كاميرات RGB-IR: كيف تعمل وما هي مكوناتها الرئيسية؟

تُجهَّز وحدات الكاميرات التقليدية بالألوان بصفوف مرشحات الألوان (CFAs) ذات وضع BGGR وهي حساسة لأطوال موجية الضوء المرئي والضوء تحت الأحمر (IR). يؤدي هذا إلى تشوه الألوان وقياس غير دقيق لأشعة IR، مما يقلل من جودة الصورة النهائية RGB. وهذا يجعل من الصعب قياس شدة ضوء IR في الصورة الملتقطة.
 
لحل هذه المشكلة، تستخدم الكاميرات عادةً مرشح قطع الأشعة تحت الحمراء أثناء النهار لمنع ضوء الأشعة تحت الحمراء من الوصول إلى المستشعر. في الليل، يتم إزالتها ميكانيكيًا لتمكين ضوء الأشعة تحت الحمراء من تعزيز التصوير في الإضاءة المنخفضة. ومع ذلك، فإن هذا الحل الميكانيكي عرضة للتآكل، مما يقلل من عمر وحدة الكاميرا.
 
تتجاوز كاميرات RGB-IR هذه القيود باستخدام مجموعة مرشحات ألوان تحتوي على بيكسلات مخصصة لكل من الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء. يمكن التقاط صور عالية الجودة في كل من النطاق الطيفي المرئي ونطاق الأشعة تحت الحمراء دون تدخل ميكانيكي، مما يمنع حدوث تلف بالألوان. كما يمكن أن تسهل البكسلات المخصصة تصوير متعدد الأطياف.
 
في هذا المقال، سنصف كيف تعمل وحدات كاميرات RGB-IR ومكوناتها الرئيسية، بالإضافة إلى بعض التطبيقات الرئيسية للرؤية المدمجة حيث كاميرات RGB-IR تُوصى بها بدلاً من الكاميرات العادية.

كيف تعمل كاميرات RGB-IR؟

يُظهر الشكل أدناه بكسل بصيغة مجموعة مرشحات باير القياسية بنمط BGGR.

تسمح البكسلات المتخصصة في كاميرا RGB-IR مرور الضوء تحت الأحمر عبرها. وتساعد هذه البكسلات في التصوير متعدد الحزم. يُظهر أدناه هذا الفلتر الجديد للون مع بكسلات R، G، B و IR:

هنا بعض مزايا استخدام كاميرا RGB-IR:

• يمكن تكييفها بسهولة مع الظروف المتغيرة باستمرار بين النهار والليل. وهذا مفيد للتصوير في جميع الأحوال الجوية.
• تجنب استخدام المرشحات الميكانيكية للتبديل بين الضوء المرئي والضوء تحت الأحمر يزيد من عمر ومدى استقرار المعدات.
• يوفر قناة تحت الحمراء مكرسة تفصل بوضوح بين بيانات الصورة المرئية وتلك تحت الحمراء. يساعد ذلك على قياس دقيق لكمية الضوء تحت الأحمر في صورة RGB وإجراء تصحيح الألوان لتحسين جودة الإخراج RGB.

كيفية استخدام الفلتر المخصص للتصوير بالضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء

أن استخدام فلاتر RGB-IR وحدها ليس كافيًا للحصول على تصوير فعال. من الضروري أيضًا اختيار المكونات المناسبة التي تدعم التصوير RGB-IR.

المستشعر: اختر مستشعرًا به بيكسلات حساسة للأشعة تحت الحمراء على CFA. تقدم شركات مثل onsemi و OmniVision مستشعرات قادرة على RGB-IR.
 
البصريات: عادةً ما تكون عدسات الكاميرات الملونة مجهزة ب مرشحات قطع الأشعة تحت الحمراء لمنع الطول الموجي فوق 650 نانومتر. لتسهيل تصوير RGB-IR، يتم اختيار مرشحات مرور النطاق المزدوج التي تسمح بالطول الموجي المرئي (400-650 نانومتر) والأشعة تحت الحمراء (800-950 نانومتر) بدلاً من مرشحات قطع الأشعة تحت الحمراء التقليدية.
 
معالج إشارات الصورة (ISP): يقوم ISP بفصل بيانات RGB و IR خوارزميًا إلى إطارات منفصلة، وإدراج الإخراج المعالج لـ RGB، وطرح التلوث الناتج عن IR لضمان إخراج لوني دقيق. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون بإمكان ISP إخراج الإطارات المعالجة فقط لـ RGB أو IR حسب متطلبات النظام الرئيسي.

التطبيقات الشائعة للرؤية المدمجة باستخدام كاميرات RGB-IR

التعرف الآلي على لوحة号码 السيارات (ANPR)

للاستخدام في نظام ANPR، الذي يتطلب الكشف عن حروف ورموز وألوان لوحات الترخيص تحت ظروف الإضاءة المختلفة، استخدم كاميرات RGB-IR التي تلتقط بشكل موثوق الصور المرئية والأشعة تحت الحمراء لتحقيق عمر أطول ودقة أفضل.

الأمان المتطور ضد جميع الظروف الجوية

باستخدام كاميرات RGB-IR، يمكن للتطبيقات الأمنية التغلب على مشكلة عدم دقة الألوان التي تعوق اكتشاف الأجسام. نهارًا أو ليلًا، تستخدم هذه الكاميرات مستشعرات RGB-IR وفلاتر مرور الحزمة الثنائية لالتقاط صور عالية الجودة تسهم في استخراج معلومات دقيقة للتحليل.
 
Sinoseen ملتزمة بحل المشكلات لعملائنا، لذا لا تتردد في التواصل معنا إذا كنت بحاجة إلى حل لمشكلة تواجهها في التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء (IR).