Какой алгоритм можно использовать для создания эффекта фокусировки?

Каким образом можно программно определить уровень фокусировки камеры при получении видеопотока? Какие алгоритмы лучше всего подходят для этой задачи, и есть ли другие способы, кроме использования нейронных сетей?
  • 24 января 2024 г. 15:09
Ответы на вопрос 3
Для создания эффекта фокусировки, например, при размытии фона (бокэ), можно использовать разные методы обработки изображений. Например:

1. **Гауссово размытие**: Придание эффекта фокусировки на определённый объект путём применения Гауссова размытия к остальной части изображения.
2. **Depth Mapping**: Использование карты глубины сцены для определения расстояния от камеры до объектов. Объекты, находящиеся за пределами заданной зоны фокуса, могут быть размыты.
3. **Эффект "переноса резкости" (Tilt-Shift)**: Имитация миниатюрных моделей путем одного из видов размытия, который меняет резкость по вертикали изображения.

Для определения уровня фокусировки камеры в видеопотоке можно использовать несколько методов:

1. **Анализ фактур (Texture Analysis)**: Фокусное изображение имеет высокий уровень детализации. Операторы, такие как оператор Лапласа, могут использоваться для вычисления резкости изображения.

2. **Алгоритмы оценки резкости (Sharpness Measure Algorithms)**: К примеру, методы, включающие вычисление контрастности или градиентов изображения.

3. **Phase Detection**: Фазовый метод обнаружения резкости использует корреляцию фазовой информации между изображениями для выявления точек фокусировки.

4. **Контрастный метод (Contrast Detection)**: Самый популярный и распространенный метод автофокуса в цифровых камерах. Осуществляется путем измерения контраста на датчике изображения и его максимизации для достижения фокуса.

5. **Использование нейронных сетей**: Обученные нейронные сети могут автоматически определять резкость изображения. Алгоритмы глубокого обучения могут быть обучены на примерах с хорошим и плохим фокусом, чтобы научиться эффективно различать их.

Вне зависимости от метода, для программной реализации обычно используются библиотеки обработки изображений или видео, такие как OpenCV, которая содержит множество функций и алгоритмов для обнаружения резкости и размытия областей изображения. Также популярны и фреймворки глубокого обучения, такие как TensorFlow и PyTorch, для работы с нейронными сетями.
Более сфокусированный кадр также более контрастный. В интернете есть специальная формула для расчета контрастности кадра. Думаю это вам поможет
Нашел этот ответ на SO - https://stackoverflow.com/a/28722407 
В кратце, нужно сравнить 2 изображения - с применой фокусировкой и без. Фокусировка реализуется через применения оператора Лапласа

Для оптимизации предлагаю следующие варианты:
1. Всегда фокусироваться
2. Через определенные промежутки времени (либо кол-во кадров, не суть), брать сампл изображения и для него вычислять размытость - если изображение размыто, то дальше применяем фокусировку

P.S. под фокусировкой я понял резкость/размытость изображения
Похожие вопросы