RGB-IR cameras: Hoe werken ze en wat zijn hun belangrijkste onderdelen?

Traditionele kleurcamera-modules zijn uitgerust met kleurfilterarrays (CFAs) in BGGR-modus, die gevoelig zijn voor zichtbare en infrarood (IR) lichtgolflengtes. Dit resulteert in kleurvervorming en onnauwkeurige IR-lichtmetingen, wat de kwaliteit van de eindige RGB-afbeelding vermindert. Dit maakt het moeilijk om de intensiteit van IR-licht in de opgenomen afbeelding te meten.
 
Om dit probleem op te lossen, gebruiken camera's doorgaans een IR-cutoff-filter overdag om IR-licht tegen te houden op de sensor. 's Nachts worden ze mechanisch verwijderd om IR-licht toe te laten dat laagverlichte opnamen verbetert. Deze mechanische oplossing is echter vatbaar voor slijtage, wat de levensduur van de camera-module verkort.
 
RGB-IR camera's omzeilen deze beperkingen door gebruik te maken van een kleurfiltermatrix (CFA) die speciale pixels bevat voor zowel zichtbaar licht als infraroodlicht. Hoogwaardige afbeeldingen kunnen worden vastgelegd in zowel het zichtbare spectrum als het infraroodspectrum, zonder mechanische tussenkomst, waardoor kleurschade wordt voorkomen. Gespecialiseerde pixels kunnen ook multi-band imaging ondersteunen.
 
In dit artikel zullen we uitleggen hoe RGB-IR camera-modules werken en hun belangrijkste onderdelen, evenals enkele sleuteltoepassingen in ingebedde visie waar RGB-IR camera's aanbevolen zijn boven reguliere camera's.

Hoe werken RGB-IR camera's?

Een standaard Bayer CFA-pixel in BGGR-modus is hieronder weergegeven.

De gespecialiseerde pixels van een RGB-IR-camera laten infraroodlicht erdoorheen gaan. Deze pixels helpen bij multi-band imaging. De nieuwe CFA met R, G, B en IR-pixels is hieronder weergegeven:

Hier zijn enkele voordelen van het gebruik van een RGB-IR-camera:

• Het kan eenvoudig worden aangepast aan de voortdurend veranderende omstandigheden van dag en nacht. Dit is nuttig voor beeldvorming in alle weersomstandigheden.
• Door het vermijden van mechanische filters om te schakelen tussen zichtbaar en infrarood licht wordt de levensduur en stabiliteit van de uitrusting vergroot.
• Levert een speciale infraroodkanaal die duidelijk scheidt tussen zichtbare en infraroodbeeldgegevens. Helpt bij het nauwkeurig meten van de hoeveelheid infraroodlicht in het RGB-beeld en uitvoeren van kleurcorrectie om de kwaliteit van de RGB-uitkomst te verbeteren

Hoe zichtbaar en infraroodbeeldvorming CFA te gebruiken

Alleen het gebruik van RGB-IR filters is niet voldoende voor effectief beeldvorming. Het is ook nodig om de juiste onderdelen te selecteren die ondersteuning bieden voor RGB-IR beeldvorming.

Sensor: Kies een sensor met IR-gevoelige pixels op de CFA. Fabrikanten zoals onsemi en OmniVision bieden RGB-IR-compatibele sensoren.
 
Optica: Typisch zijn kleurcamera-lensen uitgerust met IR-cutoff filters om golflengtes boven 650nm te blokkeren. Om RGB-IR imaging te faciliteren worden dubbele bandpasfilters gebruikt, die zowel zichtbaar licht (400-650nm) als infrarood (800-950nm) toelaten, in plaats van traditionele IR-cutoff filters.
 
Afbeeldingssignaalprocessor (ISP): De ISP scheidt de RGB en IR-gegevens algorithmisch in aparte frames, voegt de verwerkte RGB-uitkomst in en trekt IR-vervuiling af om een nauwkeurige kleurenafbeelding te garanderen. Daarnaast moet de ISP in staat zijn om alleen de verwerkte RGB of IR-frames uit te sturen zoals vereist door het host systeem.

Gemeenschappelijke ingebouwde visie-toepassingen voor RGB-IR camera's

Automatische kentekenherkenning (ANPR)

Voor ANPR, dat vereist dat kentekenletters, symbolen en kleuren onder verschillende verlichtingsomstandigheden worden gedetecteerd, moeten RGB-IR-camera's worden gebruikt die betrouwbaar zowel zichtbare als infraroodafbeeldingen vastleggen voor een langere levensduur en verbeterde nauwkeurigheid.

Geavanceerde weerbestendige beveiliging

Met RGB-IR camera's kunnen beveiligingsapplicaties het probleem van kleuronzekerheden overwinnen die de objectdetectie hinderen. Dag en nacht gebruiken deze camera's RGB-IR sensoren en dubbele bandpassfilters om hoge-kwaliteit afbeeldingen te vangen die helpen bij het extraheren van nauwkeurige informatie voor analyse.
 
Sinoseen is erop gericht problemen op te lossen voor onze klanten, dus aarzel niet om contact met ons op te nemen als je een oplossing nodig hebt voor een probleem dat ontstaat bij zichtbare en infrarood (IR) afbeeldingen.