กล้อง RGB-IR: มันทำงานอย่างไรและมีองค์ประกอบหลักอะไรบ้าง?

โมดูลกล้องสีทั่วไปจะมีอาร์เรย์ฟิลเตอร์สี (CFAs) ในโหมด BGGR ซึ่งไวต่อความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด (IR) ซึ่งทำให้เกิดการบิดเบือนของสีและการวัดแสง IR ไม่ถูกต้อง ส่งผลให้คุณภาพของภาพ RGB ปลายทางลดลง นอกจากนี้ยังทำให้การวัดความเข้มของแสง IR ในภาพที่ถ่ายได้ยากขึ้น
 
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ กล้องโดยทั่วไปจะใช้ฟิลเตอร์ตัด IR ในช่วงเวลากลางวันเพื่อป้องกันไม่ให้แสง IR ตกบนเซนเซอร์ ในเวลากลางคืน ฟิลเตอร์จะถูกถอดออกทางกลไกเพื่ออนุญาตให้แสง IR เข้ามาเพิ่มประสิทธิภาพของการถ่ายภาพในสภาพแสงน้อย อย่างไรก็ตาม โซลูชันเชิงกลไกนี้มีแนวโน้มที่จะสึกหรอ ทำให้อายุการใช้งานของโมดูลกล้องสั้นลง
 
กล้อง RGB-IR หลีกเลี่ยงข้อจำกัดเหล่านี้โดยใช้ฟิลเตอร์สีแบบอาร์เรย์ (CFA) ที่มีพิกเซลเฉพาะสำหรับแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด ส่งผลให้สามารถจับภาพคุณภาพสูงได้ในช่วงคลื่นแสงทั้งที่มองเห็นได้และอินฟราเรด โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงทางกล ซึ่งช่วยป้องกันความเสียหายของสี พิกเซลเฉพาะเหล่านี้ยังสามารถสนับสนุนการถ่ายภาพหลายแบนด์ได้อีกด้วย
 
ในบทความนี้ เราจะอธิบายว่ากล้องโมดูล RGB-IR ทำงานอย่างไร และองค์ประกอบหลักของมัน นอกจากนี้ยังรวมถึงแอปพลิเคชันวิชั่นฝังตัวบางประเภทที่ กล้อง RGB-IR แนะนำให้ใช้มากกว่ากล้องปกติ

กล้อง RGB-IR ทำงานอย่างไร?

พิกเซลในรูปแบบมาตรฐาน Bayer CFA ในโหมด BGGR แสดงด้านล่าง

พิกเซลเฉพาะของกล้อง RGB-IR อนุญาตให้แสงอินฟราเรดผ่านไปได้ และพิกเซลเหล่านี้ช่วยในการถ่ายภาพหลายแบนด์ ฟิลเตอร์สีแบบใหม่พร้อมพิกเซล R, G, B และ IR แสดงด้านล่าง:

นี่คือข้อดีบางประการของการใช้กล้อง RGB-IR:

• สามารถปรับตัวได้ง่ายตามเงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาระหว่างกลางวันและกลางคืน ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการถ่ายภาพในทุกสภาพอากาศ
• การหลีกเลี่ยงการใช้ฟิลเตอร์กลไกเพื่อสลับระหว่างแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรดจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานและความเสถียรของอุปกรณ์
• ให้ช่องทางอินฟราเรดเฉพาะที่แยกข้อมูลภาพของแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรดอย่างชัดเจน ช่วยในการวัดปริมาณของแสงอินฟราเรดในภาพ RGB และทำการแก้ไขสีเพื่อปรับปรุงคุณภาพของผลลัพธ์ RGB

วิธีการใช้งาน CFA การถ่ายภาพทั้งแสงที่มองเห็นได้และอินฟราเรด

การใช้เพียงแค่ฟิลเตอร์ RGB-IR อาจไม่เพียงพอสำหรับการถ่ายภาพที่มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมซึ่งสนับสนุนการถ่ายภาพ RGB-IR

เซ็นเซอร์: เลือกเซนเซอร์ที่มีพิกเซลที่ไวต่อ IR บน CFA ผู้ผลิตเช่น onsemi และ OmniVision มีเซนเซอร์ที่รองรับ RGB-IR
 
เลนส์: โดยทั่วไป เลนส์กล้องสีจะมาพร้อมกับ ฟิลเตอร์ตัด IR เพื่อปิดกั้นความยาวคลื่นที่มากกว่า 650nm เพื่อช่วยให้การถ่ายภาพ RGB-IR เป็นไปได้ ตัวกรองแบบ dua bandpass ซึ่งอนุญาตให้ผ่านทั้งคลื่นแสงที่มองเห็นได้ (400-650nm) และอินฟราเรด (800-950nm) จะถูกเลือกใช้งานแทนตัวกรอง IR cutoff แบบเดิม
 
หน่วยประมวลผลสัญญาณภาพ (ISP): ISP จะแยกข้อมูล RGB และ IR ออกเป็นเฟรมที่แตกต่างกัน ใส่ผลลัพธ์ของ RGB ที่ประมวลผลแล้ว และลบส่วนที่เกิดจาก IR เพื่อให้ได้สีที่แม่นยำ นอกจากนี้ ISP ควรมีความสามารถในการแสดงผลเฉพาะ RGB หรือ IR ตามที่ระบบหลักกำหนด

แอปพลิเคชันวิชั่นฝังตัวทั่วไปสำหรับกล้อง RGB-IR

การจดจำหมายเลขแผ่นป้ายทะเบียนอัตโนมัติ (ANPR)

สำหรับ ANPR ซึ่งต้องการตรวจจับตัวอักษร สัญลักษณ์ และสีบนป้ายทะเบียนในสภาพแสงที่แตกต่างกัน ควรใช้กล้อง RGB-IR ที่สามารถบันทึกภาพทั้งในช่วงแสงที่มองเห็นและอินฟราเรดได้อย่างน่าเชื่อถือ เพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและความแม่นยำที่ดีขึ้น

ระบบรักษาความปลอดภัยกันน้ำขั้นสูง

ด้วยกล้อง RGB-IR แอปพลิเคชันด้านความปลอดภัยสามารถแก้ไขปัญหาเรื่องความไม่ถูกต้องของสีที่ขัดขวางการตรวจจับวัตถุได้ ไม่ว่าจะกลางวันหรือกลางคืน กล้องเหล่านี้ใช้เซนเซอร์ RGB-IR และฟิลเตอร์แบนด์พาสคู่เพื่อจับภาพคุณภาพสูงที่ช่วยสกัดข้อมูลที่แม่นยำสำหรับการวิเคราะห์
 
Sinoseen มุ่งมั่นที่จะแก้ไขปัญหาให้กับลูกค้าของเรา ดังนั้นอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา หากคุณต้องการโซลูชัน สำหรับปัญหาที่พบในภาพถ่ายแบบทัศนบrightness และอินฟราเรด (IR)