阿尔特龙中的自动对焦：为每支镜头建立配置文件并进行镜头测量

您在输送带上方装了一台线阵相机，人够不着。产品换了，其表面现在略高了一些。图像变得有点模糊，却没人想去搬梯子。阿尔特龙自动对焦正是为这种时刻而设计的：它在软件内驱动电动镜头，并将其停在最清晰的位置。

本文同时介绍三项内容：Auto Focus 按钮、每支镜头的配置文件以及 Measure Lens 工具。Measure Lens 用于测量该镜头的对焦行程，换言之，就是对镜头进行特性标定。

自动对焦究竟做什么？

在线阵相机面板中，镜头控制选项卡里有一个名为 Auto Focus 的区域。按下 Auto Focus 按钮后，镜头先一直移动到远端（FAR），然后反向扫回，沿途测量实时行的清晰度。最后，镜头停在清晰度读数最高的位置。

按钮旁边是一个 0 到 100 的对焦质量条。其填充量和颜色显示当前图像与迄今为止最清晰值相比的清晰程度。如果勾选 Live，该条会持续跟随图像变化，因此在手动对焦时也是很好的参考。

要停止搜索，请再次按同一按钮，或触碰手动 Focus 控件。这样，操作员和软件就永远不会争夺镜头的控制权。

为什么每支镜头都需要自己的配置文件？

没有两支电动镜头的表现是完全相同的。对焦行程的长度、电机稳定所需的时间以及到达清晰点所需的指令数，每支镜头都各不相同。如果对所有镜头使用同一组设置，可能在一支镜头上效果很好，在另一支上却变得缓慢或不稳定。

Params… 按钮会打开 Auto Focus Parameters 窗口。顶部是 Lens profile 列表，带有四个按钮：Add、Update、Rename 和 Remove。每个配置文件都有一个名称，并为该镜头存储以下内容：

• 三个阶段的步长：移动到末端（Step 1）、反向扫描（Step 2）以及峰值附近的精细步进（Step 3）
• 每个阶段的指令数以及每条指令后的暂停时间
• 用于测量清晰度的图像宽度百分比（Centre region）
• 清晰度测量方法以及镜头测量结果

Measure Lens 测量的是什么？

同一窗口底部有 Measure this lens now… 按钮。这个工具完成的是您以前可能手动做过的事：统计镜头从行程一端移动到另一端需要多少条指令。结果显示在 Measured (Measure Lens) 行中，例如对焦点距远端有多少个指令单位。该数值会随该镜头的配置文件一起保存。

请记住两点。第一，测量是根据图像本身进行的，因此请在相机前放置一个对比度和亮度都足够的场景，空白或黑暗的场景没有可测量的内容。第二，Measure Lens 不负责寻找焦点，它的任务是了解镜头。您可以随时用 Stop measuring 按钮停止运行，设置不会有任何改变。

换上新镜头时从哪里开始？

1. 在镜头选项卡中，查看底部的状态标签。如果看到以毫米为单位的对焦距离，说明与镜头的连接正常。如果看到 Lens Power Off 或 Wrong Lens Frequency 之类的消息，请先解决该问题。
2. 打开 Params…，用 Add 创建一个以该镜头命名的配置文件。
3. 在相机前放置一个明亮且细节丰富的场景，然后按 Measure this lens now…。
4. 按 OK 关闭窗口，然后运行 Auto Focus。
5. 下次安装这支镜头时，只需从列表中选择其配置文件即可。

我们经常看到的错误

• 重要细节位于图像边缘： 由于假定物体位于画面中央，因此只测量中央区域。如果必须清晰的部分靠近图像边缘，请增大 Centre region。
• 高增益下图像噪声大： 这种情况下，即使是模糊的行也可能得到高分，搜索可能会停在错误的位置。请稍微提高 Noise gate。
• 质量条始终为零： 这通常是因为 Peak must rise by 设置得过高。同一阈值也控制着 0 到 100 的质量条。
• 外移阶段过短： 将 Step 1 的指令数乘以其步长，结果必须大于镜头的完整对焦行程，否则镜头无法到达远端。

来自我们自身工作的建议

将测量方法设置为 Tenengrad, filtered。这是推荐选项，其结果不会随场景整体亮度的变化而偏移。同时保持勾选 Normalise。如果自动对焦在某支镜头上表现异常，请启用 Write diagnostics CSV per run。每次运行时，都会在程序旁的 Log 文件夹中生成一个 CSV 文件，显示是哪个读数做出了最终决定。

如果您想进一步了解自动对焦背后的理论，请参阅 这篇维基百科文章（英文） 是不错的起点。

支持此功能的相机可在 线阵相机 页面上找到。如果您对自动对焦或镜头配置文件有疑问，请通过 联系页面。