Wie kann man eine verbesserte Autofokusleistung erreichen?

Von der Barcode-Scannung über Selbstbedienungsterminaloberflächen bis hin zu ausgeklügelten Industrierobotern sind Autofokus-Kameras zu einem unverzichtbaren Werkzeug in einer Vielzahl von Branchen geworden. Die Autofokus-Funktion ermöglicht eine klare Fokussierung, indem sie das Objektiv anpasst, um die Zuverlässigkeit und Effizienz der visuellen Datenerfassung zu verbessern, und wie man die Leistung von Autofokus-Kameras verbessern kann, ist zum aktuellen Schwerpunkt geworden.

Was ist das für ein Autofokus?

Autofokus ist eine Kamerafunktion, die sich schnell an Änderungen der Entfernung zwischen der Kamera und dem Motiv anpasst, indem sie dynamisch die Position des Objektivs ändert, um das schärfste Bild zu erhalten. Das Autofokussystem besteht aus einer Objektivbremse, einemBildsignalprozessor (ISP), und der 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 über Autofokus bereits gesehen, interessiert an demnächsten Artikel- Ich weiß.

Herausforderungen des Autofokusmechanismus

Autofokuskameras sind mit einem Standardfokusbereich von typischerweise 10 cm bis unendlich und durchschnittlicher Fokussiergenauigkeit ausgestattet. In einigen spezifischen Anwendungen ist dies jedoch immer noch etwas unzureichend, zum Beispiel:

• In Situationen, in denen die Objektgröße erheblich kleiner ist als der Autofokusbereich von Interesse (ROI), ist die Standard-Autofokusgenauigkeit möglicherweise nicht ausreichend.
• Einige Anwendungen, die einen festen Arbeitsabstand erfordern, profitieren nicht von der Vollbereichsfokusfunktion. Wenn Objekte den Großteil des ROI abdecken, sind eine höhere AF-Genauigkeit und schnellere Stabilisierungzeiten erforderlich.
• Die Geschwindigkeit, mit der das Autofokussystem auf den richtigen Fokuspunkt scharfstellt, ist wichtig für die Notwendigkeit schneller Reaktionszeiten.

Wie kann die Autofokusgenauigkeit verbessert werden?

Der Bildsignalprozessor (ISP) spielt eine Schlüsselrolle im AF-Mechanismus. Und Sinoseen hat eine Reihe von Optionen zur Verbesserung der Fokussiergenauigkeit von AF-Kameras, die eine Feinabstimmung der ISP-Einstellungen beinhalten.

1. Verwendung der Zwei-Pass-Methode im ISP

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

Zwei-Pass-Methode: Die Verwendung der Zwei-Pass-Methode erhöht die Anzahl der Scans, die vom ISP durchgeführt werden. Ein erster Scan wird durchgeführt, um die optimale Fokussierungsposition zu bestimmen, und dann wird ein zweiter detaillierter Scan um diese Position herum durchgeführt, was die Fokussierungsgenauigkeit erheblich verbessert.

2. Eingrenzung des AF-Scannbereichs

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

Im Allgemeinen wird der Scannbereich durch den Arbeitsabstand bestimmt, was es dem ISP erleichtert, denselben Bereich mit höherer Genauigkeit zu scannen.

3. Erhöhen Sie den Wert des Scan-Slots

Die Anzahl der äquidistanten Schritte (Slots) im AF-Bereich steht in direktem Zusammenhang mit der Fokussierungsgenauigkeit. Die Erhöhung des Slot-Werts ermöglicht ein detaillierteres Scannen des Fokussierungsbereichs, was zu feineren Anpassungen und verbesserter Genauigkeit führt. Dies ist insbesondere bei der Zwei-Pass-Scantechnik effektiv.

4. Verbesserung der AF-Stabilisationszeit durch Erhöhung der AF-Geschwindigkeit

Die Zeit, die der ISP benötigt, um die optimale Schärfe beim Bewegen der Objektivposition zu erkennen, wird als Suchzeit bezeichnet. Die Anpassung der ISP-Einstellungen mit einemangepassten SInoseen-Kameramodulkann die Suchzeit effektiv reduzieren.
Möglichkeiten zur Verbesserung der Suchzeit sind:

• Ändern des Slotwerts
• Ändern der Geschwindigkeits-Lookup-Tabelle (LUT) des Aktuators

Ändern des Slotwerts

Der Slotwert bestimmt die Anzahl der Schritte, die erforderlich sind, damit das Objektiv den Fokus anpasst, und beeinflusst direkt die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Autofokus. Eine Erhöhung des Slotwerts ermöglicht es dem Objektiv, weniger und größere Anpassungen vorzunehmen, was zu einer schnelleren Fokussierung führt, aber die Genauigkeit verringern kann. Umgekehrt verlangsamt eine Verringerung des Slotwerts den Autofokus, kann jedoch die Genauigkeit durch feinere Anpassungen verbessern.

Ändern der Geschwindigkeits-Lookup-Tabelle (LUT) des Aktuators

Die LUT fungiert als Brücke zwischen dem ISP und dem Objektivaktuator, indem sie Fokussierungsbefehle in physische Bewegungen übersetzt. Durch die Anpassung der LUT kann die Anzahl der Schritte, die erforderlich sind, um das Objektiv auf den gewünschten Fokuspunkt zu bewegen, reduziert werden, wodurch die Stabilisationszeit verkürzt wird. Es müssen jedoch Kompromisse bei der Autofokusgenauigkeit berücksichtigt werden.

5. ROI-basiertes Fokussieren zur Geschwindigkeitssteigerung

Das Fokussieren auf spezifische Bereiche des Bildes anstelle des gesamten Rahmens kann den Autofokusprozess erheblich beschleunigen. Durch die Priorisierung des Interessengebiets kann die Kamera schnell auf Änderungen innerhalb dieses Bereichs reagieren, was besonders nützlich in Anwendungen wie der Gesichtserkennung ist.

Schlussfolgerung

Aus dem, was wir in diesem Artikel gelernt haben, ist klar, dass die effektivsten Möglichkeiten zur Verbesserung der Autofokus-Stabilisierung Zeiten typischerweise eine Kombination von Techniken umfassen, einschließlich Slot-Anpassung, LUT-Modifikation und ROI-basiertem Fokussieren. Kontinuierliches Testen und Verfeinern dieser Einstellungen ist wichtig, um ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit für eine bestimmte Anwendung zu erreichen.

Natürlich, wenn Sie Fragen dazu haben, wie Sie eine verbesserte Autofokus-Leistung erzielen können, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren, daSchnittstellenmehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in eingebetteten Vision-Anwendungen hat und zuversichtlich ist, dass wir Ihnen eine zufriedenstellende Antwort geben können.