Como conseguir um melhor desempenho de autofoco?

Desde a leitura de códigos de barras até interfaces de terminais de autoatendimento e sofisticados robôs industriais, câmeras com autofoco se tornaram uma ferramenta indispensável em uma ampla gama de indústrias. A função de autofoco permite um foco claro ao ajustar a lente para melhorar a confiabilidade e a eficiência da captura de dados visuais, e como melhorar o desempenho das câmeras com autofoco se tornou o foco do momento.

O que é foco automático?

O autofoco é um recurso da câmera que se adapta rapidamente às mudanças de distância entre a câmera e o sujeito, alterando dinamicamente a posição da lente para obter a imagem mais nítida possível. O sistema de autofoco consiste em um freio de lente, umprocessador de sinal de imagem (ISP), e a função 3A, que é um termo coletivo para autofoco, autoexposição e balanço de branco automático, que trabalham em conjunto para garantir a qualidade ideal da imagem. Já vimos as informações sobre autofoco antes, interessado nopróximo artigo- Não.

Desafios do mecanismo de autofoco

Câmeras com autofoco são projetadas com uma faixa de foco padrão de tipicamente 10 cm a infinito e precisão média de foco. Ainda é um pouco inadequado em algumas aplicações específicas, por exemplo:

• Em situações onde o tamanho do objeto é significativamente menor do que a região de interesse (ROI) do autofoco, a precisão padrão do autofoco pode não ser suficiente.
• Algumas aplicações que requerem uma distância de trabalho fixa não se beneficiam do recurso de foco de faixa total. Quando os objetos cobrem a maior parte da ROI, maior precisão de AF e tempos de estabilização mais rápidos são necessários.
• A velocidade com que o sistema de autofoco se fixa no ponto de foco correto é importante para a necessidade de tempos de resposta rápidos.

Como a precisão do autofoco pode ser melhorada?

O Processador de Sinal de Imagem (ISP) desempenha um papel fundamental no mecanismo de AF. E a Sinoseen tem várias opções para melhorar a precisão de foco das câmeras AF, que envolvem o ajuste fino das configurações do ISP.

1. Usando o método de Duas Passagens no ISP

Método tradicional: As câmeras Sinoseen AF gerais suportam a varredura única para toda a faixa de AF (10cm a infinito) por padrão. Este algoritmo de AF varre do infinito até a posição macro e pode ser personalizado com configurações específicas nas configurações do ISP. O algoritmo de AF utiliza escalada para encontrar a imagem mais nítida para cada quadro enquanto move o freio da lente. O ISP calcula a média das bordas de cada quadro e obtém a nitidez relativa para cada posição da lente. Uma vez que o foco mais alto é alcançado, a posição da lente se estabiliza e o ISP retorna ao estado de Sucesso do AF. Isso pode carecer de precisão.

Método de duas passagens: O uso do método de duas passagens aumenta o número de varreduras realizadas pelo ISP. Uma varredura inicial é realizada para determinar a posição de foco ideal e, em seguida, uma segunda varredura detalhada é realizada ao redor dessa posição, melhorando significativamente a precisão do foco.

2. Reduzindo a faixa de varredura do AF

Em cenários onde a distância de trabalho é determinada, como na leitura de códigos de barras ou quiosques de venda, a faixa de AF pode ser reduzida para escanear apenas essa faixa, melhorando a precisão. Por exemplo, se um objeto estiver fixo entre 1m e 1,5m, por padrão, a câmera AF foca entre 100-120. No entanto, é possível remapear essa faixa para 255 etapas em vez das habituais 0-255 etapas através das configurações do ISP, para melhorar a precisão do AF.

Geralmente, a faixa de escaneamento é determinada pela distância de trabalho, o que é conveniente para o ISP escanear a mesma área com maior precisão.

Aumentar o valor do slot de escaneamento

O número de etapas equidistantes (slots) na faixa de AF está diretamente relacionado à precisão do foco. Aumentar o valor do slot permite um escaneamento mais detalhado da faixa de foco, resultando em ajustes mais finos e maior precisão. Isso é particularmente eficaz no método de escaneamento em duas passagens.

Melhorando o tempo de estabilização do AF ao aumentar a velocidade do AF

O tempo que leva para o ISP detectar a nitidez ideal enquanto move a posição da lente é chamado de tempo de busca. Modificar as configurações do ISP com ummódulo de câmera SInoseen personalizadopode efetivamente reduzir o tempo de busca.
Maneiras de melhorar o tempo de busca incluem:

• Modificando o Valor do Slot
• modificar a tabela de consulta de velocidade do atuador (LUT)

Modificando o Valor do Slot

O valor do slot determina o número de etapas necessárias para a lente ajustar o foco e afeta diretamente a velocidade e a precisão do autofoco. Aumentar o valor do slot permite que a lente faça ajustes menores e maiores, resultando em uma aquisição de foco mais rápida, mas pode reduzir a precisão. Por outro lado, diminuir o valor do slot desacelera o autofoco, mas pode melhorar a precisão ao fazer ajustes mais finos.

Modificando a Tabela de Consulta de Velocidade do Atuador (LUT)

O LUT atua como uma ponte entre o ISP e o atuador da lente, traduzindo comandos de foco em movimento físico. Ao ajustar o LUT, o número de etapas necessárias para mover a lente para o ponto de foco desejado pode ser reduzido, diminuindo assim o tempo de estabilização. No entanto, é necessário considerar os compromissos com a precisão do foco automático.

5. Foco Baseado em ROI para Aumento de Velocidade

Focar em áreas específicas da imagem em vez de em todo o quadro pode acelerar significativamente o processo de foco automático. Ao priorizar a área de interesse, a câmera pode ajustar rapidamente as mudanças dentro dessa área, o que é particularmente útil em aplicações como detecção de rosto.

Conclusão

A partir do que aprendemos neste artigo, está claro que as maneiras mais eficazes de melhorar os tempos de estabilização do autofoco geralmente envolvem uma combinação de técnicas, incluindo ajuste de slot, modificação de LUT e foco baseado em ROI. Testar e refinar continuamente essas configurações é importante para alcançar um equilíbrio entre velocidade e precisão para uma determinada aplicação.

Claro, se você tiver alguma dúvida sobre como alcançar um desempenho aprimorado do autofoco, sinta-se à vontade para nos contatar, poisSinosséniotem mais de uma década de experiência em aplicações de visão embarcada e está confiante de que seremos capazes de fornecer uma resposta satisfatória.