ledit signal de sortie ait une valeur maximale. To this end, the invention relates to a device for automatically focusing a lens, comprising a video image sensor, said video image having a given nominal resolution, a device for analyzing an image signal and a device for controlling the focusing of the objective as a function of an output signal from the image analysis device, characterized in that the analysis device comprises a device for decomposing the signal of at least part of their image in at least one analysis signal at a first resolution lower than that of the video image and a detail signal representing the details lost during the transition to the first resolution from a second resolution higher than the first resolution, a device for determining the light energy of the detail signal, the output of which provides said output signal, and in that the device for controlling the focusing of the lens comprises a means in to control the focal length of the lens so that said output signal has a maximum value.
Ladite deuxième résolution peut être immédiatement supérieure à la première résolution. Said second resolution can be immediately greater than the first resolution.
Selon un mode de réalisation convenant au cas d'images peu bruitées ou présentant une bonne netteté, la deuxième résolution est ladite résolution nominale donnée de l'image vidéo. Selon un autre mode de réalisation convenant au cas d'images bruitées ou présentant une netteté dégradée, ledit dispositif de décomposition comporte un moyen d'itération permettant d'itérer au moins une fois ladite décomposition sur le signal d'analyse. Dans ce cas, la deuxième résolution est inférieure à ladite résolution nominale. According to an embodiment suitable for the case of images which are little noisy or which exhibit good sharpness, the second resolution is said given nominal resolution of the video image. According to another embodiment suitable for the case of noisy images or having degraded sharpness, said decomposition device comprises an iteration means making it possible to iterate at least once said decomposition on the analysis signal. In this case, the second resolution is lower than said nominal resolution.
Ledit dispositif de décomposition peut comporter au moins un banc de filtres miroirs en quadrature. Said decomposition device may include at least one bank of quadrature mirror filters.
Le dispositif de décomposition peut comporter une pluralité de bancs de filtres, et en particulier des filtres miroirs en quadrature, disposés pour réaliser une décomposition en ondelettes bi-dimensionnelle. The decomposition device may include a plurality of filter banks, and in particular quadrature mirror filters, arranged to perform a decomposition into two-dimensional wavelets.
L'invention concerne également un procédé de focalisation automatique d'un objectif caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suviantes
a) décomposer un signal d'image vidéo présentant une résolution nominale donnée en au moins un signal d'analyse à une première résolution inférieure à celle de l'image vidéo et un signal de détails représentant les détails perdus lors du passage à la première résolution à partir d'une deuxième résolution supérieure à la première résolution,
b) déterminer l'énergie lumineuse du signal de détails,
c) commander la focale de l'objectif de manière que ladite énergie lumineuse soit maximale.The invention also relates to a method for automatic focusing of a lens, characterized in that it comprises the following steps
a) decomposing a video image signal having a given nominal resolution into at least one analysis signal at a lower resolution than that of the video image and a detail signal representing the details lost during the transition to the first resolution from a second resolution higher than the first resolution,
b) determining the light energy of the detail signal,
c) controlling the focal length of the objective so that said light energy is maximum.
La deuxième résolution peut être immédiatement supérieure à la première résolution. The second resolution can be immediately higher than the first resolution.
Pour des images présentant peu de bruit ou une bonne netteté, la deuxième résolution peut être ladite résolution nominale donnée. Pour des images présentant du bruit ou une netteté dégradée, L'étape a) présente au moins une itération de ladite décomposition sur le signal d'analyse. For images with little noise or good sharpness, the second resolution may be said given nominal resolution. For images exhibiting noise or degraded sharpness, step a) presents at least one iteration of said decomposition on the analysis signal.
L'étape a) peut mettre en oeuvre au moins un banc de filtres miroirs en quadrature. Step a) can use at least one bank of quadrature mirror filters.
L"étape a) peut mettre en oeuvre une pluralité de bancs de filtres disposés pour réaliser une décomposition en ondelettes bi-dimensionnelle. Step a) can use a plurality of filter banks arranged to perform a two-dimensional wavelet decomposition.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins qui représentent
- la figure 1, I'architecture d'un dispositif de focalisation selon l'invention,
- les figures 2a et 2b, respectivement, une décomposition monodimensionnelle et une décomposition bi-dimensionnelle avec ou sans itération,
- les figures 3a et 3b, respectivement, la représentation graphique de l'image 5o à sa résolution nominale, S 1 à la résolution 2-1, et un exemple de décomposition d'image correspondante.Other characteristics and advantages of the invention will appear better on reading the description which follows, given by way of nonlimiting example, in conjunction with the drawings which represent
FIG. 1, the architecture of a focusing device according to the invention,
FIGS. 2a and 2b, respectively, a one-dimensional decomposition and a two-dimensional decomposition with or without iteration,
- Figures 3a and 3b, respectively, the graphical representation of the image 5o at its nominal resolution, S 1 at the resolution 2-1, and an example of corresponding image decomposition.
- la figure 4, une courbe de variation d'énergie Ej des coefficients d'ondelette en fonction de la focale de caméra, à la résolution 2-j
Comme représenté à la figure 1, un dispositif selon l'invention comporte une caméra vidéo CMV présentant un capteur vidéo CV dont l'objectif présente un moteur M permettant de faire varier la focale de celui-ci, et un module électronique de commande désigné par le repère général 1. Le module I présente tout d'abord un circuit d'acquisition vidéo CAV dans lequel s'effectue une numérisation pixel par pixel des signaux vidéo issus de la caméra CMV. Un micro contrôleur MC permet de gérer la mise en mémoire dans une mémoire MEM des signaux numérisés. Un circuit de sortie vidéo CSV lit dans la mémoire les signaux d'images numérisés et les convertit de manière à fournir les signaux désirés à un écran de visualisation E. Les signaux numérisés mémorisés dans la mémoire MEM sont introduits dans un module d'analyse MANC qui travaille en liaison avec un module MDS réalisant une décomposition d'une manière qui sera décrite plus loin. A partir de la décomposition réalisée par le module MDS, effectuée par exemple sur les signaux représentatifs du niveau de gris des pixels, le module MANC génère un signal S significatif de l'état de mise au point de la caméra vidéo CMV, signal qui est introduit à l'entrée d'un circuit de commande du moteur de focalisation CCMP. Le signal de sortie SC du circuit CCMP alimente alors le moteur M de manière à assurer la condition de focale désirée.- Figure 4, an energy variation curve Ej of the wavelet coefficients as a function of the camera focal length, at resolution 2-j
As shown in FIG. 1, a device according to the invention comprises a CMV video camera having a CV video sensor, the objective of which has a motor M making it possible to vary the focal length thereof, and an electronic control module designated by the general reference 1. The module I firstly presents a video acquisition circuit CAV in which a pixel by pixel digitization of the video signals from the CMV camera is carried out. A microcontroller MC makes it possible to manage the storage in a memory MEM of the digitized signals. A video output circuit CSV reads from the memory the digitized image signals and converts them so as to supply the desired signals to a display screen E. The digitized signals stored in the memory MEM are introduced into an analysis module MANC which works in conjunction with an MDS module performing a decomposition in a manner which will be described later. From the decomposition carried out by the MDS module, carried out for example on the signals representative of the gray level of the pixels, the MANC module generates a signal S significant of the state of focusing of the video camera CMV, signal which is introduced at the input of a CCMP focusing motor control circuit. The output signal SC of the CCMP circuit then supplies the motor M so as to ensure the desired focal condition.
Le système de focalisation selon l'invention est basé sur une analyse concrète du signal image. Il agit sur la commande de la motorisation M de l'optique de la caméra vidéo CMV pour ramener celle-ci à une focale optimale. The focusing system according to the invention is based on a concrete analysis of the image signal. It acts on the control of the motorization M of the optics of the CMV video camera in order to bring the latter to an optimal focal length.
L'idée de base de l'invention est la décomposition du signal d'image vidéo présentant une résolution nominale donnée en au moins un signal d'analyse à une résolution inférieure à celle de l'image vidéo et un signal de détails représentant les détails perdus lors du passage à la résolution correspondant au signal d'analyse. The basic idea of the invention is the decomposition of the video image signal having a given nominal resolution into at least one analysis signal at a resolution lower than that of the video image and a detail signal representing the details lost when switching to the resolution corresponding to the analysis signal.
Pour réaliser un traitement en deux dimensions, on peut utiliser de manière connue des méthodes utilisant des bancs de filtres 2D non séparables ou des bancs de filtres en quinconce. L'exemple ci-dessous met en oeuvre des bancs de filtres miroirs en quadrature FMQ séparables. La décomposition est relativement simple puisqu'on opère séparément sur les lignes et sur les colonnes avec des filtres monodimensionnels. Cette technique est décrite plus particulièrement dans l'article de Stéphane G. MALLAT paru dans la revue IEEE TRANSACTION ON
PATTERN ANALSIS AND MACHINE INTELLIGENCE volume 11, n"7 Juil. To carry out a treatment in two dimensions, it is possible to use in a known manner methods using non-separable 2D filter banks or staggered filter banks. The example below uses separable FMQ quadrature mirror filter banks. The decomposition is relatively simple since we operate separately on the rows and on the columns with one-dimensional filters. This technique is described more particularly in the article by Stéphane G. MALLAT published in the review IEEE TRANSACTION ON
PATTERN ANALSIS AND MACHINE INTELLIGENCE volume 11, n "7 Jul.
1989 et intitulé "A theory for Multiresolution Signal Decomposition : The Wavelet
Representation"
On remarquera qu'il est également possible de réaliser une décomposition à partir de filtres en quadrature de type CQF, qui permettent une reconstruction exacte du signal après la décomposition. De tels filtres sont décrits dans l'article de
A. Cohen, I. Daubechies et J.C Feauveau, "Biorthogonal bases of compactly supported wavelets", Communication on Pure and Applied Mathematics, Vol, XLV, 485-560 1992.1989 and entitled "A theory for Multiresolution Signal Decomposition: The Wavelet
Representation"
It will be noted that it is also possible to carry out a decomposition from quadrature filters of the CQF type, which allow an exact reconstruction of the signal after the decomposition. Such filters are described in the article by
A. Cohen, I. Daubechies and JC Feauveau, "Biorthogonal bases of compactly supported wavelets", Communication on Pure and Applied Mathematics, Vol, XLV, 485-560 1992.
Le dispositif décrit ci-dessous est un système d'autofocalisation de l'optique de la caméra basé sur le calcul d'énergie des coefficients d'ondelettes avec des filtres miroirs en quadrature FMQ. The device described below is a self-focusing system for the camera optics based on the energy calculation of the wavelet coefficients with quadrature FMQ mirror filters.
L'image traitée est de nature numérique. La focale peut être déduite sur une partie ou la totalité de l'image. The processed image is digital in nature. The focal length can be deduced over part or all of the image.
Cette analyse basée sur un principe de multirésolution permet aussi de focaliser la caméra dans des conditions très variées de prise d'images. This analysis based on a principle of multiresolution also makes it possible to focus the camera under very varied conditions of image taking.
Avant de détailler le principe de cette technique, on commence par un rappel succinct des techniques de l'analyse multirésolution, son rapport avec les ondelettes, puis leur mise en oeuvre grâce aux bancs de filtres FMQ. Before detailing the principle of this technique, we start with a brief reminder of the techniques of multiresolution analysis, its relationship with wavelets, then their implementation thanks to the FMQ filter banks.
Analyse multirésolution et ondelettes
A! Analyse multirésolution ANtR
Une analyse multirésolution AhlR d'un signal donné consiste en une approximation de ce même signal en d'autres résolutions (comme exemple, une vue aérienne, quand on s'élève on perd les détails mais on a une vue plus globale).Multiresolution and wavelet analysis
AT! ANtR multiresolution analysis
A AhlR multiresolution analysis of a given signal consists of an approximation of this same signal in other resolutions (for example, an aerial view, when you climb up you lose the details but you have a more global view).
Pour cela, on définit une famille de fonctions < Pa,b (1) générée à partir d'une fonction çp appelée "fonction d'échelle", dilatée d'un facteur d'échelle a et translatée d'un temps b. For this, we define a family of functions <Pa, b (1) generated from a function çp called "scale function", expanded by a scale factor a and translated by a time b.
Un cas particulier de cette famille est la famille discrète, pour laquelle a = 2-j et b = n.2-j et les #a,b deviennent une base orthonormale de L2(R), L désignant l'ensemble des fonctions mesurables et R l'ensemble des nombres réels et s'écrivent :
#j,n(t) = 2j/2 #(2jt-n)
Pour avoir une approximation Sj,n à la résolution 2-j d'un signal f, on projette ce dernier sur cette famille (Pj,n de fonctions. On a alors Sj,n= < f,#j,n >
< > désignant l'opération de projection, ici la projection de f, une fonction continue, sur (Pj,n
B) Les ondelettes
Les détails fins sont perdus lors du pasage d'une résolution donnée à une résolution plus grossière. Ces détails peuvent être récupérés par une projection sur une famille d'ondelettes.A special case of this family is the discrete family, for which a = 2-j and b = n.2-j and the # a, b become an orthonormal basis of L2 (R), L designating the set of measurable functions and R the set of real numbers and are written:
# j, n (t) = 2d / 2 # (2jt-n)
To have an approximation Sj, n at the resolution 2-j of a signal f, we project the latter onto this family (Pj, n of functions. We then have Sj, n = <f, # j, n>
<> denoting the projection operation, here the projection of f, a continuous function, on (Pj, n
B) Wavelets
Fine details are lost when switching from a given resolution to a coarser resolution. These details can be recovered by a projection on a family of wavelets.
La perte d'information Dj,n lors du passage d'une résolution 2-j+l à la résolution 2i plus faible est donnée par la relation suivante (A) Djn = < f, #j,n >
avec #j,n (t) = 2j/2 #(2jt-n)
Les fonctions #j,n sont appelées ondelettes et sont générées à partir d'une fonction v appelée "ondelette mère" dilatée d'un facteur d'échelle a = 2-j et translatée d'un temps b = n 2-j
Les deux fonctions # et # sont liées par une relation du type: '\I(t) = an (p (2t + n)
III Implémentation
Les signaux utilisés dans le cadre de l'invention sont des signaux échantillonnés.The loss of information Dj, n during the transition from a resolution 2-j + l to the lower resolution 2i is given by the following relation (A) Djn = <f, # j, n>
with # j, n (t) = 2d / 2 # (2jt-n)
The functions # j, n are called wavelets and are generated from a function v called "mother wavelet" expanded by a scale factor a = 2-j and translated by a time b = n 2-j
The two functions # and # are linked by a relation of the type: '\ I (t) = an (p (2t + n)
III Implementation
The signals used in the context of the invention are sampled signals.
Si on appelle So,n les échantillons du signal d'origine (de plus grande résolution), on peut montrer que la représentation en ondelette (ou multirésolution) peut être réalisée avec des transformations pyramidales utilisant des bancs de filtres
FMQ (ou CQF).If we call So, n the samples of the original signal (of higher resolution), we can show that the wavelet representation (or multiresolution) can be achieved with pyramidal transformations using filter banks
FMQ (or CQF).
Pour cela, on montre pour se limiter au cas des filtres FMQ qu'il existe deux filtres hn et gn qui sont liés aux fonctions (p et v et qui vérifient alors les relations suivantes : (H et G désignant respectivement la transformée de Fourrier de hn et gn et Q, celle de la fonction y):
H(e 2 + Wo'+2=1
G (su) = e-jo H(co)
La formule précédente fournit les filtres nécessaires pour une implémentation numérique.For this, we show to limit ourselves to the case of filters FMQ that there are two filters hn and gn which are linked to the functions (p and v and which then verify the following relationships: (H and G respectively designating the Fourier transform of hn and gn and Q, that of the function y):
H (e 2 + Wo '+ 2 = 1
G (su) = e-jo H (co)
The previous formula provides the filters necessary for a numerical implementation.
On montre alors que l'algorithme de décomposition en multirésolution lD (fig.2a) est donnée par la formule suivante:
IV. Représentation en ondelettes à deux dimensions 2D. IV. 2D 2D wavelet representation.
Pour adapter les ondelettes aux images qui sont considérées comme des signaux 2D, il faut étendre l'étude des ondelettes aux cas des signaux 2D. To adapt the wavelets to the images which are considered as 2D signals, it is necessary to extend the study of wavelets to the cases of 2D signals.
Plusieurs extensions en 2D de la transformation en ondelette ID existent. Several 2D extensions of the wavelet ID transformation exist.
On a utilisé ici une transformation en ondelette à base d'ondelettes séparables. Dans ce cas, une décomposition d'un signal 2D en ondelettes revient tout simplement à une transformation en ondelette 1 D (voir III). A wavelet transformation based on separable wavelets was used here. In this case, a decomposition of a 2D signal into wavelets simply amounts to a transformation into a 1 D wavelet (see III).
Cette transformation en ondelette 2D peut être calculée efficacement avec une transformation pyramidale (Fig.2b) utilisant des bancs de filtres FMQ comme vue précédemment (voir fig. 12 de l'article de S. MALLAT précité). This 2D wavelet transformation can be efficiently calculated with a pyramidal transformation (Fig. 2b) using FMQ filter banks as seen previously (see fig. 12 of the article by S. MALLAT cited above).
Si on appelle So(n,m) le signal d'origine (plus grande résolution désignée par l par convention), à la première décomposition (Fig.2b) on aura alors S-l(n,m) comme approximation de So(n,m) à la résolution 2-l et trois signaux de détails D1 " D2 D3" (détails perdus entre les deux résolutions). If we call So (n, m) the original signal (higher resolution designated by l by convention), at the first decomposition (Fig. 2b) we will then have Sl (n, m) as an approximation of So (n, m) at resolution 2-l and three detail signals D1 "D2 D3" (details lost between the two resolutions).
Pour obtenir le signal à la résolution 2-2, on itère le processus à partir du signal S-1(n,m). To obtain the signal at resolution 2-2, the process is iterated from the signal S-1 (n, m).
D'une manière générale, un signal Sj+l(n,m) à la résolution 2-j+l sera décomposé en une approximation Sj(n m) à la résolution 21 et trois signaux de détails D-j, D-j, D-j (détails perdus entre les deux résolutions représentés par les coefficients d'ondelettes). Generally, a signal Sj + l (n, m) at resolution 2-j + l will be decomposed into an approximation Sj (nm) at resolution 21 and three detail signals Dj, Dj, Dj (details lost between the two resolutions represented by the wavelet coefficients).
Aux figures 3a et 3b, à une image noire rectangulaire de résolution nominale représentée par les signaux So, correspond à la résolution 2~1(signaux S l) des détails, présentant deux barres verticales représentant les transistion de l'image dans une direction horizontale, des détails D3 présentant deux barres horizontales représentant les transitions de l'image dans une direction verticale, et des détails D-2 présentant quatre points représentant les transitions de l'image selon les diagonales. In FIGS. 3a and 3b, a rectangular black image of nominal resolution represented by the signals So, corresponds to the resolution 2 ~ 1 (signals S l) of the details, having two vertical bars representing the transistion of the image in a horizontal direction , details D3 presenting two horizontal bars representing the transitions of the image in a vertical direction, and details D-2 presenting four points representing the transitions of the image along the diagonals.
V. Principe
Le principe d'autofocalisation étudié dans cette technique met en oeuvre la mesure d'énergie des coefficients d'ondelettes à une résolution donnée.V. Principle
The principle of autofocusing studied in this technique implements the energy measurement of the wavelet coefficients at a given resolution.
Ainsi à la première décomposition (résolution 2-1) l'énergie des détails sera:
D'une manière générale, à la résolution 24 on aura
Avec N1= N/21 dimension des signaux à la résolution correspondante, et
N celle de l'image à l'origine.With N1 = N / 21 dimension of the signals at the corresponding resolution, and
N that of the image at the origin.
L'allule des courbes E-j en fonction de la focale F est représentée à la figure 4. The shape of the curves E-j as a function of the focal length F is shown in FIG. 4.
Avoir une meilleure focalisation c'est trouver la focale FM qui donne un maximum d'énergie E-j des détails pour une résolution 2-j donnée. Having better focus means finding the FM focal point that gives maximum energy E-j details for a given 2-d resolution.
VI. Intérêt de l'itération. VI. Interest of the iteration.
Les conditions de prise d'images sont très variées surtout en milieu industriel. The conditions for taking images are very varied, especially in an industrial environment.
Pour des scènes d'image prises dans de bonnes conditions (bon contraste) une seule décomposition (résolution 2-1) est largement suffisante pour assurer une bonne focalisation. For image scenes taken in good conditions (good contrast) a single decomposition (resolution 2-1) is more than enough to ensure good focusing.
On peut avoir recours par contre à des résolutions inférieures (2-j) dans le cas d'images prises dans de mauvaises conditions ou le signal utile est plongé dans le bruit ou bien présente une netteté dégradée (prise de vue en milieu perturbé thermiquement ou bien dans le brouillard). Pour des images usuelles, l'énergie des coefficients des petites résolutions est supérieur à celle des grandes résolutiosn. On the other hand, it is possible to have recourse to lower resolutions (2-d) in the case of images taken in poor conditions or the useful signal is immersed in the noise or else exhibits degraded sharpness (shooting in thermally disturbed medium or well in the fog). For usual images, the energy of the coefficients of small resolutions is higher than that of large resolutions.
Pour une résolution choisie, dans ce cas là aussi, la meilleure focale est celle qui donne le maximum de l'énergie des détails à cette résolution. For a chosen resolution, in this case too, the best focal length is that which gives the maximum of the energy of the details at this resolution.
Le procédé de focalisation automatique peut être mis en oeuvre sur une partie ou sur la totalité de l'image. La caméra produit un signal représentant l'image d'une scène pour un état de focale donné. On calcule la valeur de la courbe de variation de l'énergie E-j des coefficients des détails à une résolution donnée pour cette focale donnée, et on la compare à celle calculée à l'état de la focale précédent. The automatic focusing method can be implemented on part or all of the image. The camera produces a signal representing the image of a scene for a given focal state. One calculates the value of the curve of variation of the energy E-j of the coefficients of the details at a given resolution for this given focal length, and one compares it with that calculated with the state of the preceding focal length.
En fonction du résultat de cette comparaison, on agit directement sur le circuit de commande CCMP de motorisation M de l'optique de la caméra vidéo CMV pour la placer dans un état de convergence vers la focale recherchée. On réitère le processus jusqu'à atteindre le maximum de la courbe de variation de l'énergie E-j des coefficients des détails à une résolution donnée en fonction des focales.Depending on the result of this comparison, action is taken directly on the CCMP motorization control circuit M of the optics of the video camera CMV to place it in a state of convergence towards the desired focal length. The process is repeated until the maximum of the variation curve of the energy E-j of the coefficients of the details is obtained at a given resolution as a function of the focal lengths.
D'autres types de filtres que ceux donnés ci-dessus à titre d'exemple peuvent être mis en oeuvre, par exemple ceux décrits dans l'article de Adelson et ses collaborateurs publié dans SPIE volume 845 VISUAL COMMUNICATIONS AND
IMAGE PROCESSING II (1987) et intitulé "Orthogonal pyramid transforms for image coding" Other types of filters than those given above by way of example can be used, for example those described in the article by Adelson and his collaborators published in SPIE volume 845 VISUAL COMMUNICATIONS AND
IMAGE PROCESSING II (1987) and entitled "Orthogonal pyramid transforms for image coding"
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9312811A FR2711813B1 (en) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | Method and device for automatically focusing a lens. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9312811A FR2711813B1 (en) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | Method and device for automatically focusing a lens. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2711813A1 true FR2711813A1 (en) | 1995-05-05 |
| FR2711813B1 FR2711813B1 (en) | 1996-01-12 |
Family
ID=9452266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9312811A Expired - Fee Related FR2711813B1 (en) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | Method and device for automatically focusing a lens. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2711813B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1111444A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Photographic camera with an automatic focusing device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0508897A1 (en) * | 1991-04-11 | 1992-10-14 | Etablissement Public Télédiffusion de France | Method and system for automatic focussing of a CCD camera using a DCT |
| US5210564A (en) * | 1990-01-22 | 1993-05-11 | Ricoh Company, Ltd. | Automatic focusing device employing a frequency domain representation of a digital video signal |
-
1993
- 1993-10-27 FR FR9312811A patent/FR2711813B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5210564A (en) * | 1990-01-22 | 1993-05-11 | Ricoh Company, Ltd. | Automatic focusing device employing a frequency domain representation of a digital video signal |
| EP0508897A1 (en) * | 1991-04-11 | 1992-10-14 | Etablissement Public Télédiffusion de France | Method and system for automatic focussing of a CCD camera using a DCT |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
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| J.-R. OHM: "Advanced packet-video coding based on layered VQ and SBC techniques", IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, vol. 3, no. 3, June 1993 (1993-06-01), NEW YORK US, pages 208 - 221 * |
| K.-J. WONG ET AL.: "Image compression with fully-decomposed wavelet transform", MILCOM '92, October 1992 (1992-10-01), SAN DIEGO, CA, USA, pages 1136 - 1140 * |
| M. OHTA ET AL.: "Wavelet picture coding with transform coding approach", IEICE TRANSACTIONS, vol. E75, no. 7, July 1992 (1992-07-01), TOKYO JP, pages 776 - 784 * |
| R. STEDMAN ET AL.: "Transmission of subband-coded images via mobile channels", IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, vol. 3, no. 1, February 1993 (1993-02-01), NEW YORK US, pages 15 - 26 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1111444A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Photographic camera with an automatic focusing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2711813B1 (en) | 1996-01-12 |
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