ما هي خوارزميات التركيز التلقائي المستخدمة في وحدة كاميرا MIPI؟

مرحبًا يا من هناك! باعتباري موردًا لوحدات كاميرا MIPI، فأنا متحمس جدًا للتعمق في عالم خوارزميات التركيز التلقائي المستخدمة في هذه الأجهزة الرائعة. أصبحت وحدات الكاميرا MIPI (واجهة معالج صناعة الهاتف المحمول) عنصرًا أساسيًا في العديد من التطبيقات، بدءًا من الهواتف الذكية وحتى أنظمة التصوير الصناعية. وميزة التركيز التلقائي تغير قواعد اللعبة، حيث تتأكد من أن الصور ومقاطع الفيديو التي نلتقطها حادة وواضحة. لذلك، دعونا نلقي نظرة فاحصة على خوارزميات التركيز التلقائي المختلفة الموجودة هناك.

التركيز البؤري التلقائي القائم على التباين (CBAF)

إحدى خوارزميات التركيز التلقائي الأكثر استخدامًا في وحدات كاميرا MIPI هي التركيز التلقائي القائم على التباين. تدور هذه الطريقة حول إيجاد النقطة التي يكون فيها التباين في الصورة في أعلى مستوياته. كيف يعمل؟ حسنًا، تبدأ الكاميرا بضبط موضع العدسة والتقاط سلسلة من الصور. ثم يقوم بتحليل التباين في كل من هذه الصور.

الفكرة الأساسية هي أنه عندما تكون الصورة في التركيز، ستكون حواف الصورة حادة، مما يعني أنه سيكون هناك تباين عالٍ بين وحدات البكسل المجاورة. على سبيل المثال، فكر في رقعة الشطرنج بالأبيض والأسود. عندما يكون في التركيز، سيكون الانتقال من المربعات السوداء إلى المربعات البيضاء واضحًا جدًا، مما يؤدي إلى تباين عالٍ. تستمر الكاميرا في تحريك العدسة ذهابًا وإيابًا وتقيس مستوى التباين في هذه الصور المتوسطة. بمجرد العثور على الموضع الذي يتم فيه تعظيم التباين، فإنه يوقف حركة العدسة، وتصبح الصورة في موضع التركيز.

تتمثل ميزة CBAF في أنها تنتج صورًا عالية الجودة بتفاصيل واضحة. إنه يعمل بشكل جيد في معظم ظروف الإضاءة طالما أن هناك بعض الحواف والتباين في المشهد. ومع ذلك، فإنه له حدوده. يمكن أن يكون بطيئًا بعض الشيء، خاصة عندما يكون المشهد منخفض التباين. إذا لم يكن هناك اختلاف كبير في السطوع بين الأجزاء المختلفة من الصورة، فسيصبح من الصعب على الخوارزمية تحديد نقطة التركيز المثالية.

المرحلة - اكتشاف التركيز البؤري التلقائي (PDAF)

الآن، دعونا نتحدث عن مرحلة الكشف عن التركيز التلقائي. تعد هذه الخوارزمية ذات تقنية عالية قليلاً وتستخدم على نطاق واسع في الهواتف الذكية الحديثة ووحدات كاميرا MIPI. يعمل PDAF عن طريق تقسيم الضوء الذي يدخل عدسة الكاميرا. بدلاً من الاعتماد فقط على التباين الكلي في الصورة، فإنه يستخدم فرق الطور بين أشعة الضوء المختلفة.

تحتوي الكاميرا على وحدات بكسل خاصة للكشف عن الطور على مستشعرها. يمكن لهذه البكسلات قياس مرحلة الضوء الوارد. عندما يضرب الضوء من جسم ما العدسة، فإنه ينقسم إلى مسارين. تقوم وحدات البكسل الخاصة باكتشاف الطور بعد ذلك بمقارنة مرحلة الضوء في هذين المسارين. إذا كانت أشعة الضوء في الطور، فهذا يعني أن الكائن في التركيز. إذا كان هناك اختلاف في الطور، فإن الكاميرا تعرف الطريقة التي ستحرك بها العدسة لوضع الجسم في موضع التركيز.

PDAF سريع بشكل لا يصدق. يمكنها قفل التركيز في جزء من الثانية، وهو أمر رائع لالتقاط الأجسام سريعة الحركة مثل الأحداث الرياضية أو الحياة البرية. كما أنه يعمل بشكل جيد في ظروف الإضاءة المنخفضة مقارنة بـ CBAF. ومع ذلك، قد لا يكون دقيقًا مثل CBAF في بعض الحالات، خاصة عند التعامل مع تفاصيل دقيقة جدًا.

التركيز التلقائي الهجين

للحصول على أفضل ما في كلا العالمين، تستخدم العديد من وحدات كاميرا MIPI هذه الأيام نظام التركيز التلقائي الهجين الذي يجمع بين CBAF وPDAF. يبدأ هذا النظام بـ PDAF لتثبيت نقطة التركيز التقريبية بسرعة. نظرًا لأن PDAF سريع، فيمكنه التركيز بسرعة على المنطقة العامة حيث يجب أن يكون الكائن في التركيز.

بمجرد ضبط التركيز البؤري الأولي باستخدام PDAF، تتحول الكاميرا بعد ذلك إلى CBAF للضبط الدقيق. يمكن لـ CBAF تحليل التباين في الصورة بمزيد من التفاصيل وإجراء تعديلات صغيرة على موضع العدسة لضمان تركيز الصورة بشكل مثالي. يوفر هذا النهج الهجين سرعة PDAF ودقة CBAF.

العمق - استشعار التركيز التلقائي

خوارزمية التركيز التلقائي الناشئة الأخرى هي العمق - استشعار التركيز التلقائي. تستخدم هذه الطريقة أجهزة استشعار إضافية، مثل مستشعر زمن الرحلة (ToF) أو إعداد كاميرا استريو، لقياس المسافة بين الكاميرا والكائن.

يعمل مستشعر ToF عن طريق إصدار نبضات ضوئية وقياس الوقت الذي يستغرقه الضوء للارتداد من الجسم. بناءً على قياس الوقت هذا، يمكن للكاميرا حساب المسافة إلى الجسم. وبمجرد معرفة المسافة، يمكنه ضبط موضع العدسة لجلب الكائن إلى التركيز.

تستخدم إعدادات الكاميرا المجسمة كاميرتين موضوعتين على مسافة صغيرة. ومن خلال تحليل الاختلاف في الصور الملتقطة بواسطة هاتين الكاميرتين، يستطيع نظام الكاميرا حساب عمق المشهد. يتم بعد ذلك استخدام معلومات العمق هذه لضبط تركيز الكاميرا الرئيسية.

العمق - يعد استشعار التركيز البؤري التلقائي أمرًا رائعًا لتطبيقات التصوير ثلاثي الأبعاد ويمكن أن يوفر تركيزًا دقيقًا حتى في ظروف الإضاءة الصعبة. ومع ذلك، فإنه يزيد من تكلفة وحدة الكاميرا وتعقيدها.

وحدات كاميرا MIPI وخوارزميات التركيز التلقائي

في شركتنا، قمنا بدمج خوارزميات التركيز التلقائي المتقدمة هذه في وحدات كاميرا MIPI المتطورة لدينا. على سبيل المثال، لديناوحدة كاميرا OVA0B40 Ultra HD 108MP MIPI بدقة 4K للتصويريتميز بنظام التركيز التلقائي الهجين. وهذا يعني أنك تحصل على سرعة PDAF لالتقاط اللحظات السريعة الحركة بسرعة ودقة CBAF لضمان وضوح كل التفاصيل في صورك بدقة 108 ميجابكسل.

ملكناوحدة كاميرا MIPI صغيرة جديدة عالية الأداء 5 ميجابكسل CMOS BF2553 مستشعر صورة ملونةيستفيد أيضًا من خوارزميات التركيز التلقائي هذه. سواء كنت تستخدمه للفحص الصناعي أو المراقبة، سيضمن التركيز التلقائي حصولك دائمًا على صور واضحة ومفصلة.

ولأولئك الذين هم من عشاق Raspberry Pi، لدينا8MP سوني IMX219 الاستشعار M12 عدسة الكاميرا وحدة لراسبيري بييحتوي على نظام ضبط تلقائي للصورة ممتاز. يمكنه التقاط صور ومقاطع فيديو رائعة المظهر بسهولة، وذلك بفضل مجموعة خوارزميات التركيز التلقائي.

لماذا تختار وحدات كاميرا MIPI الخاصة بنا

نحن ندرك أنه في السوق اليوم، لديك الكثير من الخيارات عندما يتعلق الأمر بوحدات الكاميرا MIPI. ولكن لهذا السبب يجب عليك اختيار منتجنا. أولاً، تم بناء وحداتنا بمكونات عالية الجودة. نحن نستورد أفضل المستشعرات والعدسات لضمان أن الصور ومقاطع الفيديو التي تلتقطها على أعلى مستوى من الجودة.

ثانيًا، يعني تركيزنا على دمج خوارزميات التركيز التلقائي المتقدمة أنك ستحصل دائمًا على نتائج حادة وواضحة، بغض النظر عن ظروف التصوير. سواء كنت تقوم بالتصوير في ضوء الشمس الساطع أو في غرفة ذات إضاءة خافتة، فإن أنظمة التركيز البؤري التلقائي لدينا ستؤدي دورها السحري.

وأخيرًا، نحن نقدم دعمًا ممتازًا للعملاء. إذا كانت لديك أي أسئلة حول منتجاتنا، أو خوارزميات التركيز التلقائي، أو أي شيء آخر، فإن فريقنا جاهز دائمًا للمساعدة.

دعونا نتواصل!

إذا كنت مهتمًا بوحدات كاميرا MIPI الخاصة بنا وتريد معرفة المزيد حول كيف يمكن لخوارزميات التركيز التلقائي لدينا أن تفيد مشروعك، فلا تتردد في التواصل معنا. يسعدنا إجراء محادثة معك ومناقشة متطلباتك المحددة وتزويدك بعرض أسعار. سواء كنت شركة مصنعة للهواتف الذكية، أو مطور تطبيقات صناعية، أو أحد الهواة، فلدينا وحدة كاميرا MIPI المناسبة لك.

مراجع

• جاين، ر. (1989). أساسيات معالجة الصور الرقمية. برنتيس هول.
• تساي، ري (1987). تقنية متعددة الاستخدامات لمعايرة الكاميرا لقياس الرؤية الآلية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة باستخدام كاميرات وعدسات تلفزيونية جاهزة للاستخدام. مجلة IEEE حول الروبوتات والأتمتة، 3(4)، 323 - 344.
• هورن، بي كيه بي، وشونك، بي جي (1981). تحديد التدفق البصري. الذكاء الاصطناعي، 17(1 - 3)، 185 - 203.