อัลกอริทึมการโฟกัสอัตโนมัติที่ใช้ในโมดูลกล้อง MIPI คืออะไร?

เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์ของโมดูลกล้อง MIPI ฉันตื่นเต้นเป็นอย่างยิ่งที่จะได้ดำดิ่งสู่โลกของอัลกอริธึมโฟกัสอัตโนมัติที่ใช้ในอุปกรณ์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ โมดูลกล้อง MIPI (อินเทอร์เฟซโปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมมือถือ) กลายเป็นอุปกรณ์หลักในการใช้งานต่างๆ ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงระบบภาพทางอุตสาหกรรม และคุณสมบัติโฟกัสอัตโนมัติเป็นตัวเปลี่ยนเกมทำให้มั่นใจได้ว่าภาพและวิดีโอที่เราถ่ายมีความคมชัด ลองมาดูอัลกอริธึมออโต้โฟกัสต่างๆ กันให้ละเอียดยิ่งขึ้น

โฟกัสอัตโนมัติแบบคอนทราสต์ (CBAF)

หนึ่งในอัลกอริธึมออโต้โฟกัสที่ใช้กันมากที่สุดในโมดูลกล้อง MIPI คือออโต้โฟกัสแบบคอนทราสต์ วิธีการนี้เป็นการค้นหาจุดที่คอนทราสต์ของภาพสูงที่สุด มันทำงานอย่างไร? กล้องเริ่มต้นด้วยการปรับตำแหน่งเลนส์และถ่ายภาพเป็นชุด จากนั้นจะวิเคราะห์คอนทราสต์ในแต่ละภาพเหล่านี้

แนวคิดพื้นฐานคือเมื่อภาพอยู่ในโฟกัส ขอบในภาพจะคมชัด ซึ่งหมายความว่าจะมีคอนทราสต์สูงระหว่างพิกเซลที่อยู่ติดกัน เช่น ลองนึกถึงกระดานหมากรุกขาวดำ เมื่ออยู่ในโฟกัส การเปลี่ยนจากสี่เหลี่ยมสีดำเป็นสี่เหลี่ยมสีขาวจะชัดเจนมาก ส่งผลให้มีคอนทราสต์สูง กล้องจะขยับเลนส์ไปมาอย่างต่อเนื่อง และวัดระดับคอนทราสต์ในภาพที่อยู่ตรงกลางเหล่านี้ เมื่อพบตำแหน่งที่คอนทราสต์ถูกขยายให้สูงสุด เลนส์จะหยุดการเคลื่อนไหวของเลนส์ และภาพจะอยู่ในโฟกัส

ข้อดีของ CBAF คือให้ภาพคุณภาพสูงพร้อมรายละเอียดที่คมชัด มันทำงานได้ดีในสภาพแสงส่วนใหญ่ตราบใดที่มีขอบและความเปรียบต่างในฉาก อย่างไรก็ตาม มันก็มีข้อจำกัดอยู่ อาจช้าสักหน่อย โดยเฉพาะเมื่อฉากมีคอนทราสต์ต่ำ หากความสว่างระหว่างส่วนต่างๆ ของภาพไม่แตกต่างกันมาก อัลกอริธึมจะกำหนดจุดโฟกัสที่เหมาะสมได้ยากขึ้น

เฟส - โฟกัสอัตโนมัติแบบตรวจจับ (PDAF)

ตอนนี้ เรามาพูดถึง Phase - Detection Autofocus กันดีกว่า อัลกอริธึมนี้เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงเล็กน้อยและใช้กันอย่างแพร่หลายในสมาร์ทโฟนสมัยใหม่และโมดูลกล้อง MIPI PDAF ทำงานโดยแยกแสงที่เข้าสู่เลนส์กล้อง แทนที่จะอาศัยความเปรียบต่างโดยรวมของภาพเพียงอย่างเดียว ระบบจะใช้ความแตกต่างของเฟสระหว่างรังสีของแสงที่แตกต่างกัน

กล้องมีพิกเซลการตรวจจับเฟสพิเศษบนเซ็นเซอร์ พิกเซลเหล่านี้สามารถวัดเฟสของแสงที่เข้ามาได้ เมื่อแสงจากวัตถุตกกระทบเลนส์ แสงจะแบ่งออกเป็นสองเส้นทาง พิกเซลการตรวจจับเฟสจะเปรียบเทียบเฟสของแสงในสองเส้นทางนี้ หากรังสีของแสงอยู่ในเฟส แสดงว่าวัตถุอยู่ในโฟกัส หากมีความแตกต่างของเฟส กล้องจะรู้ว่าจะต้องเคลื่อนเลนส์ไปทางใดเพื่อให้วัตถุเข้าสู่โฟกัส

PDAF รวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ สามารถล็อคโฟกัสได้ภายในเสี้ยววินาที ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว เช่น การแข่งขันกีฬาหรือสัตว์ป่า นอกจากนี้ยังทำงานได้ดีในสภาพแสงน้อยเมื่อเทียบกับ CBAF อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีอาจไม่แม่นยำเท่ากับ CBAF โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับรายละเอียดที่ละเอียดมาก

โฟกัสอัตโนมัติแบบไฮบริด

เพื่อให้ได้สิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งสองโลก โมดูลกล้อง MIPI จำนวนมากในปัจจุบันใช้ระบบโฟกัสอัตโนมัติแบบไฮบริดที่รวม CBAF และ PDAF ระบบนี้เริ่มต้นด้วย PDAF เพื่อล็อคจุดโฟกัสโดยประมาณอย่างรวดเร็ว เนื่องจาก PDAF ทำงานรวดเร็ว จึงสามารถมุ่งไปที่พื้นที่ทั่วไปที่ควรอยู่ในโฟกัสของวัตถุได้อย่างรวดเร็ว

เมื่อตั้งค่าโฟกัสเริ่มต้นโดยใช้ PDAF แล้ว กล้องจะสลับไปที่ CBAF เพื่อการปรับแบบละเอียด CBAF สามารถวิเคราะห์คอนทราสต์ในภาพได้อย่างละเอียดยิ่งขึ้น และทำการปรับตำแหน่งเลนส์เล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าภาพจะอยู่ในโฟกัสอย่างสมบูรณ์แบบ วิธีการแบบไฮบริดนี้ให้ความเร็วของ PDAF และความแม่นยำของ CBAF

ความลึก - การตรวจจับโฟกัสอัตโนมัติ

อัลกอริธึมออโต้โฟกัสที่เกิดขึ้นใหม่อีกอย่างหนึ่งคือ Depth - Sensing Autofocus วิธีการนี้ใช้เซนเซอร์เพิ่มเติม เช่น เซนเซอร์ Time - of - Flight (ToF) หรือการตั้งค่ากล้องสเตอริโอ เพื่อวัดระยะห่างระหว่างกล้องกับวัตถุ

เซ็นเซอร์ ToF ทำงานโดยปล่อยพัลส์แสงและวัดเวลาที่แสงจะสะท้อนกลับจากวัตถุ จากการวัดเวลานี้ กล้องสามารถคำนวณระยะห่างจากวัตถุได้ เมื่อรู้ระยะห่างแล้ว ก็จะสามารถปรับตำแหน่งเลนส์เพื่อดึงวัตถุให้อยู่ในโฟกัสได้

การตั้งค่ากล้องสเตอริโอจะใช้กล้องสองตัวที่วางห่างกันเล็กน้อย ด้วยการวิเคราะห์ความแตกต่างของภาพที่ถ่ายด้วยกล้องสองตัวนี้ ระบบกล้องจึงสามารถคำนวณความลึกของฉากได้ ข้อมูลเชิงลึกนี้จะใช้ในการปรับโฟกัสของกล้องหลัก

Depth - Sensing Autofocus เหมาะสำหรับการใช้งานด้านภาพ 3 มิติ และสามารถให้โฟกัสที่แม่นยำแม้ในสภาพแสงที่ท้าทาย อย่างไรก็ตาม จะเพิ่มต้นทุนและความซับซ้อนของโมดูลกล้อง

โมดูลกล้อง MIPI และอัลกอริธึมโฟกัสอัตโนมัติของเรา

ที่บริษัทของเรา เราได้รวมอัลกอริธึมโฟกัสอัตโนมัติขั้นสูงเหล่านี้ไว้ในโมดูลกล้อง MIPI ระดับแนวหน้าของเรา ยกตัวอย่างของเราOVA0B40 Ultra HD 108MP กล้องโมดูล MIPI 4K ความละเอียดการถ่ายภาพมีระบบโฟกัสอัตโนมัติแบบไฮบริด ซึ่งหมายความว่าคุณจะได้รับความเร็วของ PDAF เพื่อจับภาพช่วงเวลาที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว และความแม่นยำของ CBAF เพื่อให้มั่นใจว่าทุกรายละเอียดคมชัดในภาพ 108MP ของคุณ

ของเราใหม่ประสิทธิภาพสูง 5MP CMOS BF2553 เซ็นเซอร์ภาพสี Mini MIPI โมดูลกล้องยังได้รับประโยชน์จากอัลกอริธึมออโต้โฟกัสเหล่านี้อีกด้วย ไม่ว่าคุณจะใช้เพื่อการตรวจสอบทางอุตสาหกรรมหรือการเฝ้าระวัง โฟกัสอัตโนมัติจะช่วยให้คุณมั่นใจได้ว่าคุณจะได้ภาพที่คมชัดและมีรายละเอียดอยู่เสมอ

และสำหรับผู้ที่เป็นผู้ที่ชื่นชอบ Raspberry Pi เรา8MP Sony IMX219 เซนเซอร์ M12 เลนส์ กล้อง โมดูลสำหรับ Raspberry Piมีระบบออโต้โฟกัสที่ยอดเยี่ยม สามารถถ่ายภาพและวิดีโอที่สวยงามได้อย่างง่ายดายด้วยการผสมผสานอัลกอริธึมโฟกัสอัตโนมัติ

เหตุใดจึงเลือกโมดูลกล้อง MIPI ของเรา

เราเข้าใจดีว่าในตลาดปัจจุบัน คุณมีตัวเลือกมากมายเมื่อพูดถึงโมดูลกล้อง MIPI แต่นี่คือเหตุผลที่คุณควรเลือกของเรา ประการแรก โมดูลของเราสร้างด้วยส่วนประกอบคุณภาพสูง เราจัดหาเซ็นเซอร์และเลนส์ที่ดีที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าภาพและวิดีโอที่คุณถ่ายมีคุณภาพสูงสุด

ประการที่สอง การมุ่งเน้นของเราในการรวมอัลกอริธึมโฟกัสอัตโนมัติขั้นสูงหมายความว่าคุณจะได้ผลลัพธ์ที่คมชัดเสมอไม่ว่าสภาพการถ่ายภาพจะเป็นอย่างไร ไม่ว่าคุณจะถ่ายภาพในแสงแดดจ้าหรือในห้องที่มีแสงน้อย ระบบโฟกัสอัตโนมัติของเราจะทำงานได้อย่างมหัศจรรย์

สุดท้ายนี้ เราให้การสนับสนุนลูกค้าที่ดีเยี่ยม หากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเรา อัลกอริธึมการโฟกัสอัตโนมัติ หรือสิ่งอื่นใด ทีมงานของเราพร้อมให้ความช่วยเหลือเสมอ

มาเชื่อมต่อกัน!

หากคุณสนใจโมดูลกล้อง MIPI ของเรา และต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมว่าอัลกอริธึมโฟกัสอัตโนมัติของเรามีประโยชน์ต่อโครงการของคุณอย่างไร อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เรายินดีที่จะพูดคุยกับคุณ หารือเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณ และเสนอราคาให้กับคุณ ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ผลิตสมาร์ทโฟน นักพัฒนาแอปพลิเคชันในอุตสาหกรรม หรือผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรก เรามีโมดูลกล้อง MIPI ที่เหมาะกับคุณ

อ้างอิง

• เจน อาร์. (1989) พื้นฐานของการประมวลผลภาพดิจิทัล ห้องฝึกหัด.
• ไช่ ไรเดอร์ (1987) เทคนิคการสอบเทียบกล้องอเนกประสงค์สำหรับมาตรวิทยาแมชชีนวิชัน 3 มิติที่มีความแม่นยำสูง โดยใช้กล้องและเลนส์โทรทัศน์นอกชั้นวาง วารสาร IEEE เรื่องหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ, 3(4), 323 - 344
• ฮอร์น, บีเคพี, และชุนค์, บีจี (1981) การกำหนดการไหลของแสง ปัญญาประดิษฐ์, 17(1 - 3), 185 - 203.