Cámaras RGB-IR: ¿Cómo funcionan y cuáles son sus componentes principales?

Los módulos de cámara de color convencionales están equipados con matrices de filtros de color (CFA) en modo BGGR que son sensibles a longitudes de onda de luz visible e infrarroja (IR). Esto provoca distorsión de color y mediciones inexactas de la luz IR, degradando la calidad de la imagen RGB final. Esto hace difícil medir la intensidad de la luz IR en la imagen capturada.
 
Para resolver este problema, las cámaras suelen utilizar un filtro de corte IR durante el día para evitar que la luz IR incida en el sensor. Por la noche, se eliminan mecánicamente para permitir que la luz IR mejore la imagen en condiciones de poca luz. Sin embargo, esta solución mecánica está propensa al desgaste, acortando la vida útil del módulo de la cámara.
 
Las cámaras RGB-IR superan estas limitaciones mediante el uso de un filtro de matriz de color (CFA) que contiene píxeles dedicados tanto para la luz visible como para la infrarroja. Se pueden capturar imágenes de alta calidad en ambos rangos espectrales, visible e infrarrojo, sin intervención mecánica, lo que evita daños en el color. Los píxeles dedicados también pueden facilitar la imagen multibanda.
 
En este artículo, describiremos cómo funcionan los módulos de cámara RGB-IR y sus componentes principales, así como algunas aplicaciones clave de visión embebida dondecámaras RGB-IRse recomiendan sobre las cámaras convencionales.

¿Cómo funcionan las cámaras RGB-IR?

A continuación se muestra un píxel en formato CFA estándar de Bayer con modo BGGR.

Los píxeles especializados de una cámara RGB-IR permiten que la luz infrarroja pase a través de ellos. Estos píxeles ayudan en la imagen multibanda. A continuación se muestra este nuevo CFA con píxeles R, G, B e IR:

Aquí hay algunas ventajas de usar una cámara RGB-IR:

• Puede adaptarse fácilmente a las condiciones cambiantes del día y la noche. Esto es útil para la imagen en todas las condiciones meteorológicas.
• Evitar el uso de filtros mecánicos para cambiar entre luz visible e infrarroja aumenta la vida y estabilidad del equipo.
• Proporciona un canal de infrarrojos dedicado que separa claramente los datos de imagen visible e infrarroja. Ayuda a medir con precisión la cantidad de luz infrarroja en la imagen RGB y realizar correcciones de color para mejorar la calidad de la salida RGB.

Cómo utilizar el CFA de imagen visible e infrarroja

El simple uso de filtros RGB-IR no es suficiente para una imagen efectiva. También es necesario seleccionar los componentes adecuados que soporten la imagen RGB-IR.

Sensor:Elija un sensor con píxeles sensibles a IR en el CFA. Fabricantes como onsemi y OmniVision ofrecen sensores capaces de RGB-IR.
 
Óptica:Típicamente, las lentes de cámaras de color están equipadas confiltros de corte IRpara bloquear longitudes de onda por encima de 650nm. Para facilitar la imagen RGB-IR, se eligen filtros de banda doble que permiten tanto longitudes de onda visibles (400-650nm) como infrarrojas (800-950nm), en lugar de los tradicionales filtros de corte IR.
 
Procesador de Señal de Imagen (ISP):El ISP separa algorítmicamente los datos RGB e IR en marcos separados, inserta la salida RGB procesada y resta la contaminación IR para garantizar una salida de color precisa. Además, el ISP debe poder generar solo marcos RGB o IR procesados según lo requiera el sistema anfitrión.

Aplicaciones Comunes de Visión Embebida para Cámaras RGB-IR

Reconocimiento Automático de Matrículas (ANPR)

Para ANPR, que requiere la detección de letras, símbolos y colores de las placas bajo condiciones de iluminación variables, utilice cámaras RGB-IR que capturen confiablemente tanto imágenes visibles como infrarrojas para una mayor durabilidad y precisión mejorada.

Seguridad Avanzada Impermeable

Con cámaras RGB-IR, las aplicaciones de seguridad pueden superar el problema de inexactitudes en los colores que dificultan la detección de objetos. Día o noche, estas cámaras utilizan sensores RGB-IR y filtros de banda doble para capturar imágenes de alta calidad que ayudan a extraer información precisa para su análisis.
 
Sinoseen está comprometido a resolver problemas para nuestros clientes, así que no dudes en contactarnossi necesitas una solucióna un problema encontrado en la imagen visible e infrarroja (IR).