MX2012006468A

MX2012006468A - Sistema de imágenes de enfoque automático.

Info

Publication number: MX2012006468A
Application number: MX2012006468A
Authority: MX
Inventors: Hiok Nam Tay
Original assignee: Hiok Nam Tay
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-11-29
Also published as: JP5725380B2; SG181173A1; BR112012013721A2; US20120314121A1; GB201314741D0; CN103416052A; US9251571B2; EP2510680B1; GB201020759D0; JP6179827B2; US20120314960A1; GB201020769D0; US8159600B2; US20150317774A1; US20150207978A1; BR112013014226A2; GB2488482A; US8457431B2; CA2821143A1; BR112013014240A2

Abstract

Se describe un sistema de imágenes de auto-enfoque que incluye una matriz de pixeles acoplado a una generar de señales de foco. La matriz de pixeles captura una imagen que tiene al menos un borde con un ancho. El generador de señales de foco puede generar una señal de foco que es una función del ancho de borde y/o una estadística de los anchos de borde. Un procesador recibe la señal de foco y/o la estadística de los anchos de borde y ajusta una posición de foco de un lente de enfoque. El ancho de borde puede determinarse mediante varias técnicas incluyendo el uso de gradientes. Un histograma de los anchos de borde puede ser usado para determinar si una imagen particular está enfocada o desenfocada. Un histograma con una gran población de anchos de borde estrechos es indicativo de una imagen enfocada. El generador puede eliminar un borde que tiene una asimetría de un perfil gradiente de una señal de imagen.

Description

Sistema de imágenes de enfoque automático Referencia a solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica prioridad de la solicitud de patente provisional de EE.UU. N° 61/267.436 presentada en el 7 de diciembre, 2009.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención El tema de la materia revelada refiere en general a automáticamente enfocar las imágenes capturadas por electrónica. 2. Antecedentes Equipo fotográfico como cámaras digitales y videocámaras digitales pueden contener sensores electrónicos de imagen que captan la luz para su transformación en imágenes fijas o video, respectivamente. Los sensores electrónicos de imagen típicamente contienen millones de elementos de la captura de luz, tales como los fotodiodos .

Muchos dispositivos de captura de imágenes, tales como cámaras, incluyen un sistema de auto-enfoque. El proceso de enfoque automático incluye las etapas de la captura de una imagen, el procesamiento de la imagen para determinar si está en el foco, y si no, generar una señal de realimentación que se utiliza para variar la posición de una lente de enfoque ("posición de enfoque"). Hay dos primarios técnicas de auto-enfoque. La primera técnica consiste en la medición de contraste, la otra técnica mira a una diferencia de fase entre un par de imágenes. En el método de contraste, la diferencia de intensidad entre los pixeles adyacentes se analiza y el enfoque se ajusta hasta un contraste máximo se detecta. Aunque aceptable para imágenes fijas, la técnica de contraste no es adecuada para el video.

El método de diferencia de fase incluye la división de una imagen de entrada en dos imágenes que son captadas por sensores de imagen separados. Las dos imágenes se comparan para determinar una diferencia de fase. La posición de enfoque se ajusta hasta que las dos imágenes coinciden. El método de diferencia de fase requiere partes adicionales tales como un divisor de haz y un sensor de imagen adicional. Adicionalmente, el enfoque de diferencia de fase analiza un grupo relativamente pequeño de puntos de detección fijos. El tener un pequeño grupo de puntos de detección es propenso a errores porque el ruido puede ser superpuesto a uno o más puntos. Esta técnica también no es efectiva si los puntos de detección no coinciden con un borde de la imagen. Finalmente, debido a que el método de diferencia de fase divide la luz de la cantidad de luz que incide sobre un sensor de luz se corta por la mitad o incluso más. Esto puede ser problemático en entornos oscuros, donde la intensidad de la luz de la imagen ya es baj a .

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un sistema de enfoque automático de imagen que incluye una matriz de pixeles acoplada a un generador de señal de enfoque. La matriz de pixeles captura una imagen que tiene al menos un borde con un ancho. El generador genera una señal de enfoque que es una función del ancho de borde y diversas estadísticas de ancho de borde. El generador puede eliminar de una señal de imagen un borde que tiene una asimetría de un perfil de gradiente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un esquema de una realización de un aparato de recogida de imagen de enfoque automático; La Figura 2 es un esquema de una realización alternativa de un aparato de recogida de imagen de enfoque automático; La Figura 3 es un diagrama de bloques de un generador de señal de enfoque; La Figura 4 es una ilustración de una operación de un operador de Sobel horizontal en una matriz de señal de imagen; La Figura 5 ilustra un cálculo del ancho de borde de un gradiente horizontal; La Figura 6A, 6B son ilustraciones de un cálculo de un ancho de borde de un borde vertical que tiene un ángulo de inclinación ; Las Figuras 6C, 6D son ilustraciones de un cálculo de un ancho de borde de un borde horizontal que tiene un ángulo de inclinación f; La Figura 7 es un diagrama de flujo de un proceso para calcular un ángulo de inclinación f y corregir un ancho de borde de un borde vertical con una inclinación; La Figura 8 es una ilustración de un borde concatenado vertical; La Figura 9A es una ilustración de un grupo de barras verticales estrechamente envasados ; La Figura 9B es una ilustración de una señal de imagen desde un lado hasta el otro lado en la Figura 9A; La Figura 9C es una ilustración de un gradiente de Sobel horizontal desde un lado hasta el otro lado en la Figura 9A; La Figura 10 es un diagrama de flujo de un proceso para eliminar los bordes estrechamente-envasados que tienen menores profundidades de modulación; La Figura 11 es un histograma de anchos de borde que ilustran una gama de anchos de borde para el cálculo de una señal de enfoque fino; La Figura 12 es una ilustración de una escena; La Figura 13 es un gráfico que ilustra una variación de una cuenta de bordes estrechos durante una exploración de foco de la escena de la Figura 12; La Figura 14 es un gráfico que ilustra una variación de una señal de enfoque grueso durante una exploración de foco de la escena de la Figura 12; La Figura 15 es un gráfico que ilustra una variación de una señal de enfoque fino a través de una gama de posiciones de enfoque; La Figura 16 es una ilustración de un aparato que visualiza múltiples objetos en una escena y una marca de selección sobre uno de los objetos; La Figura 17 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un generador de señal de enfoque ; La Figura 18 es un esquema de una realización alternativa de un aparato de recogida de imagen de enfoque automático; La Figura 19 es un esquema de una realización de un aparato de recogida de imagen de enfoque automático que tiene una matriz de pixeles principal y una matriz de pixeles auxiliar; La Figura 20 es un esquema de una realización alternativa de un aparato de recogida de imagen de enfoque automático que tiene una matriz de pixeles principal y una matriz de pixeles auxiliar; La Figura 21 es un esquema de una realización alternativa de un aparato de recogida de imagen de enfoque automático que tiene una matriz de pixeles principal y una matriz de pixeles auxiliar; La Figura 22 es una ilustración de una variación de un ancho de borde de una matriz de pixeles principal y una variación de un ancho de borde de una matriz de pixeles auxiliar en posiciones de enfoque diferentes; La Figura 23A ilustra un gradiente de una señal de imagen sobre dos bordes adyacentes de polaridades (es decir; signos) opuestas donde los bordes no interactúan; La Figura 23B ilustra un gradiente de una señal de imagen sobre dos bordes adyacentes de polaridades (es decir, signos) opuestas donde los bordes interactúan; La Figura 24A muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra que la distancia entre un par de gradientes interpolados a un nivel gradiente particular se divide en dos distancias desiguales por el pico interpolado; La Figura 24B muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra que el área entre dos niveles de gradiente y confinado a la izquierda y la derecha por los dos lados del perfil de gradiente se divide en dos regiones de áreas desiguales por una linea vertical directamente debajo del pico interpolado; La Figura 24C muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra una longitud de un segmento del perfil de gradiente entre dos niveles de gradiente, un área de una región verticalmente bajo el segmento y el nivel de gradiente inferior, y una anchura de una base de la región; La Figura 24D muestra los gradientes positivos de la Figura 23B é ilustra un método para estimar la primera derivada; La Figura 24E muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra un método alternativo para estimar la primera derivada; La Figura 24F muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra un método para estimar la segunda derivada; La Figura 24G muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra un método alternativo para estimar la segunda derivada; La Figura 24H muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra una distancia entre puntos medios en los niveles de gradiente diferentes y entre cada punto medio y el pico interpolado; La Figura 241 muestra los gradientes positivos de la Figura 23B e ilustra dos gradientes a una distancia en común del pico interpolado; La Figura 24J muestra un perfil de gradiente simétrico y puntos medios coincidentes e pico interpolado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Se describe un sistema de enfoque automático de imagen que incluye una matriz de pixeles acoplada a un generador de señal de enfoque. La matriz de pixeles captura una imagen que tiene al menos un borde con un ancho. El generador de señal de enfoque puede generar una señal de enfoque que es una función del ancho de borde y/o de las estadísticas de anchos de borde. Un sistema de imagen de enfoque automático que incluye una matriz de pixeles acoplada a un generador de señal de enfoque. La matriz de pixeles captura una imagen que tiene al menos un borde con un ancho. El generador genera una señal de enfoque que es una función del ancho de borde y diversas estadísticas del ancho de borde. El generador puede eliminar un borde que tiene una asimetría de un gradiente de una señal de imagen. El generador también puede ' eliminar un borde que falla una plantilla para un pico asociado en el gradiente. Un procesador recibe la señal de enfoque y/o las estadísticas de anchos de borde y ajusta una posición de enfoque de una lente de enfoque. El ancho de borde se puede determinar mediante diversas técnicas que incluyen el uso de gradientes. Un histograma de anchos de borde puede ser utilizado para determinar si una imagen particular está enfocada o desenfocado. Un histograma con una gran población de anchos de borde delgados es indicativo de una imagen enfocada.

Arquitectura Con referencia a los dibujos más particularmente por los números de referencia, la Figura 1 muestra una realización de un sistema de imagen de captura de enfoque automático 102. El sistema 102 puede ser parte de una cámara digital, pero se debe entender que el sistema puede ser incorporado en cualquier dispositivo que requiere un enfoque controlado de una imagen. El sistema 102 puede incluir un lente de enfoque 104, una matriz de pixeles y circuitos 108, un convertidor A/D 110, un procesador 112, un pantalla 114, una tarjeta de memoria 116 y un motor/circuito de accionamiento 118. La luz de una escena entra a través de la lente 104. La matriz de pixeles y circuitos 108 genera una señal analógica que es convertida a una señal digital por el convertidor A/D 110. La matriz de pixeles 108 puede incorporar un patrón de mosaico de color, por ejemplo, el patrón de Bayer. La señal digital puede ser enviada al procesador 112 que realiza varios procesos, por ejemplo la interpolación de color, el control de posición de enfoque, la corrección de color, la compresión o descompresión de imagen, el control de la interfaz de usuario y el control de la pantalla, y el generador de señal de enfoque 120. Si el generador de señal de enfoque 120 y el procesador 112 residen dentro de diferentes paquetes, una unidad de interpolación de color 148 puede ser implementado para realizar interpolación de color a partir de la señal digital 130 para estimar las señales de color que faltan en cada pixel para el generador de señal de enfoque 120. Alternativamente, donde el generador de señal de enfoque 120 y el procesador 112 residen juntos dentro de un paquete 144, el generador de señal de enfoque 120 puede recibe imágenes en color interpoladas del procesador 112 a través del bus 146 como se muestra en la Figura 2 o una señal de imagen única derivada de la señal de imagen original generada a partir del convertidor A/D 110, por ejemplo una señal de escala de grises.

Además, el generador de señal de enfoque 120 recibe un grupo de señales de control 132 a partir del procesador 112 y puede emitir señales 134 al procesador 112. Las señales de salida 134 puede comprender una o más de los siguientes: una señal de enfoque 134, una cuenta de bordes estrechos, y un conjunto de números que representan estadísticas de anchos de bordes de la imagen. El procesador 112 puede generar una señal de control de enfoque 136 que se envía al motor/circuito de accionamiento 118 para controlar la lente de enfoque 104.

Una imagen enfocada finalmente se proporciona a la pantalla 114 y/o almacenada en la tarjeta de memoria 116. El (los) algoritmo (s) utilizado (s) para ajusfar una posición de enfoque puede ser realizado (s) por el procesador 112.

La matriz de pixeles y circuitos 108, el convertidor A/D 110, el generador de señal de enfoque 120 y el procesador 112 todos pueden residir dentro de un paquete. Alternativamente, la matriz de pixeles y circuitos 108, convertidor A/D 110, y el generador de señal de enfoque 120 pueden residir dentro un paquete 142 como el sensor de imagen 150 como se muestra en la Figura 1, por separados del procesador 112. Alternativamente, el generador de señal de enfoque 120 y el procesador 112 juntos pueden residir dentro de un paquete 144 como un controlador de cámara 160 como se muestra en la Figura 2, por separados de la matriz de pixeles 108 y el convertidor A/D 110.

Generador de señal de enfoque La Figura 3 muestra una realización de un generador de señal de enfoque 120 que recibe imagen (es) a partir de una unidad de provisión de imagen 202. La unidad de provisión de imagen 202 puede ser el interpolador de color 148 en la Figura 1 o el procesador 212 en la Figura 2. El generador de señal de enfoque 120 puede comprender una unidad de detección de bordes y medición de ancho (EDWM) 206, un calculador de señal de enfoque 210, un filtro de longitud 212, y un filtro de ancho 209. Se puede comprender además un interruptor fino 220 controlado por la entrada 'fino' 222. El generador de señal de enfoque 120 puede emitir una cuenta de bordes estrechos a partir del filtro de ancho 209 y una señal de enfoque a partir del calculador de señal de enfoque 210. La señal de enfoque se puede configurar entre una señal de enfoque fino y una señal de enfoque grueso, los que son seleccionable entre si por la entrada "fino" 222. Alternativamente, tanto la señal de enfoque fino y la señal de enfoque grueso pueden ser calculadas y emitidas como parte de las señales de salida 134. La unidad de detección de borde y medición de ancho 206 recibe la(s) imagen (es) emitida (s) por la unidad de provisión de imagen 202. En el contexto de las Figuras 1 y 2, las señales de control, tales como la señal de control "fino" 222, pueden ser emitidas por el procesador 112 en las señales 132. También en el contexto de las Figuras 1 y 2, las señales de salida 134 se pueden emitir al procesador 112, que funciona como un controlador de sistema de enfoque que controla la posición de enfoque de la lente de enfoque 104 para hacer un foco nítido sobre la matriz de pixel 108 para imágenes de objetos analizando las señales de salida 134 para detectar un objeto nítido en la imagen. Varios componentes del generador de señal de enfoque 120 se describen a continuación.

La unidad ED M 206 puede transformar la imagen de entrada de tal manera que las tres señales de la imagen— rojo (R) , verde (G) y azul (B)—se convierten en una señal de imagen única. Varias técnicas pueden ser utilizadas para transformar una imagen a una sola imagen. Valores RGB se pueden utilizar para calcular un valor de luminancia o crominancia o una proporción especifica de valores RGB se puede tomar para formar la única señal de imagen. Por ejemplo, el valor de luminancia puede ser calculado con la ecuación Y = 0.2126 * 0.7152 * R + G + 0.0722 * B, donde Y es el valor de luminancia. La única señal de imagen puede entonces ser procesada por un filtro Gaussiano o cualquier filtro pasa bajo para suavizar los valores de señal de pixel entre pixeles adyacentes para eliminar un ruido.

El generador de señal de enfoque 120, 120', 120" no se limita a la señal de escala de grises. Se puede operar en cualquier señal de imagen para detectar uno o más bordes a partir la señal de imagen. O puede operar en cualquier combinación de las señales de imagen, por ejemplo Y, R-G, o B-G. Se puede operar en todas y cada una de las señales de imagen R, G, B por separado, o cualquier combinación de las mismas, para detectar los bordes. Se pueden formar las estadísticas de anchos de borde de cada una de las señales de imagen R, G, B, o cualquier combinación de las mismas. Se puede formar una señal de enfoque a partir de las estadísticas de anchos de borde de una o más señales de imagen.

Un gradiente de la imagen procesada entonces se calcula. Existen varios métodos disponibles para calcular el gradiente, incluyendo el Laplaciano y el Sobel.

Gradientes a través de las columnas y las filas pueden ser calculadas para detectar bordes verticales y horizontales, respectivamente, por ejemplo usando un operador X de Sobel y un operador Y de Sobel, respectivamente. El operador X de Sobel en el posición de pixel [k, q] , donde k es un número de fila y q es un número de columna, viene dada por la ecuación Sx[k, q] = U[k, q +1] - U[k, q-1] . El operador Y de Sobel en el mismo lugar está dada por la ecuación Sy[k, g] = U[k +1, q] - U[k-1, q] , donde U es una señal de imagen de la imagen procesada.

Etiquetado de orientación Cada pixel está etiquetado bien como un borde horizontal (?1) o como un borde vertical ('V') si la magnitud del gradiente vertical u horizontal excede un limite inferior predeterminado ("umbral de eliminación"), por ejemplo, 5 para una imagen de 8 bits, o como ninguno borde si ninguna es verdad. Este limite inferior elimina los bordes espurios debidos al sombreado suave o el ruido. Un pixel es marcado como un borde vertical si la magnitud de su gradiente horizontal excede la magnitud de su gradiente vertical por una cantidad de histéresis predeterminada o más, por ejemplo 2 para una imagen de 8 bits, y viceversa. Si ambas magnitudes de gradiente difieren por menos de la cantidad de histéresis, el pixel obtiene una etiqueta de orientación que es misma que la de su vecino más cercano que tiene una etiqueta de orientación ya determinada. Por ejemplo, si la imagen se explora de la izquierda a la derecha en cada fila y por la fila hacia abajo, una secuencia de inspección de pixeles vecinos puede ser primero el pixel superior, segundo el pixel superior izquierdo, y tercero el pixel en la izquierda, y finalmente el pixel arriba a la derecha. Aplicar esta histéresis ayuda a asegurar que los pixeles adyacentes obtener etiquetas similares si cada uno de ellos tiene magnitudes de gradiente horizontales y verticales casi idénticas. La Figura 4 ilustra el resultado del etiquetado en una matriz de 6-por-6 de gradientes horizontales y verticales. En cada celda, el gradiente horizontal está en la parte superior izquierda, el gradiente vertical está a la derecha, y una etiqueta de orientación es en la parte inferior. Sólo los pixeles que tienen la magnitud del gradiente horizontal o vertical superior a 5 calificar en este paso como pixeles de borde están impresos en negrita y obtienen etiquetas de orientación .

Las imágenes, los gradientes y las etiquetas pueden ser escaneadas horizontalmente para los bordes verticales y verticalmente para los bordes horizontales. Cada grupo de pixeles consecutivos que están en una misma fila, tienen una misma polaridad de gradiente horizontal y todos son etiquetados como bordes verticales puede ser designado un borde vertical si no pixel adyacente a la izquierda ni a la derecha del grupo son etiquetado como misma. Asimismo, cada grupo de pixeles consecutivos en una misma columna que tiene una misma polaridad de gradiente vertical y son etiquetados todos como el borde horizontal puede ser designado un borde horizontal si no pixel adyacente por encima ni por debajo del grupo satisface la misma. Asi bordes horizontales y verticales pueden ser identificados.

Ancho de borde Cada borde puede ser refinado eliminando los pixeles cuyas magnitudes de gradiente son inferiores a una determinada fracción de la magnitud de gradiente máxima en el borde. La Figura 5 ilustra este paso utilizando un umbral de refinamiento que es igual a un tercio de la magnitud de gradiente máxima del borde, refinando el ancho de borde hacia abajo a 3 a partir de la original 9. Este refinamiento distingue el dominante componente de gradiente del borde que establece el ancho de borde aparente, que domina la percepción visual de la nitidez del borde, a pesar de una imagen que tiene múltiples sombreados superpuestos que pueden causar el gradientes decrecer suavemente sobre muchos pixeles.

El ancho de borde se puede calcular en cualquiera de los métodos conocidos. Un método de cálculo del ancho de borde es simplemente contar el número de pixeles dentro de un borde. Un método alternativo de cálculo del ancho de borde se muestra en la Figura 5. En la Figura 5, una primera posición de pixel fraccionada (2,4) se encuentra entre un primer pixel exterior (pixel 3) de un borde refinado y el pixel excluido adyacente (pixel 2) por una interpolación al umbral de refinamiento 304. De mismo modo, una segunda posición de pixel fraccionada (5,5) se encuentra entre un segundo pixel exterior (pixel 5) y su pixel excluido adyacente (pixel 6) . El ancho del borde se encuentra como la diferencia entre estas dos posiciones de pixel fracciónales, 5,5 - 2,4 = 3,1.

Corrección de inclinación Aunque cada borde puede ser asignado a una orientación prescrito (por ejemplo, la dirección vertical u la dirección horizontal) o otra perpendicular orientación prescrita (por ejemplo la dirección horizontal o vertical) y puede tener su ancho de borde medido en una dirección perpendicular a la orientación de borde asignada, los limites entre las regiones de valores diferentes en la imagen a partir de los cuales estos bordes surgen no pueden ser y por lo general no están perfectamente alineados con ninguna de las orientaciones prescritas. En la Figura 6A, un limite (banda sombreada) se muestra que se inclina en un ángulo de inclinación f con respecto a la linea vertical discontinua, y un ancho a se muestra que se mide en la dirección perpendicular (es decir, la dirección horizontal) . Sin embargo, un ancho J (como se indica en el dibujo) medido en una dirección perpendicular a la dirección del limite (también la dirección de un borde que forma una parte del limite) es más apropiada como el ancho del limite (y también del borde) que el ancho a. Tales anchos a que no se miden pedicularmente a las direcciones de borde respectivas tienden a ser demasiado grandes y no representan el verdadero espesor de los límites respectivos .

Para los propósitos de calcular una señal de enfoque de los anchos de borde, los anchos de borde que se miden en una u la otra de las orientaciones prescritas tiene que ser corregida decreciendo ellas para ser anchos en direcciones perpendiculares a las direcciones de los respectivos bordes. La Unidad de Detección de Bordes y Medición de Ancho 206 realiza una corrección de ese tipo en los anchos de bordes. Como se muestra en la Figura 6A, el ancho a medido es la longitud de la hipotenusa de un triángulo rectángulo con su base (marcado con un ancho b) que se extiende perpendicularmente a través el límite sombreado (por lo tanto perpendicularmente a la dirección del borde) y con el ángulo f. El ancho corregido b entonces se puede obtener a partir de una proyección del ancho medida a a la dirección que es perpendicular a la dirección de borde. Según la trigonometría elemental, esta proyección se puede dar por b = a cos( ) pero aproximación puede ser utilizada si se obtiene una precisión dentro de 20%. El ángulo f, o el cos( ) propia, se puede encontrar por cualquier método conocido en la técnica para encontrar una dirección de un borde en una imagen, o por un método más exacto descrito en el diagrama de flujo que se muestra en la Figura 7.

Cada ancho de borde de un borde horizontal Vertical puede ser corregido para su inclinación con respecto a la orientación horizontal o vertical (las direcciones prescritas), respectivamente. Las Figuras 6A, 6B ilustran un cálculo de corrección para un ancho de borde medido en la dirección horizontal para un limite (y por tanto los bordes que forman los límites) que tiene una inclinación con respecto a la línea vertical. Las Figuras 6C, 6D ilustran un cálculo de corrección para un ancho de borde medido en la dirección vertical para un límite (y por tanto los bordes que forman el límite) que tiene una inclinación con respecto a la línea horizontal. La corrección puede hacerse multiplicando el ancho de borde medido en una dirección determinada, tal como una dirección vertical o una dirección horizontal, por un factor de eos (f) donde f es un ángulo de inclinación con respecto la dirección prescrita. ? modo de ejemplo, la Figura 7 muestra un diagrama de flujo de un proceso para corregir los anchos de borde para sus inclinaciones con respecto a una línea vertical. (Para los bordes horizontales, sustituya 'fila' para 'columna', y cambie "vertical" con "horizontal" en el diagrama de flujo . ) Del paso 502 al paso 506, se encuentra un ángulo de inclinación f. Para cada borde vertical, en el paso 502, busque la posición de columna donde la magnitud de gradiente horizontal alcanza su máxima, y encuentre el gradiente horizontal x. En el paso 504, encuentre qué la magnitud de gradiente vertical atinge su máxima a lo largo de la columna y dentro de dos píxeles de distancia, y encuentre el gradiente vertical y.

En el paso 506, encuentre el ángulo de inclinación f = tan-1 (y / x)¦ En el paso 506, el ángulo de inclinación se puede encontrar buscando una tabla de búsqueda. Aunque los pasos 502 a 506 presenten un procedimiento y método especifico para encontrar él ángulo de inclinación, otros procedimientos y métodos conocidos en la técnica pueden utilizarse en su lugar.

Finalmente, en el paso 508, disminuya el ancho de borde multiplicando con cos( ) o con una aproximación como el experto en la técnica se suele hacer en la práctica.

Una primera modificación del proceso que se muestra en la Figura 7 es de sustituir el paso 506 y parte del paso 508 proveyendo una tabla de búsqueda que tiene entradas para varias combinaciones de valores de entrada de x e y. Para cada combinación de valores de entrada de x e y, la tabla de búsqueda devuelve un factor de corrección de ancho de borde. El factor de corrección de ancho de borde emitido por la tabla de búsqueda puede ser una aproximación a eos (tan _1 (y / x) ) dentro de 20%, preferiblemente dentro de 5%. Después, el ancho de borde se multiplica con este factor de corrección para producir un ancho de borde con corrección de inclinación.

Una segunda modificación consiste en calcular un cociente y/x entre un gradiente vertical y y un gradiente horizontal x para producir un cociente q, entonces introducir g como la entrada a una tabla de búsqueda que tiene entradas para varios valores de q. Para cada valor de q, la tabla de búsqueda devuelve un factor de corrección de ancho de borde. El factor de corrección de ancho de borde puede ser una aproximación a eos (tan -1 (q) ) dentro de 20%, preferiblemente dentro de 5%.

Para encontrar el ángulo de inclinación f (o una aproximación al mismo de tal manera que el factor de corrección tiene una precisión de 20%) y, posteriormente, el factor de corrección cos( ) (o una aproximación al mismo) , o para encontrar directamente el factor de corrección sin encontrar el ángulo de inclinación f (como en las primera y segunda modificaciones), se pueden obtener los valores de x e y en los pasos 502 a 506, pero otros métodos se pueden emplear en su lugar.

Una tercera modificación es de llevar a cabo lo siguiente para cada uno de una pluralidad de pixeles en el borde: (a) encuentre gradiente horizontal x e gradiente vertical y, tanto para un pixel, (b) encuentre q = y/x para este pixel, y (c) encuentre un factor de corrección que corresponde a q, por ejemplo, eos (tan-1 (q) ) o una aproximación el mismo dentro de 20%. Por último, encuentre el factor de corrección para el ancho de borde promediando factores de corrección de la pluralidad de pixeles. El medio puede ser un promedio ponderado, tal como una en la cual se da para un pixel que tiene un gradiente horizonte más grande un peso mayor que otro píxel que tiene un gradiente horizontal menor.

Otras modificaciones son posibles de acuerdo con estas direcciones u otros.

Umbral de criba Bordes adyacentes pueden evitarse por completo de contribuir a una señal de enfoque, o hacerse sus contribuciones ser atenuadas, si sus magnitudes de gradiente máximas están por debajo de una fracción predeterminada de la magnitud de gradiente máxima de un borde adyacente más amplio. Las Figuras 9A, 9B y 9C ilustran un problema que se está abordando.

La Figura 9A muestra tres barras blancas verticales separadas por dos espacios negros estrechos de 2 pixeles de ancho. La media barra blanca es una barra estrecha de 2 pixeles de ancho. La Figura 9b muestra una señal de imagen trazada horizontalmente a través de la imagen de la Figura 9A para cada una de una imagen nítida y una imagen borrosa. La Figura 9C traza gradientes de Sobel-x de la Figura 9B para la imagen nítida y la imagen borrosa. En la Figura 9C, el primer borde (pixeles 2-5) para la imagen borrosa es más ancho que lo de la imagen nítida, y también el último borde (pixeles 13-15) como se esperaba. Sin embargo, los dos bordes más estrechos (los pixeles 9 y 10, y los pixeles de 11 y 12) tienen anchos de dos en las dos imágenes. En la Figura 9B, las pendientes que corresponden a los pixeles 9 y 10, y a los pixeles 11 y 12, respectivamente, hace falta dos pixeles para completar la transición. La imagen borrosa, sin embargo, tiene una disminución significativa de magnitud de gradiente máxima, tanto como 50%, desde los bordes más amplios hasta los bordes más estrechos. La imagen nítida, por el contrario, cambia menos de 10% entre los bordes más amplios y los bordes más estrechos.

La disminución significativa, por ejemplo, 20% o mayor, en la magnitud del gradiente máximo para un borde más estrecho adyacente a un borde más ancho que tiene un gradiente con el signo opuesto da un indicio de que la imagen borrosa no está enfocada bien, y por lo tanto el borde más estrecho no debe tomarse como una indicación de que la imagen borrosa es nítida.

Asimismo, los bordes mutuamente adyacentes de polaridades de gradiente alternantes no deben ser contados con para tal indicación aunque sus anchos de borde son pequeños, siempre y cuando están en estrecha proximidad entre sí, por ejemplo, no más de 1 píxel aparte ("brecha de borde mínima") . La brecha de borde mínima es en términos de un número de pixeles, por ejemplo, 1 o 2, o en el medio.

Además, dado que un borde puede haber ser eliminado debido a tener un gradiente de máximo menor que el umbral de eliminación, dos bordes sucesivos que tienen una polaridad de gradiente idéntica y están espaciados a no más de dos veces la brecha de borde mínima más un ancho_de_borde_nitido (el ancho_de_borde_nitido es un número asignado a designar un ancho de borde de un borde nítido) entre sí pueden ser utilizados como una condición para eliminar o disminuir una contribución de uno o ambos de los dos bordes mutuamente adyacentes.

La Unidad de detección de bordes y medida de ancho 206 puede ejecutar el siguiente algoritmo para eliminar bordes más estrechos estrechamente empaquetados en base de un umbral de criba establecido a partir de un borde más ancho, y un indicador de criba de modulación que puede encenderse y apagarse.

Para cada borde, el umbral de criba y el indicador de criba que se utilizará para el borde inmediato siguiente de la polaridad opuesta se determinan de acuerdo con el proceso del diagrama de flujo que se muestra en la Figura 10.

Dado el umbral de criba y el indicador de criba, un borde puede ser eliminado a menos que una de las condiciones siguientes ser verdad: (a) el indicador de criba está apagado para este borde, (b) una magnitud de gradiente máxima del borde no es menor que el umbral de criba para este borde. A las condiciones (a) y la condición (b) , se puede añadir una condición (c) el ancho de borde no es menor que ancho_de_borde_nitido + 1, donde un número se le ha asignado para ancho_de_borde_nitido para designar un ancho de borde de un borde nítido, y donde el "+1" se puede variar para establecer una gama de anchos de borde por encima del ancho_de_borde_nitido dentro de la cual bordes pueden ser eliminados si fallan (a) y (b) . Para el ejemplo que se muestra en las Figuras 9A-9C, el ancho_de_borde_nitido puede ser 2. La Figura 10 es un diagrama de flujo para determinar un umbral de criba y un indicador de criba para cada borde. Para los bordes verticales, asuma escanear de la izquierda a la derecha a lo largo de una fila, aunque esto no es necesario. (Para los bordes horizontales, asuma escanear de arriba a abajo a lo largo de una columna, aunque esto no es necesario.) Tiene un número asignado para ancho_de_borde_nitido y puede ser 2 para el ejemplo que se muestra en las Figuras 9A-9C. Al comenzar en el primer borde en el paso 702, cada borde se examina en el paso 720 con respecto a si su ancho de borde es mayor o igual a uno más el ancho_de_borde_nitido, siendo el valor de uno el valor de brecha de borde mínima utilizado para esta ilustración, pero un valor diferente puede ser utilizado, por ejemplo, entre 0,5 y 2,0. En caso afirmativo, el borde es un borde más ancho, y el paso 706 sigue para establecer el umbral de criba para el borde inmediato siguiente que tiene una polaridad opuesta a beta veces una magnitud de gradiente máxima del borde, siendo beta de 0,3 a 0,7, de preferencia 0,55, entonces el paso 708 sigue a encender el indicador de criba para el siguiente borde, a continuación, proceder al próximo borde. Si no, el borde no es un borde más ancho, y el paso 730 sigue a comprobar si el espaciado desde el borde anterior de la polaridad de gradiente misma es mayor que dos veces la brecha de borde mínima (o un número diferente predeterminado) más el ancho_de_borde_nitido y el borde inmediata antes de una polaridad opuesta, si existe, es más que la brecha de borde mínima de distancia de sí. Si es así, el paso 710 sigue a apagar el indicador de criba para el siguiente borde. Si no, mantenga el indicador de criba y el umbral de criba para el siguiente borde y proceder al siguiente borde. Beta puede ser una fracción predeterminada, o puede ser una fracción calculada siguiendo una fórmula predeterminada, tal como una función de un ancho de borde. En este último caso, beta puede variar desde una parte de la imagen a otra parte.

Gradiente Asimetría La Figuras 23A y 23B ilustran un método donde el generador de señal de enfoque detecta una falta de simetría alrededor de un pico en una señal de gradiente (también referido a continuación como el perfil de gradiente) para des-enfatizar o eliminar por completo un borde asociado de influir en un sistema de control de enfoque automático (tal como a través de una señal de enfoque generada como una función de un ancho de borde asociado o un cuenta de borde, pero no se limita a los mismos) . El pico puede ser un gradiente máximo entre una serie de gradientes consecutivos. Alternativamente, el pico puede ser un gradiente máximo interpolado que es interpolado a partir de dos o más gradientes entre la serie de gradientes consecutivos. La Figura 23A ilustra un perfil de gradiente de una señal de imagen a través de dos bordes adyacentes de polaridades opuestas (es decir, signos) donde los bordes están separados y no interactúan. La Figura 23B, por otro lado, ilustra un perfil de gradiente de una señal de imagen a través de dos bordes adyacentes de polaridades opuestas, donde los bordes son lo suficientemente cercas para interactuar entre si. Es evidente de comparar las Figuras 23A y 23B que, cuando los bordes adyacentes de signos opuestos (es decir, uno de los bordes tiene gradientes positivos, mientras que el otro tiene gradientes negativos) se vuelven estrechan, su perfil gradiente respectivo pierde simetría.

En la Figura 23A, de la izquierda a la derecha, el perfil de gradiente sube a un gradiente máximo positivo 3210 a la izquierda en la posición 6 y sumerge a un gradiente máximo negativo 3260 a la derecha en la posición 18. Los valores de gradiente se normalizan para dar magnitudes de gradiente máximas de 1,0. Adyacente a cada gradiente máximo 3210, 3260, respectivamente, el perfil de gradiente tiene una simetría de la izquierda a la derecha alrededor del pico. Mediante un umbral de 0,3 veces la magnitud de gradiente máxima respectiva, Cada uno del perfil de gradiente positivo 3211 y el perfil de gradiente negativo 3261 corresponde a una ancho de borde de 5 para el borde respectivo.

En la Figura 23B, por otro lado, un gradiente máximo positivo 3212 a la izquierda en la posición 6 y un pico negativo 3262 a la derecha en la posición 9 están más cercan entre si que en la Figura 23A. En la Figura 23B, como en la Figura 23A, los valores de gradiente se normalizan para dar magnitudes de gradiente máxima de 1,0. Los bordes que corresponden al perfil de gradiente positivo 3213 y el perfil de gradiente negativo 3263, respectivamente, en la Figura 23B aparentemente interactúan para cancelar parcialmente entre si, causando una reducción en las magnitudes de los gradientes que se encuentran entre el pico positivo 3212 y el pico negativo 3262 que están estrechamente adyacentes en las posiciones 6 y 9, respectivamente.

Consiguiente, los perfiles de gradiente 3213, 3263 faltan simetría de reflexión de izquierda-a-derecha sobre los bordes respectivos. La falta de simetría es particularmente notable en el perfil de gradiente interpolados (que se muestra en la curva de trazo continuo) en las figuras. La falta de simetría puede encontrarse dentro de una cierta distancia del gradiente máximo (en particular, la distancia entre 0,2 y 0,7 veces el ancho de borde del borde) o un cierto gama de niveles de gradiente entre su nivel de gradiente máximo y un fracción no-cero del mismo (en particular, dentro de 10% y 90% del nivel de gradiente máximo; más particularmente, dentro de 20% a 80%). Por ejemplo, la asimetría puede encontrarse comparando el lado izquierdo y el lado derecho del perfil de gradiente interpolado dentro de una distancia de la mitad del ancho de borde, o, alternativamente, dentro de un gama de niveles de gradiente entre 20% y 80% de su nivel de gradiente máximo.

Como otro resultado, el ancho de borde alrededor de cada pico 3212, 3262 se reduce a 4, medido mediante el mismo umbral de 0,3 veces la magnitud de gradiente máxima. Los anchos de borde de ambos bordes que se miden asi no representan un grado de enfoque. El generador de señal de enfoque puede detectar la asimetría y o bien causar una des-enfatiza de una contribución de un ancho de borde asociado para una señal de enfoque y/o un cuenta de borde o una eliminación por completo. Más generalmente, el sistema de control de enfoque para lograr imágenes más nítidas examinando nitidez de bordes en las imágenes puede des-enfatizar o eliminar por completo una influencia de un borde a través de lo cual el perfil de gradiente carece de simetría .

Bordes aislados en una imagen que surgen a partir de límites nítidos en la escena tienen perfiles de gradiente que respectivamente revela una simetría de reflexión de la izquierda a la derecha a través del borde aislado respectivo. En la Figura 23A, hay una simetría de reflexión de la izquierda a la derecha alrededor del eje de simetría vertical (línea vertical discontinua) , que estar bajo el gradiente máximo 3210 en la posición 6 de tal manera que bajo una reflexión alrededor del eje vertical de simetría el gradiente en la posición 4 se envía al gradiente en la posición 7 y viceversa, el gradiente en la posición 3 se envía al gradiente en la posición 8 y viceversa, y así sucesivamente. Esto sucede porque el límite que corresponde al borde que corresponde al perfil de gradiente 3211 pasa a ser muestreado en su parte media. En muchos casos, el límite no es muestreado en su parte media, y como resultado, el eje vertical de simetría no coincide con una posición de pixel, pero se encuentra entre dos pixeles. Sin embargo, la simetría de reflexión de la izquierda a la derecha se puede identificar con la ayuda de la interpolación, como veremos a continuación.

Figura 24J ilustra otro perfil de gradiente típica de un borde aislado. Gradiente máximo 3212' en la posición 6 y cuatro gradientes a su derecha en las posiciones 2 a 5 y cuatro gradientes a su izquierda en las posiciones 7 a 10 en conjunto constituyen un perfil de gradiente para el borde aislado. Un pico interpolado 3270' se muestra en la posición 5,85 aproximadamente, y un eje vertical de simetría 3271' se muestra en la línea de rayas y puntos bajo el pico interpolado 3270'. Aunque cada gradiente en el perfil de gradiente no se envía a otro gradiente en el perfil de gradiente mismo bajo una reflexión alrededor del eje de simetría 3271', se envía a un gradiente interpolado. Por ejemplo, el gradiente en la posición 3 se envía a un gradiente interpolado marcado con "X" (aproximadamente en la posición 8,6), que es claramente una buena interpolación entre los gradientes de las posiciones 8 y 9, y viceversa. Asimismo, el gradiente en la posición 7 mapas a un gradiente interpolados marcada con "+" (aproximadamente en la posición 4,6), que es claramente una buena interpolación entre los gradientes en las posiciones 4 y 5, y viceversa. Además, se puede ver que un gradiente interpolado se envía a otro gradiente interpolado y viceversa, tal como el par de gradientes interpolados marcados con un triángulo y un triángulo invertido, respectivamente, a el nivel de gradiente de 0,5 (y a posiciones 4 y 7,6, respectivamente). La simetría de reflexión de la izquierda a la derecha es especialmente notable cuando el perfil de gradiente se interpola a un perfil de gradiente interpolado (la curva continua en la Figura 24J) . Se debe notar también que los puntos medios (tales como los puntos medios 3281' y 3280') entre los dos lados del perfil de gradiente en cualquiera de dos niveles de gradiente coinciden en la posición de punto medio 3287 misma, que es también la posición del pico interpolado, así como la posición del eje de simetría.

Normalmente se entiende que para que una simetría de reflexión de la izquierda a la derecha exista, cada geometría reflejada alrededor de un eje vertical de simetría se envía a una geometría correspondiente, es decir, coincide con el último. Estas geometrías incluyen el punto (es decir, gradiente o gradiente interpolado) , línea, curva, región limitada, esquina, etc. En correspondencia con tales geometrías son parámetros geométricos tales como la distancia, la longitud, el área, la inclinación (es decir, el primer derivada) , curva (es decir, la segunda derivada y derivadas de orden superior) , etc. Por ejemplo, un segmento a lo largo del perfil de gradiente interpolado (o segmentos de linea recta de que conectan gradientes adyacentes) se envía a otro segmento en el (los) mismo (s) nivel (es) de gradiente, teniendo así la misma longitud. Otra característica de la simetría de reflexión de la izquierda a la derecha es que los puntos en el eje de simetría se envían a sí mismos, es decir, no se mueven. Por lo tanto, tienen una igual distancia a la izquierda como hacia la derecha. También se sabe que entre dos geometrías que se envían entre sí bajo la simetría, la línea vertical de simetría se encuentra exactamente a la mitad entre ellos. Con estas propiedades y otras comúnmente conocidas con respecto a la simetría de reflexión, diversos métodos pueden ser concebidos para comprobar si un perfil de gradiente tiene una simetría de reflexión de la izquierda a la derecha.

Debido a que la naturaleza de la interpolación es una aproximación, una región de tolerancia predeterminada sobre parámetro (s) para probar la coincidencia de las geometrías se utiliza para verificar la simetría. Por ejemplo, si X e Y son dos parámetros que se miden, y una simetría perfecta resultaría en X = Y exactamente, una región de tolerancia puede especificarse de forma que A < X-Y < B, donde A y B son números positivos, para que los valores de X-Y mayor que -A y menor que B no resultan en una determinación de asimetría, mientras que los valores de X-Y o más positiva que B o más negativo que -A dará lugar a la determinación de la falta de simetría excesiva. La gama de valores de X-Y menos negativos que -A y menor positivo que B se denominará en lo sucesivo la región tolerancia, y los límites de la región de tolerancia son los umbrales de asimetría. En este ejemplo, en consecuencia, -A y B son ambos umbrales de asimetría que delimitan la región de tolerancia para la asimetría que X e Y miden. Cuando el valor de X-Y se encuentra fuera de la región tolerancia, se denominará en adelante como exceder al umbral de asimetría (relevante) . Por ejemplo, si (X-Y) está más positiva que B, se dice que (X-Y) excede el umbral de asimetría B. Si (X-Y) es más negativa que -A, se dice que (X-Y) exceder el umbral de asimetría -A. en Este contexto, "exceder" tiene el significado que el parámetro (X-Y) ha salido fuera de la región de tolerancia al cruzar el limite pertinente de la región de tolerancia.

A continuación, diversos métodos se describen para detectar la falta de simetría de reflexión de la izquierda a la derecha en un perfil de gradiente a través de un borde, pero esto no es una lista exhaustiva. Este aspecto de la invención, es decir, eliminar o atenuar una contribución de un borde para una señal de enfoque o para un control de enfoque, no se limita a los métodos específicos descritos a continuación para detectar- la falta de simetría de reflexión del perfil de gradiente a través del borde, pero incluyen su equivalentes, aproximaciones, variaciones obvias o conocidas, asi como incluir cualquier método de cálculo que hace uso de una o más de las propiedades de simetría de reflexión discutidos anteriormente .

Un método para detectar la falta de simetría es encontrar una diferencia entre un cuenta de píxeles en un lado del gradiente máximo y lo en el otro lado, siendo las magnitudes de gradiente asociadas con los píxeles por encima de una determinada fracción de una magnitud de gradiente máxima. Un umbral de asimetría de cuenta puede ser fijado en, por ejemplo 0,5, para que la falta de simetría se detecte cuando cualquier lado tiene más píxeles que el otro lado por más del umbral de asimetría de cuenta. Esto se ilustra mediante un ejemplo utilizando la Figura 23A y la Figura 23B y una fracción de 0,3 y un umbral de asimetría de cuenta de 0,5. En la Figura 23A, para el pico positivo de la izquierda y en la posición 6, y al nivel de gradiente por encima de 0,3, dos píxeles se encuentran a su izquierda en las posiciones 4 y 5, respectivamente, y dos pixeles se encuentran a su derecha en las posiciones 7 y 8, respectivamente. El número de píxeles es igual entre los lados izquierdo y derecho, por lo tanto no se detecta la asimetría. En la Figura 23A, por contrario, para el pico positivo de la izquierda en la posición 6, y al nivel de gradiente por encima de 0,3, dos píxeles se encuentran a su izquierda en las posiciones 4 y 5, respectivamente, pero sólo un píxel está a su derecha en la posición 7. Hay un píxel más a su izquierda que a su derecha en el perfil de gradiente positivo 3213 a su izquierda en la Figura 52B, superando el umbral de asimetría de cuenta de 0,5; por lo tanto, una falta de simetría se detecta.

Una modificación es de interpolar a partir de los gradientes para encontrar una posición de píxel fraccionaria 3272 ("posición del pico interpolada "), donde un perfil de gradiente interpolado alcanza una magnitud máxima ("gradiente máximo interpolado "). Esta posición del pico interpolado se puede usar para calcular las distancias a la izquierda y hacia la derecha como se describe a continuación. El gradiente máximo interpolado también se puede usar para calcular el nivel de gradiente a lo cual dichas distancias se miden o por encima/debajo de lo cual se cuentan píxeles. Por ejemplo, en la Figura 24A, una línea vertical de rayas y puntos se traza bajo un pico interpolado 3270, una linea horizontal punteada 3275 se traza a través del perfil de gradiente interpolado (en curva continua) al nivel gradiente de 0,95 (umbral de gradiente superior) , una linea horizontal discontinua 3273 se traza a través del perfil de gradiente interpolado al nivel de gradiente de 0,25 (umbral de gradiente inferior), dos píxeles se cuentan en las posiciones 4 y 5, respectivamente, a la izquierda del gradiente máximo 3212 (en la posición 6) , y sólo un píxel se cuenta a su derecha en la posición 7. No tiene ninguna importancia en la determinación de la asimetría que se hace referencia con bien el gradiente máximo 3212 (en la posición 6 en este ejemplo) o el pico interpolado 3270 (aproximadamente en la posición 5,8), ya que en caso del primero, el gradiente máximo 3212 no se cuenta en el cuenta del lado izquierdo o derecho, · mientras que en caso del último un umbral superior 3275 (0, 95 en este ejemplo, y en general debe estar entre 0,85 y 0,97) excluye el gradiente máximo 3212 de ser contados en el cuenta del lado derecho.

Una modificación del método anterior es de determinar la distancia a la izquierda y la a la derecha, respectivamente, del gradiente máximo a donde el perfil de gradiente se interpola para cruzar un nivel de gradiente determinado que es una fracción (preferiblemente entre 10% y 90%, más preferiblemente entre 20% y 80%) (las "cruces") del valor del gradiente del gradiente máximo 3212 (alternativamente, el pico interpolado 3270), y encontrar una falta de simetría si la distancia más grande excede la distancia más pequeña por cierto umbral de asimetría de ancho o más. En otras palabras, el resultado de una distancia restar otro distancia ser más negativo que - (umbral de asimetría de ancho) o más positivo que el umbral de asimetría de ancho causará una determinación de la falta de simetría. Por lo tanto, la región de tolerancia ocupa un intervalo de número que es simétrica alrededor de cero. El umbral de asimetría de ancho se puede determinar en una de varias maneras. Se puede dar como un número fijo para una imagen, o un número que depende del ancho de borde del borde asociado con el pico, tal como 10% del ancho de borde si el ancho de borde es 3 o menos, y 7% del ancho de borde si el ancho es más ancho de 3 pero menos de 5. Otras dependencias razonables basados en cómo la señal de imagen (de la cual los gradientes en el perfil de gradiente se generan) y/o cómo los gradientes en el perfil de gradiente se generan son aceptables para la determinación del umbral de asimetría de ancho, en particular para permitir la imprecisión en interpolar el pico y/o los cruces. La Figura 24A ilustra también esta método de detección de asimetría. Las distancias pueden medirse a partir del gradiente máximo 3212 (en la posición 6) , o alternativamente a partir del pico interpolado 3270 (aproximadamente en la posición 5,8). En este ejemplo, las distancias WL y WR se miden a partir del pico interpolado 3270, dando aproximadamente 2,5 y 1,3, respectivamente, y dando una diferencia de 1,2. El ancho de borde se mide al nivel de gradiente normalizado de 0,3, dando alrededor de 3,7. El umbral de asimetría de ancho se puede dar como una fracción del ancho de borde, por ejemplo 15%, dando 0,56. Puesto que la diferencia (1,2) supera el umbral de asimetría de ancho (0,56), una falta de simetría se encuentra. Cabe señalar que tiene importancia insignificante en la señal de enfoque o en el sistema de control de enfoque si el gradiente máximo 3212 (en la posición 6 en este ejemplo) o el pico interpolado 3270 (aproximadamente en la posición 5,8) se refiere, ya que la diferencia entre sus posiciones es por lo general inferior a 0,5 y usualmente inferior a 0,3, lo que resulta en una diferencia en | WL - NR\ ser inferior a 0,6. En la gran mayoría de las situaciones cuando los perfiles de gradiente sobre bordes se convierten en asimétrica, la diferencia entre WL y WR supera 0,6. Por lo tanto, si uno o el otro es elegido para medir WL y WR sólo afecta a la constatación de la falta de simetría de una minoría insignificante de bordes.

Un método alternativo es de evaluar dos áreas, una a la izquierda y la otra a la derecha del gradiente máximo 3212 (alternativamente, el pico interpolado 3270), y compararlos de acuerdo con un criterio prescrito contra un umbral de asimetría de área. Cada una de las dos áreas puede estar delimitado en un lado por una línea vertical por debajo del gradiente máximo (o el pico interpolado) , en el otro lado por el gradiente interpolado (en curva continua) (o, alternativamente, las líneas rectas que unen los gradientes consecutivos), y en la partes superior e inferior por un nivel de gradiente superior y un nivel inferior, siendo cada uno a una fracción diferente predeterminada del nivel de gradiente máximo (o, alternativamente, nivel de gradiente máximo interpolado, es decir, el nivel de gradiente del pico interpolado) (alternativamente, no nivel de gradiente superior limita el área, pero sólo los gradientes o el perfil de gradiente interpolado) . A modo de ejemplo, en la Figura 24B, donde se normaliza el perfil de gradiente de tal manera que el pico interpolado tiene nivel de gradiente de 1,0, un nivel de gradiente superior 3276 se traza a 0,75 y un nivel de gradiente inferior 3274 a 0,2. Una región 3277 (con área de AL) (a la izquierda del pico interpolado positivo 3270) está acotada de arriba por el nivel del gradiente superior 3276, de abajo por el nivel de gradiente inferior 3274, de la derecha por la línea vertical de puntos y trazos bajo el pico interpolado, y de la izquierda por el perfil de gradiente interpolado (la curva continua) . Una región 3278 (que tiene un área AR) (a la derecha del mismo pico 3270) es igualmente limitada por arriba y por abajo, y está limitada por la derecha por el perfil de gradiente interpolados y por la izquierda de la línea vertical de puntos y trazos. Una falta de simetría se detecta cuando los áreas AL y AR difieren por más de un límite predeterminado de acuerdo con un criterio establecido. Por ejemplo, la asimetría puede ser detectado cuando el área más grande excede el área más pequeño por un umbral de asimetría de área o más. El umbral de asimetría de área se puede expresar en una de varias maneras diferentes. Se puede expresar en términos de un porcentaje (del área menor) , que puede ser un número fijo de la imagen o, alternativamente, una función del ancho de borde del borde asociado. Alternativamente, puede ser expresado en términos de una diferencia de área para el perfil de gradiente normalizado. Otras dependencias razonables en función de cómo la señal de imagen (de la que los gradientes en el perfil de gradiente se generan) y/o cómo los gradientes en el perfil de gradiente se generan son aceptables para determinar el umbral de asimetría de área.

En otro método, que se muestra en la Figura 241, una distancia común WQ se mide desde el pico interpolado 3270 (o, alternativamente, gradiente máximo 3212) hasta los lados izquierdo y derecho del perfil de gradiente. En otras palabras, gradientes interpolados se calculan (o gradiente se encuentra) tal que sus distancias a partir de la linea vertical de puntos y trazos bajo el pico interpolado 3270 (o gradiente máximo 3212) son ambas W0_ Para un perfil de gradiente perfectamente simétrica, ambos gradientes interpolados estaría a un nivel gradiente común. Para un perfil asimétrico gradiente, sin embargo, los gradientes interpolados se encuentran en niveles de gradiente diferentes GL 3252, GH 3253. Una falta de simetría se detecta cuando los niveles de gradiente G2 y Gh difieren por más de un límite predeterminado de acuerdo con un criterio establecido. Por ejemplo, la asimetría se puede detecta cuando el exceso Ghl del nivel de gradiente mayor Gh 3253 sobre el nivel del gradiente menor G2 3252 excede el nivel de gradiente más pequeño Gj por un umbral de asimetría de gradiente o más. El umbral de asimetría de gradiente puede ser expresado en una de varias maneras diferentes. Puede expresarse en términos de un porcentaje (por ejemplo, del gradiente de menor G1)r que puede ser un número fijo de la imagen o, alternativamente, una función del ancho de borde del borde asociado. Alternativamente, puede ser expresado en términos de una diferencia de nivel de gradiente para el perfil de gradiente normalizado. Otras dependencias razonables en función de cómo la señal de imagen (de la que los gradientes en el perfil de gradiente se generan) y/o cómo los gradientes en el perfil de gradiente se generan son aceptables para determinar el umbral de asimetría de gradiente. El Wa común puede ser seleccionada para ser una fracción predetermina del ancho de borde, tal como una fracción entre 0,1 y 0,5, preferiblemente entre 0,2 y 0,4. Alternativamente, WQ puede ser seleccionado como el menor de los dos distancias desde el pico interpolado 3270 (o, alternativamente, el gradiente máximo 3212) hasta un par de gradientes interpolados o gradientes a un nivel de gradiente dado que es una fracción predeterminada del nivel de gradiente máximo. En este caso, Gh solo puede ser el parámetro para indicar un grado de asimetría. Un umbral de asimetría de gradiente entonces se puede establecer para que la falta de asimetría se detecte cuando Gh excede el umbral. Otras variaciones en la forma de definir Wa y la forma de definir el criterio son posibles como el experto en la técnica puede contemplar.

Una modificación del método anterior inmediata es de comparar entre los primer o segundo derivados en los dos gradientes interpolados a niveles de gradiente VI± y Wh, respectivamente. Para un perfil de gradiente perfectamente simétrica, ambos gradientes interpolados sería tienen primeras derivadas que son opuestas en sus signos pero son lo mismo de otras maneras, y segundas derivadas que son idénticos en signo y magnitud. Para un perfil de gradiente asimétrico, sin embargo, los gradientes interpolados generalmente difieren en las primera y segunda derivadas. Una falta de simetría se detecta cuando las magnitudes de las primera derivadas difieren entre los dos gradientes interpolados (o posiblemente gradientes) por más de un límite predeterminado de acuerdo con un criterio establecido. Por ejemplo, la asimetría puede ser detectada cuando el primero derivado mayor excede el primer derivado menor por un umbral de asimetría o más. Como otro ejemplo, la asimetría puede ser detectada cuando restar una de las segundas derivadas de la otra da una diferencia que excede un umbral de asimetría. El umbral de asimetría puede ser expresado en una de varias maneras diferentes. Puede expresarse en términos de un porcentaje (por ejemplo, de la primera o segunda derivada más pequeña) , que puede ser un número fijo de la imagen o, alternativamente, una función del ancho de borde del borde asociado. Otras dependencias razonables en función de cómo la señal de imagen (de la que los gradientes en el perfil de gradiente se generan) y/o cómo los gradientes en el perfil de gradiente se generan son aceptables para determinar el umbral de asimetría de gradiente.

En los métodos anteriores para detectar la asimetría con el número de píxeles o la distancia (la Figura 24A) o el área (la Figura 24B) , en lugar de dividir las recuentos o las distancias o los áreas en base de bien un pico interpolado o un gradiente máximo, se pueden usar un punto medio como se describe anteriormente. Por ejemplo, en dividir el área entre el nivel de gradiente superior 3276 y el nivel de gradiente inferior 3274 en dos regiones de los áreas AL y AR, respectivamente (véase la Figura 24B) utilizando la linea vertical de puntos y trazos directamente bajo el pico interpolado 3270, una linea vertical se puede trazar de un punto medio entre el par de intersecciones entre el nivel de gradiente superior (la linea punteada horizontal al nivel de gradiente normalizado de 0,75) y el perfil de gradiente interpolado (en curva continua) . Alternativamente, se puede trazar a partir de un punto medio entre el par de intersecciones entre el nivel de gradiente inferior (la linea discontinua horizontal a el nivel de gradiente normalizado de 0,2). Alternativamente, se puede trazar a partir de un punto medio entre un par de intersecciones entre el perfil de gradiente interpolado y cualquier nivel gradiente dentro de un intervalo de porcentajes predeterminados del nivel de gradiente del gradiente máximo, por ejemplo, entre 10% y 90%.

Otra modificación del método de área anterior es de evaluar las longitudes de la curva de gradiente interpolado (alternativamente, segmentos de linea recta que unen los gradientes consecutivos) entre los niveles de gradiente superior 3274 e inferior 3276. A modo de ejemplo, en la Figura 24C, la curva de gradiente interpolado tiene un segmento a la izquierda (que tiene una longitud LL) entre los niveles de gradiente normalizados de 0,25 y 0,75 que es más largo que un segmento a la derecha cuya longitud LR es claramente más corta, lo que indica una falta de simetría. Una falta de simetría se detecta cuando la longitudes LL y LR difieren por más de un límite predeterminado de acuerdo con un criterio establecido. Por ejemplo, la asimetría puede ser detectada cuando la longitud más larga excede la longitud más corta por una umbral de asimetría de longitud o más. Al igual que el umbral de asimetría de área anterior, el umbral de asimetría de longitud puede ser expresado en una de varias maneras diferentes. Puede expresarse en términos de un porcentaje (por ejemplo, de la longitud menor) , preferiblemente desde 10% a 30%, que puede ser un número fijo de la imagen o, alternativamente, una función del ancho de borde del borde asociado. Alternativamente, puede ser expresado en términos de una diferencia de longitud para el perfil de gradiente normalizado. Otras dependencias razonables en función de cómo la señal de imagen (de la cual se generan los gradientes) y/o cómo se generan los gradientes son aceptables para la determinación del umbral de asimetría de longitud. Cabe señalar que, como anteriormente, es irrelevante para el sistema de control de enfoque o, en particular, la señal de enfoque si el gradiente máximo 3212 o el pico interpolado 3270 se hace referencia para determinar el nivel de gradiente inferior o superior. La elección resulta en diferencia muy pequeña en la diferencia de longitudes, con el resultado de que la diferencia entre LL y LR es mucho mayor en la gran mayoría de situaciones en las que dos bordes de signos opuestos están demasiado cerca para afectar a sus anchos de borde. Por lo tanto, si uno o el otro es elegido para medir LL y L R sólo afecta a la constatación de la falta de simetría de una minoría insignificante de bordes.

El método descrito inmediatamente antes y ilustrado mediante la Figura 24C puede ser modificado. En lugar de comparar longitudes LL y LR, los áreas A'L y A'R de las regiones sombreadas en los lados izquierdo y derecho, respectivamente, se pueden comparar de una manera similar. Una umbral de asimetría de área puede ser definido de manera similar y ser utilizado para comparar con una magnitud de diferencia entre A 'L y A'R.

El método de longitud que se describe inmediatamente antes y se ilustra mediante la Figura 24C se puede modificar de otra manera. La distancia a la izquierda (WBL) entre el punto donde la curva de gradiente interpolada cruza los gradientes superior e inferior, respectivamente, se compara con la a la derecha {WBR) . La falta de simetría se encuentra si W BL y WBR difieren mucho de acuerdo con un criterio establecido. Por ejemplo, una falta de simetría se encuentra cuando el más grande entre WBL y WBR excede lo más pequeño por más de un umbral de asimetría de ancho. De nuevo, el umbral de asimetría de ancho puede ser prescrito de una manera como cualquiera de los diversos umbrales de asimetría anteriores.

Figura 24H ilustra un método alternativo que es equivalente al método de ancho descrito inmediatamente antes. Este método calcula un primer punto medio 3281 (el punto medio superior) entre los dos gradientes interpolados 3284, 3285 al nivel de gradiente superior 3276 y un segundo punto medio 3280 (el punto medio bajo) entre los dos gradientes interpolados 3282, 3284 al nivel de gradiente más bajo 3274, y calcula una distancia XñB entre el primer punto medio 3281 y el segundo punto medio 3280. Un perfil de gradiente perfectamente simétrico tiene distancia insignificante entre el primer punto medio 3281 y el segundo punto medio 3280 ("la distancia entre puntos medios"), es decir, los puntos medios coinciden, como en la Figura 24J. Una falta de simetría se detecta cuando la distancia entre puntos medios excede un cierto umbral de asimetría de distancia entre puntos medios. La distancia entre puntos medios es el doble de | W BL - W BR | . En una variante de este método, se usa sólo un nivel de gradiente 3274 y se calcula sólo el punto medio correspondiente 3280, y una distancia X bPk se mide desde el gradiente máximo 3212 (o, alternativamente, el pico interpolado 3270) hasta el punto medio solitario 3280 , como también se muestra en la Figura 24H.

Otro método más es de encontrar primeras derivadas de las pendientes del perfil de gradiente en dos lados de la gradiente máximo 3212 (alternativamente, el pico interpolado 3270) y comparar las primeras derivadas bajo un criterio establecido para determinar si existe una falta de simetría. Por ejemplo, si la magnitud de la primera derivada de la pendiente más pronunciada excede la de la pendiente menos pronunciada por un umbral de asimetría de primera derivada o más, se encuentra una falta de simetría. Por otro lado, el perfil de gradiente perfectamente simétrico tendrá idénticas primeras derivadas de ambos lados que sólo difieren en el signo pero son idénticos en la magnitud. Las primeras derivadas pueden calcularse aproximadamente por una interpolación. Las primeras derivadas pueden calcularse aproximadamente a un nivel de gradiente que es una cierta fracción (preferiblemente entre 10% y 90%, más preferiblemente entre 20% y 80%) del valor de gradiente máximo, por ejemplo 0,5. En la Figura 23B, donde el nivel de gradiente es a 0,5 veces el nivel de gradiente del gradiente máximo 3212, hay un par de pendientes consecutivas de subida y bajada en los dos lados del gradiente máximo positivo 3212. La pendiente del lado derecho es notablemente más pronunciada que la pendiente del lado izquierdo. La Figura 24D muestra cómo las primeras derivadas son evaluadas en el perfil de gradiente normalizado a un nivel de gradiente de 0,25 y aproximadas con hipotenusas de triángulos rectángulos (sombreados) que tienen anchura de la base de 1 que tocan los lados izquierdo y derecho del perfil de gradiente interpolado, respectivamente. Las primeras derivadas se aproximan por las alturas del triángulo SL y SR, respectivamente,. La Figura 24E muestra otra forma de aproximación de las primeras derivadas con dos triángulos que tienen idéntica anchura de la base (1 en la ilustración) . La base de cada triángulo está centrada en una posición donde se interpola el perfil de gradiente a un nivel de gradiente de 0,25. Cada extremo de la hipotenusa correspondiente queda medio pixel y toma como su valor de gradiente un valor de gradiente que se interpola del perfil de gradiente. Las primeras derivadas se aproximan como las alturas S'L y S'R divididas por la anchura de la base, que es 1 en esta ilustración. Como es sabido por lo general, existen varios métodos para aproximar una primera derivada de una secuencia de puntos de datos, y por lo tanto, este aspecto de la invención no se limita a los ejemplos particulares dados anteriormente, pero incluye todos los métodos equivalentes y todas las aproximaciones para proporcionar la primera derivada.

Otro método más es de encontrar segundas derivadas del perfil de gradiente en los dos lados de la gradiente máximo 3212 (alternativamente, el pico interpolado 3270) y comparar las segundas derivadas bajo un criterio establecido para determinar si existe una asimetría. Por ejemplo, si una excede la otra por un umbral de asimetría de segunda derivada o más, entonces una falta de simetría se encuentra. Por otro lado, el perfil de gradiente perfectamente simétrico tendrá idénticas segundas derivadas en los dos lados que están de acuerdo en el signo y la magnitud. Las segundas derivadas pueden calcularse aproximadamente por una interpolación. Las segundas derivadas se pueden calcular a un nivel de gradiente que es una cierta fracción (preferiblemente entre 10% y 90%, más preferiblemente entre 20% y 8,0%) del valor de gradiente máximo, por ejemplo 0,25. La Figura 24F ilustra un método de cómo la segunda derivada se puede aproximar. Primero, un triplete de gradientes o gradientes interpolados 3295, 3296, 3297 consecutivos e igualmente espaciados a la izquierda y otro triplete 3291, 3292 y 3293 de la derecha se encuentran, para los cuales los puntos medios 3296, 3292 respectivos están al nivel de gradiente normalizado de 0,25. Para un espaciado dado dentro de los tripletes, la altura respectiva (DL y DR) de una media aritmética de los valores de gradiente normalizados del respectivo par de puntos exteriores (3295, 3297 de la izquierda y 3291, 3293 a la derecha) sobre el nivel de gradiente normalizado de 0,25 se encuentra como una aproximación a la segunda derivada respectiva. Como muestra en la Figura 24F, DL es positiva, mientras que DR es negativa.

La Figura 24G ilustra otra aproximación para la segunda derivada, y al nivel de gradiente normalizado de 0,18. En cada lado, un triángulo se monta en el perfil de gradiente por encima y otro triángulo por debajo del punto de cruce entre el perfil de gradiente interpolado y el nivel de gradiente de 0,18 (es decir, un gradiente o un gradiente interpolado a este nivel de gradiente) . Cada triángulo hace su hipotenusa inclinar en una inclinación para adaptar la hipotenusa con el perfil de gradiente interpolado. Las alturas SUL y SLL de los triángulos de la izquierda {SUR y SLR de los triángulos en la derecha) se restan para encontrar la segunda derivada DL (DR) . Los signos opuestos de las segundas derivadas se indican con las flechas: apuntando hacia arriba para D'L, apuntando hacia abajo para D'R. Este perfil de gradiente claramente tiene disparidad significativa de las segundas derivadas en dos lados, por lo que es asimétrica.

Como es sabido por lo general, existen varios métodos para aproximar una segunda derivada de una secuencia de puntos de datos y, por lo tanto, este aspecto de la invención no se limita a los ejemplos particulares dados anteriormente, pero incluye todos los métodos equivalentes y todas las aproximaciones posibles para la segunda derivada .

Aunque los ejemplos anteriores describen la detección de la falta de simetría de reflexión mediante parámetros de medición diferentes, dos o más de los métodos anteriores se pueden utilizar simultáneamente para calcular sus respectivos parámetros de medición y estos parámetros de medición se combinan para formar un parámetro de comparación para comparar con un umbral de asimetría o, más generalmente, con una región de tolerancia predeterminada para que se detecte la falta de simetría de reflexión cuando un valor del parámetro de comparación está fuero de la región de tolerancia. Por ejemplo, la distancia entre puntos medios Xab (la Figura 24?) y la diferencia entre primeras derivadas SR - SL (la Figura 24D) pueden combinarse en una media ponderada Z y luego se compara con un umbral de asimetría a que define una región de la tolerancia como un intervalo -a < ? < a.

La detección y solución para los bordes asimétricos antes se pueden realizar en la unidad de detección de bordes y medición de anchura 206.

Filtro de longitud A continuación, se describe una función del filtro de longitud 212. En términos generales, el filtro de longitud 212 crea una preferencia por los bordes, cada uno de los cual se conecta a uno o más bordes de una orientación similar. Un grupo de bordes que son similarmente orientada y mutuamente conectados dentro del grupo ("borde concatenado") es menos probable que sea debido al ruido, en comparación con un borde alejado que no toque ningún otro borde de orientación similar. Cuanto bordes de una orientación similar concatenados de tal manera, menor será la probabilidad de ellos debido al ruido. La probabilidad de que el grupo ser debido al ruido cae exponencialmente a medida que el número de bordes dentro del grupo aumenta, y mucho más rápido que linealmente. Esta propiedad puede aprovecharse para rechazar el ruido, especialmente en situaciones de poca iluminación o de exposición corta donde la relación señal-ruido es débil, por ejemplo menos de 10, dentro de la imagen o dentro de la región de interés. La preferencia puede ser implementada en cualquier método razonable para expresar esa preferencia. Las varias formas descritas a continuación son meramente ejemplos.

Un primer método consiste en eliminar los bordes que pertenecen a los bordes concatenados verticales o horizontales que tienen longitudes menores que un umbral de longitud concatenada. El umbral de longitud concatenada puede ser mayor cuando la región de interés es menor iluminada. Por ejemplo, el umbral de longitud concatenada puede comenzar tan pequeño como 2, pero aumenta a 8 a medida que una relación señal-ruido dentro de la región de interés se reduce a 5. El umbral de longitud concatenada puede ser emitido por el procesador 112, 112', 112", por ejemplo a través de una señal de xorden de longitud', que se muestra en la Figura 3, como parte de las señales 132. Alternativamente, el umbral se puede calcular de acuerdo con una fórmula en el generador de señal de enfoque.

Un segundo método consiste en proporcionar un peso de longitud en el filtro de longitud 212 para cada borde y aplicar el peso de longitud a un cálculo de la señal de enfoque en el calculador de señal de enfoque 210. Un borde que forma parte de un borde concatenado más largo recibe un peso mayor que uno que es parte de un borde concatenado más corto. Por ejemplo, el peso de longitud puede ser un cuadrado de la longitud del borde concatenado. Por lo tanto, una contribución de cada borde para la señal de enfoque puede ser multiplicado por un factor de A/B antes de sumar todas las contribuciones para formar la señal de enfoque, donde B es una suma de los pesos de longitud de todos los bordes que entran en el cálculo de la señal de enfoque, y A es un peso de longitud del borde. Asimismo, el histograma de ancho de borde, que puede ser provisto como parte de las señales 134, puede hacer los bordes que son miembros de los bordes concatenados más largos contribuir más a los intervalos que corresponden a sus anchos de borde respectivos, por lo tanto se prefieren, en lugar de que todos los bordes contribuyen la misma cantidad, por ejemplo, una. Asi, por ejemplo, cada borde puede contribuir A/C, donde C es un valor medio de A sobre los bordes. De manera similar, la cuenta de borde estrecho puede hacer los bordes que son miembros a los bordes concatenados más largos contribuir más. Asi, por ejemplo, la contribución de cada borde puede ser multiplicado por A/D, donde D es un promedio de A entre los bordes que se cuentan en la cuenta de bordes estrechos.

Un grupo de N bordes verticales (horizontales) donde, excepto el superior (el más izquierdo) borde y el inferior (el más derecho) borde, cada borde toca otros dos bordes verticales (horizontales), de los cual una está encima (a la izquierda) de si mismo y los otro está abajo (a la derecha) de si mismo, es un borde concatenado vertical (horizontal) de longitud N. El superior (el más izquierdo) borde necesita sólo tocar un inferior (el más derecho) borde de si mismo. El inferior (el más derecho) borde sólo necesita tocar un borde que está superior a (a la izquierda de) si mismo.

La Figura 8 ilustra un borde vertical concatenado y su longitud. En la Figura 8, las células R2C3 y R2C4 forma un primer borde vertical, las células R3C3 y R3C4, y R3C5 juntos forman un segundo borde vertical, y las células R4C4 y R4C5 juntos forman un tercer borde vertical. Cada uno de los primer y tercer bordes verticales toca sólo un otro borde vertical, mientras que el segundo borde vertical toca dos otros bordes verticales. Los primer, segundo y tercer bordes verticales juntos forman un borde concatenado vertical con una longitud de 3.

En una situación (no se muestra) , donde un borde concatenado vertical (horizontal) tiene dos o más ramas, es decir, tiene dos bordes en una fila (columna), puede ser la longitud definida como el número total de los bordes dentro del borde concatenado. Alternativamente, la longitud puede ser definida como la distancia vertical (horizontal) desde un borde superior (más izquierdo) en el mismo a un borde más inferior (más derecho) en el mismo borde más uno.

Hay otras formas posibles para definir una longitud concatenada distinta de las propuestas anteriores. Por ejemplo, una definición de una longitud para un borde concatenado deberá tienen una propiedad de que la longitud es proporcional al número de miembros de bordes dentro del borde concatenado al menos hasta tres. Esto es para ser coherente con el razonamiento se ha indicado anteriormente que más bordes están mutuamente conectados por contacto entre sí reduce de manera exponencial la probabilidad de que el borde concatenado es causada por ruido, y como tal la longitud debe expresar una proporcionalidad al número de los bordes que son miembros dentro del borde concatenado hasta un número razonable lo suficientemente aumenta la confianza en el borde concatenado más allá de la de un solo miembro. La filtro de longitud 212 puede des-enfatizar o eliminar y, por tanto, en términos generales, discriminar contra un borde que tiene una longitud concatenada de una. El filtro de longitud 212 puede discriminar contra un borde que tiene una longitud concatenada de dos. El filtro de longitud 212 puede discriminar contra un borde que tiene una longitud concatenada de tres, para reducir aún más la influencia del ruido. El filtro de longitud 212 puede hacer cualquiera de estas acciones bajo un orden del procesador.

Aunque se muestra en la Figura 3 para seguir inmediatamente a la unidad de detección de bordes y medición de anchura 206, son posibles otras disposiciones. Por ejemplo, el filtro de longitud 212 se puede insertar antes de el calculador de señal de enfoque 210, en el que los bordes procesados por el filtro de longitud 212 son aquellos que pasan a través del filtro de ancho 209 en función de la señal "fino".

En una realización alternativa de un generador de señal de enfoque, el interruptor fino 220 puede ser retirado para que el calculador de señal de enfoque 210 reciba un primer conjunto de datos no filtrado por el filtro de ancho 209 y un segundo conjunto que se filtró y se calcula para cada una uno señal de enfoque diferente, la señal de enfoque grueso para el anterior, la señal de enfoque fino para el último, y emite las dos para el procesador 112, 112'.

Filtro de ancho Refiérase a continuación a la Figura 3 para entender una operación del filtro de ancho 209. La Figura 11 trazas un histograma de anchos de borde, es decir, una gráfica de los conteos de bordes contra anchos de borde. Al ancho de borde de 2, es decir, el ancho_de_borde_nitido mencionado, hay un pico, lo que indica una presencia de bordes nítidos de la imagen. A los anchos de bordes de 4 y 5, sin embargo, hay picos, lo que indica que son los bordes borrosos, posiblemente debido a que los correspondientes objetos fotografiados están fuera de foco, porque están a una distancia lejos del lente de enfoque diferente que los objetos que dan lugar a los bordes nítidos. Para el cálculo de una señal de enfoque, se puede des-enfatizar mediante el filtro de ancho 209 los bordes cuyos anchos de bordes se encuentran fuera de una gama predeterminada ("gama de bordes estrechos"). El filtro de ancho 209 puede crear un peso menor para anchos de borde fuera de la gama de bordes estrechos para uso en el cálculo de la señal de enfoque. Por ejemplo, los anchos de borde pueden ser dados el peso de 1,0, mientras que los anchos de bordes más de +1 a la derecha del limite superior 840 se dan un peso de 0, y anchos de borde entre ellos se dan pesos entre 0 y 1,0, los que caen monotónicamente con respecto al ancho borde. Alternativamente, el filtro de ancho 209 puede prevenir estos bordes de entrar en el cálculo de la señal de enfoque por completo. Apropiadas limites superior e inferior 830, 840 dependerá de varios factores, los que incluyen la diafonia en la matriz de pixeles 108, el método de interpolación utilizado para generar colores que faltan en la imagen recibida por el generador de señal de enfoque 120, y los coeficientes de filtro utilizados en el filtro pasa bajo empleado en la unidad de detección de bordes y medida de ancho 206. Apropiados limites superior e inferior 830, 840 y el parámetro ancho_de_borde_nitido puede ser determinados por el aparato de captura de imagen 102, 102' capturando imágenes de diversos grados de nitidez y inspeccionando los histogramas de anchos de borde. Por ejemplo, si una imagen nítida tiene un pico de ancho de borde de 2, los apropiados límites inferior y superior pueden ser 1,5 y 3, respectivamente, y el ancho_de_borde_nítido puede ser ajustado a 2,0. Los limites superior e inferior y el ancho_de_borde_nítido pueden ser determinados como anteriormente y emitidos al generador de señal de enfoque 120, 120', 120" por el procesador 112, 112". Al comando "fino" estar en ON, la señal de enfoque fino calculado de esta manera des-enfatiza los anchos de borde que están fuera de la gama de anchos estrechos.

Además, el filtro de ancho 209 puede calcular una cuenta total de los bordes cuyos anchos de borde caen dentro de la gama de borde estrecho y lo emitir como parte de las señales de salida 134. La cuenta de bordes estrechos puede ser introducida y utilizado por el controlador del sistema de enfoque (procesador 112) para detectar la presencia de una imagen nítida y/o para iniciar el seguimiento.

Señal de enfoque Refiriéndonos ahora a el calculador de señal de enfoque 210 de la Figura 3, el calculador de señal de enfoque 210 recibe anchos de borde y emite una señal de enfoque. La señal de enfoque puede ser calculada como un promedio ponderado de todos los anchos de borde donde las ponderaciones son las cuentas de borde para cada ancho de borde, a saber, la señal de enfoque = ? w^ei / ? wi( donde ej. son los anchos de borde, w¿ son los pesos, donde aquí Wi = ci( siendo Cj_ el número de bordes al ancho de borde ei( i ser un número de intervalo de un histograma de anchos de borde. Alternativamente, el peso en cada ancho de borde puede ser la cuenta de bordes para el ancho de borde multiplicado por el ancho de borde propia, es decir, w¿ = Ciei. Además, las preferencias del filtro de anchos 209 que se expresan en términos de pesos se pueden multiplicar con cada ancho de borde. Por ejemplo, para los pesos Q¿ producidas por el filtro de ancho 209, SO? = 1, la señal de enfoque se puede calcular como ? Q^ei / EQjWi. Si la señal de control "fino" está en ON y "excluir" está en OFF, la señal de enfoque seria un valor muy cercano al ancho de borde nítido de 2,0 para el ejemplo que se muestra en la Figura 11, lo que indica que entre los detalles de objeto dentro de la gama de distancia de enfoque que podría producir anchos de borde entre 2,0 y 3,0, la mayoría son en realidad en el enfoque nítido. Si la señal de control "fino" está en OFF y "excluir" está en OFF, la señal de enfoque puede ser de un valor cercano a 5,0, lo que indica que hay muchos detalles de la imagen que están fuera de foco. Activar el interruptor fino 220 permite que la señal de enfoque responda más a los objetos poco borrosos, mientras que menos a los que están completamente borrosos. Cuando el interruptor fino 220 está en ON, nos referiremos a la señal de enfoque como una señal de enfoque fino, mientras que cuando el interruptor fino 220 está en OFF, una señal de enfoque grueso. Como se ha mencionado, el énfasis expresado por el filtro de longitud 212 se puede incorporar en la señal de enfoque en una de varias maneras, tales como eliminar un borde que se des-enfatizar de entrar en el cálculo de la señal de enfoque, o reducir un peso de la contribución del borde para una cuenta ei de un intervalo de ancho de borde correspondiente.

La Figura 15 bosqueja una respuesta de la señal de enfoque fino a un ajuste de la posición de enfoque en las cercanías de donde un objeto se encuentra en un enfoque nítido. La señal de enfoque fino alcanza un valor mínimo, aproximadamente al ancho_de_borde_nítido, donde la posición de enfoque hace una imagen nítida, y aumenta en caso contrario. La señal de enfoque fino se puede usar para seguir los objetos que ya tiene el foco o muy casi. Para los objetos en movimiento, la señal de enfoque fino permite el sistema de control de enfoque mantener los objetos en el enfoque nítido incluso si la distancia de enfoque sigue a cambiar. La señal de enfoque fino también puede utilizarse para adquirir un enfoque nítido ("adquisición") de un objeto que no está todavía en el enfoque nítido pero lo suficientemente cerca de tal manera que el objeto da lugar a bordes cuyos anchos están dentro de la gama de bordes estrechos. Dado que el histograma de ancho de borde exhibe un pico en el ancho de borde correspondiente al objeto lejos de la ancho_de_borde_nítido, lo que resulta en la señal de enfoque fino ser mayor que el ancho_de_borde_nítido, el sistema de control de enfoque puede responder ajustando la posición de enfoque para llevar el valor de la señal de enfoque fino hacia el ancho_de_borde_nítido, centrando así el pico de ancho de borde debido al objeto al valor de ancho igual al ancho_de_borde_nítido .

Uso Básico Las Figuras 12 y 16 ilustran cómo la cuenta de bordes estrechos, la señal de enfoque grueso, y la señal de enfoque fino se pueden utilizar para realizar el control de foco para lograr imágenes nítidas.

La Figura 12 muestra una escena al aire libre que tiene tres grupos de objetos a distancias de enfoque diferentes: "persona" en el primer plano, "montaña, el sol, y el horizonte" en el fondo, y "coche" en el medio.

La Figura 13 es una ilustración día cuenta de bordes es-trechos trazado con respecto al tiempo cuando la posición de enfoque de la lente de enfoque 104 se acerque de lo lejos para la escena que se ilustra en la Figura 12. La cuenta de bordes estrechos atinge sus máximos cuando la posición de enfoque hace una imagen nítida en la matriz de píxeles 108 para un objeto. De este modo la curva día cuenta de bordes estrechos presenta 3 picos, de los cual uno es para "la montaña, el sol, y el horizonte", otra para el "coche", y otra más para el "persona", en este orden, durante el peinado.

La Figura 14 muestra la señal de enfoque grueso trazado contra el tiempo. La señal de enfoque grueso presenta un mínimo cuando la posición de enfoque se encuentra cerca de cada una de las 3 posiciones de enfoque en donde la cuenta de bordes estrechos atinge los picos. Sin embargo, en cada mínimo, la señal de enfoque grueso no está en el nivel de ancho de borde nítido, que es 2,0 en este ejemplo, debido a que los otros objetos que están fueran de foco presentan los anchos de borde más grandes.

La Figura 15 ilustra la señal de enfoque fino trazado contra la posición de enfoque en la vecindad de la posición de enfoque nítido para el "auto" en la escena de la Figura 12. La señal de enfoque fino alcanza esencialmente el ancho de borde nítido, que es 2 en este ejemplo, a pesar de la presencia de objetos difusos (el "persona" y "las montañas, el sol, y el horizonte"). Con referencia a la Figura 11 de nuevo, donde dos picos a los anchos de 4 y 5 son provocados por los dos grupos de objetos borrosos, esto puede entenderse de que el filtro de ancho 324 haber reducido los pesos o eliminado por completo las contribuciones de los anchos de borde a la derecha del limite superior 840.

Un sistema de control de enfoque puede utilizar la señal de enfoque grueso para buscar la posición de enfoque nítido más cercana en un modo de búsqueda. Se puede mover la posición de enfoque lejos de la posición de enfoque actual para determinar si la señal de enfoque grueso aumenta o disminuye. Por ejemplo, si aumenta la señal de enfoque grueso (disminuye) cuando la posición de enfoque se mueve hacia adentro (hacia el exterior) , hay una posición de enfoque nítido más lejos de la posición de enfoque actual. El procesador 112, 112', 112" entonces puede emitir una señal de orden de enfoque para mover la lente de enfoque 104 en la dirección hacia la posición de enfoque nítido adyacente .

Un sistema de control de enfoque puede utilizar la señal de enfoque fino para realizar un seguimiento de un objeto que ya está en un enfoque nítido para mantener la imagen que lo corresponde nítida (por lo tanto un "modo de seguimiento") a pesar de los cambios en la escena, el movimiento del objeto, o el movimiento del aparato de captura de imagen. Cuando un objeto está en un enfoque nítido, el nivel de la señal de enfoque fino es estable a pesar de dichos cambios. Por lo tanto, un cambio en la señal de enfoque fino sugiere un cambio en la distancia focal del objeto del aparato de captura de imagen. Por "captar" el sistema de control de enfoque a un determinado nivel de la señal de enfoque fino cerca del mínimo, por ejemplo entre 2,0 a 2,5 en este ejemplo, a 2,1 en particular, cualquier cambio en el nivel de la señal de enfoque fino inmediatamente informa al procesador 112, 112', 112" de un cambio en la distancia focal del objeto. El procesador 112, 112', 112" entonces puede determinar una dirección y hacer la lente de enfoque 104 pasar a llevar el nivel de señal de enfoque fino de nuevo al nivel "captado". Así, el aparato de captura de imagen 102, 103, 103', 103" es capaz de seguir un objeto en movimiento.

Un sistema de control de enfoque, por ejemplo, como se realiza en el algoritmo en el procesador 112, 112', 112", puede utilizar la cuenta de bordes estrechos para accionar un cambio a partir de un modo de búsqueda para un modo de seguimiento. En el modo de seguimiento, el sistema de control de enfoque utiliza la señal de enfoque fino para "capturar" el objeto. Antes de que la posición de enfoque está lo suficientemente cerca de la posición de enfoque nítido para el objeto, el sistema de control de enfoque puede utilizar la señal de enfoque grueso para identificar la dirección para mover la lente y regular la velocidad de su movimiento. Cuando un objeto está entrando en un enfoque nítido, la cuenta de bordes estrechos traza los picos de forma pronunciada. El procesador 112, 112', 112" puede cambiar en el modo de seguimiento y utilizar la señal de enfoque fino para el control de la posición de enfoque al detectar un fuerte aumento en la cuenta de bordes estrechos o un pico o ambas cosas. Un umbral, que puede ser diferente para cada posición de enfoque nítido diferente, puede ser asignado a cada grupo de objetos encontrado en una "búsqueda" de la posición de foco de un extremo al otro, y posteriormente, cuando la cuenta de bordes estrechos sobrepasa este umbral el correspondiente grupo de objetos se detecta. Para una escena estacionaria, por ejemplo, para tomar una imagen fija, una búsqueda de posición de foco de un extremo al otro puede devolver una lista de cuentas máximas, de las cual una cuenta máxima está para cada pico de la cuenta de bordes estrechos. Una lista de los umbrales puede ser generada a partir de la lista de cuentas máximas, por ejemplo mediante la adopción de 50% de las cuentas máximas.

La figura 16 ilustra un aparato de captura de imagen 102 que tiene una pantalla 114, un dispositivo de entrada 107 que comprende botones, y un marcador de selección 1920 que se destaca en la pantalla 114. Un usuario puede crear, dar forma a, y maniobrar el marcador de selección 1920 con el dispositivo de entrada 107. Aunque se muestra en este ejemplo que comprender botones, el dispositivo de entrada 107 puede comprender una pantalla táctil que superpone la pantalla 114 para detectar las posiciones de toques o trazos en la pantalla 114. Dispositivo de entrada 107 y el procesador 112, 112', 112" o un controlador dedicado separado (no se muestra) para el dispositivo de entrada 107 puede determinar la región de selección. Los parámetros para describir la región de selección pueden ser transmitidos al generador de señal de enfoque 120, 120', 120" por el bus 132 (o internamente dentro del procesador 112 en el caso en que el generador de señal de enfoque 120 es parte del procesador 112). En respuesta, el generador de señal de enfoque 120 puede limitar el cálculo de la señal de enfoque o la cuenta de bordes estrechos o ambos bordes a bordes dentro de la región de selección descrita por dichos parámetros o des-enfatizar los bordes fueros de la selección región. Hacerla puede des-enfatizar objetos no deseados de la señal de enfoque y, a continuación, incluso la señal de enfoque grueso exhibirá un mínimo único y un nivel mínimo dentro de 1,0 o menos del ancho de borde nítido.

Realizaciones alternativas La Figura 45 muestra una realización alternativa de un generador de señal de enfoque 120' . El Generador de señal de enfoque 120' emite estadísticas de bordes y anchos de borde. Entre las estadísticas de anchos de borde que el controlador 120' emite pueden ser uno o más de los siguientes: un histograma de anchos de borde que comprende cuentas de bordes a anchos de borde diferentes; un ancho de borde donde la cuenta de anchos de borde alcanza su máximo; un conjunto de coeficientes que representan una lengüeta función que se aproxima a la cuenta de borde a anchos de borde diferentes; y cualquier datos que puede representar una función del ancho de borde. La unidad de censo 240 puede recibir datos computados en una o más de las otras unidades con el generador de señal de enfoque 120' para calcular las estadísticas de anchos de borde. En general, el generador de señal de enfoque 120' puede emitir una señal que tiene una indicación de una distribución de anchos de borde.

Con referencia a la Figura 46, las estadísticas de anchos de borde así emitidas en las señales 134 a una realización alternativa del procesador 112' en una alternativo aparato de captura de imagen de enfoque automático 102' pueden ser utilizadas por el procesador 112' para calcular una señal de enfoque grueso y/o fino y una cuenta de. bordes estrechos de acuerdo con los mismos métodos discutidos arriba o lo equivalente a mismo. Además, cualquier datos computados en el generador de señal de enfoque 120' puede ser emitidos al procesador 112' como parte de las señales de salida 134. Por ejemplo, los intervalos de exclusión y cadenas, junto con las estadísticas de bordes, tal como las estadísticas de las características de borde utilizadas para calcular los intervalos de exclusión y las cadenas de acuerdo con los diagramas de flujo de la Figura 19 o la Figura 20, pueden ser enviadas al procesador 112'.

El procesador 112' puede generar internamente una señal de enfoque y/o una cuenta de bordes estrechos además de las funciones incluidas en el procesador 112 de la Figura 1.

La matriz de píxeles 108, el convertidor A/D 110, el interpolador de color 148, y el generador 120' pueden residir dentro un paquete 142, y juntas constituir un sensor de imagen 150', por separado del procesador 112*.

Otra realización más de un generador de señal de enfoque puede incluir adicionalmente una unidad de censo 240 al generador 102 de la Figura 1 y emitir una o más estadísticas calculadas de tal generador al procesador 112.

Matriz de pixeles auxiliar La Figura 47 muestra una realización alternativa de un sistema de recogida de imagen de enfoque automático 103. Además de los elementos incluidos en el sistema 102, el sistema 103 puede incluir un espejo parcial 2850, un espejo completo 2852, un filtro pasa bajo óptico 2840, una matriz de pixeles principal 2808, y un convertidor A/D principal 2810. El espejo parcial 2850 puede dividir el haz de luz entrante en un primer haz de división y un segundo haz de división de los cual uno se transmite y el otro se refleja. El primer haz de división además puede pasar a través del filtro pasa bajo óptico 2840 antes de llegar a la matriz de pixeles principal 2808, que detecta el primer haz de división y lo convierte en señales analógicas. El segundo haz de división puede ser reflejada por el espejo completo 2852 antes de llegar a la matriz de pixeles auxiliar 108", que corresponde a la matriz de pixeles 108 en el sistema 102 que se muestra en la Figura 1. La relación de la intensidad de la luz del primer haz al segundo haz puede ser 1-a-l o mayor. Por ejemplo, la relación puede ser 4-a-l.

La matriz de pixeles principal 2808 puede estar cubierta por una matriz de filtro de color de un patrón de mosaico en color, por ejemplo, el patrón de Bayer. El filtro pasa bajo óptico 2808 impide que el más pequeño punto de luz que se foca en la matriz de pixeles 2808 sea demasiado pequeño para causar aliasing. Cuando un filtro de color de un patrón de mosaico cubre la matriz de pixeles 2808, el aliasing puede engendrar artefactos de moaré de color después de una interpolación de color. Por ejemplo, el menor diámetro de un circulo que rodea el 84% de la potencia de la luz visible de un punto de luz sobre la matriz de pixeles principal 2808 ("el menor diámetro principal") se puede mantener más grande que uno más medio ancho de pixel pero menos de dos anchos de pixel mediante el filtro pasa bajo óptico. Por ejemplo, si la matriz de pixeles principal 2808 tiene un ancho de pixel de 4.5µ?t?, mientras que el diámetro más pequeño es 2. ?µp? sin filtro pasa bajo óptico, el filtro pasa bajo óptico 2840 se puede seleccionar para hacer que el punto de luz 6.7pm o mayor de diámetro.

La matriz de pixeles auxiliar 108" puede comprender una o más matrices de fotodetectores . Cada una de las matrices puede o no estar cubierta por una matriz de filtros de color de un patrón de mosaico de color. La(s) matriz (ees) en la matriz de pixeles auxiliar 108" proveen imagen (es) en señales analógicas que es convertidas en señales digitales 130 por un convertidor A/D 110. Las imágenes se envían al generador de señal de enfoque 120. Un interpolador de color 148 puede generar los colores que faltan para las imágenes generadas a partir de los pixeles cubiertos por los filtros de color. Si la matriz de pixeles auxiliar 108" comprende varias matrices de fotodetectores , cada matriz puede capturar una sub-imagen que corresponde a una porción de la imagen captada por la matriz de pixeles principal 2808. Las múltiples matrices pueden estar físicamente separadas por más de un centenar de anchos de pixel, y puede o no puede compartir un sustrato de semiconductor. Caso las matrices de pixeles dentro de la matriz de pixeles auxiliar 108" no comparten un sustrato de semiconductor, pueden ser albergados juntos en un paquete (no se muestra) .

El convertidor A/D principal 2810 convierte señales analógicas de la matriz de pixeles principal 2808 en señal de datos de imagen principal 2830 digital, que se envía al procesador 112, donde la imagen captada en la matriz de pixeles principal 2808 puede recibir el procesamiento de imágenes tal como la interpolación de color, la corrección de color, y la compresión o descompresión de imagen y finalmente ser almacenada en la tarjeta de memoria 116.

Una serie de fotodetectores en la matriz de pixeles auxiliar 108" puede tener un ancho de píxel ("ancho de píxel auxiliar") que es más pequeño que un ancho de píxel de la matriz de pixeles principal 2808 ("ancho de pixel principal"). El ancho de píxel auxiliar puede ser tan pequeño como la mitad del ancho de píxel principal. Si un píxel auxiliar está cubierto por un filtro de color y el ancho de píxel auxiliar es inferior a 1,3 veces el más pequeño punto de luz visible sin filtrado pasa bajo óptica, un segundo filtro pasa bajo óptico puede ser insertado en frente de la matriz auxiliar 108" para incrementar el diámetro más pequeño en la matriz de pixeles auxiliar 108" ("diámetro más pequeño auxiliar") a entre 1,3 y 2 veces pero todavía menor que el menor diámetro principal, preferiblemente 1,5. El moaré ligero en la imagen auxiliar no es un problema, porque la imagen auxiliar no se presenta al usuario como la imagen final capturada.

La Figura 50 ilustra cómo anchos de borde puede variar en torno de una posición de enfoque nítido para las imágenes principales de la matriz de pixeles principal 2808 (la curva continua) y las imágenes auxiliares de la matriz de pixeles auxiliar 108" (la curva de trazos). Las imágenes auxiliares dan cuestas más pendientes, aún cuando las imágenes principales llegar al ancho de borde nítido de 2 intentado. La imagen auxiliar se permite llegar debajo del ancho de borde nítido intentado, ya que el moaré debido al aliasing no es tan crítico en la imagen auxiliar, ya que no se presenta al usuario como una imagen final. Esto ayuda a afilar la cuesta por debajo y por encima del ancho de borde nítido. La cuesta más pendiente también es ayudada por el ancho de píxel auxiliar ser más pequeño que el ancho de píxel principal.

La región sombreada en la Figura 50 indica una buena región en la que se debe controlar la posición de enfoque para mantener la imagen principal en un enfoque nítido. Un cambio en la posición de enfoque hacia el exterior hará el ancho de borde aumentar en la imagen auxiliar, mientras que un cambio hacia el interior hará lo disminuir. Para mantener los anchos de borde de la imagen principal cerca del ancho de borde nítido, un sistema de control de realimentación lineal puede ser empleado para seleccionar como objetivo el medio valor de ancho de borde auxiliar dentro de la región sombreada y usar los anchos de borde generados a partir de las imágenes auxiliares como señal de realimentación.

La matriz de pixeles auxiliar 108", el convertidor A/D 110 y el generador de señal de enfoque 120 juntos pueden ser albergados en un paquete 142 y constituyen un sensor auxiliar 150. El sensor auxiliar 150 puede comprender además un interpolador de color 148.

La Figura 48 muestra una realización alternativa del aparato de recogida de imagen de enfoque automático 103' similar al aparato 103 excepto que el generador de señal de enfoque 120' reemplaza el generador de señal de enfoque 120. La matriz de pixeles auxiliar 108", el convertidor A/D 110 y el generador de señal de enfoque 120' juntos pueden ser albergados en un paquete 142 y constituyen un sensor auxiliar 150'. El sensor auxiliar 150 puede comprender además un interpolador de color 148.

La Figura 49 muestra una realización alternativa del aparato de recogida imagen de enfoque automático 103". El generador de señal de enfoque 120 y el procesador 112" pueden ser albergados en un paquete 144 como un controlador de cámara, por separado de la matriz de pixeles auxiliar 108". El procesador 112" es similar al procesador 112, excepto que el procesador 112" recibe imágenes de la matriz de pixeles principal 2808 tan como de la matriz de pixeles auxiliar 108". El procesador 112" puede llevar a cabo una interpolación de color, una corrección de color, una descompresión o compresión, y un almacenamiento en la tarjeta de memoria 116 para las imágenes recibidas de la señal 2830 similares a las transformaciones que el procesador 112 puede realizar en la señal 130 en la Figura 2. A diferencia de la Figura 2, aqui las imágenes recibidas en la señal 130 no necesitan recibir la compresión o descompresión y almacenamiento en la tarjeta de memoria 116. El procesador 112" puede llevar a cabo la interpolación de color en las imágenes recibidas de la señal 130 para los pixeles que están cubiertos por filtros de color en la matriz de pixeles auxiliar 108" y enviar las imágenes interpoladas por color al generador de señal de enfoque 120 en la señal 146.

El sistema de recogida de imagen de enfoque automático 102, 102', 103, 103', 103" puede incluir un medio de almacenamiento de programa de ordenador (no se muestra) que comprende las instrucciones que hace que el procesador 112, 112', 112", respectivamente, y/o el generador de señales de enfoque 120, 120' realize una o más de las funciones descritas en este documento. A modo de ejemplo, las instrucciones pueden causar el procesador 112 o el generador 120" realizar una corrección de inclinación para un ancho de borde de acuerdo con el diagrama de flujo de la Figura 7. Como otro ejemplo, las instrucciones pueden causar que el procesador 112' o el generador 120 realizar una filtración de anchos de borde de acuerdo con la descripción anterior para el filtro de ancho 209. Alternativamente, el procesador 112, 112' o el generador 120, 120' puede ser configurado para tener una combinación de firmware y hardware, o una realización de hardware sólo para una o más de las funciones contenidas en el mismo. Por ejemplo, en el generador 120, una corrección de inclinación se puede realizar en hardware sólo y un filtro de longitud 212 se realiza de acuerdo con instrucciones de un firmware.

Mientras que una tarjeta de memoria 116 se muestra como parte del sistema 102, cualquier medio de almacenamiento no-volátil puede ser utilizado en su lugar, por ejemplo, unidad de disco duro, en donde las imágenes almacenadas en el mismo son accesibles por el usuario y puede ser copiadas a una ubicación diferente fuera y lejos del sistema 102.

Uno o más parámetros para su uso en el sistema, por ejemplo, el ancho_de_borde_nítido puede ser almacenado en una memoria no-volátil en un dispositivo dentro del sistema. El dispositivo puede ser un dispositivo de memoria flash, el procesador, o el sensor de imagen, o el generador de señal de enfoque como un dispositivo separado de aquellos. Uno o más fórmulas para su uso en el sistema, por ejemplo para el cálculo del umbral de longitud concatenada, o para el cálculo de beta también pueden ser almacenados como parámetros o como instrucciones ejecutables por ordenador en una memoria no-volátil en una o más de dichos dispositivos.

Mientras que ciertas realizaciones ejemplares se han descrito y mostrado en los dibujos adjuntos, se ha de entenderse que tales realizaciones son meramente ilustrativas y no restrictivas de la invención amplia, y que esta invención no se limita a las construcciones y arreglos específicos que se muestran y describen, ya que otras varias modificaciones pueden ocurrir a aquellos de experiencia normal en la técnica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para generar una señal de enfoque a partir de una pluralidad de anchos de borde para indicar un grado de nitidez de imagen en una imagen, perteneciendo cada ancho de borde a uno entre una pluralidad de bordes de la imagen, que comprende: una etapa para rechazar o atenuar una contribución de un ancho de borde de un borde para la señal de enfoque si un perfil de gradiente asociado con el borde tiene un falta de simetría de reflexión de un lado para otro del borde que está excesiva.

2. El método de la Io reivindicación, caracterizado porque la falta de simetría de reflexión es excesiva cuando un parámetro indicativo de un grado de asimetría del perfil de gradiente de un lado para otro del borde tiene un valor que excede un umbral de asimetría o que está fuera de una región de tolerancia predeterminada.

3. El método de la Io o 2o reivindicación, caracterizado porque el perfil de gradiente es una secuencia de gradientes consecutivos todos positivos o todos negativos de un lado a otro de una pluralidad de pixeles dispuestos lado a lado en una primera dirección trazada contra una secuencia de números enteros consecutivos, teniendo un gradiente máximo dentro de la secuencia un valor máximo de gradiente, cuya magnitud es máxima entre las magnitudes de valor de gradiente de todos los gradientes dentro de la secuencia, y cada lado del gradiente máximo incluye al menos un gradiente.

4. El método de la reivindicación 3, caracterizado porque la falta de simetría de reflexión se determina comparando el perfil de gradiente entre los lados diferentes del gradiente máximo o de un pico interpolado del perfil de gradiente o de un primer punto medio entre un par de gradiente (s) y/o gradiente (s) interpolado ( s ) que están en lados opuestos del gradiente máximo o del pico interpolado y que comparten un primer nivel de gradiente.

5. El método de la 3o reivindicación, caracterizado porque la falta de simetría de reflexión se determina con respecto a un primer punto medio entre un par de gradiente (s) y/o gradiente (s) interpolado ( s ) que están en lados opuestos del gradiente máximo o del un pico interpolado del perfil de gradiente y que comparten un primer nivel de gradiente.

6. El método de la 5o reivindicación, caracterizado porque el primer nivel de gradiente es un valor de gradiente que se define como una primera fracción de un valor de gradiente del gradiente máximo o del pico interpolado .

7. El método de la 3o reivindicación, caracterizado porque comprende adicionalmente : una etapa para determinar una falta de simetría de reflexión en el perfil de gradiente a partir de uno o más de los siguientes: una distancia desde un gradiente máximo o un pico interpolado del perfil de gradiente hasta un primer punto medio entre un primer par de gradiente (s) interpolado ( s ) y/o el gradiente (s) a un primer nivel de gradiente de lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado; una distancia desde el primer punto medio a un segundo punto medio entre un segundo par de gradiente (s) interpolado ( s ) y/o gradiente (s) a un segundo nivel de gradiente en lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado, siendo los primer y segundo niveles de gradiente diferentes; un par de distancias, siendo cada distancia desde el gradiente máximo o el pico interpolado o el segundo punto medio hasta una diferente del primer par de gradiente (s) interpolado (s) y/o gradiente ( s ) ; un par de gradiente (s) y/o gradiente (s) interpolado ( s ) en lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado y a una primera distancia desde el pico interpolado o desde el segundo punto medio; un par de conteos de pixeles, siendo cada conteo para pixeles en un lado diferente entre los dos lados del pico interpolado o del gradiente máximo o del segundo punto medio, estando cada pixel asociado con un nivel de gradiente entre el primer nivel de gradiente y un máximo valor de gradiente del gradiente máximo inclusive, ; un par de áreas, siendo cada área un área de una región en un lado diferente entre los dos lados, bajo el perfil de gradiente y entre el primero y el segundo niveles de gradiente o entre el primero nivel y un tercero nivel de gradiente diferente de el primero y el segundo niveles de gradiente; un par de longitudes, estando cada longitud medida a lo largo del perfil de gradiente en un lado diferente entre los dos lados y entre el primero y el segundo niveles de gradiente; un par de primero o segundo derivados en lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado en cualquiera de niveles de gradiente iguales o distancias iguales desde el pico interpolado o el gradiente máximo o el segundo punto medio; y, un equivalente o una variación obvia o conocida o una aproximación de cualquiera de las anteriores.

8. El método de la 7o reivindicación, caracterizado porque los primero, segundo y tercero niveles de gradiente son valores diferentes de gradiente que se definen como una primera fracción, una segunda fracción y una tercera fracción respectivamente del valor máximo de gradiente o un valor de gradiente del pico interpolado.

9. El método de la 8o reivindicación, caracterizado porque las primera, segunda y tercera fracciones están dentro de un gama desde 10% hasta 90%.

10. El método de la 8o reivindicación, caracterizado porque las primera, segunda y tercera fracciones están dentro de un gama desde 20% hasta 80%.

11. El método de la reivindicación 8o, caracterizado porque la primera distancia es menor que la anchura del borde .

12. Método para detectar una falta de simetría de gradientes de un lado para el otro de un borde, que comprende : una etapa para determinar uno o más de los parámetros de medición siguientes: una distancia desde un gradiente máximo o un pico interpolado del perfil de gradiente hasta un primer punto medio entre un primer par de gradiente (s) interpolado ( s ) y/o el gradiente (s) a un primer nivel de gradiente de lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado; una distancia desde el primer punto medio a un segundo punto medio entre un segundo par de gradiente (s) interpolado (s) y/o gradiente (s) a un segundo nivel de gradiente en lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado, siendo los primer y segundo niveles de gradiente diferentes; un par de distancias, siendo cada distancia desde el gradiente máximo o el pico interpolado o el segundo punto medio hasta una diferente del primer par de gradiente (s) interpolado ( s ) y/o gradiente ( s ) ; un par de gradiente (s) y/o gradiente (s) interpolado ( s ) en lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado y a una primera distancia desde el pico interpolado o desde el segundo punto medio; un par de conteos de píxeles, siendo cada conteo para pixeles en un lado diferente entre los dos lados del pico interpolado o del gradiente máximo o del segundo punto medio, estando cada pixel asociado con un nivel de gradiente entre el primer nivel de gradiente y un máximo valor de gradiente del gradiente máximo inclusive, ; un par de áreas, siendo cada área un área de una región en un lado diferente entre los dos lados, bajo el perfil de gradiente y entre el primero y el segundo niveles de gradiente o entre el primero nivel y un tercero nivel de gradiente diferente de el primero y el segundo niveles de gradiente; un par de longitudes, estando cada longitud medida a lo largo del perfil de gradiente en un lado diferente entre los dos lados y entre el primero y el segundo niveles de gradiente; un par de primero o segundo derivados en lados opuestos del gradiente máximo o el pico interpolado en cualquiera de niveles de gradiente iguales o distancias iguales desde el pico interpolado o el gradiente máximo o el segundo punto medio; y, un equivalente o una variación obvia o conocida o una aproximación de cualquiera de las anteriores; y, una etapa para determinar una falta de simetría en la cual un parámetro que indica un grado de asimetría es una función de uno o más de los parámetros de medición y tiene un valor fuera de una región de tolerancia predeterminada.

13. El método de la 12° reivindicación, caracterizado porque el perfil de gradiente es una secuencia de gradientes consecutivos todos positivos o todos negativos de un lado para el otro una pluralidad de píxeles dispuestos lado a lado en una primera dirección trazada contra una secuencia de números enteros consecutivos, el gradiente máximo es un gradiente dentro de la secuencia que tiene el máximo valor de gradiente, cuya magnitud es máxima entre las magnitudes de los valores de gradiente de todos los gradientes dentro de la secuencia, y cada lado del gradiente máximo incluye al menos un gradiente.

14. El método de la 13° reivindicación, caracterizado porque el primero, el segundo y el tercero niveles de gradiente son diferentes valores de gradiente que se definen como una primera fracción, una segunda fracción y una tercera fracción, respectivamente, del máximo valor del gradiente o un valor de gradiente del pico interpolado.