กล้อง RGB-IR: มันทำงานอย่างไรและมีองค์ประกอบหลักอะไรบ้าง?

โมดูลกล้องถ่ายภาพสีทั่วไปมีชุดฟิลเตอร์สี (CFA) พร้อมโหมด BGGR ที่ไวต่อความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้และอินฟราเรด (IR) ซึ่งทำให้สีผิดเพี้ยนและวัดแสง IR ได้ไม่แม่นยำ ทำให้คุณภาพของภาพ RGB สุดท้ายลดลง ทำให้วัดความเข้มของแสง IR ในภาพที่ถ่ายได้ยาก
 
เพื่อแก้ปัญหานี้ กล้องมักจะใช้ฟิลเตอร์ตัดแสงอินฟราเรดในตอนกลางวันเพื่อป้องกันไม่ให้แสงอินฟราเรดตกกระทบเซนเซอร์ ในเวลากลางคืน ฟิลเตอร์จะถูกถอดออกเพื่อให้แสงอินฟราเรดช่วยปรับปรุงการถ่ายภาพในที่แสงน้อย อย่างไรก็ตาม โซลูชั่นทางกลนี้มีแนวโน้มที่จะสึกหรอ ทำให้โมดูลกล้องมีอายุการใช้งานสั้นลง
 
กล้อง RGB-IR หลีกเลี่ยงข้อจำกัดเหล่านี้ด้วยการใช้ Color Filter Array (CFA) ที่มีพิกเซลเฉพาะสำหรับแสงที่มองเห็นได้และอินฟราเรด สามารถจับภาพคุณภาพสูงได้ในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้และอินฟราเรดโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงทางกลไก จึงป้องกันความเสียหายของสีได้ พิกเซลเฉพาะยังช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายภาพแบบมัลติแบนด์ได้อีกด้วย
 
ในบทความนี้ เราจะอธิบายการทำงานของโมดูลกล้อง RGB-IR และส่วนประกอบหลัก รวมถึงแอปพลิเคชันการมองเห็นแบบฝังตัวที่สำคัญบางส่วนกล้อง RGB-IRได้รับการแนะนำมากกว่ากล้องทั่วไป

กล้อง RGB-IR ทำงานอย่างไร?

ด้านล่างนี้แสดงพิกเซลรูปแบบ Bayer CFA มาตรฐานพร้อมโหมด BGGR

พิกเซลพิเศษของกล้อง RGB-IR ช่วยให้แสงอินฟราเรดผ่านได้ และพิกเซลเหล่านี้ช่วยในการถ่ายภาพแบบมัลติแบนด์ พิกเซล CFA ใหม่ที่มีพิกเซล R, G, B และ IR แสดงไว้ด้านล่าง:

ต่อไปนี้เป็นข้อดีบางประการในการใช้กล้อง RGB-IR:

• สามารถปรับให้เข้ากับสภาพที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาทั้งกลางวันและกลางคืนได้อย่างง่ายดาย มีประโยชน์สำหรับการถ่ายภาพในทุกสภาพอากาศ
• การหลีกเลี่ยงการใช้ตัวกรองเชิงกลเพื่อสลับระหว่างแสงที่มองเห็นและอินฟราเรดจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานและความเสถียรของอุปกรณ์
• ให้ช่องอินฟราเรดเฉพาะที่แยกข้อมูลภาพที่มองเห็นได้และอินฟราเรดอย่างชัดเจน ช่วยวัดปริมาณแสงอินฟราเรดในภาพ RGB ได้อย่างแม่นยำและแก้ไขสีเพื่อปรับปรุงคุณภาพเอาต์พุต RGB

วิธีการใช้ CFA ในการถ่ายภาพที่มองเห็นได้และอินฟราเรด

การใช้ฟิลเตอร์ RGB-IR เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอสำหรับการถ่ายภาพที่มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมที่รองรับการถ่ายภาพ RGB-IR ด้วย

เซ็นเซอร์:เลือกเซ็นเซอร์ที่มีพิกเซลที่ไวต่อ IR บน CFA ผู้ผลิตเช่น onsemi และ OmniVision นำเสนอเซ็นเซอร์ที่รองรับ RGB-IR
 
เลนส์:โดยทั่วไปเลนส์กล้องสีจะมาพร้อมกับฟิลเตอร์ตัด IRเพื่อบล็อกความยาวคลื่นที่สูงกว่า 650 นาโนเมตร เพื่อให้สามารถถ่ายภาพ RGB-IR ได้ง่ายขึ้น จึงเลือกใช้ฟิลเตอร์แบนด์พาสคู่แทนฟิลเตอร์ตัดแสง IR แบบดั้งเดิม ซึ่งช่วยให้สามารถถ่ายภาพได้ทั้งความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ (400-650 นาโนเมตร) และอินฟราเรด (800-950 นาโนเมตร)
 
โปรเซสเซอร์สัญญาณภาพ (ISP):ISP จะแยกข้อมูล RGB และ IR ออกเป็นเฟรมแยกกันตามอัลกอริทึม แทรกเอาต์พุต RGB ที่ได้รับการประมวลผล และลบการปนเปื้อนของ IR เพื่อให้แน่ใจว่าเอาต์พุตสีมีความแม่นยำ นอกจากนี้ ISP ควรสามารถส่งออกเฉพาะเฟรม RGB หรือ IR ที่ได้รับการประมวลผลเท่านั้นตามที่ระบบโฮสต์ต้องการ

การใช้งานระบบการมองเห็นแบบฝังตัวทั่วไปสำหรับกล้อง RGB-IR

ระบบจดจำป้ายทะเบียนอัตโนมัติ (ANPR)

สำหรับ ANPR ซึ่งต้องตรวจจับตัวอักษร ป้ายทะเบียน สัญลักษณ์ และสีภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน ให้ใช้กล้อง RGB-IR ที่สามารถจับภาพทั้งภาพที่มองเห็นและภาพอินฟราเรดได้อย่างน่าเชื่อถือ เพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น

ระบบความปลอดภัยขั้นสูงที่ทนทานต่อสภาพอากาศ

ด้วยกล้อง RGB-IR แอปพลิเคชันด้านความปลอดภัยสามารถเอาชนะปัญหาความไม่แม่นยำของสีที่ขัดขวางการตรวจจับวัตถุได้ ไม่ว่าจะเป็นกลางวันหรือกลางคืน กล้องเหล่านี้ใช้เซ็นเซอร์ RGB-IR และฟิลเตอร์แบนด์พาสคู่เพื่อจับภาพคุณภาพสูงที่ช่วยดึงข้อมูลที่แม่นยำสำหรับการวิเคราะห์
 
Sinoseen มุ่งมั่นที่จะแก้ไขปัญหาให้กับลูกค้า ดังนั้นอย่าลังเลที่จะติดต่อเราหากคุณต้องการโซลูชั่นให้กับปัญหาที่พบในการถ่ายภาพแบบมองเห็นได้และอินฟราเรด (IR)