Brevet FR2642596A1 — publié le 19900803

i L'invention a pour objet un procédé de réglage du dispositif de focalisation d'un objectif d'une caméra de télévision ou similaire, avec laquelle on produit une succession d'images. Les dispositifs de focalisation automatique sont utilisés comme on le sait dans les caméras réflex. Etant donné que ces dispositifs fonctionnent indépendamment du contenu d'une image, ils sont insuffisants par exemple pour les caméras de télévision. L'invention a donc pour but de proposer un - procédé du type précité permettant de procéder à un réglage du dispositif de focalisation d'un objectif d'une caméra de télévision ou similaire, en fonction du contenu d'image d'une succession d'images. Ce but est atteint suivant l'invention par les étapes de procédé suivantes: a, les images produites par la caméra de télévision sont divisées chacune en au moins deux champs partiels, b, les champs partiels de chaque image qui contiennent la plupart et les plus forts des éléments de contact sont définis comme champs d'attention, c, sur les champs d'attention définis pour chaque image, on mène des opérations de contours avec des largeurs de base différentes, dont les résultats sont représentés sous la forme d'histogrammes en fonction des largeurs de base, d, on détermine le maximum de chaque histogramme, e, si on a le maximum d'un histogramme pour de grandes largeurs de base, on enclenche le dispositif de - focalisation pour régler la netteté de l'objectif, ce qui a pour conséquence que les maximums des histo- grammes passent d'une image A l'autre, - f, si un maximum se déplace en direction de grandes largeurs de base pour une image suivante, on change le sens de déplacement du dispositif de focalisation, g, les maximums des histogrammes pour lesquels on a procédé à un changement de sens, sont marqués comme des points de retour, ce qui a pour conséquence que le point de netteté maximale se situe entre deux points de retour, et h, si entre deux points de retour un maximum se situe sur "zéro" ou sur "un", ce réglage du dispositif de focalisation est défini comme réglage de netteté maximale de l'objectif. Du fait de ses étapes de traitement de l'image et de sa sensibilité à l'égard des variations d'éclairage, ce procédé a pour avantage de pouvoir être appliqué notamment pour les capteurs utilisés dans des dispositifs de poursuite d'objectifs. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit d'un procédé qui commande le dispositif de focalisation et le diaphragme de l'objectif d'une caméra de télévision. Par un traitement grossier de l'image, on localise l'emplace- ment des plus grands contours, puis on focalise avec différents détecteurs de contours. Le diaphragme est réglé sur des histogrammes de valeurs de gris et de valeurs moyennes, une correction des valeurs de gris étant effectuée pendant le déplacement du diaphragme. On procède en outre à une correction éventuelle de la gradation, en particulier lorsque le volume des données de la caméra avec conversion analogique-numérique est différent du volume des données du système à traiter (nombre de bits). Dans la description suivante du procédé, on prend pour exemple une dimension d'image originale de 512 x 512 pixels. On peut imaginer que l'image est une matrice, chaque pixel pouvant être représenté comme un élément g(i,j) (avec O de base différentes, dont les résultats sont repré- sentés sous la forme d'histogrammes en fonction des largeurs de base, d, on détermine le maximum de chaque histogramme, e, si on a le maximum d'un histogramme pour de grandes largeurs de base, on enclenche le dispositif de focalisation pour régler la netteté de l'objectif, ce qui a pour conséquence que les maximums des histo- grammes passent d'une image à l'autre, f, si un maximum se déplace en direction de grandes largeurs de base pour une image suivante, on change le sens de déplacement du dispositif de focalisation, g, les-maximums des histogrammes pour lesquels on a procédé à un changement de sens, sont marqués comme des points de retour, ce qui a pour conséquence que le point de netteté maximale se situe entre deux points de retour, et h, si entre deux points de retour un maximum se situe sur "zéro" ou sur "un", ce réglage du dispositif de focalisation est défini comme réglage de netteté maximale de l'objectif. Comme champ d'attention pour chaque image, on peut choisir le champ entourant le centre de l'image ou une fenêtre placée pour chaque image. La fenêtre peut être placée par un opérateur ou par un dispositif de poursuite d'objectif. On peut obtenir une recherche automatique d'un champ d'attention d'une image, en ce que a, on divise cette image en au moins deux champs, par exemple en huit champs de 128 x 64 pixels chacun de l'image originale. Pour chaque champ on obtient alors quatre champs réduits de 64 x 32, 32 x 16, 16 x 8 et 8 x 4 pixels, b, on place simultanément différentes trames sur l'ensem- ble de l'image, c, on procède à une intégration sur les champs de trame, de manière à obtenir différents champs réduits se différenciant par un nombre de pixels différent, d, on applique un opérateur à maximum 4 sur les champs réduits, pour déterminer le maximum correspondant, e, on porte dans les histogrammes les résultats calculés par l'opérateur à maximum 4 par champ et par champ réduit, de sorte que l'on obtient plusieurs histo- grammes de contours avec une résolution différente par champ, f, on calcule dans chaque histogramme le nombre maximum d'éléments de contours par champ, a partir duquel on calcule le maximum de ces maxima, en ce que la posi- tion de ces maxima rapportée à la grandeur des champs de trame, renseigne sur la grandeur des objets et la netteté de l'image en cet endroit, et en ce que g, on définit comme champ d'attention le champ pour lequel la valeur de contour faisant partie du maximum du nombre est la plus élevée. L'opérateur à maximum 4 se sert de points de référence d'un champ, on calcule une différence de valeur de gris verticale et une différence de valeur de gris horizontale entre un point voisin du point de référence supérieur et du point de référence inférieur, ainsi qu'entre un point situé A proximité du point de réfé- rence, à gauche de celui-ci et un point situé à proximité du point de référence à droite de celui-ci, et on porte le maximum de deux différences de valeur de gris sous forme d'un résultat calculé, dans un histogramme. Pour éliminer des nettetés insuffisantes, on règle le diaphragme de la caméra pour plusieurs images sur des histogrammes de valeur de gris et de valeur moyenne de gris, de manière à former pour chaque image un histogramme des valeurs de gris du champ d'attention, la valeur moyenne et la commande étant calculées simulta- nément pour les valeurs de gris du champ d'attention, de manière que l'on calcule pour chaque valeur moyenne la distance correspondante à partir du milieu de l'échelle du diaphragme, ce qui a pour conséquence que le dia- phragme est ouvert lorsqu'une valeur moyenne se trouve au-dessus du milieu de l'échelle, et que le diaphragme est fermé lorsqu'une valeur moyenne se trouve au-dessous du milieu de l'échelle, et de manière que les modifica- tions de déplacement du diaphragme soient considérées comme des points de retour entre lesquels le diaphragme est réglé selon un comportement semblable à un phénomène transitoire. On peut procéder à une correction des valeurs de gris pendant le déplacement du diaphragme, ainsi qu'en supplément à une correction de la gradation, en particu- lier lorsque le volume des données de la caméra avec conversion analogique/numérique est différent du volume de données du système à traiter. On peut faire varier la gradation de manière que les différences sur les bords soient de plus en plus petites, la position de la valeur moyenne servant de point de départ (fonction de transmis- sion en S). En modifiant le diaphragme, on modifie: 1. la valeur moyenne 2. la distribution de l'histogramme (les extrémités sont occupées, ou non occupées), en outre la forme de l'histogramme varie. 3. La dispersion (à cause de la variation du réglage de la caméra, le bruit varie). 4. Le contraste (différences entre les valeurs de gris, les épaisseurs des contours) parce que la gradation varie. 2.1. Réglage optimal du diaphragme: 1. La valeur moyenne se situe au milieu de l'échelle des valeurs de gris. 2. L'histogramme est "symétrique" c'est-à-dire lorsque des points situés sur le bord ne sont pas occupés, on a exactement autant de valeurs non occupées pour les valeurs élevées que pour les valeurs basses. 3. La dispersion est aussi faible que possible. 4. Le contraste est aussi grand que possible. 2.2. Diaphragme trop grand: 1. La valeur moyenne se situe au-dessus du milieu de l'échelle des valeurs de gris. 2. L'histogramme est "asymétrique" c'est-à-dire que les valeurs se situent essentiellement dans la partie supérieure de l'histogramme, les valeurs inférieures ne sont guère occupées. 3. La dispersion est difficilement prévisible. 4. Le contraste est faible. 2.3. Diaphragme trop petit: 1. La valeur moyenne se situe au-dessous du milieu de l'échelle des valeurs de gris. 2. L'histogramme est "asymétrique", c'est-t-dire que les valeurs se situent essentiellement dans la partie inférieure de l'histogramme; les valeurs supérieures ne sont guère occupées. 3. La dispersion est difficilement prévisible. 4. Le contraste est faible. REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage du dispositif de focali- sation d'un objectif d'une caméra de télévision ou similaire, avec laquelle on produit une succession d'images, caractérisé par les étapes de procédé suivan- tes: a, les images produites par la caméra de télévision sont divisées chacune en au moins deux champs partiels, b, les champs partiels de chaque image qui contiennent la plupart et les plus forts des éléments de contact sont définis comme champs d'attention, c, sur les champs d'attention définis pour chaque image, on mène des opérations de contours avec des largeurs de base différentes, dont les résultats sont représen- tés sous la forme d'histogrammes en fonction des largeurs de base, d, on détermine le maximum de chaque histogramme, e, si on a le maximum d'un histogramme pour de grandes largeurs de base, on enclenche le dispositif de focalisation pour régler la netteté de l'objectif, ce qui a pour conséquence que les maximums des histo- grammes passent d'une image A l'autre, f, si un maximum se déplace en direction de grandes largeurs de base pour une image suivante, on change le sens de déplacement du dispositif de focalisation, g, les maximums des histogrammes pour lesquels on a procédé à un changement de sens, sont marqués comme des points de retour, ce qui a pour conséquence que le point de netteté maximale se situe entre deux points de retour, et h, si entre deux points de retour un maximum se situe sur "zéro" ou sur "un", ce réglage du dispositif de focalisation est défini comme réglage de netteté maximale de l'objectif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme cas d'attention pour chaque image, un champ entourant le centre de l'image. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme champ d'attention pour chaque image, une fenêtre placée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fenêtre est placée par un opérateur. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fenêtre est placée par un dispositif de poursuite d'objectif. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par une recherche automatique du champ d'attention. 7. Procédé selon la revendication 1 ou 6, carac- térisé en ce que pour déterminer le champ d'attention d'une image a, on divise cette image en au moins deux champs, b, on place simultanément sur l'ensemble de l'image différentes trames, c, on procède à une intégration sur les champs de trame, de manière à obtenir différents champs réduits se différenciant par un nombre de pixels différent, d, on applique un opérateur à maximum 4 sur les champs réduits, pour déterminer le maximum correspondant, e, les résultats calculés par l'opérateur à maximum 4 par champ et par champ réduit, sont portés dans les histogrammes, de sorte que pour chaque champ on obtient plusieurs histogrammes de contours avec une résolution différente, f, on calcule dans chaque histogramme le nombre maximum d'éléments de contours par champ, à partir duquel on calcule le maximum de ces maximums, en ce que la position de ce maximum rapportée à la grandeur des champs de trame, renseigne sur la grandeur des objets et sur la netteté de l'image en cet endroit, et g, on définit comme champ d'attention le champ pour lequel la valeur de contour faisant partie du maximum 35. du nombre, est la plus élevée. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'opérateur à maximum 4 se sert de points de référence d'un champ, en ce qu'on calcule une différence de valeur de gris verticale et une différence de valeur de gris horizontale entre un point voisin du point de référence supérieur et du point de référence-inférieur, ainsi qu'entre un point situé à proximité du point de référence, à gauche de celui-ci et un point situé à proximité du point de référence à droite de celui-ci, et en ce qu'on porte le maximum de deux différences de valeur de gris sous forme d'un résultat calculé, dans un histogramme. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que pour éliminer des nettetés insuffi- santes, on règle le diaphragme de la caméra pour plu- sieurs images sur des histogrammes de valeur de gris et de valeur moyenne de gris, de manière à former pour chaque image un histogramme des valeurs de gris du champ d'attention,la valeur moyenne et la commande étant calculées simultanément pour les valeurs de gris du champ d'attention, de manière que l'on calcule pour chaque valeur moyenne la distance correspondante à partir du milieu de l'échelle du diaphragme, ce qui a pour consé- quence que le diaphragme est ouvert lorsqu'une valeur moyenne se trouve au-dessus du milieu de l'échelle, et que le diaphragme est fermé lorsqu'une valeur moyenne se trouve au-dessous du milieu de l'échelle, et de manière que les modifications de déplacement du diaphragme soient considérées comme des points de retour entre lesquels le diaphragme est réglé selon un comportement semblable à un phénomène transitoire. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on procède à une correction des valeurs de gris pendant le déplacement du diaphragme. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on procède en plus A une correction de la gradation, en particulier lorsque le volume des données de la caméra avec conversion analogique/numérique est différent du volume des données du système à traiter. 12. Procédé selon la revendication 11, caracté- risé er. ce que la gradation est modifiée de telle sorte que les différences sur les bords soient de plus en plus petites, la position de la valeur moyenne servant de point de départ (fonction de transmission en forme de S).