公告/发布日期:2012/12/03

mile米乐m6(中国)官方网站v 开发出高清红外彩色夜视摄影技术

-以清晰的高清彩色视频捕捉黑暗中的物体-

积分

  • 采用新型红外摄影和图像处理方法的全高清标准彩色夜视摄像机
  • 可以进行 30 帧/秒的实时视频录制
  • 预计有广泛的应用,例如可用于夜间摄影的电视广播摄像机

摘要

独立行政机构国立产业技术综合研究所[会长野间口裕](以下简称“AIST”)纳米系统研究部[研究部主任山口智彦]纳米光电应用研究组[研究组组长时崎隆]Yasushi Eimune,首席研究员;同系首席研究员 Toshitaka Ota3CCD方式全高清我们开发了标准红外彩色夜视摄影技术。

 该技术以即使在黑暗中也能进行彩色视频拍摄的AIST专有技术为基础,通过采用使用三个CCD图像传感器的红外摄影方法和图像处理方法而开发。帧速率)的彩色视频(图1)。这项技术开发是一款可以处理夜间摄影的广播级摄像机。车载摄像头,潜在的应用包括安全和监控摄像头。

 有关该技术的更多详细信息将于 2012 年 12 月 5 日至 7 日在千叶县千叶市的 Makuhari Messe 举行2012 年日本半导体展举行

 

使用新开发的红外彩色夜视相机拍摄的黑暗中物体图像示例的照片
图 1 使用新开发的红外彩色夜视相机在黑暗中拍摄物体的图像示例。

发展的社会背景

 用于在黑暗中拍摄红外夜视摄像头被广泛使用,但以前它只能拍摄单色图像。在需要夜视摄影的领域,如安防、车载摄像头、夜间动物观察等,为了获得更详细的图像信息,摄像机正在向高清摄像机方向发展,但仍然使用单色图像。另一方面,如果可以仅使用红外光捕获与使用可见光看到的图像相似的彩色图像,则可以获得与以前不同的质量的信息,并且这在上述领域中是有用的。

研究历史

 AIST 一直在开发高灵敏度光电探测器和成像技术。在这些努力中,我们正在开发图像处理技术,该技术可以通过红外摄影再现物体的颜色,而迄今为止该技术只能以单色显示。红外图像作为接近可见光下看到的颜色的彩色图像。2011 年 2 月 8 日 AIST 新闻稿)。这次,我们进一步改进了这项技术,开发了一种可以捕获高分辨率红外彩色视频的设备,也可以用于高清数字广播。

研究内容

 通过该技术,在黑暗中将红外线照射到被摄体上,利用独特的高灵敏度红外摄影技术检测从被摄体反射的红外线,并在可见光区域和红外区域中检测存在的物体的反射特性,尽管很弱相关性颜色表示这是一种前所未有的新型摄影技术,通过处理获得色彩与可见光下拍摄对象的颜色相同或接近的彩色视频。图2为新开发的红外高清彩色夜视摄像机。它在现有广播用高清彩色摄像机的基础上,在不增加外壳尺寸或重量的情况下,内部还加入了红外彩色夜视装置。该摄像机在可见光照射下作为普通高清彩色摄像机工作,在黑暗中,连接在摄像机顶部的红外投影仪投射红外光以捕获红外图像,并由摄像机内部的图像处理系统将其转换为彩色图像。我们开发了3CCD成像方法,以更高分辨率、更高速度进行图像处理,将红外彩色夜视图像的成像速度提高10倍。帧/秒已增加至每秒 30 帧,与标准电视摄像机的拍摄速度相同。另外,图像传感器VGA您可以将级别(640 x 480 像素)更改为全高清级别(1920 x 1080 像素)以拍摄高清彩色图像。

已开发的红外高清彩色夜视相机照片
图2 开发出红外高清彩色夜视摄像头。顶部的黑色块是红外泛光灯。

 图1是使用新开发的红外高清彩色夜视摄像机在黑暗中仅使用红外照明拍摄的图像。这次开发的新方法也能够像之前在AIST开发的相机一样再现可见光照明下物体的颜色。此外,图3(a)显示了先前开发的相机可以拍摄的范围。可以看出,新开发的相机可以拍摄更广泛的图像。此外,图3(b)是图3(a)的一部分的放大图像,图3(c)是将与图3(b)相同的图像转换成先前开发的相机的分辨率。这样,新开发的红外彩色夜视摄像机现在可以捕获更高清晰度的图像。

显示先前开发的相机拍摄范围的图像及其部分放大图像
图 3 (a) 显示先前开发的相机拍摄范围的图像。 (b) 其放大部分。 (c) 转换为先前开发的相机的分辨率。

 目前AIST的红外彩色夜视相机的拍摄速度为10帧/秒,因此很难捕捉快速移动物体的图像。雕像流可能发生。相比之下,新开发的摄像机可以每秒 30 帧的速度进行录制,与标准电视广播的速率相同,从而可以捕获更自然的视频片段。

 采用新开发的高清红外彩色夜视成像技术获得的图像比传统夜视摄像机获得的单色图像信息量大得多,并且拍摄速度提高到每秒30帧,使得捕捉快速移动物体的图像成为可能。例如,还可以将动物行为从白天到夜间拍摄并记录为高清彩色视频。该技术还使得高清安全摄像头能够区分颜色。可见度

未来计划

 我们计划将新开发的技术转让给一家私营公司,提高成像设备的性能和耐用性,然后投入实际使用。我们还计划进一步小型化摄像机,并将其应用扩展到广播摄像机以外的应用。我们正在寻找对此技术感兴趣并愿意与他们合作开发各种应用程序的公司。



术语解释

◆CCD、3CCD方式
CCD 是电视摄像机和数码相机中常用的图像传感器。3CCD 方法使用其中的三个图像传感器捕获红、绿、蓝三基色的图像,然后将三个屏幕组合起来创建彩色图像。[返回来源]
◆高清、全高清
高清电视是指高清电视,屏幕的长宽比从传统的3:4增加到16:9。
全高清是指具有1080条或更多扫描线的高清系统。典型分辨率为水平 1920 点和垂直 1080 点。[返回来源]
◆帧速率
视频中每单位时间更新和显示多少帧的值。[返回来源]
◆车载摄像头
为了支持安全驾驶,安装了摄像头来拍摄驾驶员的盲点,并使用摄像头快速检测前方难以看到的位置的行人。它配备了红外夜视功能,即使在夜间也能发挥作用。[返回来源]
◆SEMICON Japan 2012
SEMI(总部:美国加利福尼亚州圣何塞;总裁兼首席执行官:Denny McGurk)将于2012年12月5日(星期三)至12月7日(星期五)在Makuhari Messe举办半导体制造设备和零部件材料综合活动。[返回来源]
◆红外夜视摄像头
一般电视摄像机中使用的硅图像传感器不仅对可见光敏感,而且对波长约为 1 µm 的近红外光敏感。红外夜视摄像机利用了这一特性,仅利用照明下反射的红外线产生近红外线来拍照。近红外线是人眼看不见的,因此可以在黑暗中拍照。主要用于安全摄像头。[返回参考源]
◆红外图像
根据通过捕获由物体反射或发射的红外线图像获得的图像的强度分布来显示的物体图像。[返回来源]
◆相关性
两个变量之间的关系。一种关系,如果一个人改变,另一个人也会改变。[返回来源]
◆颜色表
用颜色的亮度来表示可见光下图像的亮度或特定物理量的强度分布。[返回来源]
◆帧/秒
每秒发送的图像数量的单位。数字越大,可以表示的运动越平滑。自传统模拟广播以来,每秒三十帧一直是标准速率。[返回来源]
◆VGA
最初用于计算机屏幕显示的图像显示标准,一般指水平640点、垂直480点的分辨率。[返回来源]
◆图像流
如果帧速率较低,则在一帧的拍摄过程中,拍摄对象会移动,导致拍摄对象在移动方向上模糊。这称为图像流。[返回来源]
◆能见度
物体是否清晰可见的属性。[返回来源]

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