Câmeras RGB-IR: como funcionam e quais são seus principais componentes?

Os módulos de câmeras coloridas convencionais são equipados com matrizes de filtros de cores (CFAs) com modos BGGR que são sensíveis a comprimentos de onda de luz visível e infravermelha (IR). Isso leva à distorção de cores e medições imprecisas de luz infravermelha, degradando a qualidade da imagem RGB final. Isso dificulta a medição da intensidade da luz infravermelha na imagem capturada.
 
Para resolver esse problema, as câmeras normalmente usam um filtro de corte IR durante o dia para evitar que a luz IR incida no sensor. À noite, eles são removidos mecanicamente para permitir que a luz infravermelha melhore a imagem com pouca luz. No entanto, esta solução mecânica é propensa a desgaste, encurtando a vida útil do módulo da câmera.
 
As câmeras RGB-IR contornam essas limitações usando uma matriz de filtro de cores (CFA) que contém pixels dedicados para luz visível e infravermelha. Imagens de alta qualidade podem ser capturadas nas faixas espectrais visível e infravermelha sem intervenção mecânica, evitando danos à cor. Pixels dedicados também podem facilitar a imagem multibanda.
 
Neste artigo, descreveremos como funcionam os módulos de câmera RGB-IR e seus principais componentes, bem como algumas das principais aplicações de visão embarcada ondeCâmeras RGB-IRsão recomendados em vez de câmeras comuns.

Como funcionam as câmeras RGB-IR?

Um pixel de formato Bayer CFA padrão com modo BGGR é mostrado abaixo.

Os pixels especializados de uma câmera RGB-IR permitem que a luz infravermelha passe por eles. E esses pixels ajudam na imagem multibanda. Este novo CFA com pixels R, G, B e IR é mostrado abaixo:

Aqui estão algumas das vantagens de usar a câmera RGB-IR:

• Pode ser facilmente adaptado às condições em constante mudança do dia e da noite. Isso é útil para imagens em todos os climas.
• Evitar o uso de filtros mecânicos para alternar entre luz visível e infravermelha aumenta a vida útil e a estabilidade do equipamento.
• Fornece um canal infravermelho dedicado que separa claramente os dados de imagem visível e infravermelho. Ajuda a medir com precisão a quantidade de luz infravermelha na imagem RGB e realizar correção de cores para melhorar a qualidade da saída RGB

Como utilizar imagens de CFA visível e infravermelho

Simplesmente usar filtros RGB-IR não é suficiente para uma imagem eficaz. Também é necessário selecionar os componentes certos que suportam imagens RGB-IR.

Sensor:Escolha um sensor com pixels sensíveis a infravermelho no CFA. fabricantes como onsemi e OmniVision oferecem sensores compatíveis com RGB-IR.
 
Óptica:Normalmente, as lentes das câmeras coloridas são equipadas comFiltros de corte IRpara bloquear comprimentos de onda acima de 650 nm. Para facilitar a imagem RGB-IR, filtros passa-banda duplos, que permitem comprimentos de onda visíveis (400-650 nm) e infravermelhos (800-950 nm), são escolhidos no lugar dos filtros de corte IR tradicionais.
 
Processador de sinal de imagem (ISP):O ISP separa algoritmicamente os dados RGB e IR em quadros separados, insere a saída RGB processada e subtrai a contaminação IR para garantir uma saída de cores precisa. Além disso, o ISP deve ser capaz de produzir apenas quadros RGB ou IR processados, conforme exigido pelo sistema host.

Aplicações comuns de visão incorporada para câmeras RGB-IR

Reconhecimento Automático de Placas (ANPR)

Para ANPR, que requer a detecção de letras, símbolos e cores de placas sob condições de iluminação variadas, use câmeras RGB-IR que capturam imagens visíveis e infravermelhas de forma confiável para maior vida útil e maior precisão.

Segurança avançada à prova de intempéries

Com câmeras RGB-IR, os aplicativos de segurança podem superar o problema de imprecisões de cores que dificultam a detecção de objetos. De dia ou de noite, essas câmeras usam sensores RGB-IR e filtros passa-banda duplos para capturar imagens de alta qualidade que ajudam a extrair informações precisas para análise.
 
A Sinoseen está empenhada em resolver problemas para nossos clientes, portanto, sinta-se à vontade para entrar em contato conoscoSe você precisa de uma soluçãoa um problema encontrado em imagens visíveis e infravermelhas (IR).