Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Kontinuerlig autofokus för IR-kamera
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2008 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Continuous autofocus for IR-camera (English)
Abstract [sv]

Detta examensarbete har omfattat utveckling och implementering av en kontinuerlig

autofokus för en IR-kamera. En studie av olika tekniker för traditionella kameror har

genomförts, och därigenom har olika metoder vilka även passar för en IR-kamera

framkommit. En traditionell videokamera har också införskaffats och analyserats för att

försöka få ledtrådar till hur den kontinuerliga autofokusen fungerar i en sådan.

Två tekniker för kontinuerlig autofokus har utvecklats, en baserad på en ultraljudssensor och

en som kombinerar denna sensor med bildbehandlig. En kamera, FLIR P660, och

ultraljudssensorn, LV-MaxSonar-EZ1, anslöts till en PC varigenom kommunikationen

skedde. Ett användargränssnitt togs fram i Matlab, vilket gjorde det möjligt att styra

fokusmotorn i kameran och registrera avståndet från sensorn. All utveckling och styrning av

teknikerna skedde via Matlab.

Den första kontinuerliga autofokusen ställde fokuslinsen efter det avstånd som sensorn

rapporterade, då linspositionen som funktion av avståndet var känt. Detta visade sig dock inte

fungera särskilt bra då sensorn hade stora brister och hade problem att detektera objekt om

inte ljudsignalen föll in på objektet i en rät vinkel. Loben blev dessutom väldigt bred vilket

resulterade i att autofokusen kunde upptäcka och fokusera på objekt som låg precis utanför

bilden. Utöver detta var räckvidden begränsad vilket ledde till att autofokusen inte kunde

detektera objekt på längre avstånd. Den andra kontinuerliga autofokusen fungerade däremot

bättre. Detta byggde på att sensorn endast användes som ett komplement till bildbehandlig,

och gav en indikation om åt vilket håll fokus skulle kunna ligga. För att avgöra om systemet

var fokuserat eller ej användes ett fokusmått som idag används i kameran för enkel

autofokusering. Autofokusen visade sig kunna hitta korrekt fokus och kände av när det var

dags att omfokusera, men hade i många fall svårt att finna åt vilket håll fokus låg. I några fall

upplevdes autofokusen också som för känsligt för förändringar i bilden. I övrigt var det svårt

att kunna avgöra hur pass bra den kontinuerliga autofokusen skulle kunna prestera i kameran

då det nu led av en stor fördröjning i och med kommunikationen mellan kameran och Matlab.

Olika fokusmått analyserades för att se om det inbyggda verkligen var det optimala. Det

visade sig att fokusmåttet enligt Tenengrad presterade bättre med distinktare toppar och

tydligare trender över åt vilket håll fokus låg. För vidareutveckling av den kontinuerliga

autofokusen rekommenderades därför att byta fokusmått i kameran. Det rekommenderades

också att byta sensorn mot en mer robust avståndsmätare, alternativt att slopa det helt och

bara bygga autofokusen på bildbehandling.

Abstract [en]

This master’s Thesis included the development and implementation of a technique for

continuous autofocus in an IR-camera. A study of different techniques for traditional cameras

was carried out, in which way different techniques that also fitted an IR-camera came to light.

A traditional video camera was obtained and analyzed in order to get some clues to how the

continuous autofocus works in such a camera.

Two techniques for continuous autofocusing were developed, one based on an ultrasonic

rangefinder and one that combined the rangefinder with picture analysis. The camera, FLIR

P660, and the rangefinder, LV-MaxSonar-EZ1, was connected to a PC in through which the

communication took place. A user interface was designed in Matlab, which made it possible

to control the focus motor and register the distance reported from the rangefinder. All

development and control in this project was made through Matlab.

The first technique positioned the focus lens by the distance reported from the rangefinder.

This proved not to work very well since the rangefinder had some issues and problems in

detecting objects if the signal didn’t fall on the object in a right angle. The lobe was also too

wide which resulted in that the autofocus could register and focus on an object that was

located just outside of the picture. Beside this the range was limited which meant that the

autofocus couldn’t register and focus on an object at a greater distance. The other technique

however worked better. This technique was based on that the rangefinder was used

complementary to picture analysis, and gave an indication in which way focus could be

located. To determine if the system was in focus or not a focus value was used, a focus value

today used in the camera for single shot autofocus. It showed that this autofocus could locate

focus and knew when it was time to refocus, but in many cases it had difficulties in knowing

in which direction focus was located. In some cases the autofocus was thought of as to

sensitive to changes and to keen to initiate a refocus. It was also hard to decide how well the

autofocus would manage if implemented directly into the camera as it now suffered from a

delay due to the communication between the camera and Matlab.

Different focus values were analyzed in order to decide if the one used today really was the

best one. It showed that the focus value according to Tenengrad performed better with higher

accuracy and wider range. For further development it was there for recommended to change

focus value in the camera. It was also recommended to change the rangefinder to a more

accurate one, or discard it entirely in order to build the continuous autofocus on picture

analysis alone.

Place, publisher, year, edition, pages
2008.
Series
MMK 2008:53 MDA333
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100349OAI: oai:DiVA.org:kth-100349DiVA: diva2:543313
External cooperation
FLIR systems AB,Ove Gustafsson
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-07 Created: 2012-08-07 Last updated: 2012-08-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Markus Börjes(6959 kB)181 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6959 kBChecksum SHA-512
b35a1d4a5648bbe7f667584b96d22cd7fb95d41a9a6f195e615cc068ce6d331e165361ccb37664683087f1377c6a2f21c8abbd80592004437dc3f6ce1c69a7eb
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 181 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 101 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf