¿Cómo lograr un mejor rendimiento de enfoque automático?

Desde el escaneo de códigos de barras hasta las interfaces de terminales de autoservicio y robots industriales sofisticados, las cámaras con enfoque automático se han convertido en una herramienta indispensable en una amplia gama de industrias. La función de enfoque automático permite un enfoque claro al ajustar la lente para mejorar la fiabilidad y eficiencia de la captura de datos visuales, y cómo mejorar el rendimiento de las cámaras con enfoque automático se ha convertido en el foco del momento.

¿Qué es el enfoque automático?

El enfoque automático es una característica de la cámara que se adapta rápidamente a los cambios en la distancia entre la cámara y el sujeto al cambiar dinámicamente la posición de la lente para obtener la imagen más nítida posible. El sistema de enfoque automático consiste en un freno de lente, unprocesador de señal de imagen (ISP)y la función 3A, que es un término colectivo para enfoque automático, auto exposición y balance de blancos automático, que trabajan en conjunto para garantizar una calidad de imagen óptima. Hemos visto la información sobre el enfoque automático antes, interesado en elsiguiente artículo.

Desafíos del mecanismo de enfoque automático

Las cámaras con enfoque automático están diseñadas con un rango de enfoque predeterminado de típicamente 10 cm a infinito y una precisión de enfoque promedio. Aún es algo inadecuado en algunas aplicaciones específicas, por ejemplo:

• En situaciones donde el tamaño del objeto es significativamente más pequeño que la región de interés (ROI) del enfoque automático, la precisión de enfoque predeterminada puede no ser suficiente.
• Algunas aplicaciones que requieren una distancia de trabajo fija no se benefician de la función de enfoque de rango completo. Cuando los objetos cubren la mayor parte de la ROI, se requieren mayor precisión de AF y tiempos de estabilización más rápidos.
• La velocidad a la que el sistema de enfoque automático se bloquea en el punto de enfoque correcto es importante para la necesidad de tiempos de respuesta rápidos.

¿Cómo se puede mejorar la precisión del enfoque automático?

El Procesador de Señal de Imagen (ISP) juega un papel clave en el mecanismo de AF. Y Sinoseen tiene varias opciones para mejorar la precisión de enfoque de las cámaras AF, que implican ajustar la configuración del ISP.

1. Usando el método de dos pasadas en el ISP

## Método tradicional: Las cámaras General Sinoseen AF admiten el escaneo único para todo el rango de AF (10 cm a infinito) por defecto. Este algoritmo de AF escanea desde el infinito hasta la posición macro, y se puede personalizar con configuraciones específicas en los ajustes de ISP. El algoritmo de AF utiliza escalada para encontrar la imagen más nítida para cada cuadro mientras mueve el freno de la lente. El ISP calcula el promedio de los bordes de cada cuadro y obtiene la nitidez relativa para cada posición de la lente. Una vez que se logra el enfoque más alto, la posición de la lente se estabiliza y el ISP regresa al estado de éxito de AF. Esto puede carecer de precisión.

## Método de dos pasadas: Usar el método de dos pasadas aumenta el número de escaneos realizados por el ISP. Se realiza un escaneo inicial para determinar la posición de enfoque óptima y luego se realiza un segundo escaneo detallado alrededor de esa posición, mejorando significativamente la precisión del enfoque.

## 2. Reduciendo el rango de escaneo de AF

En escenarios donde se determina la distancia de trabajo, como el escaneo de códigos de barras o quioscos de venta, el rango de AF se puede reducir para escanear solo este rango, mejorando la precisión. Por ejemplo, si un objeto está fijo entre 1m y 1.5m, por defecto, la cámara AF se enfoca entre 100-120. Sin embargo, es posible remapear este rango a 255 pasos en lugar de los habituales 0-255 pasos a través de la configuración del ISP para mejorar la precisión del AF.

Generalmente, el rango de escaneo está determinado por la distancia de trabajo, lo que es conveniente para que el ISP escanee la misma área con mayor precisión.

3. Aumentar el valor de la ranura de escaneo

El número de pasos equidistantes (ranuras) en el rango de AF está directamente relacionado con la precisión del enfoque. Aumentar el valor de la ranura permite un escaneo más detallado del rango de enfoque, resultando en ajustes más finos y una mayor precisión. Esto es particularmente efectivo en el método de escaneo de dos pasadas.

4. Mejorar el tiempo de estabilización del AF aumentando la velocidad del AF.

El tiempo que tarda el ISP en detectar la nitidez óptima mientras mueve la posición de la lente se llama tiempo de búsqueda.Modificar la configuración del ISP con un módulo de cámara SInoseen personalizadopuede reducir efectivamente el tiempo de búsqueda.
Las formas de mejorar el tiempo de búsqueda incluyen:

• Modificando el Valor de la Ranura
• modificar la tabla de búsqueda de velocidad del actuador (LUT)

Modificando el Valor de la Ranura

El valor de la ranura determina el número de pasos requeridos para que la lente ajuste el enfoque y afecta directamente la velocidad y precisión del enfoque automático. Aumentar el valor de la ranura permite que la lente realice ajustes más grandes y menos frecuentes, lo que resulta en una adquisición de enfoque más rápida, pero puede reducir la precisión. Por el contrario, disminuir el valor de la ranura ralentiza el enfoque automático, pero puede mejorar la precisión al realizar ajustes más finos.

Modificando la Tabla de Búsqueda de Velocidad del Actuador (LUT)

## La LUT actúa como un puente entre el ISP y el actuador de la lente, traduciendo comandos de enfoque en movimiento físico. Al ajustar la LUT, se puede reducir el número de pasos necesarios para mover la lente al punto de enfoque deseado, reduciendo así el tiempo de estabilización. Sin embargo, se deben considerar los compromisos con la precisión del enfoque automático.

## 5. Enfoque Basado en ROI para Aumentar la Velocidad

## Enfocarse en áreas específicas de la imagen en lugar de en todo el marco puede acelerar significativamente el proceso de enfoque automático. Al priorizar el área de interés, la cámara puede ajustarse rápidamente a los cambios dentro de esa área, lo cual es particularmente útil en aplicaciones como la detección de rostros.

Conclusión

De lo que hemos aprendido en este artículo, está claro que las formas más efectivas de mejorar los tiempos de estabilización del enfoque automático generalmente implican una combinación de técnicas, incluyendo el ajuste de ranura, la modificación de LUT y el enfoque basado en ROI. Probar y refinar continuamente estas configuraciones es importante para lograr un equilibrio entre velocidad y precisión para una aplicación dada.

Por supuesto, si tiene alguna pregunta sobre cómo lograr un rendimiento mejorado del enfoque automático, no dude en contactarnos, ya queel senotiene más de una década de experiencia en aplicaciones de visión embebida y está seguro de que podremos proporcionarle una respuesta satisfactoria.