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  • 基于Hisi 3519AV100 平台,实现被动式自动对焦
  • 本文介绍了自动对焦系统中三种常用的清晰度评价函数———方差评价函数, 梯度评价函数,DCT (Discrete Cosine Transform) 评价函数。从对焦图像高频分量多的特点出发, 提出了一种基于高通滤波评价函数的自动对焦方法,...
  • 1.首先android6.0以上版本要动态申请相机和文件读写权限 2.废话不啰嗦,上代码: /** * 摄像头画面采集界面 */ public class DistinguishActivity extends BaseActivity implements SurfaceHolder.Callback, ...
  • 自动对焦评价函数

    2018-01-04 12:54:49
    自动对焦评价函数的评价函数 ,对图像的清晰度焦点做出评价。越高清晰度越清楚。
  • 主要为大家详细介绍了android手动实现相机自动和手动对焦功能,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
  • 显微镜自动对焦算法

    2018-09-25 13:29:21
    针对平面样品的大规模显微图像采集,提出了一种预测的快速对焦方法
  • 介绍了关于V430-F系列自动对焦多功能读码器的详细说明,提供低压电器的技术资料的下载。
  • 目前数码显微镜中常用的自动对焦方法分为主动式自动对焦和被动式自动对焦。主动式自动对焦依赖特定的传感器或者测距设备,通过主动发出光波并且接收反射回来的光波判断物体与对焦装置的距离,从而达到对焦目的;被动式...
  • 1.自定义相机2.自动对焦3.去除原项目录像及相关权限4.原项目在github里面:CJT2325/CameraView(别人的开源项目)5.说明博客:https://blog.csdn.net/yu_duan_hun/article/details/80403823
  • 基恩士SR1000系列自动对焦1D2D条码读取器使用手册
  • Android照相机自动对焦例子
  • 数码相机是一种将光学、机械学和电子学集于一体的现代高新技术产品,集 成了图像信息的处理,存储和传输等各种设备。图1.1给出了相机的基本组成。 可以看出,数码相机除光学镜头以外,还有图像传感器、A/D转换、...
  • 自动对焦技术是薄膜晶体管液晶面板(TFT-LCD)检测中非常重要的一环。针对TFT-LCD液晶面板的检测中需要快速准确地对焦到液晶面板被测面的问题,提出一种可自动对焦的显微镜系统。将数字光栅投影到物面上,先通过分光棱镜...
  • 深度AF 复制论文中所有分析和图形的代码:“” 可以在此处下载jupyter笔记本的第1部分中使用的数据: 可以在找到一个随行笔记本,其中显示了如何使用开放源代码软件收集数据和使用自动对焦技术
  • 对含光源等过亮区域场景的自动对焦较为常见, 这些区域导致了图像像素的饱和, 然而所提出的现有的评价函数适用于一般场景, 无法适用于像夜景光源的场景。针对这一问题, 通过分析饱和像素在离焦过程中的特性, 提出了一...
  • 一般来说基于图像处理的自动对焦的方法有两种,种是通过计算对焦深度得到的,第二种是通过计算离焦深度得到的。 这两种方法的原理说明起来比较麻烦,简单来说,离焦深度方法是从离焦图像中获得模糊程度和深度信息,...
  • 自动对焦算法

    热门讨论 2014-12-21 22:47:47
    相机的自动对焦的算法(auto focus),对不同的镜头的对焦算法
  • 摘要:介绍了一种基于DSP芯片TMS320F206进行数值计算和实施控制的自动对焦系统。给出了系统的硬件构成和软件设计。该系统不仅充分发挥了DSP芯片的数值计算优势,而且拓展了其在人机对话和电机控制等输入输出方面的...
  • unity ar 相机自动对焦

    2018-03-05 13:09:17
    相机自动对焦。。可以快速找到识别图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
  • 为了解决在工业生产现场复杂环境下机器视觉系统中定焦相机的失焦问题,提出了一种机器视觉定焦相机的自动对焦技术,该技术通过上位机实时对相机采集到的图像进行感兴趣区域 (Region of Interest...
  • 自动对焦程序探讨

    2015-09-04 13:10:28
    进而促使数位化影像处理技术与光学照影技术之发展,虽然元件发展与其制造技术正不停地进步,却仍受限于光学基本原理之景深问题,所造成失焦影像模糊之情况,使得影像品质未能达到全对焦清晰程度。 失焦模糊之现象,...
  • 基恩士SR-1000系列自动对焦1D2D条码读取器产品目录
  • OV5640自动对焦摄像头应用笔记(MIPI接口),中文的,
  • 自动对焦方法学习

    2021-11-17 10:54:09
    自动对焦的各类方法学习介绍

            实现自动对焦的方法有很多种,可以根据不同的工作原理,将自动对焦技术分成不同种类。

            按照系统是否自带信号发射系统,可以分为主动式与被动式两种类型。

    1. 主动式对焦方法是由成像系统中的发射装置发出信号,然后再由接收装置接收从被摄景物所反射回来的反馈信号并利用通过计算得到的信息进行自动对焦。主要分为红外线测距法,超声波测距法(也称反射时间测距法)和PSD测距法。
    2. 被动式对焦方法通过对被摄景物自身所反射回来的光进行分析,得到成像系统当前的离焦状态,从而实现自动对焦。

            早期的自动对焦技术主要应用于照相机系统中,大部分基于测距原理,随着科技的发展,又发展出了很多新的自动对焦技术,如旋转光阑离焦检测法、动态聚焦透镜法、视频信号分析法、聚焦检测法、飞行时间法以及基于图像处理的自动对焦方法等。

     一、测距法

            测距法的原理是,成像系统的接收装置接收从目标景物反射回来的信号用以测量目标景物的位置,再通过测量反射信号的时间差计算出被摄目标的距离,进而控制镜头驱动机构实现自动对焦,主要用于旁轴平视取景相机上。测距法包括红外线测距法、超声波测距法和三角测距法等。

    1、红外线测距法

            红外线测距法采用主动测距法,成像系统中的发光二极管发射的红外光线被目标景物反射,再由另一旁的探测器接收,通过集成电路对信号进行放大,计算出红外光线往返所用的时间,以此得到距离量,再驱动控制机构根据计算出的距离量调整镜头的位置,直至成像清晰,结束调焦过程。

    2、超声波测距法

            该方法类似红外线测距法,是根据超声波在介质中传播的时间来测距的。成像系统中装有发射和接收装置,由超声振动发生器发出超声波,再由接收器接收从景物目标反射回来的超声波,再根据往返时间确定景物距离。

    3、三角测距法

            通常在实际应用中采用直角三角形的测量方法。

            成像系统左右两侧各有一个反射镜,左侧为下表面中心镀膜且固定的半透半反镜M,右侧的反射镜N可以通过电路控制并转动,P点是观测点。

            基线AB=b为定值,实现自动对焦需要根据景物目标A与成像系统镜头之间的距离d,b=tan\alpha。使用者可以通过ABP和ACBP这两条光路来观察景物目标A所成的像,前者是基准像,后者是参照像,因此像面上既有基准像又有参照像,二者的位置关系则包含了景物目标的距离信息。如图中的虚线所示,若反射镜N所反射的光线与基线BC有所偏离,那么在P点将无法观察到重合的像。因此需要转动反射镜N,根据公式计算出距离d:

    \frac{\alpha}{2}=\frac{1}{2}arctan\frac{b}{d}

            得到物距d后,再根据高斯成像公式,移动像面至准焦位置,驱动镜头实现自动对焦。

            三角测距法具有非接触、原理简单、速度快,精度高且小型化的特点,因此被广泛地应用在现代测量领域。利用到三角测距原理的典型自动对焦方法有PSD测距法、像偏移法、VAF组件相关法和固态三角测量法,其中PSD测距法属于主动式自动对焦,而其他三种均属于被动式。

    二、旋转光阑离焦检测法

            这种方法是由Olympus公司研发的,在显微镜光学系统的调焦光路中放置旋转光阑,若系统处于离焦状态,会在成像传感器某些地方呈现很多不同的重影,称为双像;反之,若系统处于准焦状态,则会在图像传感器上成单个像。可以根据这种差异来判断当前的成像状态,离焦状态下利用双像的位置关系即可判断出离焦量,进行自动对焦。

    三、视频信号分析法

            研究人员发现,系统处于离焦状态时,成像模糊,高频成分信息所引起的的电平幅度较小;反之,系统处于准焦状态,则成像清晰,高平成分信息所引起的电平幅度也比较大。由此,视频信号分析法应运而生。系统可以通过检测出在视频信号中不同频率分量的变化情况,达到精确对焦的目的。这种方法通过单片机控制,以其运算不复杂、系统易于实现的优点,被广泛地运用在摄像系统中。

    四、聚焦检测法

            聚焦检测法是一种直接以成像系统的镜头焦点作为探测目标的方式,它通过在焦平面位置附近设置微型组件来检测携带目标信息的入射光线,估计离焦程度进行自动对焦,多被用于单反相机中。主要包括反差检测法、裂像法和相位检测法。

    1、反差检测法

            反差检测法又称为对比度检测法,该方法直接通过接收所拍摄景物的边缘轮廓信息来指导自动对焦

            当成像系统处于离焦状态时,所成的像模糊,相应的亮度梯度较小;在靠近准焦位置的过程中,像逐渐清晰,对应的亮度梯度变大。因此,通过将被摄物体的光束同时分光到放置在感光元件两侧等距的光电检测器上,并分别计算像的亮度梯度,当成像系统处于准焦状态时,两个检测器输出的对比度近似相等,因此可以通过检测两个检测器的亮度对比度的差别大小来判断系统是否为准焦状态,并判断应控制成像面前后移动的方向,再不断调节像面位置,达到自动对焦的目的。

            这种方法的可靠性和稳定性较高,但对于环境光的依赖性较强,因此当光线影响了目标与背景之间的亮度梯度时,对焦结果就会受到影响。

    2、裂像法

            裂像法在手动对焦方式中可以算得上是最精确的,在对焦板位置(像平面)放置微棱镜或裂像光楔,当焦点处于微棱镜的顶点或裂像光楔的交点上时,可以观察到一个比较清晰的像点;当焦点偏离该位置时,通过微棱镜看到的则是很多分开的像,而通过裂像光楔观察到的是两个分开的像,造成影像模糊的感觉。因为对焦屏的位置与成像面是完全共轭的,所以人们只需要观察对焦屏上的成像情况,就可以判断准焦状态,这种方法主要应用在单反照相机中。

    3、相位检测法(PADF)

            相位检测法(Phase Detection Auto Focus,PDAF)是较为常见的对焦方法。通过相位检测器对相位差异进行检测,利用两路存在相位差的信号分析成像系统的离焦程度,从而实现自动对焦。其优点是实时性强、无需发射源,当所拍摄的景物目标移动或需要抓拍时仍然可以进行自动对焦,但是由于系统对入射光线进行了分光处理,使其对场景的光线要求更高,当光照不足时会引起失焦

            准焦状态下,探测器阵列上被光束照射并产生电荷的一对元件位置固定不变,这对CCD元件之间的距离在照相机生产制造时就已经设计好了,用来作为焦点检测的基准;焦前状态下,信号的距离小于该值;焦后状态下,信号的距离则大于该值。根据距离值来判断成像系统的离焦方向与离焦量,从而完成自动对焦。

    五、飞行时间(TOF)法

            飞行时间(Time of Flight,TOF)法主要利用了飞行时间的原理进行测距,属于双向测距技术。飞行时间法3D成像,通过向目标发送连续光脉冲,从物体返回的光信号被传感器接收,再根据光脉冲往返所用的飞行时间来获得目标的距离。对于每个像素点而言,除了记录光线的强度信息,还记录了光线从光源到探测器像素点的往返时间,因此这种方法需要特定的光源。分别有基于相位的方法和FlightSense直接计算光子返回时间差的方法,前者的能量损失较大,多被用于工业领域中。

            2015年,意法半导体(ST)推出了FlightSense方法,被LG率先用于G3智能手机的激光自动对焦成像系统中。2016年推出的VL53LOX可以在不到30ms的时间内测量远至2米的目标景物。因此,对于之前的技术中在低照度和低对比度情况下所存在的技术问题得以解决,即便在视频模式和连拍模式也能够实现更快更准的地动对焦。此外,TOF具有深度计算的功能,完成自动对焦后还可以为图像的后处理提供帮助,但是其成本较高。

    六、遮蔽像素相位检测法

            其原理与相位检测法相似,不同的是不用在成像系统中引入分光元件,而是采用成像器件中的像素点来分光,即牺牲掉感光区域中的部分像素,称为遮蔽像素(Masked Pixels)。遮蔽像素由两个像素成对组成。 像素分别只拍摄两边图像,通过比较这两边图像的值来帮助系统判断镜头的移动量和方向。

            这种方法已被广泛应用,并掀起了相位检测自动对焦研究与应用的新热潮。一个经典案例为Canon 70D,采用了Dual Pixel CMOS实现相位对焦,如图所示,每个像素内做了2个独立的光电二极管,且对应于同一个微透镜,在相位检测时独立工作,成像时作为一个像素来读取电荷。能够精确地计算相位差并确定离焦量,实现快速自动对焦。

            相机将光电二极管的信号A与信号B重合的状态判断为准焦;离焦状态两个曲线则会出现偏差,两个信号的相对位置分别表示焦前或焦后。该方法以其速度快、原理简单的优势得到了广泛使用,但是成像器件的成本较高。

    七、 基于数字图像处理的自动对焦方法

            随着计算机技术和图像处理技术的高速发展以及图像记录格式的转变,基于图像处理的自动对焦方法的发展也十分迅速,由于计算机对图像处理的灵活性与可操作性空间大,无需复杂的光学系统硬件设计,可降低成本,使其在自动对焦系统中得到了广泛应用。人们通过研究发现图像质量可以作为判断成像系统对焦状态的重要依据,越靠近准焦位置,图像越清晰;远离准焦位置,图像变模糊。由此,基于数字图像处理的自动对焦方法应运而生,这种现代数字成像系统的智能自动对焦方法,分为对焦深度法(Depth From Focus,DFF)和离焦深度法(Depth From Defocus,DFD)。

    图像清晰度评价函数

    1、对焦深度法

            对焦深度法是一种建立在搜索过程中的对焦方式。在对焦过程中获取一系列清晰度不同的图像,并用对焦评价函数计算评价值,以此来指导对焦过程,再控制步进电机驱动成像镜头移动,直到镜头移到准焦位置。典型的对焦深度法自动对焦系统示意图。

             利用可调焦的镜头将物体成像在图像探测器上,利用计算机获取图像并控制执行机构进行一系列处理,包括图像评价值计算以及图像的存储和显示,再通过电机控制模块反过来移动镜头,使镜头不断靠近准焦位置,直到成像质量达到最佳,完成自动对焦。由于所用图像越多对焦精度越高,这个过程需要较多图像,一般需要达到10幅以上。

            这种方法结构简单,无需额外的调焦单元,成本较低,且对焦结果准确,对焦系统可以更加自动化,但是所需要步数较多,对焦过程耗时较长。

    2、离焦深度法

            离焦深度法是一种从离焦图像中获取目标物体的深度信息进行自动对焦的方法。

    1. 一种是Sang Ku Kim等人提出的基于图像恢复的离焦深度法,近似计算出目标景物在系统中的点扩散函数,反演恢复出清晰图像,具有一定的局限性,因为它不是对任何目标都有效的,而是要从所得到的图像中选取有意义的信息。
    2. 另一种是基于离焦量估计的离焦深度法,通过捕获2、3幅不同位置的图像,并对图像进行分析,利用它们之间的模糊量关系来估计离焦程度,即弥散斑的大小。根据几何光学原理估计弥散斑的大小与镜头成像参数(如镜头位置、光圈等)之间的关系,从而计算出焦点位置。该方法所需要的图像比较少,可以有效避免驱动电路等复杂机械结构多次获取图像所浪费的时间,从而达到实时性的要求,但是由于信息量不够多的原因,其精确性比对焦深度法低,因此需要研究准确性更高的自动对焦搜索策略。
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  • 本文介绍了一种基于DSP芯片TMS320F206进行数值计算和实施控制的自动对焦系统。给出了系统的硬件构成和软件设计。该系统不仅充分发挥了DSP芯片的数值计算优势,而且拓展了其在人机对话和电机控制等输入输出方面的应用...
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  • 自动对焦

    2021-04-21 11:53:51
    概述 拍摄图像时,遇到图像模糊的情况,一般情况下是对焦异常导致的,就是“失焦”,一般手机或单反都具备“自动对焦”的功能,以保证图片有清晰的质量。 自动对焦(Auto Focus,简称AF)是一个复杂的光电一体化过程...

    概述

    拍摄图像时,遇到图像模糊的情况,一般情况下是对焦异常导致的,就是“失焦”,一般手机或单反都具备“自动对焦”的功能,以保证图片有清晰的质量。
    自动对焦(Auto Focus,简称AF)是一个复杂的光电一体化过程,具体介绍看维基百科,主要可以实现三个功能:一是自动判断所拍摄的主体,二是测量被摄主体与相机感光元器件之间的距离,三是驱动马达将镜头的对焦装置推到与之相应的距离刻度。
    自动对焦按照是否主动测量合焦距离分为以下两种:
    (1)主动式:激光对焦、TOF对焦等

    • 优势:低反差、弱光线、细线条、运动物体
    • 劣势:当被摄物体能吸收光波时、光波被玻璃反射等场景不能对焦到正确物体上。

    (2)被动式:相位对焦、反差对焦等

    • 优势:自身无发射系统,耗能少,小型化、逆光场景等
    • 劣势:细线条、弱光下、偏光物体、运动物体

    原理

    1. 反差对焦(CDAF)

    • 概念:反差对焦(Contrast Detection Auto Focus,简称CDAF),又称对比度对焦,是目前普及率最高、使用最广泛、成本相对较低的自动对焦技术。

    • 原理和过程:反差对焦是一个反复迭代逐渐收敛的过程,即一个简单的求最大值的过程,反差对焦类似手动调焦的过程:模糊-清晰-模糊,然后逐渐平衡到一个最清晰的位置(计算反差度—>移动镜头、比较反差度—>直到反差度最大)。

      对焦步骤
      (1)未合焦状态:此时图像处于虚焦状态
      (2)对焦开始状态:镜头开始移动,画面逐渐清晰,对比度开始上升
      (3)合焦状态:对比度最高,画面最清晰,继续移动镜头
      (4)继续移动镜头发现对比度开始下降,错过焦点
      (5)镜头回退至对比度最高的位置,完成对焦

    • 优点:
      (1)物理成本低
      (2)无单独的子系统,不占用独立的空间
      (3)对焦精度高

    • 缺点:
      对焦耗时会比较长,在纯色或者反差不明显的场景,对焦时间过长或精度低

    • 难点:反差对焦处理方式很简单,而且对处理器性能要求也不高,那为什么不同相机的反差对焦的效果差异那么大呢?
      反差对焦要不断的筛选,需要以下两个条件:一是降低序列图像的规模,减小对比次数;另一个是更加快速密集的数据源,让数据提供变得更快。
      影响性能的因素如下:
      (1)感光器的采样帧率:采样帧率,也称为实时刷新率,这是反差对焦性能不佳的关键原因。
      (2)镜头的采样帧率:镜头也有采样帧率的概念,一般也用FPS表示。步进马达和镜头的协调工作更好地提高反差对焦性能。
      (3)算法优劣的影响:有了密集的高频数据源,不等于对焦速度会有绝对提升,还需要良好的算法支持。

    2. 相位对焦(PDAF)

    • 概念:相位对焦(Phase Detection Auto Focus,简称PDAF),全称是“相位检测自动对焦”

    • 原理和过程:在整体相位检测焦点位置之后,镜头驱动模块会将镜片组进行移动合焦,因此耗时更少。
      PDAF sensor的一种实现如下,在CMOS上面一半的位置加了金属遮盖,从像素传感器上找出成对像素点,通过相位差检测,找出准确的对焦点,马达一次将镜片推动到相应位置完成对焦。

    • 优点:一半计算一次即可完成对焦,马达移动距离更短。

    • 缺点:专用PDAF sensor,暗环境效果差。

    3. 激光对焦(LDAF)

    • 概念:激光对焦(Laser Detection Auto Focus,简称LDAF),也称为测距式对焦。
    • 原理和过程:激光对焦是通过单独的红外激光传感器向被摄物体发射低功率红外激光,经过反射后被传感器接收,在计算出被摄物体之间的距离之后,对焦马达便会将镜片组驱动到相应位置完成对焦。
    • 优点:暗环境、文理不明显的纯色区域
    • 缺点:对焦距离有限,距离远的主体对焦效果差

    TOF对焦是一种激光对焦方法,TOF是飞行时间(Time of Flight)技术的缩写,即传感器发射红外光,经被摄物体反射后,传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差,来换算被拍摄景物的距离。
    TOF对焦通过TOF传感器的自动对焦系统,检测物体与相机之间的距离来进行对焦

    优点:计算一次即可完成对焦,降低处理器计算负担,降低了背景光的干扰。
    缺点:物理器件性能要求很高,时间测量精度要求高

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空空如也

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