SE518836C2 - Anordning och förfarande för ett infrarött bildanalyserande autofokus - Google Patents

Description

o - v ø av . n .513 836 2 uppnå tillräcklig upplösning av det betraktade objektet. Behandlingskapacitet i så- dana objektiv är begränsad på grund av den extra kostnaden som är förbunden med högre behandlingskapacitet och kostnaden kommer slutligen att läggas på slutkon- sumenten. Fram till idag har inga lyckosamma lösningar föreslagits på detta pro- blem.

Tidigare har ett fokuseringsfönster valts som ett centralt område i bilddetekterings- området. Detta centrala område är i praktiken beläget vinkelrätt mot den optiska axeln. Således var detta det traditionella tillvägagångssättet och det används fort- farande av de flesta av de tidigare kända aktiva autofokuseringssystemen. Emellertid utnyttjas genom detta förfarande endast en minimal del av den detekterade bildens verkliga yta och önskvärt vore att använda en större eller åtminstone den mest lämp- liga ytan av den detekterade bilden som fokusfönster.

Syfte med uppfinningen Ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en automatisk fokuseringsanordning för infraröda optiska anordningar och ett förfarande som möjliggör automatisk foku- sering på betraktade objekt.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en automatisk fokuserings- anordning för en infraröd optisk anordning som tar hänsyn till uppvärmningen av elementen i det optiska systemet.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en infraröd optisk anord- ning där bilden kontinuerligt är välfokuserad medan en godtycklig process över- vakas.

Andra syften med uppfinningen är att tillhandahålla förfaranden för att analysera det mest givande området i den detekterade bilden, att introducera en kraftfull och ef- o o - v nu n o | « u c nu u u o o av f u 5188356 3 fektiv sökoperation för användning i automatiska fokuseringssystem och att beskriva en användbar operativ fokuseringsfimktion i automatiska fokuseringsanordningar.

Sammanfattning av uppfinningen En lösning på de ovan nämnda problemen presenteras härmed i enlighet med den föreliggande uppfinningen. Uppfinningen är en bildanalyserande autofokusanord- ning för en infraröd optisk anordning. Den innefattar styrbara optiska konvergens- organ, företrädesvis ett linsarrangemang, bilddetekteringsorgan på vilka de optiska konvergensorganen projicerar en bild av ett objekt, behandlingsorgan för behandling av signaler från det bilddetekterande organet, för att tillhandahålla styrsignaler för att styra de optiska konvergensorganen att fokusera bilden av objektet på bilddetek- teringsorganet.

Uppfinningen kännetecknas av sökoperationsorgan i behandlingsorganet som analy- serar bilden på bilddetekteringsorganet för att hitta åtminstone en bildruta, vilken är del av bilden, för vilken fokusering skall utföras i enlighet med vissa bestämda för- utsättningar. Ett fokuseringsfurrktionsorgan, företrädesvis i behandlingsorganet, till- handahåller en fokusering på det åtminstone ena bildfönstret, baserad på tillhanda- hållande av så tydliga skillnader mellan enskilda detekteringslägen (piiclar) inom bildfönstret som möjligt under utnyttjande av en iterativ process.

Med hjälp av uppfinningen är det möjligt att välja ett omrâde av bilddetekterings- organet, som är skilt fiån det centrala området, att fokusera på. Att analysera ett sådant område skulle möjliggöra att ett val utförs av de mest intressanta och infor- mativa delarna av bilden. Ett medvetet val som gjorts på detta beskrivna sätt, skulle kunna göra en fokuseringsprocedur möjlig på det mest givande området i det detek- terade bildområdet, och således förbättra fokuseringsprestanda hos anordningen och förbättra kvaliteten hos den fokuserade bilden. u o v I e. o . . . . .u z 518 836 Kort beskrivning av ritningarna Den föreliggande uppfinningen kommer nu att diskuteras mera i detalj med hänvis- ning till föredragna utfóringsformer av den föreliggande uppfinningen, vilka ges endast som exempel och illustreras i de därtill hörande ritningama, varvid: Fig. 1 avbildar en infraröd optisk anordning med en automatisk fokusering i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Fig. 2 visar delar av fig. 1 mer i detalj i en första uttöringsform med en möjlighet att välja ett lämpligt fokuseringsiönster.

Fig. 3 avbildar en andra uttöringsform av systemet fiån fig. 2, vilken är komplette- rad med radiometrisk instrumentering för termisk kalibrering.

Fig. 4a illustrerar en tredje utforingsfonn, vilken utnyttjar en rörelsedetektoranord- ning för att välja ett lämpligt fokuseringsíönster.

F ig. 4b illustrerar schematiskt en utföringsform for inspektering av elektriska led- ningar under utnyttjande av en mobil bildanalyserande fokuseringsanordning enligt uppfinningen.

Fig. 4c visar schematiskt funktion hos en roterbar panoramaväxlingsutrustning (pan- tilt equipment) som utnyttjar en fokuseringsanordning enligt uppfinningen.

F ig. 5 visar ett diagram för lågpassfiltrering med den normaliserade filtreringen mot den spatiala frekvensen.

F ig. 6 avbildar en högpassfiltrering under användning av samma benämning av axlarna som i fig. 5. o u a s en u »En n 518.836' Fig. 7 illustrerar bandpassfiltrering i enlighet med fig. 5 och 6 ovan.

Fig. 8 visar en teknik for konstant filtrering i enlighet med de ovan närrmda tre fig. 5 till 7.

Fig. 9 illustrerar ett blockschema av proceduren för fokusering under utnyttjande av både de lägre spatiala frekvenserna och de högre spatiala frekvensema.

Fig. 10 visar ett schematiskt blockschema som beskriver uppskattningen av ett av- stånd till ett objekt, på vilket fokuseras.

F ig. 11 illustrerar ett blockschema av proceduren för att korrelera betraktade objekt med fördefinierade objekt.

Fig. 12 visar ett blockschema av beräkningen av ett möjligt linslägesområde, i vilket fokusläget måste ligga.

Detaljerad beskrivning och funktion av utföringsformerna Med hänvisning till fig. 1 innefattar en infraröd optisk anordning 10 ett antal be- ståndsdelar. Optiken representeras av ett fokuserande optiskt konvergensarrange- mang 20, vilket är rörligt som en integrerad enhet eller innefattar åtminstone en rör- lig optisk del. Det optiska konvergensarrangemanget 20 innefattar företrädesvis en lins eller ett linssystem. Det är dock även möjligt att ha reflekterande komponenter i stället för linser, som ett Cassegrain- eller Schrnidt-arrangemang. Det fokuserande optiska konvergensarrangemanget 20 som helhet, eller dess rörliga del eller delar, är förflyttningsbart längs den optiska axeln (z-rikming i fig. 1) och betraktade objekt projiceras på ett bilddetekterande och -skapande organ 30 med hjälp av det optiska konvergensarrangemanget 20. Bilddetekteringsorganet 30 skulle företrädesvis kunna vara en fokalplansmatris, FPA (focal plane array), som avbildas i fig. 1, men andra slag av bilddetekterande arrangemang är också möjliga. Således gäller att även om s a A @ s» -518 836 6 en detektorarray 30 i denna utföringsfonn illustreras såsom det bildskapande organet, är det möjligt att använda exempelvis ett avsökande detektorarrangemang i stället för ett "stirrande" detektorarrangemang (staring detector arrangement) som beskrivs.

Bildsignaler skapas genom detektorelement i detektorarrayen 30, vars bildsignaler levereras från en detektorutgång 32 till en ingång 42 hos en behandlingsenhet 40, företrädesvis en central behandlingsenhet, CPU (central processing unit), en mikro- dator eller programmerbar hårdvara. Denna enhet 40 innefattar två nödvändiga en- heter, en sammanställande enhet 140 (compiling unit), vilken ansvarar för styrning av systemet för att utföra sökoperationen med hjälp av en sökoperation, och en ana- lysenhet 150, vars ansvar är bildanalys genom iterativa numeriska och/eller liknande förfaranden och en fokusmätfuiiktion, FMF. Efter att det särskilda området inom vilket fokuseringen skall genomföras har hittats, genom utnyttjande av åtgärdema som nedan beskrivs ytterligare, delas sökningen upp i åtminstone två efter varandra följande steg, ett grovt men snabbt fokuseringssteg som utnyttjar en FMF som base- ras på låga spatiala frekvenser i bilden, följt av ett efterföljande långsammare men mer noggrant precisionssteg som utnyttjar en F MF som baseras på höga spatiala fiekvenser i bilden. Det bör noteras att denna sökning är avsedd att göras automa- tiskt. Ett lämpligt sätt att göra detta är att genomföra det grova fokuseringssteget under utnyttjande av s.k. "uppåtklättrande" teknik (hill-climbing), vilket betyder att itereringen skall fortsätta i samma itereringsriktning så länge FMF ökar. Därefter an- vänds "kurvanpassningsförfaranden" (curve-fitting) för precisionsfokuseringssteget, vilket innebär anpassning av en matematisk funktion, såsom ett andra gradens poly- nom, en Gaussisk funktion eller liknande, och beräkning av ekvationens maxvärde och baserat på denna information härledning av det motsvarande fokuseringsläget hos den rörliga delen eller delarna i det optiska systemet.

Ett ytterligare klargörande och en mer detaljerad beskrivning av fiinktionen för enhetema 140 och 150 följer i kommande stycken. Således sker signalbehandlingen n « x n s: o a; man 518.856 7 och bildanalysen hos systemet i behandlingsenheten 40, och här sker likaså styr- ningen av systemfunktionen.

Operativa kommandon vidarebefordras från en utgång 44 hos behandlingsenheten 40 till ingången 52 hos ett rörligt organ 50 för det optiska konvergensarrangemanget som helhet eller dess rörliga del eller delar, företrädesvis en elektrisk motor som medger tillräcklig upplösning eller en annan liknande elektrisk anordning med låg energiförbrukning. Det rörliga organet 50 står i förbindelse med det fokuserande optiska konvergensarrangemanget 20 och styr arrangemanget 20 i enlighet med dess mottagna operativa kommandon från behandlingsenheten 40. Dessa operativa kom- mandon styrs i sin tur av den ovan nämnda sökoperationen hos en sammanställande enhet 140 (compiling unit), vilken utgör en operativ bas för behandlingsenheten 40 att styra anordningen 10.

Val av fokuseringsfönster I ett systen av det ovan beskrivna slaget initieras fokuseringsproceduren genom be- stämning av ett betraktningsområde i bilden, i vilket bilden skall analyseras grund- ligt. Detta betraktningsområde benämns fokuseringsfönster. Valet av fokuserings- fönster kan göras på åtskilliga sätt och baseras på olika behov hos användaren men också på tekniska begränsningar. Ett antal förfaranden kommer i det följ ande att presenteras för val av ett fokuseringsfönster och ett flertal kriterier beträffande bil- den, vilka samtliga skulle kunna beaktas vid bestämning av ett användbart fokuse- ringsfönster inom det bildskapande organet 30 att utföra proceduren för fokuserings- analys på. Detta fokuseringsfönster kommer i normala fall att motsvara ett område i bilden hos det bildskapande organet 30, företrädesvis ett flertal detektorelement (pixlar) i en detektorarray.

Genom att använda fokuseringskärmetecken i enlighet med den föreliggande uppfin- ningen är det möjligt att medvetet välja ett särskilt fokuseringsfönster som är skilt från det mest centralt belägna. Detta val baseras på parametrar som hänför sig till | r r = s: n n 51.8 856 8 bildkvaliteten och till prestanda för automatisk fokusering. Ett sådant medvetet val av fokuseringsfönster är fördelaktigt med tanke på förbättringar av bildbehandlingen och -analysen, vilken också kan göras snabbare. Utnyttjande av fokuseringsförfaran- dena som beskrivs i denna patentansökan minimerar risken för tvetydig bildanalys med åtskilliga optiska inställningar som verkar likartat fokuserade. Dessa förfaran- den ger också en möjlighet att hitta tillräcklig kontrast inom bilden, fastän svag kontrast frarnträder i den mest centrala delen av det bildskapande organet 30, d.v.s. vanligtvis detektorarrayen.

Ett annat användbart sätt att välja en del av bilden, d.v.s. analysera åtminstone ett av elementen (pixlar) i detektorarrayen, vilken del kan vara den mest värdefulla för en viss industriell tillämpning, är att utnyttja termiska skillnader inom bilden, d.v.s. skillnader mellan detektorelement i detektorarrayen 30. Om den optiska infraröda automatiska fokuseringsanordningen är kopplad till och kombineras med en radio- metrisk sensorinstmmentering, t.ex. 100, 110 och 120 som beskrivs närmare nedan, kan denna utveckling vara fördelaktig och utgöra ett viktigt angreppssätt vid ett opti- malt val av fokuseringsfönster.

Ett val som det ovan nämnda, baserat på termiska egenskaper kan vara ytterst an- vändbart och åtskilliga altemativa utföringsforrner är tänkbara, vilka alla bygger på samma principiella instrumentering.

Det bör också noteras att fler än ett fönster kan väljas och åtskilliga samtidiga sök- ningar av fokuseringsfönster kan fortgå parallellt, under förutsättning att behand- lingskapaciteten i det optiska systemet tillåter detta parallella fimktionssätt. I ett sådant fall, beräknas samtidigt mer än en uppskattning av optimalt läge för det optiska konvergensorganet. Analysenheten 150 förses sedan med förutbestämbara uppskattningar för att kunna järnföra förutsättningarna och besluta vilket fönster som skall väljas bland de analyserade.

Q . s a se : n . u .u o o u n oo n 518 836 9 I en första utföringsfonn, som visas i fig. 2, utförs fokuseringen genom bildanalys av en enstaka pixel (benänmd fokuseringsfönster i fig. 2) inom detektorarrayen 30.

Den särskilda pixeln som skall bildanalyseras och således fokuseras på, söks bland alla pixlar i detektorarrayen 30 och väljs på grund av sina termiska egenskaper.

Pixeln särskiljs från alla andra pixlar i detektorarrayen på grund av dess extrem- värde i temperatur. Pixeln som utsätts för fokusering kan antingen vara den kallaste eller den varmaste. Ett sådant tillvägagångssätt kräver en dubbelriktad radiometer- förbindelse 111 som står i förbindelse med varje pixel i detektorarrayen 30 och med en ingång 102 hos en radiometrisk instrumentering 100, från vars utgång 104 bild- signaler med radiometriska data befordras till ingången 42 hos behandlingsenheten 40. Sammanställning, behandling och analys av mottagen data utförs inom behand- lingsenheten 40, först med en grov behandling som utnyttjar en lågpassfiltrering, och resultatet av denna analys leder till att en pixel väljs, för vilken en högpass- filtrering eller bandpassfiltrering utförs för precisionsfokusering. Denna utförings- form jämför temperaturer hos olika pixlar relativt varandra och därför behövs ingen radiometrisk instrumentering för kalibrering. Itereringen genomförs sedan som ope- rativa kommandon till ingången 52 hos det rörliga organet 50, baserat på tillhanda- hållande av den åtminstone bästa anpassningen till fokuseringsfimktionen som beskrivs nedan, för att tillhandahålla så tydliga skillnader som möjligt mellan den valda pixeln och åtminstone en av dess intilliggande pixlar.

I en andra utföringsform med hänvisning till fig. 3, fokuserar anordningen på ett visst förutbestämt temperaturvärde, exempelvis 37°C eller på temperaturvärden i ett närliggande temperaturintervall eller altemativt fokuserar den på ett annat tempera- turvärde, som ligger närmast ett fast och förutbestämt temperaturvärde. En absolut bestämning av ett temperaturvärde i enlighet med denna utföringsfonn erfordrar radiometrisk kalibrering av instrumenteringen. Detta åstadkoms genom en radio- metrisk kalibreringsanordning 110, möjligtvis i kombination med en temperatur- bestämmande anordning, såsom en termometer 120. En utgång 104 från den radio- metriska instrumenteringen 100 är förbunden med en ingång 112 till den radiomet- riska kalibreringsanordningen 110. En annan ingång 114 till denna anordning 110 är oooo .o . s u o nu -518- 836' förbunden med en termometeringång 122. Data från den radiometziska kalibrerings- anordningen 110 skickas från en utgång 116 till behandlingsenhetens 40 ingång 42, vilken behandlingsenhet 40 härleder en särskild pixel i bilden, eller en särskild subarray av pixlar, och sedan fimgerar på liknande sätt som i den första utförings- formen.

Funktion enligt den andra utföringsfonnen skulle vara ett lämpligt och effektivt för- farande att utnyttja när detektering av människor är önskvärd, exempelvis under räddningsaktioner eller i olika övervakningsändarnål. Särskilt i kombination med någon typ av avsökande utrustning skulle stora arealer efiektivt kunna avsökas och övervakas från ovan med hjälp av ett minimum av personal.

I en alternativ andra utföringsforrn, också med hänvisning till fig. 3, väljs fokuse- ringsfönstret på grundval av förutbestämda tröskelvärden för temperatur. Dessa temperaturvärden kan vara manuellt eller automatiskt inmatade parametrar i behand- lirrgsenheten 40. Ett fimktionsexempel av en tillämpning av denna alternativa utfö- ringsfonn skulle kunna vara i samband med terrniska industriella processer. Detta resulterar ofia i ett subomrâde av pixlar i bilden. Behandlingsenheten 40 gör sedan en iterering för att härleda läget för det rörliga organet 50 som ger den bästa anpass- ningen till fokuseringsfimktionen inom subområdet.

I vissa av dessa termiska industriella processer, kan det vara av stor vikt att en be- stämd temperatur inte överskrids och i andra terrniska processer får inte temperatu- ren understiga ett lägsta värde. Om någon av dessa begränsningar ändå överskrids på något sätt, kan företrädesvis ett fokuseringsfönster väljas i det område i den betraktade bilden, där den oönskade temperaturen uppstår. Sedan kan en klar och fokuserad bild alstras och därefter kontrolleras av övervakningspersonal, som vidtar de nödvändiga åtgärdema.

En annan altemativ andra utföringsform medger att behandlingsenheten 40, vid sidan av sin fokuserande fimktion, också kan göra en jämförelse av vissa initiala n . ø q no o -518- 856 ll processbilder med aktuella processbilder för att övervaka huruvida temperaturskill- nader överstiger förutbestämda värden eller inte. Om sådana temperaturskillnader överskrids, kan en alarmsignal skickas till övervalcningsperitsonal, vilka kan vidta de nödvändiga åtgärdema för att klara av den uppstådda situationen.

En tredje utföringsfonn i enlighet med uppfinningen som visas i fig. 4a skulle kunna vara ett operativt tillstånd för igenkänning av rörliga objekt i realtid inom den be- traktade bilden och en motsvarande fokuseringsprocedur på åtminstone ett detektor- element, företrädesvis intill varandra liggande pixlar i detektorarrayen 30, där rörel- se detekteras. Den tredje utföringsformen kräver därför tillägg av en rörelsedetektor- anordning 130 med en ingång 132 och en utgång 134 som är kopplade till detekte- ringsorganet 30 respektive behandlingsenheten 40. Behandlingsenheten 40 härleder en särskild pixel i den rörliga delen av avbildningen på bilden och följer denna pixel från bild till bild och gör en iterering mot det bästa fokuseringsläget, genom att jäm- föra värdena hos åtminstone en pixel i närheten av den valda rörliga pixeln och vär- det hos den valda pixeln, till dess den bästa anpassningen till fokuseringsfimktionen har uppnåtts. Denna utföringsform skulle kunna vara ett lämpligt och effektivt till- vägagångssätt i en anordning för användning i åtskilliga övervakningstillämpningar men också i många andra syften, vilka är mer eller mindre besläktade till sådana övervakningstillämpningar.

Andra utföringsformer illustreras i fig. 4b och 4c, varvid fig. 4b avbildar ett system för inspektering av elektriska ledningar, vilka system är rörligt installerade i en heli- kopter. Det bör noteras att förflyttningen av kameran kan styras relativt läget för far- kosten för förbättrad funktion och fokuseringsprestanda. Fig. 4c visar en roterbar s.k. panoramaväxlingsutrustning (pan-tilt equipment), vilken företrädesvis används i kombination med en halvautomatisk eller helautomatisk zoomanordning, och den roterbara panoramaväxlingsunusmingen kommer att beskrivas närmare i det föl- jande. - u u : :n u o o n o 00 n .518 836 12 Fokuseringsfunktion Med hänvisning till fig. 1 initieras behandlingen och analysen i den Sammanställan- de enheten 140 när bildsigrralema med eller utan radiometriska data befordras från utgången 32 hos detektorarrayen 30 till behandlingsenheten 40, genom att ordna och sammanställa bildsignalema med hjälp av en fokuseringsftmktion. En sådan fokuse- ringsfrmktion kan väljas på ett flertal olika sätt beroende på olika kriterier, av vilka ett antal altemativa val beskrivs nedan. I den närmast liggande tidigare kända tekni- ken, till vilket dokument hänvisas tidigare i stycket "Bakgrund till uppfinningen", beskrivs ett antal egenskaper hos en användbar fokuseringsfurrkfion. Formen av fokuseringsfimktionen bestäms av fokuseringskriterierna, vilka enligt det nämnda dokumentet är: 0 unimodalitet, otvetydig tolkning av ett maxvärde hos fokuseringsfimktionen, fastän andra lokala extremvärden kan firmas; 0 noggrannhet, klar och omisskännlig toppstruktur hos extremvärdet; 0 reproducerbarhet; 0 vidsträckt intervall, även ett optiskt system långt ifrån fokus måste tillhandahålla fokuseringsinformation; 0 implementering, snabb iterativ beräkning för att möjliggöra fokusering så snabbt som möjligt med minimal behandlingskapacitet; 0 generalitet beträffande olika slag av bilder liksom kompatibilitet med befintlig elektronisk utrustning.

Förutom dessa ovanstående loiterier för fokuseringsfinrktionen, skulle andra lnite- rier kunna vara oberoende av andra parametrar liksom av yttre förhållanden förutom objektivavståndet.

Följande fokuseringsfimktion skulle kunna utnyttjas i den här uppfunna fokuserings- anordnjngen och i fokuseringsförfarandet: 518. 836 \ a \./ PM1=(Z)=% 2 (Katz-mf där fokusmätfunktionen FMF(z) är den i z-riktnirigen beroende fokuseringsfiniktio- nen och K betecknar en variabel operator, vilken beskrivs närmare nedan, m är en arman variabel och N en nonnaliseringsfaktor. Vardera av dessa tre funktioner (K, m, N) kan varieras för att hitta den optimala fokuseringsfiniktionen.

Detta görs genom att exempelvis utnyttja den ovan beskrivna ekvationen (1), där operatom K representeras av K=[l 1 1], se fig. 5. En falming med K ger en lågpass- filtrering av bildsignalen som är anpassad för grovfokuseringen. Härigenom under- trycks höga spatiala frekvenser, vilket ibland betecknas filtreras ut, samtidigt som de låga spatiala frekvensema passerar oförändrade utan någon noterbar undertryckning.

Detta är ett grövre slags bildanalys än högpassfiltreringstelmiken som beskrivs nedan. Denna lågpassfiltreringsteknik används huvudsakligen för den initiala och grövre justeringen av opfiken vid fokuseringen.

Under förutsättning att samma ekvation (1) utnyttjas med operatom K, där K repre- senteras av K=[1 - 1], se fig. 6, motsvarar en faltning en högpassfiltrering av bilden.

Till följd av denna behandling, kommer man fram till den omvända relationen mel- lan högre och lägre fiekvenser järnförelse med proceduren för lågpassfiltrering från ovanstående stycke.

Ett tredje tillvägagångssätt för filtreríng är en bandpasskategori av filtreríng, vilken erhålls vid användning av operatom K=[l O - 1], se fig. 7. I detta fall undertrycks högre och lägre signalfrekvenser, medan det mellersta frekvensområdet bibehålls.

Enkelt uttryckt, tillåts ett frekvensband passera filtret. Ytterligare ett sätt är att an- vända operatom K=[l], se fig. 8, varvid bilden kvarstår oförändrad eftersom alla fiekvenser kan passera oförändrade, vilken filtreringsteknik i det följande kommer att kallas allpassfiltrering. »518 856 14 När ett flertal operatorer till fokuseringsfimktionen används under olika skeden i fokuseringsproceduren, är det möjligt att skräddarsy filtreringsprocessen på ett sätt som snabbar upp fokuseringsproceduren väsentligt och passar det föreliggande infraröda optiska systemet optimalt. Fokuseringsproceduren görs snabbare på grund av det ovan beskrivna och ändamålsenliga förfarandet att samtidigt analysera både resultaten från lågpassfiltreringen och resultaten fiån högpassfiltreringen, varvid den grövre fokuseringen i lågpassfiltreringen kan föregå den efterföljande finjusteringen av optiken, varvid de fma justeringama tjänar på utnyttjande av resultaten från låg- pas sfiltreringen när högpassfiltreringen och finjusteringen utförs.

En ytterligare och avsevärd svårighet med hänsyn till infraröda optiska system är det minskade fokuseringsdjupet (F-talet) i jämförelse med exempelvis synligt ljus och (U V/VIS) tillhörande optiska system, vilka tvingar objektivet att ha en mycket högre upplösning vid positioneringen för att kunna erhålla acceptabel skärpa. Till följd av detta kräver ett automatiskt fokus för ett infrarött optiskt system en mer komplex och omfattande fokuseringsprocedur där en förenkling och förbättring av proce- duren är en förutsättning för utveckling av ett operativt och frmktionellt infrarött optiskt system med en därför avsedd anordning och ett förfarande för en automatisk fokusering.

Energiinnehållet i fotoner i det infraröda frekvensområdet är lägre än för fotoner i det synliga frekvensområdet. Av denna anledning är infraröda detektorer, och i syn- nerhet okylda infraröda detektorer, mindre känsliga i jämförelse med detektorer för synligt ljus. För att kompensera för detta, är de flesta infraröda systemen utformade med ett litet F -tal, vilket betyder att en stor apertur (öppning) och stora vinklar ned till detektom tillåter passering av marginalstrålar och således medger en ökad uppsamling av ljusenergi. Detta medför ett litet fokuseringsdjup i systemet och en snabb optisk undertryclcning av högre spatiala frekvenser. Med andra ord faller en s.k. magnitudöverföringsfimktion, MTF (magnitude transfer function) snabbare för högre frekvenser än för lägre frekvenser när det optiska systemet är icke fokuserat. v u Q u nu ø ø n Q nu 1518 836 Genom att använda fokusmätfurrktionen, FMF, baserad på bildinnehållets högre spa- tiala frekvenser, ger FMF en väldefmierad topp i fokus, men mycket lite information när den iterativa proceduren är långt ifrån fokus. Omvänt, genom att använda FMF baserad på låga spatiala frekvenser i bilden, blir funktionen bredare med en analy- serbar lutning/derivata också långt från fokus. Dess topp är väsentligen trubbig med en mycket liten eller till och med försumbar derivata i fokus.

Med hänvisning till fig. 9, gör ett utnyttjande av FMF, baserat på både de lägre och högre spatiala frekvensema, eller en kombination av dessa, det möjligt att dra fördel av information som har sitt ursprung ifrån båda frekvensområdena, och således att nå optimala prestanda och en operativ sökfunktion. Flödesschemat (fig. 9) åskåd- liggör funktionen med början från den grövre fokuseringstekniken som utnyttjar "uppåtklättrirrg" (hill-clirnbing) (steg 100). Denna fortgår så länge som FMF ökar (steg 101). Därefter tar precisionstekniken för fokusering över (steg 102) till dess riktig anpassning uppnåtts (steg 103) följt av en test av fokuseringsresultatet (steg 104). Förutbestärnda förhållanden beträffande denna kontroll kan vara huruvida fokuseringen är inom det tillåtna fokuseringsintervallet, om objekt som utsätts för fokusering korrelerar med fördefinierade objekt att fokusera på, etc. Denna fokuse- ringsprocedur fortgår till dess fokuseringsresultatet är fullt tillräckligt (steg 105).

Sökoperation för fokus Analysen av bilden fortsätter i analysenheten 150 tillhörande behandlingsenheten 40. Fokusmätfunktionen alstras och utsätts för analys. För att bestämma hur denna analys skall utföras och vilka steg den bör innefatta, krävs en bestämning av det optimala läget för fokusering av det optiska konvergensarrangemanget 20. Att hitta det optimala läget är emellertid inte det enda kravet på sökoperationen. Kraven på sökoperationen för automatisk fokusering i optiska system i allmänhet är många, och i syrmerhet för infraröda optiska system, eftersom dessa system involverar ytterligare krav, som exempelvis temperaturberoende brytningsindex. Sökopera- q ~ ~ ø en 518-836 16 tionen måste vara noggrann och snabb, tillförlitlig, och skall erfordra ett minimum av behandlingskapacitet. Självklart måste en sökoperation vara en kompromisslös- ning mellan olika behov som står emot varandra. Några egenskaper som kan vara av stor vikt i sökoperationen kommer att nämnas, vilka är mycket viktiga för använd- barheten i en automatisk fokusering: 0 få mätpunkter, vilket betyder att få bilder behövs för fokusering; 0 endast få överskridanden av extremvärdet, d.v.s. fokuseringsläget; 0 igenkänning av lägesförändringar hos det fokuserade objektet är önskvärt.

Sökoperationen som beskrivs i detta arbete inkluderar ett antal åtgärdssteg i sam- band med fokuseringen, varvid det fokuserande optiska konvergensarrangemanget förflyttas i motsvarighet till bildanalysen, vilka fokuseringssteg innefattar: 0 anpassning av fokuseringsfimktionen till en arman funktion i god överensstäm- melse med fokuseringsfunktionen, företrädesvis är funktionen ett andra gradens polynom eller ett Gauss-polynom; 0 iterativ sökning efter fokuseringspunkten, d.v.s. ett extremvärde med en första nollderivata, lärnpligtvis med hjälp av s.k. uppåtklättrande teknik (hill-climbing), 0 lugna operativa kommandon som befordras till det rörliga organet 50 från analys- enheten 150 tillhörande behandlingsenheten 40 när en fokusering eller ett närlig- gande fokuseringsläge nås för att minimera störningar.

Ett annat viktigt särdrag i sökoperationen är att den kan kombinera alla tre av de ovan nänmda fimktionema. Den väljer den funktion som för tillfället och under rådande omständigheter är den mest givande och sökoperationen har möjligheten att kombinera alla fimktionema fritt. Beroende på behandlingskapaciteten i det optiska systemet, kan sökoperationen ske parallellt och utnyttja åtskilliga av ftmktionerna samtidigt.

Q u ø n no -518 836 17 I infraröda optiska system väljs ofta kisel och/eller germanium som material, på grund av deras genomsynlighet i infraröda våglängder. Brytningsindex för dessa material ger upphov till väsentliga temperaturberoende avdrifter, vilka avdrifter påverkar fokuseringsnoggrannheten avsevärt och de infraröda optiska systemen rent generellt. Dessa avdrifter kan vara så kraftiga att endast en mindre del av alla teore- tiskt möjliga linspositioner är relevanta att analysera vid ett givet temperaturvärde.

Med andra ord uppnås fokus utan tvivel inom ett visst subintervall inom hela inter- vallet av alla möjliga lägen för det fokuserande optiska konvergensarrangemanget 20 när arrangemanget 20 har en viss temperatur. Analysen av fokuseringsftmktionen och sökningen efter fokuseringsläget kan utföras endast inom detta subintervall utan att löpa risken att hitta fokus utanför detta subintervall. I en optimal situation med en stadigt låg eller stadigt hög temperatur, kan en stor del av hela uppsättningen av bilder som skall analyseras utelänmas, varvid analysen kan snabbas upp ytterligare och därmed fokuseringsproceduren för det infraröda optiska systemet.

Den ovan beskrivna proceduren för fokusering garanterar en noggrann och riktig fokusering eftersom den utnyttjar både fördelarna hos det låga spatiala frekvens- intervallet och fördelama hos det höga spatiala fiekvensintervallet. Informationen som firms i det lägre frekvensintervallet förhindrar fokuseringen från att göras i ett felaktigt läge då den möjliggör för systemet att utvinna information om dess läge också på långt avstånd från fokuseringspunkten. Information som utvinns från det högre frekvensområdet möjliggör snabb och noggrann sökning efter fokuserings- punkten när systemet har uppnått ett läge som ligger nära fokuseringspunkten.

Ett system av det ovan beskrivna slaget kan också användas för uppskattning av ett avstånd till objektet på vilket fokusering skall utföras, under förutsättning att ett an- tal fiihetsgrader är kända för systemet, d.v.s. läget för den rörliga delen eller delarna vid fokus och temperaturen hos optiken under fokuseringsproceduren. Med hänvis- ning till fig. 10, skrivs en sökoperation in i den sammanställande enheten 140 (se fig. 1) för utförande av den ovan nämnda uppskattningen och presentationen av det uppskattade resultatet. Den börjar med en test av fokuseringsresultatet (steg 110), u . o u ao -518 836 18 företrädesvis under utnyttjande av samma förutbestämda förhållanden som i fig. 9.

Under antagande att fokuseringsresultatet är fullt tillräckligt (steg 111), befordras information om läget hos den rörliga delen eller delarna vid fokus och temperatur- data (steg 112) som tillåter en uppskattning av avståndet till det betraktade objektet liksom en uppskattning av onoggrannheteni denna figur (steg 113). Denna uppskatt- ning skulle exempelvis kunna vara i form av en uppslagningstabell som är inskriven i den samrnanställande enheten 140 eller någonting liknande. Efter denna uppskattning, kan resultatet visas upp i vilken form som helst (steg 114) för använ- daren av den bildanalyserande optiska anordningen.

Bestämning av förhållandet mellan parametrar såsom avstånd ifrån anordningen 10 till ett betraktat objekt, temperatur hos de optiska komponentema, inkluderande lin- ser och fokuseringsläge för optiken, möjliggör en halvautomatisk eller helautomatisk kalibrering. Om en automatisk fokuseringsprocedur stödjer denna kalibrering, är det också möjligt att bestärrnna temperaturen och/eller läget hos den fokuserande opti- ken. Denna infonnation kan visas för användaren på ett sätt som liknar det för uppskattning av avståndet till ett betraktat objekt som beskrivits ovan. Också tempe- raturen hos objektet, vilket betraktas och fokuseras på är möjlig att bestämma, base- rad på utnyttjande av informationen som tillhandahålls genom den radiometriska kalibreringsanordningen 110.

I enlighet med en arman utföringsforrn som visas i flödesshemat i fig. 11, kan geo- metriska objekt inom bilden fördefmieras och fokuseras på. Först i sekvensen är en definition av ett geometriskt objekt att fokusera på (steg 120) och sedan en kontroll av huruvida detta objekt redan firms i fokuseringsfunktionsorganet 150 (steg 121), armars importeras (steg 122) objektet, företrädesvis från ett minne 160 i behand- lingsenheten 40. Sedan börjar sekvensen med att korrelera det fördefinierade objek- tet med objekt inom bilden (steg 123) tills korrelation uppnås (steg 124). Med kor- relation kan systemet instrueras att fokusera på det korrelerande objektet i bilden ( 125). o > u - o' , u øøøø -o 518 8236 19 Ytterligare en utföringsform av funktionaliteten hos sökoperationsorganet med hän- visning till fig. 12 möjliggör en snabbare operation som sparar behandlingskapacitet för den bildanalyserande automatiska fokuseringsanordningen. Utföringsformen möjliggör ett minskat antal bilder att analysera i beroende av temperaturen vid vil- ken fokusering görs. Inledningsvis (steg 130) bestäms temperaturen hos den rörliga delen eller delarna av optiken, liksom brytningsindex i det optiska systemet. När dessa data erhållits (steg 131) beräknas av behandlingsenheten 40 (steg 132) ett möjligt område som innehåller fokuseringsläget. Så länge en bild är inom fokuse- ringsområdet (steg 134) analyseras denna (steg 135) och om bilden har sitt urspnmg utanför det aktuella området, importeras en ny bild (steg 133) för analys, utan att först analysera den föregående bilden.

Ett system av det ovan beskrivna slaget kan också kombineras med en roterbar s.k. panoramaväxlingsutrustning (pan-tilt equipment). En roterbar panoramaväxlings- utrustning har ett antal fördefinierade områden i det bilddetekterande organet 30, och den ändrar sitt läge mellan dessa fördefinierade områden, företrädesvis med en upprepande, avfrågande (polling) kommunikation via en styrenhet. Avseende denna tillämpning, kan styrenheten vara behandlingsenheten 40. Under avsökningen av de fördefinierade områdena, kan utlösande funktioner av vilket slag som helst, exem- pelvis rörliga objekt, ett relativt eller ett absolut temperaturvärde eller förändring, föranleda styrenheten att skicka en alarmsignal till en operativ enhet, såsom under- hållspersonal eller åtgärder kan .vidtas automatiskt. .

- Tänkbara tillämpningar En bildanalyserande fokuseringsanordning i enlighet med uppfinningen kan utnytt- jas i åtskilliga tillämpningar. Under denna rubrik kommer ett antal troliga och pas- sande tekniska områden och verksamheter att beskrivas för den automatiskt fokuse- rande anordningen. Ett lämpligt användningsområde är olika inspektionsändamål, i synnerhet inspektion av elektriskt drivna anordningar och inspektion av skador som beror på en ökad temperatur i en ledare eller i en ledning. En ökad temperatur av det ø ø - n .n .18 836 o o o . un o beskrivna slaget uppstår till följd av ökat elektriskt motstånd, beroende på en tör- trängning i en skadad vajer eller kabel. Ett armat närbesläktat område är kraftverks- inspektion. Inspektionen kan utföras från ett stort antal handmanövrerade eller mobila enheter som är monterade i fordon, helikoptrar, etc. (se exempelvis fig. 4b).

En lista med inspektionstillämpningar i förbindelse med uppfinningen och i enlighet med denna ansökning följer: petrokemiska, smältugns- och medicinska, exempelvis vid undersökning av tumörer, trombos, fysiska centrala nervsystemskador och bröst- cancer.

Ett annat ändamålsenligt område att använda sig av uppfinningen inom, är olika övervakningstillämpningar. Några av dessa är processövervakning, automatisering i allmänhet och för användning inom forsknings- och utvecklingsverksanrhet, i syn- nerhet inom elektronikindustrin och komponenttillverkning. Andra tillämpningar är övervakning av människor eller marin övervakning, flyg och flygplatsövervakning, tull och säkerhetsövervakning av exempelvis nationsgränser. Polisväsendet och militära tillämpningar är ytterligare ett tänkbart användningsområde.

Ett stort antal tekniska områden kommer att bli aktuella när uppfinningen i enlighet med denna ansökning medger färre linser och mindre komplicerade mekaniska mekanismer som i infraröda anordningar är mycket kostsamma, till förmån för en ytterligare utvecklad och med hjälp av behandlingskapacitet modemiserad utrust- ning med en avsevärt reducerad totalkostnad för konsumentema. n n » ø v u o;

Claims (30)

10 15 20 25 30 u o u Q oo 518 836 21 Patentkrav

1. Bildanalyserande autofokusanordning för en infraröd optisk anordning (10) inne- fattande styrbara optiska konvergensorgan (20), bilddetekteringsorgan (30) på vilket de optiska konvergensorganen (20) projicerar en bild av ett objekt, behandlingsor- gan (40) för behandling av signaler från bilddetekteringsorganet (30) för att tillhan- dahålla styrsignaler för att styra det optiska konvergensorganet (20) att fokusera bilden av objektet på det bilddetekteringsorganet (3 0), kännetecknad av j sökoperationsorgan (140) i behandlingsorganet (40) som analyserar bilden på bild- detekteringsorganet (3 0) för att hitta åtminstone ett bildfönster i bilden till vilket fokusering skall utföras i enlighet med vissa förutbestämda förhållanden; och fokuseringsfunktionsorgan (150) i behandlingsorganet (40) som medger fokusering i det åtminstone ena bildfönstret baserad på tillhandahållande av så tydliga skillnader som möjligt mellan enskilda detekteringslägen (pixlar) inom bildfönstret under ut- nyttjande av en iterativ process.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att fokuseringsflmktionsorganet (150) delar upp fokuseringen i grovfokusering under utnyttjande av en fokusmätfunktion, FMF, som baseras på låga spatiala frekvenser i bilden och finfokusering under ut- nyttjande av en FMF som baseras på höga spatiala frekvenser i bilden.

3. Anordning enligt lcrav 2, kännetecknad av att grovfokuseringen utförs genom att analysera FMF med en "uppåtklättrande" teknik (hill-climbing) och finfokuseringen utförs genom att analysera FMF med en "kurvanpassnings"-teknik (curve-fitting).

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena tillhandahåller valen: att välja ett fokuseringsfönsterornråde i bilddetekteringsorganet (3 0), som år skilt från det mest centralt belägna området; n ø ø o a. 10 15 20 25 30 518 836 22 att lagra erhållna fokuseringsbilder digitalt i ett minne (160) i behandlingsorganet (40); och att kombinera anordningen med olika slag av stödjande halvautomatiska eller helt automatiska beslutsstödssystem.

5. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena för att hitta ett bildfönster innefattar en koppling av anordningen till en sensorinstrumentering (100) för att möjliggöra fokusering på objekt inom det betraktade bildområdet i beroende av deras termiska egenskaper.

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att sensorinstrurnenteringen (100) används vid övervakningen av förutbestämda temperaturskillnader eller växlingar inom bildfönstret.

7. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena innefattar tillhandahållande av sensorinstrurnenteringen (100) med en radiometrisk kalibreringsanordning (1 10).

8. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att sensorinstrumenteringen (100) och den radiometriska kalibreringsanordningen (110) används vid övervakning av förut- bestämda temperaturer eller temperaturintervall inom bildfönstret.

9. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena innefattar halvautomatisk eller helt automatisk kalibrering av förhål- landet mellan åtminstone två av följande parametrar: avstånd från anordningen (10) till ett betraktat objekt; temperatur hos det optiska konvergensorganet (20); och fokuseringsläge hos det optiska konvergensorganet (20), vilken kalibrering stöds av den automatiserade fokuseringen. a n ~ o o en 10 15 20 25 30 518 856 23

10. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena innefattar uppskattning av ett avstånd från anordningen (10) till ett betraktat objekt, baserad på information om temperatur och/eller läge hos det optiska konvergensorganet (20).

11. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena irmefattar uppskattning av ett avstånd från anordningen ( 10) till ett betraktat objekt, baserat på information om temperatur och/eller läge hos det optiska konvergens- organet (20), innefattande åtminstone ett av följande val: presentation av uppskattat avstånd till det betraktade objektet; presentation av onoggrannhet i uppskattningen; presentation av en kombination av den ovan uppskattade distansen och onoggrann- heten; presentation av data endast när sökoperationsorganet ( 140) har erhållit ett accepta- belt fokuseringsläge.

12. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att uppskattningen av temperaturen hos ett betraktat objekt görs baserat på information om en uppskattning av avståndet från anordningen (10) till ett betraktat objekt, vilken tillhandahålls av kalibrerings- anordningen (110), optikens temperatur och/eller läge hos det optiska konvergens- organet (20).

13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att en uppskattning av temperaturen hos ett betraktat objekt görs baserat på information om ett avstånd från anordningen (10) till ett betraktat objekt, optikens temperatur och fokuseringsläge hos det optiska konvergensorganet (20), innefattande åtminstone ett av valen: presentation av uppskattad temperatur hos det betraktade objektet; presentation av onoggrannheten i uppskattningen; presentation av en kombination av den ovan nänmda uppskattade temperaturen och o . . n .u 10 15 20 25 30 | o o u oo o 518 836 24 onoggrannheten; presentation av data endast när sökoperationsorganet (140) har erhållit ett accepta- belt fokuseringsläge.

14. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena för att hitta bildfönstret innefattar koppling till en rörelsedetekterings- anordning (130), vilken koppling möjliggör fokusering på rörliga objekt, med hjälp av fokuseringsfimktionsorganet ( 150), varvid fokuseringsfönstret är rörligt över bilden och följer det rörliga objektet i fönstret under fokuseringen.

15. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena för att hitta bildfönstret innefattar korrelering av ett geometriskt objekt i bilden med ett fördefinicrat geometriskt objekt i fokuseringsfunktionsorga- net (150) innan fokusering på det särskilda geometriska objektet i den betraktade bilden.

16. Anordning enligt krav 15, kännetecknad av att fokuseringsfunktionsorganet (150) för korrelering innefattar de geometriska objekten som 2-dimensionella elektroniska bilder som tillhandahålls via exempelvis ett PC-kort eller annat infor- mationsöverföringsorgan.

17. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena irmefattar en beräkning som utförs av fokuseringsfunktionsorganet (150) av möjliga intervall för fokuseringsläget vid en viss temperatur, varvid bild- analys i omöjliga intervall kan uteslutas och behandlingskapacitet minskas.

18. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att de förutbestämda förhållandena innefattar styrning av fokuseringsfunktionsorganet (150) för att justera fokuseringsläget till oändlighet när inget objekt att fokusera på kan hittas inom den betraktade bilden. n « c u .n 10 15 20 25 30 ø o ~ ø 1: 518 836 25

19. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att anordningen an- vänds i ett panorarnaväxlande slags utrustning (pan-tilt equipment) där behandlings- enheten (40) styr en upprepad sekvens av rörelser mellan fördefinierade objekt eller fokuseringsfönster inom den betraktade bilden och kan skicka observationsmedde- landen som svar på förutbestämda utlösaude förhållanden.

20. Anordning enligt krav 19, kännetecknad av att panoramaväxlingsutrusmingen i behandlingsenheten (40) inkluderar ett register (160) med föregående fokuserings- data som används för att justera fokuseringsläget eller ett närliggande fokuserings- läge redan under förflyttningen fiån ett betraktat område till nästa område att betrak- ta, varigenom fokuseringen uppnås snabbare och leder till mer effektiv flmktion.

21. Anordning enligt krav 19, kännetecknad av att de förutbestämda utlösande förhållandena innefattar exempelvis termiska förhållanden och/eller objektrörelser inom ett fördefinierat område.

22. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den kan använ- das i kombination med, eller utrustas med, en integrerad halvautomatisk eller hel- automatisk zoomanordning.

23. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den kan använ- das i kombination med, eller utrustas med, en integrerad lägesbestämnings- anordning, såsom ett globalt positionssystem, GPS (global positioning system), varigenom behandlingsorganet (40) kan beräkna och presentera lägen hos betraktade objekt relativt lägesdata från GPS.

24. Bildanalyserande fokuseringsförfarande för en infraröd optisk anordning (10) innefattande styrbara optiska konvergensorgan (20), bilddetekteringsorgan (30) på vilket de optiska konvergensorganen (20) projicerar en bild av ett objekt, behand- . 1 1 a n u n en 10 20 25 30 se egen 518 836 26 lingsorgan (40) för behandling av signaler från bilddetekteringsorganet (30) för att tillhandahålla styrsigrialer att styra de optiska konvergensorganen (20) att fokusera bilden av objektet på bilddetekteringsorganet (30), kännetecknat av analys av bilden på bilddetekteringsorganet (30) för att hitta åtminstone ett bild- fönster i bilden för vilket fokusering skall utföras i enlighet med förutbestämda förhållanden; och tillhandahållande av fokusering på åtminstone ett bildfönster, baserad på tillhanda- hållande av så tydliga skillnader som möjligt mellan enskilda detekteringslägen (pixlar) inom bildrutan under utnyttjande av en iterativ process.

25. Förfarande enligt krav 24, kännetecknat av att fokuseringen delas upp i ett grovt fokuseringssteg under utnyttjande av FMF som baseras på låga spatiala fiek- venser i bilden och ett fint fokuseringssteg under utnyttjande av FMF som baseras på höga spatiala frekvenser i bilden, varigenom de två fokuseringsstegen kan kom- bineras för ett optimalt resultat.

26. Förfarande enligt krav 24, kännetecknat av att den grova fokuseringen görs genom att analysera FMF med en "uppâtklättrande" teknik (hill-climbing) och den fina fokuseringen görs genom att analysera FMF med en "kurvanpassnings"-teknik (curve-fitting).

27. Förfarande enligt något av kraven 24-26, kännetecknat av att de förutbestämda förhållandena under fokuseringen innefattar användning av en fokuseringsfimktion av formen F MF(z) = U(®Iz - m)2, där K är en operator, N år en normalise- ringsfaktor och m är en variabel.

28. Förfarande enligt krav 27, kännetecknat av att operatorvärdena i fokuserings- funktionen innefattar: K=[1 1 1], K=[1 - 1], K=[1 0 - 1] och K=[l]. v e o @ nu . n n n - u no 10 15 e; en; 518 856 27

29. Förfarande enligt krav 28, kännetecknat av att användningen av operatorvär- dena i fokuseringsfimktionen görs med en variation beroende på individuella behov i varje enskilt system, t. ex. genom att använda operatorfunktionerna i fler än en riktning i bilden.

30. Förfarande enligt något av laaven 24-29, kännetecknat av dess tillämpning inom något av följ ande tekniska områden, fastän också många andra tekniska om- råden är tänkbara: i inspektion av elektriskt drivna anordningar; temperaturrelaterad processinspektering, kontroll och övervakning; medicinsk, kemisk, petrokemisk och smältugnsinspektion, av vilka några kan utföras under användning av handbuma och/eller mobila enheter som är monterade i fordon eller helikoptrar; forskning och utveckling, i syrmerhet som avser elektronikindustrin och komponent- tillverkning; övervakning av människor, civilt och