オートフォーカス性能を向上させるには?Sinoseen高品質カメラ

バーコードスキャンからセルフサービス端末インターフェース、高度な産業用ロボットまで、オートフォーカスカメラは幅広い業界で不可欠なツールとなっています。オートフォーカス機能は、レンズを調整してビジュアルデータキャプチャの信頼性と効率を向上させることにより、明確なピント合わせを可能にし、オートフォーカスカメラのパフォーマンスを向上させる方法が現在の焦点となっています。

オートフォーカスとは?

オートフォーカスは、レンズの位置を動的に変更することで、カメラと被写体との距離の変化にすばやく適応し、可能な限り鮮明な画像を得るカメラ機能です。オートフォーカスシステムは、レンズブレーキ、イメージシグナルプロセッサ(ISP)、およびオートフォーカス、自動露出、および自動ホワイトバランスの総称である3A機能は、最適な画質を確保するために連携して機能します。オートフォーカスに関する情報は以前に見たことがあり、興味があります。次の記事.

オートフォーカス機構の課題

オートフォーカスカメラは、デフォルトのフォーカス範囲が通常10cmから無限遠で、平均的なフォーカス精度で設計されています。これは、次のような特定のアプリケーションでは、まだやや不十分です。

• オブジェクトのサイズがオートフォーカスの関心領域 (ROI) よりも大幅に小さい状況では、デフォルトのオートフォーカス精度では不十分な場合があります。
• 固定の作動距離を必要とする一部のアプリケーションでは、フルレンジフォーカス機能の恩恵を受けられません。オブジェクトがROIの大部分をカバーする場合、より高いAF精度とより速い安定化時間が必要になります。
• オートフォーカスシステムが正しいフォーカスポイントにロックする速度は、高速な応答時間の必要性にとって重要です。

オートフォーカスの精度を向上させるには?

Image Signal Processor(ISP)は、AFメカニズムにおいて重要な役割を果たします。また、Sinoseenには、AFカメラのフォーカス精度を向上させるためのオプションがいくつかあり、これにはISP設定の微調整が含まれます。

1. ISPでのTwo-Pass方式の利用

従来の方法:一般的なSinoseen AFカメラは、デフォルトでフルAF範囲(10cmから無限遠)のシングルスキャンをサポートしています。このAFアルゴリズムは、無限遠からマクロ位置までスキャンし、ISP設定のターゲット設定でカスタマイズできます。AFアルゴリズムは、レンズブレーキを動かしながら、ヒルクライムを使用して各フレームの最も鮮明な画像を見つけます。ISP は、各フレームのエッジの平均を計算し、各レンズ位置の相対的なシャープネスを求めます。最高焦点が到達すると、レンズの位置が安定し、ISPはAF成功状態に戻ります。これは精度に欠ける場合があります。

2 パス方式: 2 パス方式を使用すると、ISP が実行するスキャンの数が増えます。最適なフォーカス位置を決定するために最初のスキャンが実行され、次にその位置の周りで2回目の詳細なスキャンが実行されるため、フォーカス精度が大幅に向上します。

2. AFスキャン範囲を狭める

バーコードスキャンや自動販売機など、作動距離が決定されるシナリオでは、AF範囲を狭めてこの範囲のみをスキャンすることができるため、精度が向上します。たとえば、オブジェクトが1mから1.5m以内に固定されている場合、デフォルトでは、AFカメラは100〜120mの間で焦点を合わせます。ただし、ISP設定を使用して、この範囲を通常の0〜255ステップではなく255ステップに再マッピングすることは可能です。AFの精度を向上させます。

一般に、スキャン範囲は作動距離によって決定されるため、ISPが同じ領域をより高精度でスキャンするのに便利です。

3.スキャンスロットの値を増やします

AF範囲の等距離ステップ(スロット)の数は、ピント合わせの精度に直接関係しています。スロット値を大きくすると、フォーカス範囲をより詳細にスキャンできるようになり、より細かい調整と精度の向上が可能になります。これは、2パススキャン方式で特に効果的です。

4. AF速度の高速化によるAF手ブレ補正時間の改善

ISPがレンズの位置を移動させながら最適なシャープネスを検出するのにかかる時間をサーチタイムと呼びます。ISPの設定をカスタマイズされたSInoseenカメラモジュール検索時間を効果的に短縮できます。
検索時間を短縮する方法は次のとおりです。

• スロット値の変更
• アクチュエータ速度ルックアップテーブル(LUT)の変更

スロット値の変更

スロット値は、レンズがフォーカスを調整するために必要なステップ数を決定し、オートフォーカスの速度と精度に直接影響します。スロット値を大きくすると、レンズが行う調整が少なくなり、より大きな調整が可能になり、フォーカス取得が速くなりますが、精度が低下する可能性があります。逆に、スロット値を小さくするとオートフォーカスが遅くなりますが、微調整を行うことで精度を向上させることができます。

アクチュエータ速度ルックアップテーブル(LUT)の変更

LUTは、ISPとレンズアクチュエーターの間のブリッジとして機能し、フォーカスコマンドを物理的な動きに変換します。LUTを調整することで、レンズを目的のフォーカスポイントに移動させるのに必要なステップ数を減らすことができ、手ぶれ補正時間を短縮できます。ただし、オートフォーカスの精度とのトレードオフを考慮する必要があります。

5. ROIベースのフォーカスによる高速化

フレーム全体ではなく、画像の特定の領域に焦点を合わせることで、オートフォーカスプロセスを大幅に高速化できます。対象領域に優先順位を付けることで、カメラはその領域内の変化をすばやく調整できるため、顔検出などのアプリケーションで特に役立ちます。

結論

この記事で学んだことから、オートフォーカスの安定化時間を改善する最も効果的な方法は、通常、スロット調整、LUTの変更、ROIベースのフォーカシングなどの手法の組み合わせを含むことが明らかです。これらの設定を継続的にテストし、改良することは、特定のアプリケーションの速度と精度のバランスを達成するために重要です。

もちろん、オートフォーカス性能の向上方法についてご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。シノセンエンベデッドビジョンアプリケーションで10年以上の経験があり、満足のいく回答を提供できると確信しています。