RGB-IR-Kameras: Wie funktionieren sie und was sind ihre Hauptkomponenten?

Herkömmliche Farbkameramodule sind mit Farbfilter-Arrays (CFAs) mit BGGR-Modi ausgestattet, die empfindlich auf sichtbare und infrarote (IR) Lichtwellenlängen reagieren. Dies führt zu Farbverzerrungen und ungenauen IR-Lichtmessungen, die die Qualität des endgültigen RGB-Bildes beeinträchtigen. Dies macht es schwierig, die Intensität des IR-Lichts im aufgenommenen Bild zu messen.
 
Um dieses Problem zu lösen, verwenden Kameras in der Regel tagsüber einen IR-Absperrfilter, um zu verhindern, dass IR-Licht auf den Sensor fällt. Nachts werden sie mechanisch entfernt, damit IR-Licht die Bildgebung bei schlechten Lichtverhältnissen verbessern kann. Diese mechanische Lösung ist jedoch anfällig für Verschleiß, wodurch sich die Lebensdauer des Kameramoduls verkürzt.
 
RGB-IR-Kameras umgehen diese Einschränkungen, indem sie ein Farbfilter-Array (CFA) verwenden, das dedizierte Pixel für sichtbares und infrarotes Licht enthält. Hochwertige Bilder können sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Spektralbereich ohne mechanische Eingriffe aufgenommen werden, wodurch Farbschäden vermieden werden. Dedizierte Pixel können auch Multiband-Imaging ermöglichen.
 
In diesem Artikel beschreiben wir die Funktionsweise von RGB-IR-Kameramodulen und ihre Hauptkomponenten sowie einige wichtige Embedded-Vision-Anwendungen, bei denenRGB-IR-Kameraswerden gegenüber normalen Kameras empfohlen.

Wie funktionieren RGB-IR-Kameras?

Unten sehen Sie ein Standardpixel im Bayer CFA-Format mit BGGR-Modus.

Die speziellen Pixel einer RGB-IR-Kamera lassen Infrarotlicht durch sie hindurch. Und diese Pixel helfen bei der Multiband-Bildgebung. Dieser neue CFA mit R-, G-, B- und IR-Pixeln ist unten dargestellt:

Hier sind einige der Vorteile der Verwendung einer RGB-IR-Kamera:

• Es lässt sich leicht an die ständig wechselnden Bedingungen von Tag und Nacht anpassen. Dies ist nützlich für Allwetteraufnahmen.
• Der Verzicht auf den Einsatz mechanischer Filter zum Umschalten zwischen sichtbarem und infrarotem Licht erhöht die Lebensdauer und Stabilität des Geräts.
• Bietet einen dedizierten Infrarotkanal, der sichtbare und infrarote Bilddaten klar voneinander trennt. Hilft bei der genauen Messung der Menge an Infrarotlicht im RGB-Bildformat und führt eine Farbkorrektur durch, um die Qualität der RGB-Ausgabe zu verbessern

Wie man die sichtbare und infrarote Bildgebung CFA nutzt

Die alleinige Verwendung von RGB-IR-Filtern reicht für eine effektive Bildgebung nicht aus. Es ist auch notwendig, die richtigen Komponenten auszuwählen, die die RGB-IR-Bildgebung unterstützen.

Sensor:Wählen Sie einen Sensor mit IR-empfindlichen Pixeln auf dem CFA. Hersteller wie onsemi und OmniVision bieten RGB-IR-fähige Sensoren an.
 
Optik:In der Regel sind Farbkameraobjektive mitIR-Sperrfilterum Wellenlängen über 650 nm zu blockieren. Um die RGB-IR-Bildgebung zu erleichtern, werden anstelle herkömmlicher IR-Sperrfilter Dual-Bandpassfilter gewählt, die sowohl sichtbare (400-650 nm) als auch infrarote (800-950 nm) Wellenlängen ermöglichen.
 
Bildsignalprozessor (ISP):Der ISP trennt RGB- und IR-Daten algorithmisch in separate Frames, fügt die verarbeitete RGB-Ausgabe ein und subtrahiert die IR-Kontamination, um eine genaue Farbausgabe zu gewährleisten. Darüber hinaus sollte der ISP in der Lage sein, nur verarbeitete RGB- oder IR-Frames auszugeben, wie sie vom Host-System benötigt werden.

Gängige Embedded-Vision-Anwendungen für RGB-IR-Kameras

Automatische Nummernschilderkennung (ANPR)

Verwenden Sie für ANPR, bei der Buchstaben, Symbole und Farben von Nummernschildern unter unterschiedlichen Lichtverhältnissen erkannt werden müssen, RGB-IR-Kameras, die zuverlässig sowohl sichtbare als auch infrarote Bilder erfassen, um eine längere Lebensdauer und eine verbesserte Genauigkeit zu gewährleisten.

Fortschrittliche wetterfeste Sicherheit

Mit RGB-IR-Kameras können Sicherheitsanwendungen das Problem der Farbungenauigkeiten überwinden, die die Objekterkennung behindern. Tag und Nacht verwenden diese Kameras RGB-IR-Sensoren und duale Bandpassfilter, um qualitativ hochwertige Bilder aufzunehmen, die dabei helfen, genaue Informationen für die Analyse zu extrahieren.
 
Sinoseen ist bestrebt, Probleme für unsere Kunden zu lösen, also zögern Sie nicht, uns zu kontaktierenWenn Sie eine Lösung benötigenauf ein Problem, das bei der Bildgebung im sichtbaren und infraroten (IR) Bereich auftritt.