Wie kann eine verbesserte Autofokusleistung erreicht werden? Sinoseen hochwertige Kameras

Vom Scannen von Barcodes über Self-Service-Terminal-Schnittstellen bis hin zu hochentwickelten Industrierobotern sind Autofokus-Kameras in einer Vielzahl von Branchen zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden. Die Autofokus-Funktion ermöglicht einen klaren Fokus durch Einstellen des Objektivs, um die Zuverlässigkeit und Effizienz der visuellen Datenerfassung zu verbessern, und die Verbesserung der Leistung von Autofokus-Kameras ist in den Mittelpunkt des Augenblicks gerückt.

Was ist Autofokus?

Der Autofokus ist eine Kamerafunktion, die sich schnell an Änderungen des Abstands zwischen der Kamera und dem Motiv anpasst, indem sie die Position des Objektivs dynamisch ändert, um ein möglichst scharfes Bild zu erhalten. Das Autofokus-System besteht aus einer Objektivbremse, einemBildsignalprozessor (ISP)und die 3A-Funktion, die ein Sammelbegriff für Autofokus, automatische Belichtung und automatischen Weißabgleich ist, die zusammenarbeiten, um eine optimale Bildqualität zu gewährleisten. Wir haben die Informationen zum Autofokus schon einmal gesehen und interessieren uns für dieNächster Artikel.

Herausforderungen des Autofokus-Mechanismus

Autofokus-Kameras sind mit einem Standardfokusbereich von typischerweise 10 cm bis unendlich und einer durchschnittlichen Fokusgenauigkeit ausgestattet. In einigen spezifischen Anwendungen ist es immer noch etwas unzureichend, zum Beispiel:

• In Situationen, in denen die Objektgröße deutlich kleiner als der Autofokus-ROI (Region of Interest) ist, ist die standardmäßige Autofokusgenauigkeit möglicherweise nicht ausreichend.
• Einige Anwendungen, die einen festen Arbeitsabstand erfordern, profitieren nicht von der Fokusfunktion über den gesamten Bereich. Wenn Objekte den größten Teil des ROI abdecken, sind eine höhere AF-Genauigkeit und schnellere Stabilisierungszeiten erforderlich.
• Die Geschwindigkeit, mit der das Autofokus-System auf den richtigen Fokuspunkt einrastet, ist wichtig für die Notwendigkeit schneller Reaktionszeiten.

Wie kann die Genauigkeit des Autofokus verbessert werden?

Der Image Signal Processor (ISP) spielt eine Schlüsselrolle im AF-Mechanismus. Und Sinoseen bietet eine Reihe von Optionen, um die Fokussiergenauigkeit von AF-Kameras zu verbessern, was eine Feinabstimmung der ISP-Einstellungen erfordert.

1. Verwenden der Two-Pass-Methode im ISP

Traditionelle Methode: Allgemeine Sinoseen AF-Kameras unterstützen standardmäßig eine Einzelabtastung für den gesamten AF-Bereich (10 cm bis unendlich). Dieser AF-Algorithmus scannt von unendlich bis zur Makroposition und kann mit gezielten Einstellungen in den ISP-Einstellungen angepasst werden. Der AF-Algorithmus verwendet Hill-Climbing, um das schärfste Bild für jedes Bild zu finden, während die Objektivbremse bewegt wird. Der ISP berechnet den Durchschnitt der Kanten jedes Rahmens und erhält die relative Schärfe für jede Objektivposition. Sobald die höchste Schärfe erreicht ist, stabilisiert sich die Objektivposition und der ISP kehrt in den AF-Erfolgszustand zurück. Dies kann zu Ungenauigkeiten führen.

Two-Pass-Methode: Die Verwendung der Two-Pass-Methode erhöht die Anzahl der vom ISP durchgeführten Scans. Ein erster Scan wird durchgeführt, um die optimale Fokusposition zu bestimmen, und dann wird ein zweiter detaillierter Scan um diese Position herum durchgeführt, wodurch die Fokusgenauigkeit erheblich verbessert wird.

2. Verkleinern des AF-Scanbereichs

In Szenarien, in denen der Arbeitsabstand bestimmt wird, wie z. B. beim Scannen von Barcodes oder Verkaufsautomaten, kann der AF-Bereich so verkleinert werden, dass nur dieser Bereich gescannt wird, um die Genauigkeit zu verbessern. Wenn ein Objekt beispielsweise innerhalb von 1 m bis 1,5 m fixiert ist, fokussiert die AF-Kamera standardmäßig zwischen 100 und 120. Es ist jedoch möglich, diesen Bereich über die ISP-Einstellungen auf 255 Schritte anstelle der üblichen 0-255 Schritte umzuverteilen. , um die AF-Genauigkeit zu verbessern.

Im Allgemeinen wird der Scanbereich durch den Arbeitsabstand bestimmt, was für ISP praktisch ist, um denselben Bereich mit höherer Genauigkeit zu scannen.

3. Erhöhen Sie den Wert des Scanschlitzes

Die Anzahl der äquidistanten Schritte (Schlitze) im AF-Bereich steht in direktem Zusammenhang mit der Fokussiergenauigkeit. Die Erhöhung des Schlitzwerts ermöglicht ein detaillierteres Scannen des Fokusbereichs, was zu feineren Einstellungen und verbesserter Genauigkeit führt. Dies ist besonders effektiv bei der Zwei-Pass-Scanmethode.

4. Verbessern der AF-Stabilisierungszeit durch Erhöhen der AF-Geschwindigkeit

Die Zeit, die der ISP benötigt, um die optimale Schärfe zu erkennen, während er die Objektivposition bewegt, wird als Suchzeit bezeichnet. Ändern der ISP-Einstellungen mit einemkundenspezifisches SInoseen Kameramodulkann die Suchzeit effektiv reduzieren.
Zu den Möglichkeiten, die Suchzeit zu verbessern, gehören:

• Ändern des Slot-Werts
• Ändern der Nachschlagetabelle (LUT) für die Aktuatordrehzahl

Ändern des Slot-Werts

Der Schlitzwert bestimmt die Anzahl der Schritte, die das Objektiv zum Einstellen des Fokus benötigt, und wirkt sich direkt auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Autofokus aus. Durch Erhöhen des Schlitzwerts kann das Objektiv weniger und größere Anpassungen vornehmen, was zu einer schnelleren Fokuserfassung führt, aber die Genauigkeit verringern kann. Umgekehrt verlangsamt das Verringern des Schlitzwerts den Autofokus, kann aber die Genauigkeit verbessern, indem feinere Anpassungen vorgenommen werden.

Ändern der Nachschlagetabelle (LUT) für die Aktuatordrehzahl

Die LUT fungiert als Brücke zwischen dem ISP und dem Objektivaktuator und übersetzt Fokusbefehle in physische Bewegungen. Durch die Anpassung der LUT kann die Anzahl der Schritte reduziert werden, die erforderlich sind, um das Objektiv auf den gewünschten Fokuspunkt zu bewegen, wodurch die Stabilisierungszeit verkürzt wird. Allerdings müssen Kompromisse bei der Genauigkeit des Autofokus berücksichtigt werden.

5. ROI-basierte Fokussierung für mehr Geschwindigkeit

Die Fokussierung auf bestimmte Bereiche des Bildes und nicht auf den gesamten Rahmen kann den Autofokus erheblich beschleunigen. Durch die Priorisierung des interessierenden Bereichs kann sich die Kamera schnell an Änderungen innerhalb dieses Bereichs anpassen, was besonders bei Anwendungen wie der Gesichtserkennung nützlich ist.

Schlussfolgerung

Aus dem, was wir in diesem Artikel gelernt haben, ist klar, dass die effektivsten Methoden zur Verbesserung der Autofokus-Stabilisierungszeiten in der Regel eine Kombination von Techniken beinhalten, einschließlich Slot-Anpassung, LUT-Modifikation und ROI-basierter Fokussierung. Das kontinuierliche Testen und Verfeinern dieser Einstellungen ist wichtig, um ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit für eine bestimmte Anwendung zu erreichen.

Wenn Sie Fragen dazu haben, wie Sie eine verbesserte Autofokusleistung erzielen können, können Sie sich natürlich gerne an uns wenden, daSinoseenverfügt über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung mit Embedded-Vision-Anwendungen und ist zuversichtlich, dass wir Ihnen eine zufriedenstellende Antwort geben können.