Hvordan kan man opnå forbedret autofokus?

Fra stregkodescanning til selvbetjenings terminaler og sofistikerede industrielle robotter er autofokus kameraer blevet et uundgåeligt værktøj i en bred vifte af industrier. Autofokus funktionen muliggør klar fokus ved at justere linsen for at forbedre pålideligheden og effektiviteten af visuel datainfangning, og hvordan man forbedrer ydeevnen af autofokus kameraer er blevet fokus for øjeblikket.

Hvad er autofokus?

Autofokus er en kamerafunktion, der hurtigt tilpasser sig ændringer i afstand mellem kameraet og motivet ved dynamisk at ændre positionen af linsen for at opnå det skarpeste billede muligt. Autofokussystemet består af en linsebrems, enbilledsignalprocessor (ISP), og 3A funktionen, som er et samlet begreb for autofokus, automatisk eksponering og automatisk hvidbalance, der arbejder sammen for at sikre optimal billedkvalitet. Vi har set informationen om autofokus før, interesseret i dennæste artikel- Hvad?

Udfordringer ved autofokus mekanismen

Autofokus kameraer er designet med en standard fokusafstand på typisk 10 cm til uendelig og gennemsnitlig fokusnøjagtighed. Det er stadig noget utilstrækkeligt i nogle specifikke applikationer, for eksempel:

• I situationer hvor objektstørrelsen er betydeligt mindre end autofokusområdet af interesse (ROI), kan den standard autofokusnøjagtighed være utilstrækkelig.
• Nogle applikationer, der kræver en fast arbejdsafstand, drager ikke fordel af den fulde rækkevidde af fokusfunktioner. Når objekter dækker det meste af ROI, kræves der højere AF-nøjagtighed og hurtigere stabiliseringstider.
• Den hastighed, hvormed autofokussystemet låser sig på det korrekte fokuspunkt, er vigtig for behovet for hurtige responstider.

Hvordan kan autofokusnøjagtigheden forbedres?

Billedsignalprocessoren (ISP) spiller en nøgle rolle i AF-mekanismen. Og Sinoseen har en række muligheder for at forbedre fokuseringsnøjagtigheden af AF-kameraer, som involverer finjustering af ISP-indstillingerne.

1. Brug af To-Pass metode i ISP

Traditionel metode: Generelle Sinoseen AF-kameraer understøtter enkelt scanning for hele AF-området (10 cm til uendelig) som standard. Denne AF-algoritme scanner fra uendelig til makropositionen og kan tilpasses med målrettede indstillinger i ISP-indstillingerne. AF-algoritmen bruger hill-climbing til at finde det skarpeste billede for hver ramme, mens den bevæger linsebremsen. ISP'en beregner gennemsnittet af kanterne på hver ramme og opnår den relative skarphed for hver linseposition. Når den højeste fokus er opnået, stabiliseres linsepositionen, og ISP'en vender tilbage til AF Success-tilstanden. Dette kan mangle præcision.

To-pass metode: Ved at bruge to-pass metoden øges antallet af scanninger udført af ISP'en. En indledende scanning udføres for at bestemme den optimale fokusposition, og derefter udføres en anden detaljeret scanning omkring den position, hvilket betydeligt forbedrer fokusnøjagtigheden.

2. Indsnævring af AF-scanningsområdet

I scenarier hvor arbejdsafstanden er bestemt, såsom stregkodescanning eller salgsautomater, kan AF-området indsnævres til kun at scanne dette område, hvilket forbedrer nøjagtigheden. For eksempel, hvis et objekt er fastgjort inden for 1m til 1,5m, fokuserer AF-kameraet som standard mellem 100-120. Det er dog muligt at remappe dette område til 255 trin i stedet for de sædvanlige 0-255 trin via ISP-indstillingerne for at forbedre AF-nøjagtigheden.

Generelt bestemmes scanningsområdet af arbejdsafstanden, hvilket er praktisk for ISP at scanne det samme område med højere nøjagtighed.

3. Øg scanningsslotværdien

Antallet af ækvidistante trin (slots) i AF-området er direkte relateret til fokuseringsnøjagtigheden. At øge slotværdien muliggør mere detaljeret scanning af fokusområdet, hvilket resulterer i finere justeringer og forbedret nøjagtighed. Dette er særligt effektivt i den to-pass scanningsmetode.

4. Forbedring af AF-stabiliseringstiden ved at øge AF-hastigheden

Den tid det tager for ISP'en at opdage optimal skarphed, mens linsepositionen flyttes, kaldes søgetid. At ændre ISP-indstillingerne med entilpasset SInoseen kamera modulkan effektivt reducere søgetiden.
Måder at forbedre søgetid inkluderer:

• Ændring af Slot Værdi
• ændre aktuatorhastighedsopslagstabel (LUT)

- Hvad?

Ændring af Slot Værdi

Slotværdien bestemmer antallet af trin, der kræves for, at linsen justerer fokus, og påvirker direkte hastigheden og nøjagtigheden af autofokus. At øge slotværdien gør det muligt for linsen at foretage færre og større justeringer, hvilket resulterer i hurtigere fokusopnåelse, men kan reducere nøjagtigheden. Omvendt, at mindske slotværdien sænker autofokus, men kan forbedre nøjagtigheden ved at foretage finere justeringer.

Ændring af Aktuator Hastigheds Opslagstabel (LUT)

LUT'en fungerer som en bro mellem ISP'en og linseaktuatøren, der oversætter fokuskommandoer til fysisk bevægelse. Ved at justere LUT'en kan antallet af trin, der kræves for at flytte linsen til det ønskede fokuspunkt, reduceres, hvilket dermed reducerer stabiliseringstiden. Dog skal der tages hensyn til kompromiser med autofokusnøjagtighed.

5. ROI-baseret fokusering for øget hastighed

At fokusere på specifikke områder af billedet i stedet for hele rammen kan betydeligt fremskynde autofokusprocessen. Ved at prioritere det interessante område kan kameraet hurtigt justere for ændringer inden for det område, hvilket er særligt nyttigt i applikationer som ansigtsgenkendelse.

konklusion

Fra hvad vi har lært i denne artikel, er det klart, at de mest effektive måder at forbedre autofokus stabiliseringstider typisk involverer en kombination af teknikker, herunder slotjustering, LUT-modifikation og ROI-baseret fokusering. Kontinuerligt at teste og forfine disse indstillinger er vigtigt for at opnå en balance mellem hastighed og nøjagtighed for en given applikation.

Selvfølgelig, hvis du har spørgsmål om, hvordan man opnår forbedret autofokus ydeevne, er du velkommen til at kontakte os, dasynoseenhar mere end et årti af erfaring inden for indlejret vision applikationer og er sikker på, at vi vil være i stand til at give dig et tilfredsstillende svar.