ちょっと、そこ！ MIPI カメラ モジュールのサプライヤーとして、これらの素晴らしいデバイスで使用されているオートフォーカス アルゴリズムの世界に飛び込むことに非常に興奮しています。 MIPI (Mobile Industry Processor Interface) カメラ モジュールは、スマートフォンから産業用画像システムに至るまで、さまざまなアプリケーションの定番となっています。また、オートフォーカス機能はゲームチェンジャーであり、キャプチャした画像やビデオを鮮明で鮮明なものにします。そこで、さまざまなオートフォーカス アルゴリズムを詳しく見てみましょう。
コントラストベースのオートフォーカス (CBAF)
MIPI カメラ モジュールで最も一般的に使用されるオートフォーカス アルゴリズムの 1 つは、コントラスト ベースのオートフォーカスです。この方法は、画像内のコントラストが最も高くなるポイントを見つけることです。どのように機能するのでしょうか?さて、カメラはレンズの位置を調整し、一連の画像をキャプチャすることから始まります。次に、これらの各画像のコントラストを分析します。
基本的な考え方は、画像に焦点が合っているとき、画像のエッジが鮮明になり、隣接するピクセル間のコントラストが高くなるということです。たとえば、白と黒の市松模様を考えてみましょう。焦点が合っているときは、黒の四角形から白の四角形への移行が非常に明確になり、高いコントラストが得られます。カメラはレンズを前後に動かし続け、これらの中間画像のコントラスト レベルを測定します。コントラストが最大になる位置を見つけると、レンズの動きを停止し、画像に焦点が合います。
CBAF の利点は、細部が鮮明な高品質の画像が生成されることです。シーンにエッジとコントラストがある限り、ほとんどの照明条件でうまく機能します。ただし、限界もあります。特にシーンのコントラストが低い場合は、少し遅くなることがあります。画像の各部分の明るさに大きな差がない場合、アルゴリズムが最適な焦点を決定することが難しくなります。
位相検出オートフォーカス (PDAF)
さて、位相差オートフォーカスについて話しましょう。このアルゴリズムはもう少しハイテクで、最新のスマートフォンや MIPI カメラ モジュールで広く使用されています。 PDAF は、カメラのレンズに入射する光を分割することで機能します。画像全体のコントラストのみに依存するのではなく、異なる光線間の位相差を利用します。
カメラのセンサーには特別な位相検出ピクセルが搭載されています。これらのピクセルは、入射光の位相を測定できます。物体からの光がレンズに当たると、光は 2 つの経路に分割されます。次に、位相検出ピクセルがこれら 2 つの経路の光の位相を比較します。光線の位相が一致している場合、オブジェクトに焦点が合っていることを意味します。位相差がある場合、カメラはレンズをどの方向に動かして被写体の焦点を合わせるかを認識します。
PDAF は信じられないほど高速です。ほんの数秒でフォーカスをロックできるため、スポーツ イベントや野生動物などの高速で移動するオブジェクトの撮影に最適です。 CBAFと比較して、暗い場所でもうまく機能します。ただし、場合によっては、特に非常に細かい部分を扱う場合には、CBAF ほど正確ではない可能性があります。
ハイブリッドオートフォーカス
両方の長所を最大限に活用するために、最近の多くの MIPI カメラ モジュールは、CBAF と PDAF を組み合わせたハイブリッド オートフォーカス システムを使用しています。このシステムは PDAF から始まり、おおよその焦点を素早くロックします。 PDAF は高速であるため、オブジェクトの焦点を合わせる必要がある一般的な領域に素早く照準を合わせることができます。
PDAF を使用して初期フォーカスが設定されると、カメラは微調整のために CBAF に切り替わります。 CBAF は、画像のコントラストをより詳細に分析し、レンズの位置を微調整して、画像の焦点が完全に合っていることを確認します。このハイブリッド アプローチは、PDAF の速度と CBAF の精度を提供します。
深度検知オートフォーカス
もう 1 つの新しいオートフォーカス アルゴリズムは、深度検知オートフォーカスです。この方法では、飛行時間 (ToF) センサーやステレオ カメラ セットアップなどの追加センサーを使用して、カメラと物体間の距離を測定します。
ToF センサーは、光パルスを放射し、光が物体から反射するまでの時間を測定することによって機能します。この時間測定に基づいて、カメラは物体までの距離を計算できます。距離が分かると、レンズの位置を調整して対象物に焦点を合わせることができます。
ステレオ カメラのセットアップでは、少し離れた場所に配置された 2 台のカメラを使用します。これら 2 台のカメラで撮影された画像の違いを分析することで、カメラ システムはシーンの深度を計算できます。この深度情報は、メイン カメラの焦点を調整するために使用されます。
深度検知オートフォーカスは 3D イメージング アプリケーションに最適で、厳しい照明条件でも正確なフォーカスを提供できます。ただし、カメラモジュールのコストと複雑さが増加します。
当社の MIPI カメラ モジュールとオートフォーカス アルゴリズム
当社では、これらの高度なオートフォーカス アルゴリズムを一流の MIPI カメラ モジュールに組み込みました。たとえば、私たちのOVA0B40 Ultra HD 108MP カメラ モジュール MIPI 4K 解像度イメージングハイブリッドオートフォーカスシステムを搭載。これは、PDAF の速度を利用して動きの速い瞬間を素早く捉え、CBAF の精度を利用して 108MP 画像のあらゆる細部を鮮明に再現できることを意味します。
私たちの新しい高性能 5MP CMOS BF2553 カラー イメージ センサー ミニ MIPI カメラ モジュールこれらのオートフォーカスアルゴリズムの恩恵も受けられます。工業用検査や監視に使用する場合でも、オートフォーカスにより常に鮮明で詳細な画像が得られます。
Raspberry Pi の愛好家のために、Raspberry Pi用8MP Sony IMX219センサーM12レンズカメラモジュール優れたオートフォーカスシステムを備えています。オートフォーカスアルゴリズムの組み合わせにより、見栄えの良い写真やビデオを簡単に撮影できます。
当社の MIPI カメラ モジュールを選ぶ理由
今日の市場では、MIPI カメラ モジュールに関しては多くの選択肢があることを私たちは理解しています。しかし、当社の製品を選択すべき理由がここにあります。まず、当社のモジュールは高品質のコンポーネントで構築されています。当社は最高のセンサーとレンズを調達し、撮影した画像とビデオが最高品質であることを保証します。
次に、高度なオートフォーカス アルゴリズムの組み込みに重点を置いているため、撮影条件に関係なく、常に鮮明で鮮明な結果が得られます。明るい日光の下で撮影する場合でも、薄暗い部屋で撮影する場合でも、当社のオートフォーカス システムは魔法のような働きをします。
最後に、当社は優れた顧客サポートを提供します。当社の製品、オートフォーカス アルゴリズム、またはその他についてご質問がございましたら、当社チームがいつでもお手伝いいたします。
つながろう！
当社の MIPI カメラ モジュールに興味があり、当社のオートフォーカス アルゴリズムがプロジェクトにどのようなメリットをもたらすかについて詳しく知りたい場合は、遠慮なくお問い合わせください。喜んでお客様とチャットし、お客様の具体的な要件について話し合い、お見積もりを提供させていただきます。スマートフォン メーカー、産業用アプリケーション開発者、愛好家を問わず、当社は最適な MIPI カメラ モジュールをご用意しています。
参考文献
- ジェイン、R. (1989)。デジタル画像処理の基礎。プレンティス・ホール。
- ツァイ、RY (1987)。既製の TV カメラとレンズを使用した、高精度 3D マシン ビジョン計測のための多用途のカメラ キャリブレーション技術。ロボティクスとオートメーションに関する IEEE ジャーナル、3(4)、323 ～ 344。
- ホーン、BKP、シュンク、BG (1981)。オプティカル フローの決定。人工知能、17(1 - 3)、185 - 203。
