Máy ảnh RGB-IR: Chúng hoạt động như thế nào và các thành phần chính của chúng là gì?

Các mô-đun camera màu thông thường được trang bị mảng lọc màu (CFA) với các chế độ BGGR nhạy cảm với bước sóng ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại (IR). Điều này dẫn đến biến dạng màu sắc và đo ánh sáng hồng ngoại không chính xác, làm giảm chất lượng của hình ảnh RGB cuối cùng. Điều này làm cho khó đo cường độ ánh sáng hồng ngoại trong ảnh đã chụp.
 
Để giải quyết vấn đề này, máy ảnh thường sử dụng bộ lọc cắt hồng ngoại vào ban ngày để ngăn ánh sáng hồng ngoại chiếu vào cảm biến. Vào ban đêm, chúng được loại bỏ một cách cơ học để cho phép ánh sáng hồng ngoại tăng cường hình ảnh ánh sáng yếu. Tuy nhiên, giải pháp cơ học này dễ bị hao mòn, rút ngắn tuổi thọ của mô-đun máy ảnh.
 
Máy ảnh RGB-IR vượt qua những hạn chế này bằng cách sử dụng mảng bộ lọc màu (CFA) có chứa các pixel chuyên dụng cho cả ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại. Hình ảnh chất lượng cao có thể được chụp ở cả dải quang phổ nhìn thấy và hồng ngoại mà không cần can thiệp cơ học, do đó ngăn ngừa thiệt hại màu sắc. Các pixel chuyên dụng cũng có thể tạo điều kiện cho hình ảnh đa băng tần.
 
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mô tả cách các mô-đun camera RGB-IR hoạt động và các thành phần chính của chúng, cũng như một số ứng dụng thị giác nhúng chính trong đóMáy ảnh RGB-IRđược khuyến nghị hơn các máy ảnh thông thường.

Máy ảnh RGB-IR hoạt động như thế nào?

Dưới đây là hình ảnh định dạng CFA tiêu chuẩn của Bayer với chế độ BGGR.

Các điểm ảnh chuyên dụng của máy ảnh RGB-IR cho phép ánh sáng hồng ngoại đi qua chúng. Và những pixel này giúp chụp ảnh đa băng tần. CFA mới này với các pixel R, G, B và IR được hiển thị bên dưới:

Dưới đây là một số lợi thế của việc sử dụng máy ảnh RGB-IR:

• Nó có thể dễ dàng thích nghi với các điều kiện thay đổi liên tục của ngày và đêm. Điều này rất hữu ích cho hình ảnh mọi thời tiết.
• Tránh sử dụng các bộ lọc cơ học để chuyển đổi giữa ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại làm tăng tuổi thọ và độ ổn định của thiết bị.
• Cung cấp một kênh hồng ngoại chuyên dụng phân tách rõ ràng dữ liệu hình ảnh nhìn thấy và hồng ngoại. Giúp đo chính xác lượng ánh sáng hồng ngoại trong RGB hình ảnh và thực hiện hiệu chỉnh màu sắc để cải thiện chất lượng đầu ra RGB

Cách sử dụng CFA hình ảnh nhìn thấy và hồng ngoại

Chỉ sử dụng bộ lọc RGB-IR là không đủ để chụp ảnh hiệu quả. Cũng cần phải chọn đúng thành phần hỗ trợ hình ảnh RGB-IR.

Sensor:Chọn một cảm biến có các pixel nhạy hồng ngoại trên CFA. các nhà sản xuất như onsemi và OmniVision cung cấp cảm biến có khả năng RGB-IR.
 
Quang học:Thông thường, ống kính máy ảnh màu được trang bịBộ lọc cắt hồng ngoạiđể chặn bước sóng trên 650nm. Để tạo điều kiện chụp ảnh RGB-IR, các bộ lọc băng tần kép, cho phép cả bước sóng nhìn thấy được (400-650nm) và hồng ngoại (800-950nm), được chọn thay cho các bộ lọc cắt IR truyền thống.
 
Bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP):ISP phân tách theo thuật toán dữ liệu RGB và IR thành các khung riêng biệt, chèn đầu ra RGB đã xử lý và trừ đi ô nhiễm IR để đảm bảo đầu ra màu chính xác. Ngoài ra, ISP chỉ có thể xuất ra các khung RGB hoặc IR đã xử lý theo yêu cầu của hệ thống chủ.

Các ứng dụng tầm nhìn nhúng phổ biến cho máy ảnh RGB-IR

Nhận dạng biển số tự động (ANPR)

Đối với ANPR, yêu cầu phát hiện các chữ cái, ký hiệu và màu sắc biển số xe trong các điều kiện ánh sáng khác nhau, hãy sử dụng máy ảnh RGB-IR đáng tin cậy chụp cả hình ảnh nhìn thấy và hồng ngoại để có tuổi thọ cao hơn và cải thiện độ chính xác.

Bảo mật chống chịu thời tiết nâng cao

Với camera RGB-IR, các ứng dụng bảo mật có thể khắc phục vấn đề không chính xác màu sắc cản trở việc phát hiện đối tượng. Dù ngày hay đêm, các camera này sử dụng cảm biến RGB-IR và bộ lọc băng tần kép để chụp ảnh chất lượng cao giúp trích xuất thông tin chính xác để phân tích.
 
Sinoseen cam kết giải quyết vấn đề cho khách hàng của chúng tôi, vì vậy hãy liên hệ với chúng tôiNếu bạn cần một giải phápđến một vấn đề gặp phải trong hình ảnh nhìn thấy và hồng ngoại (IR).