Камеры RGB-IR: как они работают и из чего состоят из них?

Обычные цветные модули камер оснащены матрицей цветных фильтров (CFA) с режимами BGGR, чувствительными к длинам волн видимого и инфракрасного (ИК) света. Это приводит к искажению цвета и неточным измерениям ИК-света, ухудшая качество конечного изображения RGB. Это затрудняет измерение интенсивности инфракрасного света на захваченном изображении.
 
Чтобы решить эту проблему, камеры обычно используют ИК-фильтр в дневное время, чтобы предотвратить попадание ИК-света на датчик. В ночное время они механически удаляются, чтобы ИК-свет улучшал изображение при слабом освещении. Однако это механическое решение подвержено износу, что сокращает срок службы модуля камеры.
 
Камеры RGB-IR обходят эти ограничения, используя матрицу цветовых фильтров (CFA), которая содержит выделенные пиксели как для видимого, так и для инфракрасного света. Высококачественные изображения могут быть получены как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах спектра без механического вмешательства, что предотвращает повреждение цвета. Выделенные пиксели также могут облегчить создание многоканальных изображений.
 
В этой статье мы расскажем о том, как работают модули камер RGB-IR и их основные компоненты, а также о некоторых ключевых приложениях встраиваемого машинного зрения, гдеRGB-ИК камерырекомендуются по сравнению с обычными камерами.

Как работают камеры RGB-IR?

Ниже показан стандартный пиксель формата Bayer CFA с режимом BGGR.

Специализированные пиксели камеры RGB-IR пропускают через них инфракрасный свет. И эти пиксели помогают в многополосной визуализации. Этот новый CFA с R, G, B и IR пикселями показан ниже:

Вот некоторые из преимуществ использования камеры RGB-IR:

• Его можно легко приспособить к постоянно меняющимся условиям дня и ночи. Это полезно для всепогодной визуализации.
• Отказ от использования механических фильтров для переключения между видимым и инфракрасным светом увеличивает срок службы и стабильность оборудования.
• Обеспечивает выделенный инфракрасный канал, который четко разделяет видимые и инфракрасные данные изображения. Помогает точно измерить количество инфракрасного света в изображении RGB и выполнить цветокоррекцию для улучшения качества вывода RGB

Как использовать видимую и инфракрасную визуализацию CFA

Простого использования RGB-IR фильтров недостаточно для эффективного изображения. Также необходимо правильно подобрать компоненты, поддерживающие RGB-IR визуализацию.

Датчик:Выберите сенсор с ИК-чувствительными пикселями на CFA. Такие производители, как onsemi и OmniVision, предлагают датчики с поддержкой RGB-IR.
 
Оптика:Как правило, цветные объективы фотоаппаратов комплектуютсяИК-фильтры отсечкидля блокировки длин волн выше 650 нм. Для облегчения визуализации RGB-IR вместо традиционных инфракрасных фильтров выбираются двухполосовые фильтры, которые позволяют работать как в видимом (400-650 нм), так и в инфракрасном (800-950 нм) диапазонах волн.
 
Процессор обработки сигналов изображения (ISP):Поставщик услуг Интернета алгоритмически разделяет данные RGB и ИК на отдельные кадры, вставляет обработанный выход RGB и вычитает ИК-загрязнение для обеспечения точной цветопередачи. Кроме того, поставщик услуг Интернета должен иметь возможность выводить только обработанные RGB или ИК-кадры в соответствии с требованиями хост-системы.

Распространенные встраиваемые системы машинного зрения для камер с RGB-IR диапазоном

Автоматическое распознавание номерных знаков (ANPR)

Для распознавания автономных номеров, которое требует обнаружения букв, символов и цветов номерных знаков при различных условиях освещения, используйте камеры RGB-IR, которые надежно захватывают как видимые, так и инфракрасные изображения для увеличения срока службы и повышения точности.

Улучшенная защита от атмосферных воздействий

С помощью камер RGB-IR приложения безопасности могут решить проблему неточностей в цвете, которые препятствуют обнаружению объектов. Днем и ночью эти камеры используют датчики RGB-IR и двойные полосовые фильтры для получения высококачественных изображений, которые помогают извлекать точную информацию для анализа.
 
Sinoseen стремится решать проблемы своих клиентов, поэтому не стесняйтесь обращаться к намЕсли вам нужно решениек проблеме, возникающей при визуализации в видимом и инфракрасном (ИК) диапазоне.