Caméras RGB-IR : Comment fonctionnent-elles et quels sont leurs principaux composants ?

Les modules de caméra couleur conventionnels sont équipés de tableaux de filtres couleur (CFA) en mode BGGR sensibles aux longueurs d'onde de la lumière visible et infrarouge (IR). Cela entraîne des distorsions de couleur et des mesures incorrectes de la lumière IR, dégradant la qualité de l'image RGB finale. Cela rend difficile la mesure de l'intensité de la lumière IR dans l'image capturée.
 
Pour résoudre ce problème, les caméras utilisent généralement un filtre coupe-IR pendant la journée pour empêcher la lumière IR de tomber sur le capteur. La nuit, ils sont retirés mécaniquement pour permettre à la lumière IR d'améliorer l'imagerie en faible luminosité. Cependant, cette solution mécanique est sujette à l'usure, réduisant la durée de vie du module de caméra.
 
Les caméras RGB-IR contournent ces limitations en utilisant un filtre de couleur par tableau (CFA) qui contient des pixels dédiés à la fois pour la lumière visible et infrarouge. Des images de haute qualité peuvent être capturées dans les plages spectrales visibles et infrarouges sans intervention mécanique, empêchant ainsi les dommages aux couleurs. Les pixels dédiés peuvent également faciliter l'imagerie multi-bande.
 
Dans cet article, nous décrirons comment fonctionnent les modules de caméra RGB-IR et leurs composants principaux, ainsi que certaines applications clés de la vision embarquée où caméras RGB-IR sont recommandées plutôt que les caméras classiques.

Comment fonctionnent les caméras RGB-IR ?

Un pixel au format CFA standard Bayer avec mode BGGR est illustré ci-dessous.

Les pixels spécialisés d'une caméra RGB-IR permettent à la lumière infrarouge de passer à travers eux. Et ces pixels aident à l'imagerie multi-bande. Ce nouveau CFA avec des pixels R, G, B et IR est illustré ci-dessous :

Voici certains des avantages de l'utilisation d'une caméra RGB-IR :

• Il peut être facilement adapté aux conditions en constante évolution entre le jour et la nuit. Cela est utile pour l'imagerie en toutes conditions météorologiques.
• L'évitement de l'utilisation de filtres mécaniques pour basculer entre la lumière visible et infrarouge augmente la durée de vie et la stabilité du matériel.
• Fournit un canal infrarouge dédié qui sépare clairement les données d'image visible et infrarouge. Aide à mesurer précisément la quantité de lumière infrarouge dans l'image RGB et à effectuer une correction des couleurs pour améliorer la qualité de la sortie RGB.

Comment utiliser le CFA d'imagerie visible et infrarouge

L'utilisation simple de filtres RGB-IR n'est pas suffisante pour une imagerie efficace. Il est également nécessaire de choisir les composants appropriés qui soutiennent l'imagerie RGB-IR.

Capteur : Choisissez un capteur avec des pixels sensibles à l'IR sur le CFA. Les fabricants tels qu'onsemi et OmniVision proposent des capteurs compatibles RGB-IR.
 
Optique : Généralement, les objectifs des caméras couleur sont équipés de filtres coupe-infrarouge pour bloquer les longueurs d'onde supérieures à 650 nm. Pour faciliter l'imagerie RGB-IR, des filtres à double bande passante, qui permettent à la fois les longueurs d'onde visibles (400-650 nm) et infrarouges (800-950 nm), sont choisis en remplacement des filtres de coupure infrarouge traditionnels.
 
Processeur de Signal Image (ISP): L'ISP sépare algorithmiquement les données RGB et IR en trames distinctes, insère la sortie RGB traitée et soustrait la contamination IR pour garantir une sortie couleur précise. De plus, l'ISP doit être capable de fournir uniquement des trames RGB ou IR traitées selon les besoins du système hôte.

Applications courantes de la vision embarquée pour les caméras RGB-IR

Reconnaissance automatique des plaques d'immatriculation (ANPR)

Pour l'ANPR, qui nécessite la détection des lettres, symboles et couleurs des plaques d'immatriculation dans des conditions d'éclairage variées, utilisez des caméras RGB-IR qui capturent fiablement à la fois les images visibles et infrarouges pour une durée de vie plus longue et une précision améliorée.

Sécurité avancée étanche

Avec des caméras RGB-IR, les applications de sécurité peuvent surmonter le problème des inexactitudes de couleur qui gênent la détection d'objets. Jour et nuit, ces caméras utilisent des capteurs RGB-IR et des filtres à double bande passante pour capturer des images de haute qualité qui aident à extraire des informations précises pour l'analyse.
 
Sinoseen s'engage à résoudre les problèmes de nos clients, n'hésitez donc pas à nous contacter si vous avez besoin d'une solution à un problème rencontré en imagerie visible et infrarouge (IR).