Co je to multispektrální zobrazovací technologie
Předmluva.
Multispektrální zobrazování je metoda pro získání a analýzu obrázků dat z různých spektrálních pásů. Barevné obrázky a multispektrální obrázky mohou zachytit informace v širokém spektru, včetně viditelných pásů, které tyto různé pásy odpovídají různým rozsahům vlnových délek a vlnovým délkám. Materiály odrážejí, absorbují nebo přenášejí světlo různými způsoby.
Multispektrální kamery používají více optických senzorů nebo filtrů k oddělení a zachycení světla různých vlnových délek. Současně zachyťte obrázky každého pásma vlnové délky, což z něj dělá kamerové zařízení, které zachycuje spektrální informace na různých vlnových délkách. To se liší od běžných RGB kamer, které mohou zachytit pouze obrázky ve viditelném světelném pásmu, zatímco multispektrální kamery kamera dokáže zachytit široké spektrum, obvykle včetně viditelného světla, infračervených a ultrafialových pásů. Multispektrální kamery poskytují bohatší informace než běžné kamery RGB, díky čemuž jsou zvláště vhodné pro mnoho aplikačních oblastí, včetně klasifikace zemědělských produktů, inspekce farmy, bezpečnosti potravin, monitorování životního prostředí atd.
Vývoj multispektrálních kamer
V šedesátých letech se objevila nová technologie detekce, konkrétně multispektrální zobrazovací technologie. Současně poskytuje informace o cílech v různých spektrálních pásech a kombinování zobrazovací technologie se spektroskopickou technologií. Navrhováním optického systému.
Obyčejné letecké filmové kamery, které lze brzy použít, si mohou představit pouze specifické jediné spektrální pásmo, ale nelze je nést. Cílové informace. Vyvinutá multispektrální kamera může provádět multispektrální a multispektrální zobrazování. Tato metoda se spoléhá hlavně na filtrační účinek pásového filtru. Kombinací filtrů jsou informace filtrovány podle stejných cílů v různých frekvenčních pásech současně a dosáhnout obrázků v širokém spektrálním rozsahu. Multispektrální kamery lze rozdělit na strukturu separace hranolu, strukturu filtračního kola a strukturu separace filtru diferencované metody rozdělení.
Klasifikace multispektrálních kamer
Prism spektrum
Spektrální multispektrální kamery hranoly obvykle zahrnují vstupní optický systém, který vede k nehodovým světelům, které může zahrnovat čočky nebo jiné optické komponenty pro zaostření světla na hranol. Složník hranového paprsku je jádro. Fotoaparát se používá k rozptýlení nehodového světla do spektra různých vlnových délek. Obvykle fotoaparát používá jeden nebo více hranolů, z nichž každá odpovídá pásmu vlnové délky. V sérii může být připojeno více hranolů, aby se rozptýlily více vlnových délek. Odděleným světlem vstupuje do různých oblastí separováním světla různých vlnových délek hranolem. Pro vzorkování lze použít více spektrálních obrázků.
Multispektrální zobrazování je metoda pro získání a analýzu obrázků dat z různých spektrálních pásů. Barevné obrázky a multispektrální obrázky mohou zachytit informace v širokém spektru, včetně viditelných pásů, které tyto různé pásy odpovídají různým rozsahům vlnových délek a vlnovým délkám. Materiály odrážejí, absorbují nebo přenášejí světlo různými způsoby.
Multispektrální kamery používají více optických senzorů nebo filtrů k oddělení a zachycení světla různých vlnových délek. Současně zachyťte obrázky každého pásma vlnové délky, což z něj dělá kamerové zařízení, které zachycuje spektrální informace na různých vlnových délkách. To se liší od běžných RGB kamer, které mohou zachytit pouze obrázky ve viditelném světelném pásmu, zatímco multispektrální kamery kamera dokáže zachytit široké spektrum, obvykle včetně viditelného světla, infračervených a ultrafialových pásů. Multispektrální kamery poskytují bohatší informace než běžné kamery RGB, díky čemuž jsou zvláště vhodné pro mnoho aplikačních oblastí, včetně klasifikace zemědělských produktů, inspekce farmy, bezpečnosti potravin, monitorování životního prostředí atd.
Vývoj multispektrálních kamer
V šedesátých letech se objevila nová technologie detekce, konkrétně multispektrální zobrazovací technologie. Současně poskytuje informace o cílech v různých spektrálních pásech a kombinování zobrazovací technologie se spektroskopickou technologií. Navrhováním optického systému.
Obyčejné letecké filmové kamery, které lze brzy použít, si mohou představit pouze specifické jediné spektrální pásmo, ale nelze je nést. Cílové informace. Vyvinutá multispektrální kamera může provádět multispektrální a multispektrální zobrazování. Tato metoda se spoléhá hlavně na filtrační účinek pásového filtru. Kombinací filtrů jsou informace filtrovány podle stejných cílů v různých frekvenčních pásech současně a dosáhnout obrázků v širokém spektrálním rozsahu. Multispektrální kamery lze rozdělit na strukturu separace hranolu, strukturu filtračního kola a strukturu separace filtru diferencované metody rozdělení.
Klasifikace multispektrálních kamer
Prism spektrum
Spektrální multispektrální kamery hranoly obvykle zahrnují vstupní optický systém, který vede k nehodovým světelům, které může zahrnovat čočky nebo jiné optické komponenty pro zaostření světla na hranol. Složník hranového paprsku je jádro. Fotoaparát se používá k rozptýlení nehodového světla do spektra různých vlnových délek. Obvykle fotoaparát používá jeden nebo více hranolů, z nichž každá odpovídá pásmu vlnové délky. V sérii může být připojeno více hranolů, aby se rozptýlily více vlnových délek. Odděleným světlem vstupuje do různých oblastí separováním světla různých vlnových délek hranolem. Pro vzorkování lze použít více spektrálních obrázků.
Výhody:
Vysoká snímková frekvence: Velmi důležitá pro aplikace s vysokým rozlišením teploty, jako je monitorování dynamických procesů
Úplné rozlišení: Schopnost zachytit všechny pásy v souvislém rozsahu vlnové délky
Žádná ztráta: Práce založená na zásadách reflexe a rozptylu, aniž by se snížila intenzita světla
Nevýhody:
Vysoké náklady: Náklady na úpravu optických komponent a optických cest jsou velmi vysoké.
Velká velikost: Multispektrální kamery založené na hranole obvykle vyžadují hranoly a optické komponenty pro výrobu příliš velké
Technologie filtru kol
K získání vícekanálových spektrálních obrázků použijte rotaci filtru. Tyto filtry jsou obvykle umístěny v tomto filtračním kolečku, obvykle podporuje 8-12 frekvenční pásy, z nichž každá odpovídá jinému spektrálnímu rozsahu. Jednou z výhod je, že spektrální odrazivost každého pixelu může být stanovena zpracováním multispektrálních obrázků, které každý frekvenční pásmo má úplné prostorové rozlišení, přičemž umožňuje vlastní filtry a nahradí podle specifických požadavků na aplikaci. Fotoaparát však musí přepínat nepřetržitě mezi různými frekvenčními pásy a rychlost obrazu je velmi pomalá. Proto je vhodný pouze pro fotografování pevných cílů.
Vysoká snímková frekvence: Velmi důležitá pro aplikace s vysokým rozlišením teploty, jako je monitorování dynamických procesů
Úplné rozlišení: Schopnost zachytit všechny pásy v souvislém rozsahu vlnové délky
Žádná ztráta: Práce založená na zásadách reflexe a rozptylu, aniž by se snížila intenzita světla
Nevýhody:
Vysoké náklady: Náklady na úpravu optických komponent a optických cest jsou velmi vysoké.
Velká velikost: Multispektrální kamery založené na hranole obvykle vyžadují hranoly a optické komponenty pro výrobu příliš velké
Technologie filtru kol
K získání vícekanálových spektrálních obrázků použijte rotaci filtru. Tyto filtry jsou obvykle umístěny v tomto filtračním kolečku, obvykle podporuje 8-12 frekvenční pásy, z nichž každá odpovídá jinému spektrálnímu rozsahu. Jednou z výhod je, že spektrální odrazivost každého pixelu může být stanovena zpracováním multispektrálních obrázků, které každý frekvenční pásmo má úplné prostorové rozlišení, přičemž umožňuje vlastní filtry a nahradí podle specifických požadavků na aplikaci. Fotoaparát však musí přepínat nepřetržitě mezi různými frekvenčními pásy a rychlost obrazu je velmi pomalá. Proto je vhodný pouze pro fotografování pevných cílů.
Filtr pole
Multispektrální fotoaparát založený na filtrovacím poli může získat multispektrální obrázky v jednom výstřelu bez rostoucí velikosti nebo nákladů. Obvykle mohou podporovat více viditelných světelných kanálů, téměř infračervené a krátkovlnné infračervené záření. Aplikované na zemědělství, monitorování životního prostředí, dálkové snímání a satelitní snímky. Počet filtrů v poli filtru je omezený.
Technologie multispektrální kamery
Lidská vidění je tricolor, což znamená, že každá barva je produktem signálů generovaných třemi typy lehkých přijímačů. Buňky jsou umístěny na naší sítnici, což je funkce, která omezuje naše zorné pole na trojrozměrný barevný prostor. Stejně jako mobilní telefon vám umožňuje rozšířit vaše zorné pole na vysokorozměrný barevný prostor a uvažovat o všech skrytých prostorech. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je použití multispektrálních obrázků. Tato kostka obsahuje mnoho informací. Otázkou o spektrální analýze každého objektu je, jak získáme tento úzkopásmový obraz?
Když světlo prochází několika povrchy s anti reflexními povlaky, bude to odrážet a zasahovat do oddělených mezer. Tyto povrchy mají za následek úzké přenosové spektra struktury. V tomto filtru se přenosové spektrum posune. Vrchol přenosu se přesune do infračerveného rozsahu.
Multispektrální fotoaparát založený na filtrovacím poli může získat multispektrální obrázky v jednom výstřelu bez rostoucí velikosti nebo nákladů. Obvykle mohou podporovat více viditelných světelných kanálů, téměř infračervené a krátkovlnné infračervené záření. Aplikované na zemědělství, monitorování životního prostředí, dálkové snímání a satelitní snímky. Počet filtrů v poli filtru je omezený.
Technologie multispektrální kamery
Lidská vidění je tricolor, což znamená, že každá barva je produktem signálů generovaných třemi typy lehkých přijímačů. Buňky jsou umístěny na naší sítnici, což je funkce, která omezuje naše zorné pole na trojrozměrný barevný prostor. Stejně jako mobilní telefon vám umožňuje rozšířit vaše zorné pole na vysokorozměrný barevný prostor a uvažovat o všech skrytých prostorech. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je použití multispektrálních obrázků. Tato kostka obsahuje mnoho informací. Otázkou o spektrální analýze každého objektu je, jak získáme tento úzkopásmový obraz?
Když světlo prochází několika povrchy s anti reflexními povlaky, bude to odrážet a zasahovat do oddělených mezer. Tyto povrchy mají za následek úzké přenosové spektra struktury. V tomto filtru se přenosové spektrum posune. Vrchol přenosu se přesune do infračerveného rozsahu.
Již v roce 1987 Melonson implementoval tento princip pomocí zařízení MEMS. Aktuální filtry Fabry Perot založené na MEMS jsou však jejich laditelný rozsah velmi omezený a mohou snížit pouze první a třetí mezery. Zatřetí, fenomén tahání bude obsazen. Multispektrální obrázky vyžadují velmi široké filtry, které mohou upravit rozsah a tahání. Tento jev lze zabránit pouhým oddělením optických a MEMS zařízení.
V tomto designu máme pohyblivé zrcadlo se sadou externích elektrod. Níže uvedený obrázek je fyzický obrázek laditelného filtru. Má jen 1,05 mm tlustý a skládá se ze tří oplatků. V tomto konceptu, když použijeme hnací napětí, optická mezera již nesnižuje, ale zvyšuje se a tento návrh může dosáhnout rozšíření mezery 6krát.
Tato multispektrální kamera kompatibilní s zdola nahoru pro mobilní telefony byla široce používána při zemědělské inspekci, autonomní jízdě, průmyslové automatizaci, rozpoznávání obličeje, medicíny atd. Prostřednictvím testování může normálně fungovat v širokém rozsahu teploty a tlaku, daleko přesahující Standardy tolerance mobilních telefonů.
