دوربین‌های RGB-IR: چگونه کار می‌کنند و اجزای اصلی آنها چیست؟

ماژول های دوربین رنگی معمولی مجهز به آرایه های فیلتر رنگی (CFA) با حالت های BGGR هستند که به طول موج های نور مرئی و فروسرخ (IR) حساس هستند. این منجر به اعوجاج رنگ و اندازه گیری نادرست نور مادون قرمز می شود و کیفیت تصویر RGB نهایی را کاهش می دهد. این امر اندازه گیری شدت نور IR در تصویر گرفته شده را دشوار می کند.
 
برای حل این مشکل، دوربین‌ها معمولاً از یک فیلتر قطع مادون قرمز در طول روز استفاده می‌کنند تا از افت نور مادون قرمز بر روی سنسور جلوگیری کنند. در شب، آنها به صورت مکانیکی برداشته می شوند تا به نور مادون قرمز اجازه دهد تا تصویربرداری در نور کم را بهبود بخشد. با این حال، این محلول مکانیکی مستعد ساییدگی و پارگی است و عمر ماژول دوربین را کوتاه می کند.
 
دوربین‌های RGB-IR با استفاده از یک آرایه فیلتر رنگی (CFA) که حاوی پیکسل‌های اختصاصی برای نور مرئی و مادون قرمز است، این محدودیت‌ها را دور می‌زنند. تصاویر با کیفیت بالا را می توان در هر دو محدوده طیفی مرئی و مادون قرمز بدون دخالت مکانیکی ثبت کرد، بنابراین از آسیب رنگ جلوگیری می کند. پیکسل های اختصاصی همچنین می توانند تصویربرداری چند باندی را تسهیل کنند.
 
در این مقاله، نحوه عملکرد ماژول‌های دوربین RGB-IR و اجزای اصلی آن‌ها و همچنین برخی از برنامه‌های کلیدی بینایی تعبیه شده را توضیح خواهیم داد. دوربین های RGB-IR بیش از دوربین های معمولی توصیه می شود.

دوربین های RGB-IR چگونه کار می کنند؟

یک پیکسل با فرمت استاندارد Bayer CFA با حالت BGGR در زیر نشان داده شده است.

پیکسل های تخصصی یک دوربین RGB-IR به نور مادون قرمز اجازه عبور از آنها را می دهد. و این پیکسل ها به تصویربرداری چند باندی کمک می کنند. این CFA جدید با پیکسل های R، G، B و IR در زیر نشان داده شده است:

در اینجا برخی از مزایای استفاده از دوربین RGB-IR آورده شده است:

• می توان آن را به راحتی با شرایط دائمی در حال تغییر روز و شب سازگار کرد. این برای تصویربرداری در تمام آب و هوا مفید است.
• اجتناب از استفاده از فیلترهای مکانیکی برای جابجایی بین نور مرئی و مادون قرمز باعث افزایش طول عمر و پایداری تجهیزات می شود.
• یک کانال مادون قرمز اختصاصی ارائه می دهد که به وضوح داده های تصویر مرئی و مادون قرمز را از هم جدا می کند. به اندازه گیری دقیق میزان نور مادون قرمز در تصویر RGB و انجام تصحیح رنگ برای بهبود کیفیت خروجی RGB کمک می کند.

نحوه استفاده از تصویربرداری مرئی و مادون قرمز CFA

استفاده ساده از فیلترهای RGB-IR برای تصویربرداری موثر کافی نیست. همچنین لازم است اجزای مناسبی را انتخاب کنید که از تصویربرداری RGB-IR پشتیبانی می کنند.

سنسور: سنسوری با پیکسل های حساس به IR در CFA انتخاب کنید. سازندگانی مانند onsemi و OmniVision حسگرهایی با قابلیت RGB-IR ارائه می‌کنند.
 
اپتیک: به طور معمول، لنزهای دوربین رنگی مجهز به فیلترهای قطع IR برای مسدود کردن طول موج های بالای 650 نانومتر. برای تسهیل تصویربرداری RGB-IR، فیلترهای باند دوگانه، که امکان طول موج مرئی (400-650 نانومتر) و مادون قرمز (800-950 نانومتر) را فراهم می کند، به جای فیلترهای قطع مادون قرمز سنتی انتخاب می شوند.
 
پردازشگر سیگنال تصویر (ISP): ISP به صورت الگوریتمی داده های RGB و IR را در فریم های جداگانه جدا می کند، خروجی RGB پردازش شده را وارد می کند و آلودگی IR را برای اطمینان از خروجی رنگ دقیق کم می کند. علاوه بر این، ISP باید بتواند فقط فریم های RGB یا IR پردازش شده را همانطور که توسط سیستم میزبان نیاز است، خروجی دهد.

برنامه های رایج Vision جاسازی شده برای دوربین های RGB-IR

شناسایی خودکار گواهی‌های شماره‌دار (ANPR)

برای ANPR، که نیاز به تشخیص حروف، نمادها و رنگ‌های پلاک خودرو در شرایط نوری متفاوت دارد، از دوربین‌های RGB-IR استفاده کنید که به‌طور قابل‌اطمینانی هم تصاویر مرئی و هم مادون قرمز را برای طول عمر بیشتر و دقت بهبود یافته می‌گیرند.

امنیت پیشرفته ضد آب و هوا

با دوربین‌های RGB-IR، برنامه‌های امنیتی می‌توانند بر مشکل عدم دقت رنگ که مانع تشخیص اشیا می‌شوند، غلبه کنند. در روز یا شب، این دوربین ها از حسگرهای RGB-IR و فیلترهای باند دوگانه برای ثبت تصاویر با کیفیت بالا استفاده می کنند که به استخراج اطلاعات دقیق برای تجزیه و تحلیل کمک می کند.
 
Sinoseen متعهد به حل مشکلات مشتریان خود است، بنابراین با ما تماس بگیرید اگر به راه حلی نیاز دارید به مشکلی که در تصویربرداری مرئی و مادون قرمز (IR) با آن مواجه می شود.