{"id":589,"date":"2004-01-05T00:00:00","date_gmt":"2004-01-04T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"589","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/589\/","title":{"rendered":"Su quale principio fisico-matematico si basano gli autofocus delle macchine fotogafiche? E’ possibile realizzare in modo semplice un algoritmo che valuti la nitidezza di una sequenza di immagini? Grazie."},"content":{"rendered":"

<\/p>\n

Vi sono vari principi sui quali si pu\u00f2 basare un sistema autofocus.
\nInnanzitutto occorre distinguere tra sistemi ATTIVI e sistemi PASSIVI.
\n
Sistemi attivi
\n
Tra questi si annoverano i sistemi ad infrarossi e quelli ad ultrasuoni,
\nche funzionano sostanzialmente sulla rivelazione dell’eco di un raggio
\ninfrarosso o un suono ad alta frequenza emessi dall’apparecchio stesso.
\n
I sistemi ad ultrasuoni sono quelli concettualmente pi\u00f9 semplici, nel senso
\nche quando un sensore emette il suono, l’obiettivo inizia la sua escursione
\ntra distanza zero e infinito: quando il suono riflesso dall’oggetto
\ninquadrato torna al sensore la messa a fuoco si interrompe. Pi\u00f9 tempo passa
\nprima della ricezione dell’eco, pi\u00f9 l’obiettivo arriver\u00e0 vicino alla
\nposizione infinito; chiaramente, occorre che la corsa dell’obiettivo sia
\ntarata con la distanza di messa a fuoco delle lenti. Ci\u00f2 \u00e8 reso possibile
\ndal fatto che il suono si propaga abbastanza lentamente nell’aria (circa
\n340 m\/s), per cui un soggetto a qualche metro rifletter\u00e0 il suono dopo
\nqualche millisecondo, dando tempo all’obiettivo di muoversi appropriatamente.
\n
Sistemi attivi ad infrarossi.
\n
Sono in linea di principio simili ai precedenti, con la differenza che il
\nfascio infrarosso emesso effettua una scansione della scena sincronizzata
\ncol movimento della messa a fuoco. Quando al sensore che inquadra il
\nsoggetto al centro della scena arriva il riflesso del soggetto il
\nmeccanismo si blocca e, se \u00e8 tarato opportunamente, il soggetto riflettente
\n\u00e8 a fuoco.<\/p>\n

Sistemi passivi
\n
Tra i sistemi passivi troviamo quelli che sono comunemente impiegati sulle
\ncamere fotografiche compatte o reflex.
\n
In generale tutti si basano sulla rilevazione del MASSIMO CONTRASTO
\ndell’immagine ottenuta variando la messa a fuoco dell’obiettivo.
\nStrutturalmente si possono distinguere tra telemetrici e non. Quelli
\ntelemetrici sono per lo pi\u00f9 costituiti da due sensori, un prisma e due
\nspecchi, di cui uno mobile. (fig. 1) <\/p>\n

\n\"\"\/
\n<\/p>\n

Il fotosensore di destra inquadra il
\ncentro della scena e misura il livello di luminosit\u00e0 di una piccolissima
\nzona. Lo specchio di destra si muove finch\u00e9 il sensore di sinistra rivela
\nesattamente la stessa luminosit\u00e0 dell’altro. Dall’angolazione risultante
\ndello specchio mobile si determina la distanza, che pu\u00f2 essere comunicata
\nall’obiettivo sia meccanicamente che elettronicamente.
\n
I sistemi basati su questo principio sono chiaramente ingannati da soggetti
\nuniformi e privi di contrasto.
\n
I primi sistemi autofocus per reflex erano basati su un principio simile,
\nma utilizzando cellule non lineari. In questo modo, quando la scena
\ninquadrata presentava il massimo contrasto il segnale del sensore era
\nmassimo perch\u00e9 la non linearit\u00e0 della risposta del sensore compensava la
\nriduzione dell’area luminosa . In altre parole, se una scena non \u00e8 a fuoco
\ni contorni appaiono sfumati e di luminosit\u00e0 media, quando invece \u00e8 a fuoco,
\nle zone pi\u00f9 luminose diventano pi\u00f9 piccole ma pi\u00f9 luminose, ed il sensore
\ncambia la sua risposta.
\n
I sistemi pi\u00f9 moderni sono invece basati sulla rivelazione del contrasto
\ndel segnale che arriva su una ccd posta sul piano focale dell’obiettivo, in
\ngenerale dietro una zona semitrasparente dello specchio della reflex.
\nQuando la luminosit\u00e0 di pixels contigui della ccd ( in generale una ccd
\nlineare, o due lineari disposte a croce) presenta le variazioni pi\u00f9 brusche
\nsi considera a fuoco la scena.
\n
L’ultima generazione di sensori autofocus \u00e8 infine costituita dal
\ncosiddetto sistema a “contrasto di fase”, che ha uno schema di
\nfunzionamento un po’ pi\u00f9 complicato dei precedenti, ma cercher\u00f2 di
\nillustrare brevemente.
\n
Questo sistema si basa su una CCD posta oltre il piano focale
\ndell’obiettivo, oltre uno schermo composto da microlenti cilindriche.
\nQuando l’immagine \u00e8 a fuoco, cio\u00e8 il punto coniugato dell’oggetto \u00e8 sul
\npiano focale, le lentine rendono paralleli i raggi provenienti dall’oggetto
\nimmagine posto sul piano focale e determinano un’immagine di una certa
\nestensione, che viene assunta come riferimento, sulla CCD. Quando il
\nsoggetto \u00e8 fuori fuoco determiner\u00e0 una immagine pi\u00f9 piccola o pi\u00f9 grande di
\nquella corretta, cos\u00ec che il sistema pu\u00f2 spostare l’obiettivo direttamente
\nnella direzione corretta. Ci\u00f2 velocizza di molto le operazioni di messa a
\nfuoco, e ci\u00f2 ha reso l’autofocus a contrasto di fase il pi\u00f9 diffuso sistema
\nper le reflex commerciali. Da notare infatti che i sistemi passivi non
\ndipendono da delicate tarature dei movimenti delle lenti e sono quindi gli
\nunici adattabili a fotocamere reflex che permettono di cambiare l’ottica.
\n
Per quanto riguarda la realizzazione di un algoritmo per valutare la
\nnitidezza di una sequenza di immagini io ritengo che il modo pi\u00f9 semplice
\nsia di avere un’immagine digitale e isolare una porzione con dei contorni
\nnetti (il bordo di un palazzo, l’occhio di una persona, ecc) ed analizzare
\ni livelli di luminosit\u00e0 dei singoli pixels. L’immagine pi\u00f9 a fuoco
\nrisulter\u00e0 quella con la variazione pi\u00f9 netta, quindi con il maggior
\ngradiente numerico della luminosit\u00e0, che in sostanza \u00e8 il metodo utilizzato
\nnegli autofocus passivi che si avvalgono di CCD.
\n
Si potrebbe scegliere una linea di pixels e, detta S(n) l’intensit\u00e0
\ndell’n-esimo pixel, calcolare D(n)=S(n)-S(n-1) o eventualmente allungare la
\nzona di confronto utilizzando una media su qualche punto. A questo punto
\nl’immagine pi\u00f9 a fuoco, a parit\u00e0 di sequenza analizzata, sar\u00e0 quella che
\nha i pi\u00f9 alti valori di D per qualche n, che corrisponder\u00e0 alla zona con
\ncambiamento di colore scelto.<\/font><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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