กล้อง RGB-IR: ทํางานอย่างไรและส่วนประกอบหลักคืออะไร?

โมดูลกล้องสีทั่วไปติดตั้งอาร์เรย์ฟิลเตอร์สี (CFA) พร้อมโหมด BGGR ที่ไวต่อความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้และอินฟราเรด (IR) สิ่งนี้นําไปสู่การบิดเบือนของสีและการวัดแสงอินฟราเรดที่ไม่ถูกต้องทําให้คุณภาพของภาพ RGB ขั้นสุดท้ายลดลง ทําให้ยากต่อการวัดความเข้มของแสงอินฟราเรดในภาพที่ถ่าย
 
ในการแก้ปัญหานี้ กล้องมักจะใช้ฟิลเตอร์ตัด IR ในระหว่างวันเพื่อป้องกันไม่ให้แสง IR ตกลงบนเซ็นเซอร์ ในเวลากลางคืน พวกมันจะถูกลบออกด้วยกลไกเพื่อให้แสงอินฟราเรดช่วยเพิ่มการถ่ายภาพในที่แสงน้อย อย่างไรก็ตาม โซลูชันเชิงกลนี้มีแนวโน้มที่จะสึกหรอ ทําให้อายุการใช้งานของโมดูลกล้องสั้นลง
 
กล้อง RGB-IR ข้ามข้อจํากัดเหล่านี้โดยใช้อาร์เรย์ฟิลเตอร์สี (CFA) ที่มีพิกเซลเฉพาะสําหรับทั้งแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด ภาพคุณภาพสูงสามารถจับภาพได้ทั้งในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้และอินฟราเรดโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงทางกล ซึ่งจะช่วยป้องกันความเสียหายของสี พิกเซลเฉพาะยังสามารถอํานวยความสะดวกในการถ่ายภาพแบบหลายแบนด์ได้อีกด้วย
 
ในบทความนี้ เราจะอธิบายวิธีการทํางานของโมดูลกล้อง RGB-IR และส่วนประกอบหลัก ตลอดจนแอปพลิเคชันการมองเห็นแบบฝังตัวที่สําคัญบางประการที่กล้อง RGB-IRแนะนําให้ใช้กล้องทั่วไป

กล้อง RGB-IR ทํางานอย่างไร

พิกเซลรูปแบบ Bayer CFA มาตรฐานพร้อมโหมด BGGR แสดงไว้ด้านล่าง

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

นี่คือข้อดีบางประการของการใช้กล้อง RGB-IR:

• สามารถปรับให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของกลางวันและกลางคืนได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้มีประโยชน์สําหรับการถ่ายภาพในทุกสภาพอากาศ
• การหลีกเลี่ยงการใช้ฟิลเตอร์เชิงกลเพื่อสลับระหว่างแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรดจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานและความเสถียรของอุปกรณ์
• มีช่องสัญญาณอินฟราเรดเฉพาะที่แยกข้อมูลภาพที่มองเห็นได้และอินฟราเรดอย่างชัดเจน ช่วยวัดปริมาณแสงอินฟราเรดในภาพ RGB ได้อย่างแม่นยํา และทําการแก้ไขสีเพื่อปรับปรุงคุณภาพของเอาต์พุต RGB

วิธีใช้ CFA ภาพที่มองเห็นได้และอินฟราเรด

การใช้ฟิลเตอร์ RGB-IR เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอสําหรับการถ่ายภาพที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังจําเป็นต้องเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมที่รองรับการถ่ายภาพ RGB-IR

เซน เซอร์:เลือกเซ็นเซอร์ที่มีพิกเซลไวต่อ IR บน CFA ผู้ผลิตเช่น onsemi และ OmniVision นําเสนอเซ็นเซอร์ที่รองรับ RGB-IR
 
ทัศนศาสตร์:โดยปกติเลนส์กล้องสีจะติดตั้งตัวกรองตัด IRเพื่อปิดกั้นความยาวคลื่นที่สูงกว่า 650nm เพื่ออํานวยความสะดวกในการถ่ายภาพ RGB-IR ฟิลเตอร์แบนด์พาสคู่ซึ่งอนุญาตให้ใช้ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ (400-650nm) และอินฟราเรด (800-950nm) จะถูกเลือกแทนฟิลเตอร์ตัด IR แบบดั้งเดิม
 
ตัวประมวลผลสัญญาณภาพ (ISP):ISP แยกข้อมูล RGB และ IR ออกเป็นเฟรมแยกกันโดยอัลกอริทึม แทรกเอาต์พุต RGB ที่ประมวลผลแล้ว และลบการปนเปื้อน IR เพื่อให้แน่ใจว่าเอาต์พุตสีถูกต้อง นอกจากนี้ ISP ควรสามารถส่งออกเฉพาะเฟรม RGB หรือ IR ที่ประมวลผลตามที่ระบบโฮสต์ต้องการ

การใช้งาน Embedded Vision ทั่วไปสําหรับกล้อง RGB-IR

การจดจําป้ายทะเบียนอัตโนมัติ (ANPR)

สําหรับ ANPR ซึ่งต้องตรวจจับตัวอักษรป้ายทะเบียน สัญลักษณ์ และสีภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน ให้ใช้กล้อง RGB-IR ที่จับภาพทั้งภาพที่มองเห็นได้และภาพอินฟราเรดได้อย่างน่าเชื่อถือเพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและความแม่นยําที่ดีขึ้น

การรักษาความปลอดภัยขั้นสูงที่ทนฝนและแดด

ด้วยกล้อง RGB-IR แอปพลิเคชันด้านความปลอดภัยสามารถเอาชนะปัญหาความไม่ถูกต้องของสีที่ขัดขวางการตรวจจับวัตถุ กล้องเหล่านี้ใช้เซ็นเซอร์ RGB-IR และฟิลเตอร์แบนด์พาสคู่เพื่อจับภาพคุณภาพสูงที่ช่วยดึงข้อมูลที่ถูกต้องสําหรับการวิเคราะห์
 
Sinoseen มุ่งมั่นที่จะแก้ปัญหาให้กับลูกค้าของเราดังนั้นอย่าลังเลที่จะติดต่อเราหากคุณต้องการวิธีแก้ปัญหาปัญหาที่พบในการถ่ายภาพที่มองเห็นได้และอินฟราเรด (IR)