Camera 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 bộ lọc màu (CFA) với chế độ BGGR nhạy với các dải bước sóng ánh sáng khả kiến và hồng ngoại (IR). Điều này dẫn đến distorsion màu và đo lường không chính xác cường độ ánh sáng IR, làm giảm chất lượng hình ảnh RGB cuối cùng. Điều này khiến việc đo lường cường độ ánh sáng IR trong hình ảnh đã chụp trở nên khó khăn.
 
Để giải quyết vấn đề này, camera thường sử dụng bộ lọc cắt IR vào ban ngày để ngăn ánh sáng IR chiếu lên cảm biến. Ban đêm, chúng được loại bỏ cơ học để cho phép ánh sáng IR tăng cường khả năng chụp ảnh trong điều kiện thiếu sáng. Tuy nhiên, giải pháp cơ học này dễ bị mài mòn, làm giảm tuổi thọ của mô-đun camera.
 
Camera 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 khả kiến và hồng ngoại. Các hình ảnh chất lượng cao có thể được chụp trong cả dải quang phổ khả kiến và hồng ngoại mà không cần can thiệp cơ học, từ đó ngăn ngừa hư hại màu sắc. Các pixel chuyên dụng cũng có thể hỗ trợ chụp ảnh đa băng tần.
 
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mô tả cách thức hoạt động của các mô-đun camera RGB-IR và các thành phần chính của chúng, cũng như một số ứng dụng chính về thị giác nhúng nơicamera RGB-IRđược khuyến nghị sử dụng thay vì camera thông thường.

Camera RGB-IR hoạt động như thế nào?

Một pixel định dạng CFA Bayer tiêu chuẩn với chế độ BGGR được hiển thị bên dưới.

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

Dưới đây là một số lợi thế khi sử dụng camera RGB-IR:

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

Cách tận dụng CFA chụp ảnh khả kiến và hồng ngoại

Chỉ sử dụng bộ lọc RGB-IR là không đủ cho việc chụp ảnh hiệu quả. Ngoài ra, cần chọn các thành phần phù hợp hỗ trợ chụp ảnh RGB-IR.

Cảm biến:Chọn cảm biến có pixel nhạy IR trên CFA. Các nhà sản xuất như onsemi và OmniVision cung cấp cảm biến hỗ trợ RGB-IR.
 
Quang học:Thông thường, ống kính máy ảnh màu được trang bịbộ lọc cắt hồng ngoạiđể chặn các bước sóng trên 650nm. Để hỗ trợ chụp ảnh RGB-IR, các bộ lọc thông频频 kép, cho phép cả bước sóng khả kiến (400-650nm) và hồng ngoại (800-950nm), được chọn thay vì các bộ lọc cắt hồng ngoại truyền thống.
 
Bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP):ISP tách rời dữ liệu RGB và IR thành các khung riêng biệt, chèn đầu ra RGB đã xử lý và trừ đi sự nhiễu loạn của IR để đảm bảo đầu ra màu chính xác. Ngoài ra, ISP cần có khả năng xuất chỉ các khung RGB hoặc IR đã xử lý theo yêu cầu của hệ thống chủ.

Các ứng dụng phổ biến về thị giác nhúng cho camera RGB-IR

Nhận dạng tự động biển số xe (ANPR)

Đối với ANPR, yêu cầu phát hiện chữ cái, ký hiệu và màu sắc trên biển số xe trong các điều kiện ánh sáng khác nhau, sử dụng camera RGB-IR có khả năng chụp cả hình ảnh khả kiến và hồng ngoại một cách đáng tin cậy để tăng tuổi thọ và độ chính xác.

An ninh chống thời tiết tiên tiến

Với camera RGB-IR, các ứng dụng an ninh có thể khắc phục vấn đề về độ chính xác màu sắc gây cản trở việc phát hiện đối tượng. Ban ngày hay ban đêm, những camera này sử dụng cảm biến RGB-IR và bộ lọc băng thông kép để chụp ảnh chất lượng cao giúp trích xuất thông tin chính xác cho phân tích.
 
Sinoseen cam kết giải quyết các vấn đề cho khách hàng của chúng tôi, vì vậy đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôinếu bạn cần một giải phápcho vấn đề gặp phải trong chụp ảnh khả kiến và hồng ngoại (IR).