Ahoj! Ako dodávateľ kamerových modulov MIPI som veľmi nadšený, že sa môžem ponoriť do sveta algoritmov automatického zaostrovania používaných v týchto úžasných zariadeniach. Kamerové moduly MIPI (Mobile Industry Processor Interface) sa stali základom v rôznych aplikáciách, od smartfónov až po priemyselné zobrazovacie systémy. A funkcia automatického zaostrovania je hra - menič, ktorý zaisťuje, že obrázky a videá, ktoré zachytávame, sú ostré a jasné. Poďme sa teda bližšie pozrieť na rôzne algoritmy automatického zaostrovania.
Automatické zaostrovanie založené na kontraste (CBAF)
Jedným z najčastejšie používaných algoritmov automatického zaostrovania v kamerových moduloch MIPI je automatické zaostrovanie založené na kontraste. Táto metóda je o nájdení bodu, kde je kontrast na obrázku najvyšší. ako to funguje? Fotoaparát začína nastavením polohy objektívu a nasnímaním série snímok. Potom analyzuje kontrast v každom z týchto obrázkov.
Základnou myšlienkou je, že keď je obraz zaostrený, okraje na obrázku budú ostré, čo znamená, že medzi susednými pixelmi bude vysoký kontrast. Predstavte si napríklad čiernobielu šachovnicu. Keď je zaostrené, prechod od čiernych k bielym štvorcom bude veľmi zreteľný, výsledkom čoho bude vysoký kontrast. Fotoaparát neustále pohybuje objektívom tam a späť a meria úroveň kontrastu v týchto medziobrázkoch. Keď nájde polohu, kde je kontrast maximalizovaný, zastaví pohyb šošovky a obraz je zaostrený.
Výhodou CBAF je, že produkuje vysokokvalitné snímky s ostrými detailmi. Funguje to dobre vo väčšine svetelných podmienok, pokiaľ sú na scéne nejaké okraje a kontrast. Má to však svoje obmedzenia. Môže to byť trochu pomalé, najmä ak má scéna nízky kontrast. Ak medzi rôznymi časťami obrazu nie je veľký rozdiel v jase, pre algoritmus bude ťažšie určiť optimálny bod zaostrenia.
Fáza – detekcia automatického zaostrovania (PDAF)
Teraz si povedzme o fázovom automatickom zaostrovaní s detekciou. Tento algoritmus je o niečo pokročilejší a je široko používaný v moderných smartfónoch a kamerových moduloch MIPI. PDAF funguje tak, že rozdeľuje svetlo, ktoré vstupuje do objektívu fotoaparátu. Namiesto toho, aby sa spoliehal len na celkový kontrast v obraze, využíva fázový rozdiel medzi rôznymi svetelnými lúčmi.
Kamera má na svojom snímači špeciálne fázové - detekčné pixely. Tieto pixely môžu merať fázu prichádzajúceho svetla. Keď svetlo z objektu dopadne na šošovku, rozdelí sa na dve dráhy. Fázové detekčné pixely potom porovnávajú fázu svetla v týchto dvoch dráhach. Ak sú svetelné lúče vo fáze, znamená to, že objekt je zaostrený. Ak dôjde k fázovému rozdielu, fotoaparát vie, akým spôsobom má pohnúť objektívom, aby zaostril na objekt.
PDAF je neuveriteľne rýchly. Dokáže uzamknúť zaostrenie v zlomku sekundy, čo je skvelé na zachytenie rýchlo sa pohybujúcich objektov, ako sú športové podujatia alebo divoká zver. V porovnaní s CBAF funguje dobre aj pri slabom osvetlení. V niektorých prípadoch však nemusí byť taký presný ako CBAF, najmä ak ide o veľmi jemné detaily.
Hybridné automatické zaostrovanie
Aby ste získali to najlepšie z oboch svetov, mnohé moduly kamery MIPI v súčasnosti používajú hybridný systém automatického zaostrovania, ktorý kombinuje CBAF a PDAF. Tento systém začína s PDAF, aby sa rýchlo zafixoval na približný bod zaostrenia. Keďže PDAF je rýchly, dokáže rýchlo vynulovať všeobecnú oblasť, kde by mal byť objekt zaostrený.
Po nastavení počiatočného zaostrenia pomocou PDAF sa fotoaparát prepne do režimu CBAF na jemné doladenie. CBAF dokáže podrobnejšie analyzovať kontrast v obraze a vykonať malé úpravy polohy objektívu, aby sa zabezpečilo, že obraz bude dokonale zaostrený. Tento hybridný prístup ponúka rýchlosť PDAF a presnosť CBAF.
Hĺbka - snímanie automatického zaostrovania
Ďalším novým algoritmom automatického zaostrovania je hĺbka - snímanie automatického zaostrovania. Táto metóda využíva na meranie vzdialenosti medzi kamerou a objektom prídavné senzory, ako napríklad senzor času letu (ToF) alebo nastavenie stereo kamery.
Senzor ToF funguje tak, že vyžaruje svetelné impulzy a meria čas, ktorý trvá, kým sa svetlo odrazí od objektu. Na základe tohto merania času dokáže kamera vypočítať vzdialenosť k objektu. Keď pozná vzdialenosť, môže upraviť polohu šošovky, aby objekt zaostril.
Nastavenia stereo kamier používajú dve kamery umiestnené v malej vzdialenosti od seba. Analýzou rozdielu v snímkach zachytených týmito dvoma kamerami dokáže kamerový systém vypočítať hĺbku scény. Tieto informácie o hĺbke sa potom použijú na úpravu zaostrenia hlavného fotoaparátu.
Depth - Sensing Autofocus je skvelý pre 3D zobrazovacie aplikácie a dokáže poskytnúť presné zaostrenie aj v náročných svetelných podmienkach. Zvyšuje to však náklady a zložitosť modulu kamery.
Naše kamerové moduly MIPI a algoritmy automatického zaostrovania
V našej spoločnosti sme začlenili tieto pokročilé algoritmy automatického zaostrovania do našich špičkových kamerových modulov MIPI. Napríklad nášOVA0B40 Ultra HD 108MP kamerový modul MIPI 4K Resolution Imagingmá hybridný systém automatického zaostrovania. To znamená, že získate rýchlosť PDAF na rýchle zachytenie rýchlo sa pohybujúcich momentov a presnosť CBAF, aby ste zaistili, že každý detail bude na vašich 108MP obrázkoch ostrý.
nášNový vysokovýkonný 5MP CMOS BF2553 farebný obrazový snímač Mini MIPI modul kamerytiež ťaží z týchto algoritmov automatického zaostrovania. Či už ho používate na priemyselnú kontrolu alebo dohľad, automatické zaostrovanie zaistí, že vždy získate jasné a detailné snímky.
A pre tých, ktorí sú nadšencami Raspberry Pi, náš8MP Sony IMX219 Sensor Modul objektívu M12 pre Raspberry Pimá vynikajúci systém automatického zaostrovania. Vďaka kombinácii algoritmov automatického zaostrovania dokáže jednoducho zachytiť skvele vyzerajúce fotografie a videá.
Prečo si vybrať naše kamerové moduly MIPI
Chápeme, že na dnešnom trhu máte veľa možností, pokiaľ ide o kamerové moduly MIPI. Ale tu je dôvod, prečo by ste si mali vybrať ten náš. Po prvé, naše moduly sú vyrobené z vysoko kvalitných komponentov. Dodávame tie najlepšie snímače a šošovky, aby sme zaistili, že obrázky a videá, ktoré zachytíte, budú tej najvyššej kvality.
Po druhé, naše zameranie na začlenenie pokročilých algoritmov automatického zaostrovania znamená, že vždy získate ostré a jasné výsledky bez ohľadu na podmienky snímania. Či už fotografujete pri jasnom slnečnom svetle alebo v slabo osvetlenej miestnosti, naše systémy automatického zaostrovania budú fungovať.
V neposlednom rade ponúkame vynikajúcu zákaznícku podporu. Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa našich produktov, algoritmov automatického zaostrovania alebo čohokoľvek iného, náš tím je vždy pripravený pomôcť.
Poďme sa pripojiť!
Ak máte záujem o naše kamerové moduly MIPI a chcete sa dozvedieť viac o tom, ako môžu naše algoritmy automatického zaostrovania prospieť vášmu projektu, neváhajte nás kontaktovať. Radi sa s vami porozprávame, preberieme vaše špecifické požiadavky a poskytneme vám cenovú ponuku. Či už ste výrobca smartfónov, vývojár priemyselných aplikácií alebo nadšenec, máme pre vás ten správny modul kamery MIPI.
Referencie
- Jain, R. (1989). Základy digitálneho spracovania obrazu. Prentice Hall.
- Tsai, RY (1987). Všestranná technika kalibrácie kamier pre vysoko presnú metrológiu 3D strojového videnia pomocou bežných televíznych kamier a objektívov. IEEE Journal on Robotics and Automation, 3(4), 323 - 344.
- Horn, BKP a Schunck, BG (1981). Stanovenie optického toku. Umelá inteligencia, 17 (1 - 3), 185 - 203.
