RGB-IR камеры: Как они работают и какие их основные компоненты?

Обычные цветные модули камер оснащены матрицами цветных фильтров (CFA) с режимами BGGR, которые чувствительны к длинам волн видимого и инфракрасного (ИК) света. Это приводит к искажению цвета и неточным измерениям ИК-света, ухудшая качество конечного изображения RGB. Это затрудняет измерение интенсивности ИК-света на захваченном изображении.
 
Для решения этой проблемы камеры обычно используют ИК-фильтр в течение дня, чтобы предотвратить попадание ИК-света на датчик. Ночью они механически удаляются, чтобы ИК-свет улучшал изображение при слабом освещении. Однако это механическое решение подвержено износу, что сокращает срок службы модуля камеры.
 
Камеры RGB-IR обходят эти ограничения, используя массив цветных фильтров (CFA), который содержит выделенные пиксели как для видимого, так и для инфракрасного света. Высококачественные изображения могут быть получены как в видимом, так и в инфракрасном спектральном диапазоне без механического вмешательства, что предотвращает повреждение цвета. Выделенные пиксели также могут способствовать многополосной визуализации.
 
В этой статье мы опишем, как работают модули RGB-IR-камер и их основные компоненты, а также некоторые ключевые приложения для встраиваемых систем машинного зрения, в которых они используются. RGB-ИК камеры рекомендуются по сравнению с обычными камерами.

Как работают камеры RGB-IR?

Ниже показан стандартный пиксель формата Bayer CFA с режимом BGGR.

Специализированные пиксели камеры RGB-IR пропускают инфракрасный свет. И эти пиксели помогают в многополосной визуализации. Этот новый CFA с пикселями R, G, B и IR показан ниже:

Вот некоторые преимущества использования камеры RGB-IR:

• Его можно легко адаптировать к постоянно меняющимся условиям дня и ночи. Это полезно для всепогодной съемки.
• Отказ от использования механических фильтров для переключения между видимым и инфракрасным светом увеличивает срок службы и стабильность работы оборудования.
• Предоставляет выделенный инфракрасный канал, который четко разделяет видимые и инфракрасные данные изображения. Помогает точно измерить количество инфракрасного света в изображении RGB и выполнить цветокоррекцию для улучшения качества вывода RGB

Как использовать CFA в видимом и инфракрасном диапазонах

Для эффективной визуализации недостаточно просто использовать фильтры RGB-IR. Необходимо также выбрать правильные компоненты, которые поддерживают визуализацию RGB-IR.

Датчик: Выбирайте датчик с пикселями, чувствительными к ИК-излучению, на CFA. Такие производители, как onsemi и OmniVision, предлагают датчики с поддержкой RGB-IR.
 
Оптика: Обычно объективы цветных камер оснащены ИК-фильтры для блокировки длин волн свыше 650 нм. Для облегчения визуализации RGB-IR вместо традиционных ИК-фильтров используются двухполосные фильтры, пропускающие как видимые (400-650 нм), так и инфракрасные (800-950 нм) длины волн.
 
Процессор обработки сигналов изображения (ISP): ISP алгоритмически разделяет данные RGB и IR на отдельные кадры, вставляет обработанный выход RGB и вычитает IR-загрязнение для обеспечения точного вывода цвета. Кроме того, ISP должен иметь возможность выводить только обработанные кадры RGB или IR, как того требует хост-система.

Распространенные приложения встроенного зрения для камер RGB-IR

Автоматическое распознавание номерных знаков (ANPR)

Для распознавания автомобильных номеров (ANPR), которое требует обнаружения букв, символов и цветов номерных знаков в различных условиях освещения, используйте камеры RGB-IR, которые надежно фиксируют как видимые, так и инфракрасные изображения, обеспечивая более длительный срок службы и повышенную точность.

Расширенная защита от непогоды

С камерами RGB-IR приложения безопасности могут преодолеть проблему неточностей цвета, которые мешают обнаружению объектов. Днем или ночью эти камеры используют датчики RGB-IR и двойные полосовые фильтры для захвата высококачественных изображений, которые помогают извлекать точную информацию для анализа.
 
Компания Sinoseen стремится решать проблемы наших клиентов, поэтому не стесняйтесь обращаться к нам. если вам нужно решение к проблеме, возникающей при получении видимых и инфракрасных изображений.