Κάμερες RGB-IR: Πώς λειτουργούν και ποια είναι τα κύρια συστατικά τους;

Οι συμβατικές μονάδες έγχρωμης κάμερας είναι εξοπλισμένες με συστοιχίες φίλτρων χρώματος (CFA) με λειτουργίες BGGR που είναι ευαίσθητες σε ορατά και υπέρυθρα (IR) μήκη κύματος φωτός. Αυτό οδηγεί σε παραμόρφωση χρώματος και ανακριβείς μετρήσεις υπέρυθρου φωτός, υποβαθμίζοντας την ποιότητα της τελικής εικόνας RGB. Αυτό καθιστά δύσκολη τη μέτρηση της έντασης του υπέρυθρου φωτός στη ληφθείσα εικόνα.
 
Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, οι κάμερες χρησιμοποιούν συνήθως ένα φίλτρο αποκοπής υπερύθρων κατά τη διάρκεια της ημέρας για να αποτρέψουν την πτώση του υπέρυθρου φωτός στον αισθητήρα. Τη νύχτα, αφαιρούνται μηχανικά για να επιτρέψουν στο υπέρυθρο φως να βελτιώσει την απεικόνιση σε χαμηλό φωτισμό. Ωστόσο, αυτή η μηχανική λύση είναι επιρρεπής σε φθορά, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής της μονάδας κάμερας.
 
Οι κάμερες RGB-IR παρακάμπτουν αυτούς τους περιορισμούς χρησιμοποιώντας μια συστοιχία φίλτρων χρώματος (CFA) που περιέχει αποκλειστικά pixel τόσο για ορατό όσο και για υπέρυθρο φως. Οι εικόνες υψηλής ποιότητας μπορούν να ληφθούν τόσο στο ορατό όσο και στο υπέρυθρο φασματικό εύρος χωρίς μηχανική παρέμβαση, αποτρέποντας έτσι τη ζημιά στο χρώμα. Τα αποκλειστικά pixel μπορούν επίσης να διευκολύνουν την απεικόνιση πολλαπλών ζωνών.
 
Σε αυτό το άρθρο, θα περιγράψουμε πώς λειτουργούν οι μονάδες κάμερας RGB-IR και τα κύρια συστατικά τους, καθώς και ορισμένες βασικές ενσωματωμένες εφαρμογές όρασης όπουΚάμερες RGB-IRσυνιστώνται έναντι των κανονικών φωτογραφικών μηχανών.

Πώς λειτουργούν οι κάμερες RGB-IR;

Ένα τυπικό pixel μορφής CFA της Bayer με λειτουργία BGGR φαίνεται παρακάτω.

Τα εξειδικευμένα εικονοστοιχεία μιας κάμερας RGB-IR επιτρέπουν στο υπέρυθρο φως να περάσει μέσα από αυτά. Και αυτά τα pixel βοηθούν στην απεικόνιση πολλαπλών ζωνών. Αυτό το νέο CFA με εικονοστοιχεία R, G, B και IR φαίνεται παρακάτω:

Εδώ είναι μερικά από τα πλεονεκτήματα της χρήσης κάμερας RGB-IR:

• Μπορεί εύκολα να προσαρμοστεί στις συνεχώς μεταβαλλόμενες συνθήκες της ημέρας και της νύχτας. Αυτό είναι χρήσιμο για απεικόνιση παντός καιρού.
• Η αποφυγή της χρήσης μηχανικών φίλτρων για εναλλαγή μεταξύ ορατού και υπέρυθρου φωτός αυξάνει τη διάρκεια ζωής και τη σταθερότητα του εξοπλισμού.
• Παρέχει ένα ειδικό κανάλι υπερύθρων που διαχωρίζει σαφώς τα ορατά και υπέρυθρα δεδομένα εικόνας. Βοηθά στην ακριβή μέτρηση της ποσότητας υπέρυθρου φωτός στην εικόνα RGB και εκτελεί διόρθωση χρώματος για τη βελτίωση της ποιότητας της εξόδου RGB

Πώς να χρησιμοποιήσετε την ορατή και υπέρυθρη απεικόνιση CFA

Η απλή χρήση φίλτρων RGB-IR δεν αρκεί για αποτελεσματική απεικόνιση. Είναι επίσης απαραίτητο να επιλέξετε τα σωστά εξαρτήματα που υποστηρίζουν απεικόνιση RGB-IR.

Αισθητήρας:Επιλέξτε έναν αισθητήρα με ευαίσθητα στην υπερύθρωση pixel στο CFA. κατασκευαστές όπως η onsemi και η OmniVision προσφέρουν αισθητήρες με δυνατότητα RGB-IR.
 
Οπτική:Συνήθως, οι φακοί έγχρωμης κάμερας είναι εξοπλισμένοι μεΦίλτρα αποκοπής υπερύθρωνγια να μπλοκάρετε μήκη κύματος άνω των 650nm. Για να διευκολυνθεί η απεικόνιση RGB-IR, τα διπλά φίλτρα bandpass, τα οποία επιτρέπουν τόσο ορατά (400-650nm) όσο και υπέρυθρα (800-950nm) μήκη κύματος, επιλέγονται στη θέση των παραδοσιακών φίλτρων αποκοπής IR.
 
Επεξεργαστής σήματος εικόνας (ISP):Ο ISP διαχωρίζει αλγοριθμικά τα δεδομένα RGB και IR σε ξεχωριστά πλαίσια, εισάγει την επεξεργασμένη έξοδο RGB και αφαιρεί τη μόλυνση IR για να εξασφαλίσει ακριβή έξοδο χρώματος. Επιπλέον, ο ISP θα πρέπει να είναι σε θέση να εξάγει μόνο επεξεργασμένα πλαίσια RGB ή IR, όπως απαιτείται από το κεντρικό σύστημα.

Κοινές εφαρμογές ενσωματωμένης όρασης για κάμερες RGB-IR

Αυτόματη αναγνώριση πινακίδων κυκλοφορίας (ANPR)

Για το ANPR, το οποίο απαιτεί την ανίχνευση γραμμάτων, συμβόλων και χρωμάτων πινακίδων κυκλοφορίας υπό διαφορετικές συνθήκες φωτισμού, χρησιμοποιήστε κάμερες RGB-IR που καταγράφουν αξιόπιστα τόσο ορατές όσο και υπέρυθρες εικόνες για μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και βελτιωμένη ακρίβεια.

Προηγμένη αδιάβροχη ασφάλεια

Με τις κάμερες RGB-IR, οι εφαρμογές ασφαλείας μπορούν να ξεπεράσουν το πρόβλημα των χρωματικών ανακριβειών που εμποδίζουν την ανίχνευση αντικειμένων. Μέρα ή νύχτα, αυτές οι κάμερες χρησιμοποιούν αισθητήρες RGB-IR και διπλά φίλτρα bandpass για τη λήψη εικόνων υψηλής ποιότητας που βοηθούν στην εξαγωγή ακριβών πληροφοριών για ανάλυση.
 
Η Sinoseen δεσμεύεται να επιλύει προβλήματα για τους πελάτες μας, οπότε μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μαςΕάν χρειάζεστε μια λύσησε ένα πρόβλημα που παρουσιάζεται στην απεικόνιση ορατών και υπερύθρων (IR).