Hoe bereik je verbeterde autofocusprestaties? Sinoseen camera's van hoge kwaliteit

Van het scannen van barcodes tot zelfbedieningsterminalinterfaces en geavanceerde industriële robots, autofocuscamera's zijn een onmisbaar hulpmiddel geworden in een breed scala van industrieën. De autofocusfunctie zorgt voor een heldere focus door de lens aan te passen om de betrouwbaarheid en efficiëntie van het vastleggen van visuele gegevens te verbeteren, en hoe de prestaties van autofocuscamera's kunnen worden verbeterd, is de focus van het moment geworden.

Wat is autofocus?

Autofocus is een camerafunctie die zich snel aanpast aan veranderingen in de afstand tussen de camera en het onderwerp door de positie van de lens dynamisch te veranderen om het scherpst mogelijke beeld te verkrijgen. Het autofocussysteem bestaat uit een lensrem, eenprocessor voor beeldsignaal (ISP)en de 3A-functie, een verzamelnaam voor autofocus, automatische belichting en automatische witbalans, die samenwerken om een optimale beeldkwaliteit te garanderen. We hebben de informatie over autofocus eerder gezien, geïnteresseerd in deVolgend artikel.

Uitdagingen van het autofocusmechanisme

Autofocuscamera's zijn ontworpen met een standaard scherpstelbereik van doorgaans 10 cm tot oneindig en een gemiddelde scherpstelnauwkeurigheid. Het is nog steeds enigszins ontoereikend in sommige specifieke toepassingen, bijvoorbeeld:

• In situaties waarin de objectgrootte aanzienlijk kleiner is dan het autofocusgebied van interesse (ROI), is de standaardnauwkeurigheid van de autofocus mogelijk niet voldoende.
• Sommige toepassingen die een vaste werkafstand vereisen, profiteren niet van de focusfunctie voor het volledige bereik. Wanneer objecten het grootste deel van de ROI dekken, zijn een hogere AF-nauwkeurigheid en snellere stabilisatietijden vereist.
• De snelheid waarmee het autofocussysteem op het juiste scherpstelpunt scherpstelt, is belangrijk voor de behoefte aan snelle reactietijden.

Hoe kan de nauwkeurigheid van de autofocus worden verbeterd?

De Image Signal Processor (ISP) speelt een sleutelrol in het AF-mechanisme. En Sinoseen heeft een aantal opties voor het verbeteren van de scherpstelnauwkeurigheid van AF-camera's, waarbij de ISP-instellingen moeten worden verfijnd.

1. Gebruik van de Two-Pass-methode in ISP

Traditionele methode: General Sinoseen AF-camera's ondersteunen standaard enkelvoudig scannen voor het volledige AF-bereik (10 cm tot oneindig). Dit AF-algoritme scant van oneindig naar de macropositie en kan worden aangepast met gerichte instellingen in de ISP-instellingen. Het AF-algoritme maakt gebruik van heuvelklimmen om het scherpste beeld voor elk frame te vinden terwijl de lensrem wordt bewogen. De ISP berekent het gemiddelde van de randen van elk frame en verkrijgt de relatieve scherpte voor elke lenspositie. Zodra de hoogste scherpstelling is bereikt, stabiliseert de lenspositie en keert de ISP terug naar de AF-successtatus. Dit kan een gebrek aan precisie zijn.

Two-Pass-methode: Het gebruik van de two-pass-methode verhoogt het aantal scans dat door de ISP wordt uitgevoerd. Een eerste scan wordt uitgevoerd om de optimale scherpstelpositie te bepalen en vervolgens wordt een tweede gedetailleerde scan rond die positie uitgevoerd, waardoor de scherpstelnauwkeurigheid aanzienlijk wordt verbeterd.

2. Het AF-scanbereik verkleinen

In scenario's waarin de werkafstand wordt bepaald, zoals het scannen van streepjescodes of verkoopkiosken, kan het AF-bereik worden verkleind om alleen dit bereik te scannen, waardoor de nauwkeurigheid wordt verbeterd. Als een object bijvoorbeeld binnen 1 m tot 1,5 m is vastgelegd, stelt de AF-camera standaard scherp tussen 100-120. Het is echter mogelijk om dit bereik opnieuw toe te wijzen naar 255 stappen in plaats van de gebruikelijke stappen van 0-255 via de ISP-instellingen. om de AF-nauwkeurigheid te verbeteren.

Over het algemeen wordt het scanbereik bepaald door de werkafstand, wat handig is voor ISP om hetzelfde gebied met een hogere nauwkeurigheid te scannen.

3. Verhoog de waarde van de scansleuf

Het aantal stappen (slots) op gelijke afstand in het AF-bereik is direct gerelateerd aan de nauwkeurigheid van de scherpstelling. Door de slotwaarde te verhogen, kan het scherpstelbereik gedetailleerder worden gescand, wat resulteert in fijnere aanpassingen en verbeterde nauwkeurigheid. Dit is vooral effectief bij de scanmethode met twee doorgangen.

4. Verbetering van de AF-stabilisatietijd door de AF-snelheid te verhogen

De tijd die de ISP nodig heeft om optimale scherpte te detecteren tijdens het verplaatsen van de lenspositie, wordt de zoektijd genoemd. De ISP-instellingen wijzigen met eenaangepaste SInoseen cameramodulekan de zoektijd effectief verkorten.
Manieren om de zoektijd te verbeteren zijn onder meer:

• De waarde van de sleuf wijzigen
• de opzoektabel voor actuatorsnelheid (LUT) wijzigen

De waarde van de sleuf wijzigen

De slotwaarde bepaalt het aantal stappen dat de lens nodig heeft om de scherpstelling aan te passen en heeft een directe invloed op de snelheid en nauwkeurigheid van de autofocus. Door de sleufwaarde te verhogen, kan de lens minder en grotere aanpassingen maken, wat resulteert in een snellere scherpstelling, maar de nauwkeurigheid kan verminderen. Omgekeerd vertraagt het verlagen van de slotwaarde de autofocus, maar kan de nauwkeurigheid worden verbeterd door fijnere aanpassingen te maken.

De Actuator Speed Look-Up Table (LUT) wijzigen

De LUT fungeert als een brug tussen de ISP en de lensactuator en vertaalt focuscommando's in fysieke beweging. Door de LUT aan te passen, kan het aantal stappen dat nodig is om de lens naar het gewenste scherpstelpunt te verplaatsen, worden verminderd, waardoor de stabilisatietijd wordt verkort. Er moet echter rekening worden gehouden met compromissen met de nauwkeurigheid van de autofocus.

5. Scherpstellen op basis van ROI voor hogere snelheid

Door scherp te stellen op specifieke delen van het beeld in plaats van op het hele frame, kan het autofocusproces aanzienlijk worden versneld. Door prioriteit te geven aan het interessegebied, kan de camera zich snel aanpassen aan veranderingen binnen dat gebied, wat vooral handig is in toepassingen zoals gezichtsherkenning.

Conclusie

Uit wat we in dit artikel hebben geleerd, is het duidelijk dat de meest effectieve manieren om de stabilisatietijden van de autofocus te verbeteren, doorgaans een combinatie van technieken inhouden, waaronder slotaanpassing, LUT-modificatie en scherpstellen op basis van ROI. Het continu testen en verfijnen van deze instellingen is belangrijk om een evenwicht te vinden tussen snelheid en nauwkeurigheid voor een bepaalde toepassing.

Als u vragen heeft over hoe u verbeterde autofocusprestaties kunt bereiken, neem dan gerust contact met ons op, wantSinoseenheeft meer dan tien jaar ervaring in embedded vision-toepassingen en is ervan overtuigd dat we u een bevredigend antwoord kunnen geven.