Hvad er multispektral billeddannelsesteknologi
Forord.
Multispektral billeddannelse er en metode til opnåelse og analyse af billeder af data fra forskellige spektrale bånd. Farvebilleder og multispektrale billeder kan fange information over et bredt spektrum, inklusive synlige bånd disse forskellige bånd svarer til forskellige bølgelængdeområder og bølgelængder. Materialer reflekterer, absorberer eller transmitterer lys på forskellige måder.
Multispektrale kameraer bruger flere optiske sensorer eller filtre til at adskille og fange lys af forskellige bølgelængder. Fang samtidig billeder af hvert bølgelængdebånd, hvilket gør det til en kameraenhed, der fanger spektral information i forskellige bølgelængder. Dette er forskelligt fra almindelige RGB -kameraer, som kun kan fange billeder i det synlige lysbånd, mens multispektrale kameraer et kamera kan fange et bredt spektrum, typisk inklusive synligt lys, infrarøde og ultraviolette bånd. Multispektrale kameraer giver rigere information end almindelige RGB -kameraer, hvilket gør dem særligt velegnede til mange applikationsregion, herunder landbrugsproduktklassificering, landbrugsinspektion, fødevaresikkerhed, miljøovervågning osv.
Udviklingen af multispektrale kameraer
I 1960'erne opstod en ny detektionsteknologi, nemlig multispektral billeddannelsesteknologi. Samtidig giver information om mål i forskellige spektrale bånd og kombination af billeddannelsesteknologi med spektroskopisk teknologi. Ved at designe det optiske system.
Almindelige luftfilmkameraer, der snart kan bruges, kan kun forestille sig et specifikt enkelt spektralt bånd, men kan ikke bæres. Måloplysninger. Det udviklede multispektrale kamera kan udføre multispektrale og multispektrale billeddannelse. Denne metode er hovedsageligt afhængig af filtreringens filtreringseffekt. Ved at kombinere filtre filtreres information med de samme mål i forskellige frekvensbånd kan modtages på samme tid og opnå billeder over et bredt spektralt interval. Multispektrale kameraer kan opdeles i prisme -separationsstruktur, filterhjulstruktur og filterhjulsseparationsstruktur differentierede opdelingsmetoder.
Klassificering af multispektrale kameraer
Prismspektrum
Prismspektrale multispektrale kameraer inkluderer typisk et indgangsoptisk system, der guider ulykkeslys, det kan omfatte linser eller andre optiske komponenter til at fokusere lys på prismet. Prismet Beam Splitter er kernekomponenten. Et kamera bruges til at sprede ulykkeslys i spektre af forskellige bølgelængder. Typisk bruger et kamera et eller flere prismer, der hver svarer til et bølgelængdebånd. Flere prismer kan forbindes i serie for at sprede flere bølgelængdebånd. Ved at adskille lys af forskellige bølgelængder gennem et prisme går det adskilte lys ind i forskellige regioner. Multispektrale billeder kan bruges til prøveudtagning.
Multispektral billeddannelse er en metode til opnåelse og analyse af billeder af data fra forskellige spektrale bånd. Farvebilleder og multispektrale billeder kan fange information over et bredt spektrum, inklusive synlige bånd disse forskellige bånd svarer til forskellige bølgelængdeområder og bølgelængder. Materialer reflekterer, absorberer eller transmitterer lys på forskellige måder.
Multispektrale kameraer bruger flere optiske sensorer eller filtre til at adskille og fange lys af forskellige bølgelængder. Fang samtidig billeder af hvert bølgelængdebånd, hvilket gør det til en kameraenhed, der fanger spektral information i forskellige bølgelængder. Dette er forskelligt fra almindelige RGB -kameraer, som kun kan fange billeder i det synlige lysbånd, mens multispektrale kameraer et kamera kan fange et bredt spektrum, typisk inklusive synligt lys, infrarøde og ultraviolette bånd. Multispektrale kameraer giver rigere information end almindelige RGB -kameraer, hvilket gør dem særligt velegnede til mange applikationsregion, herunder landbrugsproduktklassificering, landbrugsinspektion, fødevaresikkerhed, miljøovervågning osv.
Udviklingen af multispektrale kameraer
I 1960'erne opstod en ny detektionsteknologi, nemlig multispektral billeddannelsesteknologi. Samtidig giver information om mål i forskellige spektrale bånd og kombination af billeddannelsesteknologi med spektroskopisk teknologi. Ved at designe det optiske system.
Almindelige luftfilmkameraer, der snart kan bruges, kan kun forestille sig et specifikt enkelt spektralt bånd, men kan ikke bæres. Måloplysninger. Det udviklede multispektrale kamera kan udføre multispektrale og multispektrale billeddannelse. Denne metode er hovedsageligt afhængig af filtreringens filtreringseffekt. Ved at kombinere filtre filtreres information med de samme mål i forskellige frekvensbånd kan modtages på samme tid og opnå billeder over et bredt spektralt interval. Multispektrale kameraer kan opdeles i prisme -separationsstruktur, filterhjulstruktur og filterhjulsseparationsstruktur differentierede opdelingsmetoder.
Klassificering af multispektrale kameraer
Prismspektrum
Prismspektrale multispektrale kameraer inkluderer typisk et indgangsoptisk system, der guider ulykkeslys, det kan omfatte linser eller andre optiske komponenter til at fokusere lys på prismet. Prismet Beam Splitter er kernekomponenten. Et kamera bruges til at sprede ulykkeslys i spektre af forskellige bølgelængder. Typisk bruger et kamera et eller flere prismer, der hver svarer til et bølgelængdebånd. Flere prismer kan forbindes i serie for at sprede flere bølgelængdebånd. Ved at adskille lys af forskellige bølgelængder gennem et prisme går det adskilte lys ind i forskellige regioner. Multispektrale billeder kan bruges til prøveudtagning.
Fordele:
Høj billedhastighed: Meget vigtigt for applikationer med høj temperaturopløsning, såsom overvågning af dynamiske processer
Fuld opløsning: i stand til at fange alle bånd inden for et kontinuerligt bølgelængdeområde
Intet tab: arbejde baseret på principperne for reflektion og spredning uden at reducere lysets intensitet
Ulemper:
Høje omkostninger: Omkostningerne ved justering af optiske komponenter og optiske stier er meget høje.
Stor størrelse: prismebaserede multispektrale kameraer kræver typisk storstore prismer og optiske komponenter til fremstilling af kameraet for stort
Filterhjulsteknologi
Brug filterrotation til at få spektrale billeder med flere kanaler. Disse filtre er typisk placeret i dette filterhjul understøtter typisk 8-12 frekvensbånd, der hver svarer til et andet spektralt interval. En af fordelene er, at den spektrale reflektans af hver pixel kan bestemmes ved at behandle multispektrale billeder, som hvert frekvensbånd har komplet rumlig opløsning, samtidig med at der tillader brugerdefinerede filtre og erstattes i henhold til specifikke applikationskrav. Kameraet skal dog skifte kontinuerligt mellem forskellige frekvensbånd, og billedhastigheden er meget langsom. Derfor er det kun egnet til at skyde faste mål.
Høj billedhastighed: Meget vigtigt for applikationer med høj temperaturopløsning, såsom overvågning af dynamiske processer
Fuld opløsning: i stand til at fange alle bånd inden for et kontinuerligt bølgelængdeområde
Intet tab: arbejde baseret på principperne for reflektion og spredning uden at reducere lysets intensitet
Ulemper:
Høje omkostninger: Omkostningerne ved justering af optiske komponenter og optiske stier er meget høje.
Stor størrelse: prismebaserede multispektrale kameraer kræver typisk storstore prismer og optiske komponenter til fremstilling af kameraet for stort
Filterhjulsteknologi
Brug filterrotation til at få spektrale billeder med flere kanaler. Disse filtre er typisk placeret i dette filterhjul understøtter typisk 8-12 frekvensbånd, der hver svarer til et andet spektralt interval. En af fordelene er, at den spektrale reflektans af hver pixel kan bestemmes ved at behandle multispektrale billeder, som hvert frekvensbånd har komplet rumlig opløsning, samtidig med at der tillader brugerdefinerede filtre og erstattes i henhold til specifikke applikationskrav. Kameraet skal dog skifte kontinuerligt mellem forskellige frekvensbånd, og billedhastigheden er meget langsom. Derfor er det kun egnet til at skyde faste mål.
Filterarray
Et multispektralt kamera baseret på en filtreringsarray kan få multispektrale billeder i et skud uden stigende størrelse eller omkostninger. De kan typisk understøtte flere synlige lette kanaler, næsten infrarøde og kortbølgede infrarøde. Anvendt til landbrug, miljøovervågning, fjernmåling og satellitbilleder. Antallet af filtre på filterarrayet er begrænset.
Multispektralt kamerateknologi
Menneskelig vision er tricolor, hvilket betyder, at hver farve er et produkt af signaler genereret af tre typer lysmodtagere. Celler er placeret på vores nethinde, som er en funktion, der begrænser vores synsfelt til et tredimensionelt farverum. Som en mobiltelefon giver det dig mulighed for at udvide dit synsfelt til et højdimensionelt farverum og overveje alle skjulte rum. En måde at opnå dette på er at bruge multispektrale billeder. Denne terning indeholder en masse information. Spørgsmålet om spektral analyse af hvert objekt er, hvordan får vi dette smalbåndsbillede?
Når lys passerer gennem flere overflader med anti -reflekterende belægninger, vil det afspejle og blande sig i de adskilte huller. Disse overflader resulterer i smalle båndoverførselsspektre for strukturen. I dette filter skifter transmissionsspektret. Transmissionstoppen skifter til det infrarøde område.
Et multispektralt kamera baseret på en filtreringsarray kan få multispektrale billeder i et skud uden stigende størrelse eller omkostninger. De kan typisk understøtte flere synlige lette kanaler, næsten infrarøde og kortbølgede infrarøde. Anvendt til landbrug, miljøovervågning, fjernmåling og satellitbilleder. Antallet af filtre på filterarrayet er begrænset.
Multispektralt kamerateknologi
Menneskelig vision er tricolor, hvilket betyder, at hver farve er et produkt af signaler genereret af tre typer lysmodtagere. Celler er placeret på vores nethinde, som er en funktion, der begrænser vores synsfelt til et tredimensionelt farverum. Som en mobiltelefon giver det dig mulighed for at udvide dit synsfelt til et højdimensionelt farverum og overveje alle skjulte rum. En måde at opnå dette på er at bruge multispektrale billeder. Denne terning indeholder en masse information. Spørgsmålet om spektral analyse af hvert objekt er, hvordan får vi dette smalbåndsbillede?
Når lys passerer gennem flere overflader med anti -reflekterende belægninger, vil det afspejle og blande sig i de adskilte huller. Disse overflader resulterer i smalle båndoverførselsspektre for strukturen. I dette filter skifter transmissionsspektret. Transmissionstoppen skifter til det infrarøde område.
Allerede i 1987 implementerede Melonson dette princip ved hjælp af MEMS -enheder. Imidlertid er de nuværende Fabry Perot -filtre, der er baseret på MEM'er, deres indstillelige rækkevidde meget begrænset, og de kan kun reducere de første og tredje huller. For det tredje vil det trækende fænomen blive besat. Multispektrale billeder kræver meget brede filtre, der kan justere rækkevidden og trække. Dette fænomen kan undgås ved blot at afkoble optiske og MEMS -enheder.
I dette design har vi et bevægeligt spejl med et sæt eksterne elektroder. Billedet nedenfor er et fysisk billede af det indstillelige filter. Det er kun 1,05 mm tykt og består af tre skiver. I dette koncept, når vi anvender en kørespænding, falder det optiske kløft ikke længere, men øges, og dette design kan opnå kløften på 6 gange.
Dette bottom-up-kompatible multispektrale kamera til mobiltelefoner er blevet vidt brugt i landbrugsinspektion, autonom kørsel, industriel automatisering, ansigtsgenkendelse, medicin osv. Gennem test kan det fungere normalt i en lang række temperaturer og tryk, hvilket langt overstiger den Tolerancestandarder for mobiltelefoner.
