FR3016763A1

FR3016763A1 - Procede et dispositif de commande de zoom d’un appareil de prise de vues

Info

Publication number: FR3016763A1
Application number: FR1455459A
Authority: FR
Inventors: Remy Carpentier; Eric Willemenot
Original assignee: MOVE N SEE
Current assignee: MOVE N SEE
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2015-07-24
Anticipated expiration: 2034-06-16
Also published as: FR3016763B1; FR3016703A1; WO2015110368A1; US20160344941A1

Abstract

L'invention concerne un procédé de commande de zoom d'un appareil de prise de vues, remarquable en ce qu'il comprend une étape d'envoi d'une rafale de commandes de zoom successives sur une liaison série (13) de l'appareil de prise de vues (12) avec un dispositif de commande (11), dont le nombre de commandes composant la rafale est compris entre 5 et 120, et la durée entre deux rafales est supérieure à 100ms.

Description

Procédé et dispositif de commande de zoom d'un appareil de prise de vues Domaine technique et état de l'art La présente invention est relative a un procédé et un dispositif de commande de zoom d'un appareil de prise de vues. Un zoom est un objectif à longueur focale variable (caméra, appareil photo). La commande automatique concerne ici les appareils munis d'une entrée télécommande qui peut être par exemple infrarouge ou plus spécifiquement une liaison série bidirectionnelle asynchrone et ne comportant pas de retour d'information sur l'état du zoom (qu'on nommera indifféremment zoom ou focale), ni par analyse d'image, ni par un dispositif électro-mécanique ou tout autre principe de retour d'information. Il existe des protocoles de zoom tel que le protocole LANC (Local Application Control Bus System). Ces protocoles permettent des commandes à une caméra pour zoomer plus, ou moins. C'est-à-dire respectivement augmenter ou réduire la longueur focale de l'objectif. Cependant ces protocoles ne comportent pas de retour d'information sur la longueur focale de l'objectif.

Le document US2013278778 décrit un système d'asservissement d'un zoom basé sur une analyse d'image. Ce document comporte un retour d'information sur l'état de zoom grâce à l'analyse d'image, et ne permet donc pas de résoudre le problème d'une commande de zoom sans retour d'information qui pourrait avoir des écarts et des dérives entre la longueur focale de l'objectif et la commande du zoom.

Du fait du protocole LANC, il n'y a pas de retour d'information sur la longueur focale de l'objectif. Il peut donc survenir une dérive de la longueur focale réelle par rapport à la longueur focale commandée. Sans retour d'information de la part de la caméra sur la longueur focale de l'objectif, et sans analyse des images filmées, il peut survenir des défauts de zoom dont le dispositif de commande n'a pas connaissance et ne peut donc pas corriger.

Par exemple, si le zoom est satisfaisant à un instant donné (parce que l'utilisateur l'aurait réglé lui-même en ajoutant donc de l'information au dispositif automatique, ou parce que le zoom serait en butée ; butée dont les caractéristiques de zoom seraient connues et toujours identiques), les commandes pour zoomer plus ou zoomer moins se produisent automatiquement en fonction de la distance du sujet à filmer, connue par des moyens de mesure qui ne sont pas l'objet de ce document et qui peuvent être un signal issu d'un système de géo-localisation, tel qu'un GPS (Global Positioning System pour système de localisation mondial, marque déposée), des moyens électromagnétiques, optiques, laser, ultra-sonores ou autres. Après une certaine durée, il est possible que la longueur focale de l'objectif s'éloigne de la commande envoyée. Le système automatique ne le sait pas et ne peut pas corriger cet écart entre la longueur focale de l'objectif le zoom réel et la longueur focale commandée représentée par la commande envoyée. Par exemple avec une caméra grand public du type SONY (marque déposée) PJ740, après seulement quatre aller-retour du zoom entre deux valeurs proches des butées hautes et basses, commandées conformément au protocole LANC via un câble prévu à cet effet, la valeur du zoom sur peut avoir varié de 29% (une focale de 5,34 mm est devenue 6,88 mm) Au cours d'un autre essai les mêmes commandes de zoom ont généré un décalage de la focale différent, par exemple de 5,34mm et 5,72mm (soit 7%). Il y a donc un écart par rapport à la commande envoyée. Et de plus cet écart n'est pas reproductible d'un essai à l'autre. Ceci est une limite importante aux commandes de zooms automatiques de caméras par les méthodes décrites ci-dessus. En effet, après une durée de seulement quelques minutes, un sujet filmé automatiquement peut se retrouver cadré avec une focale qui n'est pas celle souhaitée et qui peut faire que l'image est trop large (manque de visibilité du sujet par rapport à ses souhaits) ou trop serrée (sujet pas complètement visible à l'écran, et/ou sorti de l'écran s'il n'est pas assez au centre de celui-ci). Description de l'invention La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.

A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un procédé de commande de zoom d'un appareil de prise de vues, qui comprend une étape d'envoi d'une rafale de commandes de zoom successives sur une liaison série de l'appareil de prise de vues avec un dispositif de commande, dont le nombre de commandes composant la rafale est compris entre cinq 5 et 120, et la durée entre deux rafales est supérieure à 100ms.

Le terme "commandes successives" est une commande juxtaposée, Les inventeurs ont découvert que les successions de commande par rafale diminuent la dérive de la dérive de la longueur focale de l' appareil de prise de vues. On entend par appareil de prise de vues tout appareil ayant un dispositif de cadrage automatique et/ou piloté manuellement par un opérateur.

L'invention est avantageusement mise en oeuvre selon les modes de réalisation exposés ci-après, lesquels sont à considérer individuellement ou selon toutes combinaisons techniquement opérantes. Selon des modes de réalisation, le procédé comprend une étape de mise en butée du mécanisme de zoom.Grace à cette disposition, la butée étant mécaniquement bien connue, le système peut se recaler mécaniquement.

Selon des modes de réalisation, l'étape de la mise en butée est réalisée si le nombre de commande de zooms successives a atteint une première valeur limite prédéterminée La deuxième valeur limite prédéterminée est motivée par le souhait de ne pas altérer trop souvent des images enregistrées par un dé-zoom « violent » et extrême puisqu'on se retrouve en grand angle, en tolérant en contrepartie une dérive de zoom supérieure puisqu'on recale moins 35 souvent.

Selon des modes de réalisation, l'étape de la mise en butée est réalisée si le nombre de commande de zooms successives a atteint une deuxième valeur limite prédéterminée lorsque des vues sont réalisées par l'appareil de prise de vues. Selon des modes de réalisation, le procédé comporte une étape de mise en mémoire d'une première valeur prédéterminée en fonction d'une dérive résiduelle mesurée sans mettre en oeuvre de l'étape de 1 mise en butée du mécanisme de zoom. On entend par dérive résiduelle, l'écart constaté à l'image entre ce à quoi on s'attend d'après l'ensemble des commandes envoyées depuis le démarrage du système de prise de vues, sans mettre en oeuvre le procédé de mise en butée. Une dérive résiduelle non nulle signifie que l'on observe une longueur focale supérieure ou inférieure à la longueur focale d'après les commandes envoyées. La dérive résiduelle est mesurée sur un test qui consiste à appliquer des commandes de zoom par rafales telles que décrites plus haut, sur le dispositif de prise de vues. Ces rafales augmentent le zoom jusqu'à un niveau proche de la butée haute mais sans l'atteindre, puis baissent le zoom vers la butée basse sans l'atteindre, puis ré-augmentent le zoom et ainsi de suite sur dix aller-retour.

Lors de ce test, l'opérateur ou tout autre moyen de commande modifiera le sens du zoom pour que le niveau de zoom réellement observé (par exemple sur une mire) n'atteigne jamais les butées. Selon des modes de réalisation la première valeur limite prédéterminée est un nombre de rafales inférieur au nombre de rafales sans recalage qui provoquent une dérive résiduelle de 30% de la focale, la deuxième valeur limite prédéterminée est un nombre de rafales inférieures au nombre de rafales sans recalage qui provoquent une dérive résiduelle de 40% de la focale, et la deuxième valeur limite prédéterminée est supérieure à la première valeur limite prédéterminée Selon des modes de réalisation, une ou plusieurs rafales de zoom sont envoyées à l'appareil de prise de vues par le dispositif de commande en fonction d'informations de distance du sujet à filmer par rapport au dispositif de prise de vues.

Un éloignement du sujet à filmer, donc une augmentation de sa distance, conduira à envoyer une ou plusieurs rafales dans le sens d'une augmentation de la focale. Un rapprochement du sujet conduira à envoyer une ou plusieurs rafales dans le sens d'une diminution de la focale. Selon des modes de réalisation, une ou plusieurs rafales de zoom sont envoyées à l'appareil de prise de vues par le dispositif de commande en fonction d'informations sur l'accélération verticale du sujet à filmer. Lorsque le dispositif de commande dispose d'informations sur l'altitude du sujet à filmer, il est judicieux de mettre à profit cette information pour diminuer la focale lorsqu'une accélération verticale suffisante est détectée. Ceci peut permettre au dispositif de prise de vue de recueillir des images plus avantageuses lors de sauts ou lors de chutes ou descentes rapides des sujets à filmer, en permettant la visualisation d'un champ de vision plus large, favorisant l'appréhension des mouvements du sujet à filmer par le spectateur.

Une rafale de diminution de la longueur de la focale est appliquée pour une accélération verticale supérieure à une limite prédéterminée Cette limite prédéterminée est supérieure ou égal à 2m.s-2. Selon des modes de réalisation, le nombre de commandes de zoom successives d'une rafale est différent selon qu'il s'agit d'augmenter le zoom ou de le diminuer. La différence entre les deux sens est un nombre de commandes successives compris entre 0 et 115. Les inventeurs ont découvert que certains appareils de prise de vues ont une dérive de la longueur focale plus importante en augmentant le zoom qu'en le diminuant ou inversement. Selon des modes de réalisation, le nombre de commandes de zoom successives d'une rafale est un nombre pseudo-aléatoire entre 5 et 120. Les inventeurs ont découvert qu'en moyennant les dérives résiduelles du zoom, la dérive résiduelle est réduite. A chaque rafale, ou après un certain nombre de rafales, le nombre de commandes de zoom successives qui composent une rafale change de façon pseudo-aléatoire. L'aspect des images prises par le dispositif de prise de vues se rapproche de celui d'images faites par un opérateur humain Selon des modes de réalisation, le nombre de commandes de zoom successives d'une rafale dépend de la tension de la batterie d'alimentation du dispositif de prise de vues, ledit nombre est une fonction croissante ajoutant entre 0 et 10 commandes de zoom par dixième de volt de baisse de la tension. Ceci peut permettre de compenser une dépendance à la tension de batterie de la modification de la longueur focale lors d'une rafale. Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un dispositif de commande de zoom d'un appareil de prise de vues, le dispositif comprend un appareil de prise de vues, un moyen de commande de zoom lié par une liaison série à l'appareil de prise de vues et mettant en oeuvre le procédé.

Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, réalisée sur la base des dessins annexés. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un dispositif objet de l'invention, - la figure 2 représente un exemple de trame entre un dispositif de commande et un appareil de prise de vues, - la figure 3 représente une vue macroscopique d'un exemple avec un nombre de commande de zooms successives dans les trames d'une télécommande d'appareil de prise de vues, - la figure 4 représente sous forme d'un logigramme des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de l'invention, - la figure 5 représente sous forme d'un logigramme des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention On observe à la figure 1, selon un exemple de réalisation, un dispositif de commande 11, une liaison série bidirectionnelle asynchrone 13 et un appareil de prise de vues 12. Le procédé repose sur l'envoi des commandes de zooms successives autrement dit en rafale sur liaison série bidirectionnelle asynchrone (c'est-à-dire l'entrée télécommande) de l'appareil de prise de vues.

Le procédé recale la longueur focale de l'objectif. Ce procédé consiste à emmener comme représenté la flèche 12c le mécanisme de zoom interne 12b au dispositif de prise de vues 12 sur l'une des deux en butée mécanique 12a. Une fois les commandes successives envoyées, le dispositif de commande 1 connaît l'état physique du zoom et affecte en conséquence sa représentation interne.

Par exemple, avec un appareil de prise de vues qui a montré un défaut de focale de 28% après 200 rafales, la mise en oeuvre des commandes telles que décrites dans le procédé divise par quatre les écarts de la focale. En dehors de la commande de recalage, l'écart entre la valeur basse commandée et la butée mécanique sera supérieur à l'erreur résiduelle permise par le procédé mis en oeuvre, et l'écart entre la valeur haute commandée et la butée haute sera supérieur à l'erreur résiduelle permise par le procédé mis en oeuvre. Selon un exemple d'appareil de prise de vues, la focale minimum commandable est de 5,3mm alors que la focale optique minimum est de 3,8mm La dérive résiduelle n'est pas fixe et considérée comme aléatoire. Le choix de la première valeur limite prédéterminée, (noté A) et de la deuxième valeur limite prédéterminée (noté B) se fait en mesurant le pire cas de dérive résiduelle après quelques dizaines ou centaines de rafales, en ayant pris la précaution que ces rafales n'amènent pas le zoom en butée. Selon un exemple de réalisation, le procédé est réalisé après qu'une séquence de prise de vues est achevée.

Selon un exemple de réalisation, la première valeur limite prédéterminée et la deuxième valeur prédéterminée sont calculées en laboratoire pour être chargées dans un dispositif de commande Pour maintenir une dérive résiduelle inférieure à une fraction 1/X d'une rafale de zoom en condition d'exploitation (enregistrement en cours) de l'appareil de prise de vues, nous choisirons par exemple B = 1/X * (nombre de commande de zoom créant une rafale de dérive résiduelle) / (nombre de commande de zoom dans une rafale). Exemple numérique : Il est raisonnable de chercher une demi rafale d'erreur résiduelle après la mise en oeuvre du procédé de recalage, soit X=2. Avec des rafales de taille 45 commande de zoom, on observe que 5000 commandes de zoom produisent parfois jusqu' à une rafale d'erreur entre la commande envoyée par le dispositif de commande et l'image observée lors des tests en laboratoire. Par la formule ci-dessus on en déduit la valeur de B : B = 1/2*(5000)/45 = 55 Donc lorsque le dispositif de prise de vues est en exploitation (par exemple la caméra enregistre), le dispositif de commande envoie un recalage toutes les 55 rafales. Puisque le dispositif de prise de vues enregistre, ce recalage se verra sur les images enregistrées. Lorsque le dispositif de prise de vue n'enregistre pas les images, il est judicieux, pour une erreur résiduelle encore plus faible, de recaler le zoom plus souvent puisque rien ne se verra sur les images enregistrées. On choisira donc par exemple A= 37 si on souhaite avoir 1/3 de rafale d'erreur résiduelle au maximum, ou bien A=27 si on souhaite 1/4 de rafale d'erreur résiduelle au maximum, et ainsi de suite. La première valeur limite prédéterminée et la deuxième valeur limite prédéterminée sont stockées dans le dispositif de commande Selon un exemple, le dispositif de commande a une base de données comprenant plusieurs premières valeurs limites prédéterminées et plusieurs deuxièmes valeurs limites prédéterminées. Cette base de données est déterminée en fonction des différents modèles d'appareil de prise de vues. On observe à la figure 2, selon un exemple de trame entre un dispositif de commande et un appareil de prise de vues, que la liaison série bidirectionnelle asynchrone comprend toujours des trames. C'est-à-dire des échanges de données entre l'appareil de prise de vues et le dispositif de commande La durée tl représente une durée d'une trame T comprenant plusieurs mots. La durée t2 représente une durée entre deux trames, dans laquelle il n'y a pas de mot, ce qui correspond à une pause. Certains des mots de la trame concernent la commande de zoom du dispositif de commande qui les envoie au dispositif de prise de vues. La figure 3 représente une vue macroscopique d'un exemple avec un nombre de commande de zooms successives dans les trames d'une télécommande d'appareil de prise de vues. La période des trames est par exemple de 16,6 ms ou de 20ms. Sur cet exemple, la commande de zoom comprend cinq commandes de zoom successives. Avant cette commande, donc avant la trame numéro T, et après cette commande de zoom, donc après la trame numéro T+6, il s'écoule au moins 100ms sans rafale, c'est-à-dire que les trames existent mais ne comportent pas de rafale. Le fait d'avoir des commandes de zooms successives assure une bonne régulation du zoom. Classiquement les commandes de zooms ne sont pas contraintes à être successives ce qui peut entraîner un écart important entre la commande de zoom envoyée et le zoom effectif.

Ledit procédé permet de rendre efficace le suivi d'un sujet par une caméra (appareil de prise de vues) montée sur une rotule motorisée et asservie de manière à pointer toujours en direction de la cible. En effet, en intégrant le procédé dans un tel dispositif, la largeur du cadrage peut, elle aussi, être asservie et produire un rendu proche de ce que ferait un humain.

Ainsi, le procédé permet de commander efficacement le zoom d'une caméra ou un caméscope du commerce pourvu d'une entrée télécommande et notamment celle reposant sur le protocole LANC (Local Application Control Bus System). On observe à la figure 4, un logigramme d'un exemple de réalisation d'invention. La première étape considère que l'appareil de prise n'est pas en prise de vues. La deuxième étape envoie des commandes de zoom successives. La troisième étape interroge le dispositif de commande pour savoir si la première valeur limite prédéterminée est atteinte. Si la réponse est oui alors il y a recalage et si la réponse est non, alors il y a une commande de zoom.

On observe à la figure 5, un logigramme d'un exemple de réalisation d'invention. La première étape considère que l'appareil de prise de vues est en mode de prise de vues (enregistrement d'images). La deuxième étape envoie des commandes de zoom successives. La troisième étape interroge le dispositif de commande pour savoir si la première valeur limite prédéterminée est atteinte. Si la réponse est oui, alors il y a un recalage de fait. Si la réponse est non, il y a une nouvelle interrogation sur la fin de la prise de vues de l'appareil de prise de vues. Si la réponse est oui, alors il y a un recalage de fait. Si la réponse est non, alors il peux avoir de nouvelles commandes successives de zoom.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de commande de zoom d'un appareil de prise de vues, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'envoi d'une rafale de commandes de zoom successives sur une liaison série (13) de l'appareil de prise de vues (12) avec un dispositif de commande (11), dont le nombre de commandes composant la rafale est compris entre 5 et 120, et la durée entre deux rafales est supérieure à 100ms.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en butée 10 du mécanisme de zoom,
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de la mise en butée est réalisée si le nombre de rafales a atteint une première valeur limite prédéterminée 15
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de la mise en butée est réalisée si le nombre de rafales a atteint une deuxième valeur limite prédéterminée lorsque des vues sont réalisées par l'appareil de prise de vues (12).
5. Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape 20 de mise en mémoire d'une première valeur limite prédéterminée ou d'une valeur limite prédéterminée en fonction d'une dérive résiduelle mesurée sans mettre en oeuvre l'objet de l'étape de mise en butée du mécanisme de zoom.
6. Procédé selon les revendications 3, 4, et 5, caractérisé en ce que la première valeur limite 25 prédéterminée est un nombre de rafales inférieures au nombre de rafales sans recalage qui provoquent une dérive résiduelle de 30% de la focale, la deuxième valeur limite prédéterminée est un nombre de rafales inférieures au nombre de rafales sans recalage qui provoquent une dérive résiduelle de 40% de la focale, et la deuxième valeur limite prédéterminée est supérieure à la première valeur limite prédéterminée 30
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs rafales de zoom sont envoyées à l'appareil de prise de vues (12) par le dispositif de commande (11) en fonction d'informations de distance du sujet à filmer par rapport au dispositif de prise de vues. 35
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs rafales de zoom sont envoyées à l'appareil de prise de vues (12) par le dispositif de commande (11) en fonction d'informations sur l'accélération verticale du sujet à filmer.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le nombre de commandes de zoom successives d'une rafale est différent selon qu'il s'agit d'augmenter le zoom, ou de le diminuer, la différence entre les deux sens est un nombre de commandes successives compris entre 0 et 115.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le nombre de commandes de zoom successives d'une rafale est un nombre pseudo-aléatoire entre 5 et 120.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le nombre de commandes de zoom successives d'une rafale dépend de la tension de la batterie d'alimentation du dispositif de prise de vues (12), ledit nombre est une fonction croissante ajoutant entre 0 et 10 commandes de zoom par dixième de volt de baisse de la tension.
12. Dispositif de commande de zoom d'un appareil de prise de vues, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil de prise de vues, un moyen de commande de zoom lié par une liaison série à l'appareil de prise de vues et mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 11.20