Kamera inframerah dekat: Apa itu? Bagaimana ia berfungsi?

Imej NIR adalah teknologi terkini yang menawarkan perspektif unik dalam julat panjang gelombang 650nm hingga 950nm. Berbeza dengan imej cahaya nampak, NIR kurang terjejas oleh perubahan warna, membolehkan penglihatan presisi tinggi pada mana-mana objek. Ciri khas ini menjadikan imej NIR sebagai teknologi terdepan dalam pelbagai bidang, dari diagnostik perubatan hingga kawalan kualiti industri.

Apa itu teknologi imej NIR?

Teknologi imej NIR mewakili kemajuan besar dalam bidang imej optik. Ia menggunakan spektrum elektromagnet, secara spesifik panjang gelombang di luar spektrum cahaya nampak, iaitu berkisar dari 650nm hingga 950nm. Dengan keupayaan menembus objek kompleks, ia memberikan imej terperinci dalam pelbagai keadaan.

Imej NIR menggunakan prinsip gelombang berterusan, menawarkan lengkung kepekaan yang unik yang dengan jelas memprojeksikan objek jauh. Berbanding dengan kaedah imej tradisional, imej NIR tidak bergantung pada warna, bermaksud ia boleh memberikan imej dengan kontras tinggi, menjadikannya lebih mudah untuk pemerhati manusia tafsirkan.

Salah satu kelebihan utama imej NIR adalah keupayaannya untuk menembus beberapa bahan, seperti plastik dan jaringan manusia. Selain itu, sistem imej NIR boleh beroperasi dengan cekap dalam keadaan cahaya rendah, dengan kepekaan yang baik dan keupayaan resolusi tinggi.

Walau bagaimanapun, imej NIR juga menghadapi beberapa cabaran. Sebagai contoh, objek dengan panjang gelombang melebihi 700nm hingga 1000nm mungkin tidak nampak kepada modul kamera NIR . Lagipun, disebabkan oleh kurangnya cahaya sekeliling, imej NIR mungkin memerlukan sumber cahaya tambahan dalam senario malam.

Bagaimana imej NIR dicapai?

Pencapaian imej NIR menunjukkan kemajuan dalam teknologi pengesan dan pemahaman tentang spektrum elektromagnet. Imej NIR dicapai melalui kamera-kamera khas yang peka terhadap julat inframerah dekat yang berhampiran dengan spektrum nampak. Ia merangkumi panjang gelombang yang melampaui julat cahaya merah nampak, yang mana adalah kira-kira 700nm, hingga 950nm.

Kamera NIR, seperti yang digunakan untuk penglihatan malam atau pemantauan trafik, direka dengan pengesan yang sangat peka terhadap spektrum inframerah dekat. Secara tradisional, pengecam CCD digunakan untuk imej NIR, tetapi penemuan teknologi CMOS telah mengubah bidang ini. Pengecam CMOS memperlihatkan kepekaan yang lebih besar dalam julat inframerah dekat, terutamanya di atas 850nm, menjadikannya lebih kos-efektif dan sesuai untuk julat aplikasi yang lebih luas.

Untuk mencapai imej NIR, kamera biasanya dilengkapi dengan lapisan asas yang lebih tebal, yang lebih peka kepada spektrum inframerah dekat berbanding spektrum nampak. Ini membolehkan penangkapan imej berkualiti tinggi walaupun dalam cahaya sekeliling yang sangat rendah. Proses ini melibatkan langkah-langkah berikut:

• Penangkapan cahaya: Kamera NIR dilengkapi dengan kanta yang memfokuskan cahaya inframerah dekat kepada pengesan kamera.
• Tanggapan pengesan: Pengesan di dalam kamera menukar cahaya yang ditangkap kepada isyarat elektrik.
• Pemprosesan imej: Isyarat elektrik itu kemudian diproses untuk mencipta imej digital yang boleh dianalisis atau dipaparkan.

Selain itu, kualiti imej NIR boleh ditingkatkan secara signifikan menggunakan teknik dan kaedah tertentu. Sebagai contoh, penambah kuat imej boleh meningkatkan keupayaan kamera untuk menangkap imej yang boleh digunakan dalam keadaan cahaya rendah. Selain itu, penggunaan penapis boleh membantu menghalang gelombang panjang yang tidak diingini, memastikan bahawa kamera hanya mengesan cahaya inframerah dekat yang relevan dengan aplikasi semasa.

Kebutuhan yang meningkat untuk imej NIR

Mengikut kajian pasaran terkini, pasaran imej NIR sedang menunjukkan trend ke atas. Saiz pasaran telah berlipat dua dari lebih kurang $285 juta pada tahun 2019 dan diproyeksi akan mencapai $485 juta pada tahun 2030. Pertumbuhan ini boleh dikaitkan dengan penggunaan teknologi NIR yang semakin meluas dalam bidang perubatan, keselamatan, pertanian, dan pemeriksaan industri.

Bagaimana kamera NIR berfungsi?

Kamera NIR direka untuk mengesan dan memproses cahaya dalam julat inframerah dekat, biasanya antara 700nm hingga 1000nm. Ini dicapai melalui sensor khas yang lebih peka terhadap cahaya inframerah berbanding cahaya nampak. Kecekapan kuantum (QE) yang tinggi bagi sensor ini memastikan bahawa majoriti foton kejadian akan ditukar kepada elektron, yang kemudian diproses menjadi imej yang boleh digunakan. Kecekapan kuantum adalah parameter utama untuk prestasi kamera NIR. Ia mengukur keupayaan kamera untuk menukar foton kejadian kepada isyarat elektrik yang boleh dikesan. QE yang lebih tinggi bermaksud kualiti imej yang lebih baik, malah di bawah keadaan cahaya rendah.

Setelah cahaya NIR ditangkap oleh sensor kamera, ia akan melalui siri langkah pemprosesan imej. Langkah-langkah ini mungkin termasuk pengurangan bunyi, peningkatan kontras, dan koreksi warna. Algoritma pemprosesan imej lanjutan juga boleh digunakan untuk mengekstrak maklumat tertentu atau meningkatkan kelihatan ciri-ciri tertentu dalam imej.

Kamera NIR biasanya menggunakan penapis warna untuk meningkatkan kualiti imej yang tertangkap. Sebagai contoh, penapis warna RGB boleh digunakan untuk memudahkan pemilihan palet dan meningkatkan kejituan warna. Walau bagaimanapun, dalam pengimbasan NIR, penapis ini boleh disesuaikan atau digantikan dengan penapis laluan-infrared untuk membenarkan lebih banyak cahaya inframerah dekat mencapai sensor, menghasilkan imej yang lebih jelas.

Kawalan paparan yang betul adalah sangat penting untuk menangkap imej NIR berkualiti tinggi. Paparan berlebihan boleh menyebabkan imej menjadi terlalu terang, manakala paparan tidak mencukupi boleh menyebabkan imej bising atau gelap. Kamera NIR biasanya mempunyai ciri paparan automatik yang menyesuaikan masa paparan dan diafragma untuk mendapatkan imej terbaik di bawah pelbagai keadaan penerangan. Selain itu, mengekalkan nisbah aspek yang betul memastikan penyelenganan imej dipinjamkan kepada minimum, yang sangat penting untuk analisis dan tafsiran yang tepat.

Menangkap imej dalam format RAW memberikan fleksibiliti yang lebih besar semasa pemprosesan pasca sebagai ia memelihara lebih banyak data imej asal. Ini sangat berguna dalam pengimbasan NIR, di mana analisis kerap memerlukan kualiti imej yang tertinggi. Penggunaan penapis IR berkualiti tinggi juga boleh meningkatkan kejelasan imej dengan menghalang gelombang cahaya yang tidak diingini.

Aplikasi umum untuk kamera NIR

Penyelidikan dan Pembangunan (R&D)

Dalam sektor R&D, kamera NIR sangat bernilai untuk menganalisis bahan dengan ciri spektral NIR yang unik. Ia membantu ahli sains dan penyelidik dalam mengenal pasti dan mengkuantiti bahan-bahan tertentu, yang sangat penting untuk pembangunan ubat, analisis kimia, dan sains bahan.

Biometrik dan Kawalan Akses

Teknologi NIR memainkan peranan penting dalam sistem biometrik, terutamanya pengenalan iris. Teknologi ini dapat menangkap imej terperinci di bawah pelbagai keadaan penerangan, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi kawalan akses yang selamat.

Aplikasi Industri

Dalam sektor perindustrian, kamera NIR digunakan untuk kawalan kualiti, memeriksa produk bagi kecacatan atau objek asing, dan mengawasi proses pengeluaran. Ia juga boleh digunakan dalam pertanian untuk menilai kesihatan tanaman dan meramalkan hasil.

Sinoseen: Rakan Anda untuk Imej NIR

Sinoseen memiliki lebih daripada 14 tahun pengalaman dan kecekapan dalam bidang visi terbenam, dengan pasukan profesional yang telah menyediakan sokongan kamera NIR kepada lebih daripada 50+ pelanggan. Jika anda memerlukan integrasi sebuah kamera yang sesuai untuk imej NIR , jangan ragu untuk menghubungi kami, dan kami akan menawarkan perkhidmatan penyesuaian satu henti yang paling profesional kepada anda.