Hva er multispektral avbildningsteknologi
Forord.
Multispektral avbildning er en metode for å skaffe og analysere bilder av data fra forskjellige spektrale bånd. Fargebilder og multispektrale bilder kan ta informasjon over et bredt spekter, inkludert synlige bånd Disse forskjellige båndene tilsvarer forskjellige bølgelengdeområder og bølgelengder. Materialer reflekterer, absorberer eller overfører lys på forskjellige måter.
Multispektrale kameraer bruker flere optiske sensorer eller filtre for å skille og fange lys av forskjellige bølgelengder. Samtidig fanger bilder av hvert bølgelengdebånd, noe som gjør det til en kameraenhet som fanger opp spektral informasjon på forskjellige bølgelengderområde. Dette er forskjellig fra vanlige RGB -kameraer, som bare kan ta bilder i det synlige lysbåndet, mens multispektrale kameraer et kamera kan fange et bredt spekter, vanligvis inkludert synlig lys, infrarød og ultrafiolettbånd. Multispektrale kameraer gir rikere informasjon enn vanlige RGB -kameraer, noe som gjør dem spesielt egnet for mange applikasjonsregion, inkludert klassifisering av landbruksprodukter, gårdsinspeksjon, matsikkerhet, miljøovervåking, etc.
Utviklingen av multispektrale kameraer
På 1960 -tallet dukket det opp en ny deteksjonsteknologi, nemlig multispektral avbildningsteknologi. Samtidig gi informasjon om mål i forskjellige spektrale bånd, og kombinere avbildningsteknologi med spektroskopisk teknologi. Ved å designe det optiske systemet.
Vanlige luftfilmkameraer som snart kan brukes, kan bare forestille seg et spesifikt enkelt spektralbånd, men ikke kan bæres. Målinformasjon. Det utviklede multispektrale kameraet kan utføre multispektrale og multispektrale avbildninger. Denne metoden er hovedsakelig avhengig av filtreringseffekten av beltefilteret. Ved å kombinere filtre blir informasjon filtrert av de samme målene i forskjellige frekvensbånd kan mottas samtidig, og oppnå bilder over et bredt spektralt område. Multispektrale kameraer kan deles inn i prisme separasjonsstruktur, filterhjulstruktur og filterhjuleseparasjonsstruktur differensierte splittingmetoder.
Klassifisering av multispektrale kameraer
Prismspekter
Prism spektrale multispektrale kameraer inkluderer typisk et optisk inngangssystem som veileder ulykke lys Det kan inkludere linser eller andre optiske komponenter for å fokusere lys på prisme. Prism Beam Splitter er kjernekomponenten. Et kamera brukes til å spre ulykkeslys i spektre av forskjellige bølgelengder. Vanligvis bruker et kamera ett eller flere prismer, som hver tilsvarer et bølgelengdebånd. Flere prismer kan kobles til i serie for å spre flere bølgelengdebånd. Ved å skille lys med forskjellige bølgelengder gjennom et prisme, kommer det separate lyset inn i forskjellige regioner. Multi spektrale bilder kan brukes til prøvetaking.
Multispektral avbildning er en metode for å skaffe og analysere bilder av data fra forskjellige spektrale bånd. Fargebilder og multispektrale bilder kan ta informasjon over et bredt spekter, inkludert synlige bånd Disse forskjellige båndene tilsvarer forskjellige bølgelengdeområder og bølgelengder. Materialer reflekterer, absorberer eller overfører lys på forskjellige måter.
Multispektrale kameraer bruker flere optiske sensorer eller filtre for å skille og fange lys av forskjellige bølgelengder. Samtidig fanger bilder av hvert bølgelengdebånd, noe som gjør det til en kameraenhet som fanger opp spektral informasjon på forskjellige bølgelengderområde. Dette er forskjellig fra vanlige RGB -kameraer, som bare kan ta bilder i det synlige lysbåndet, mens multispektrale kameraer et kamera kan fange et bredt spekter, vanligvis inkludert synlig lys, infrarød og ultrafiolettbånd. Multispektrale kameraer gir rikere informasjon enn vanlige RGB -kameraer, noe som gjør dem spesielt egnet for mange applikasjonsregion, inkludert klassifisering av landbruksprodukter, gårdsinspeksjon, matsikkerhet, miljøovervåking, etc.
Utviklingen av multispektrale kameraer
På 1960 -tallet dukket det opp en ny deteksjonsteknologi, nemlig multispektral avbildningsteknologi. Samtidig gi informasjon om mål i forskjellige spektrale bånd, og kombinere avbildningsteknologi med spektroskopisk teknologi. Ved å designe det optiske systemet.
Vanlige luftfilmkameraer som snart kan brukes, kan bare forestille seg et spesifikt enkelt spektralbånd, men ikke kan bæres. Målinformasjon. Det utviklede multispektrale kameraet kan utføre multispektrale og multispektrale avbildninger. Denne metoden er hovedsakelig avhengig av filtreringseffekten av beltefilteret. Ved å kombinere filtre blir informasjon filtrert av de samme målene i forskjellige frekvensbånd kan mottas samtidig, og oppnå bilder over et bredt spektralt område. Multispektrale kameraer kan deles inn i prisme separasjonsstruktur, filterhjulstruktur og filterhjuleseparasjonsstruktur differensierte splittingmetoder.
Klassifisering av multispektrale kameraer
Prismspekter
Prism spektrale multispektrale kameraer inkluderer typisk et optisk inngangssystem som veileder ulykke lys Det kan inkludere linser eller andre optiske komponenter for å fokusere lys på prisme. Prism Beam Splitter er kjernekomponenten. Et kamera brukes til å spre ulykkeslys i spektre av forskjellige bølgelengder. Vanligvis bruker et kamera ett eller flere prismer, som hver tilsvarer et bølgelengdebånd. Flere prismer kan kobles til i serie for å spre flere bølgelengdebånd. Ved å skille lys med forskjellige bølgelengder gjennom et prisme, kommer det separate lyset inn i forskjellige regioner. Multi spektrale bilder kan brukes til prøvetaking.
Fordeler:
Høy bildefrekvens: Veldig viktig for applikasjoner med høy temperaturoppløsning, for eksempel overvåking av dynamiske prosesser
Full oppløsning: i stand til å fange alle bånd innenfor et kontinuerlig bølgelengdeområde
Ingen tap: Arbeid basert på prinsippene for refleksjon og spredning, uten å redusere lysintensiteten
Ulemper:
Høye kostnader: Kostnadene for å justere optiske komponenter og optiske baner er veldig høye.
Stor størrelse: Prismbaserte multispektrale kameraer krever vanligvis prismer i stor størrelse og optiske komponenter for å produsere kameraet for stort
Filterhjulsteknologi
Bruk filterrotasjon for å få spektrale bilder med flere kanals. Disse filtrene er vanligvis plassert i dette filterhjulet støtter typisk 8-12 frekvensbånd, som hver tilsvarer et annet spektralt område. En av fordelene er at den spektrale refleksjonen til hver piksel kan bestemmes ved å behandle multispektrale bilder. Hvert frekvensbånd har fullstendig romlig oppløsning, samtidig som de tillater tilpassede filtre og erstattet i henhold til spesifikke applikasjonskrav. Imidlertid må kameraet bytte kontinuerlig mellom forskjellige frekvensbånd, og bildehastigheten er veldig treg. Derfor er det bare egnet for å skyte faste mål.
Høy bildefrekvens: Veldig viktig for applikasjoner med høy temperaturoppløsning, for eksempel overvåking av dynamiske prosesser
Full oppløsning: i stand til å fange alle bånd innenfor et kontinuerlig bølgelengdeområde
Ingen tap: Arbeid basert på prinsippene for refleksjon og spredning, uten å redusere lysintensiteten
Ulemper:
Høye kostnader: Kostnadene for å justere optiske komponenter og optiske baner er veldig høye.
Stor størrelse: Prismbaserte multispektrale kameraer krever vanligvis prismer i stor størrelse og optiske komponenter for å produsere kameraet for stort
Filterhjulsteknologi
Bruk filterrotasjon for å få spektrale bilder med flere kanals. Disse filtrene er vanligvis plassert i dette filterhjulet støtter typisk 8-12 frekvensbånd, som hver tilsvarer et annet spektralt område. En av fordelene er at den spektrale refleksjonen til hver piksel kan bestemmes ved å behandle multispektrale bilder. Hvert frekvensbånd har fullstendig romlig oppløsning, samtidig som de tillater tilpassede filtre og erstattet i henhold til spesifikke applikasjonskrav. Imidlertid må kameraet bytte kontinuerlig mellom forskjellige frekvensbånd, og bildehastigheten er veldig treg. Derfor er det bare egnet for å skyte faste mål.
Filterarray
Et multispektralt kamera basert på en filtreringsarray kan få multispektrale bilder i ett skudd uten å øke størrelsen eller kostnadene. De kan typisk støtte flere synlige lyskanaler, nærinfrarød og kortbølge infrarød. Brukes på landbruk, miljøovervåking, fjernmåling og satellittbilder. Antall filtre på filteroppstillingen er begrenset.
Multispektral kamerateknologi
Menneskelig syn er tricolor, noe som betyr at hver farge er et produkt av signaler generert av tre typer lysmottakere. Cellene er lokalisert på netthinnen vår, som er en funksjon som begrenser vårt synsfelt til et tredimensjonalt fargerom. Som en mobiltelefon, lar den deg utvide synsfeltet til et høyt dimensjonalt fargerom og tenke på alle skjulte rom. En måte å oppnå dette på er å bruke multispektrale bilder. Denne kuben inneholder mye informasjon. Spørsmålet om spektralanalyse av hvert objekt er, hvordan får vi dette smalbåndsbildet?
Når lys passerer gjennom flere overflater med anti -reflekterende belegg, vil det reflektere og forstyrre de separerte hullene. Disse overflatene resulterer i smale båndoverføringsspektre for strukturen. I dette filteret vil transmisjonsspekteret skifte. Overføringstoppen vil skifte til det infrarøde området.
Et multispektralt kamera basert på en filtreringsarray kan få multispektrale bilder i ett skudd uten å øke størrelsen eller kostnadene. De kan typisk støtte flere synlige lyskanaler, nærinfrarød og kortbølge infrarød. Brukes på landbruk, miljøovervåking, fjernmåling og satellittbilder. Antall filtre på filteroppstillingen er begrenset.
Multispektral kamerateknologi
Menneskelig syn er tricolor, noe som betyr at hver farge er et produkt av signaler generert av tre typer lysmottakere. Cellene er lokalisert på netthinnen vår, som er en funksjon som begrenser vårt synsfelt til et tredimensjonalt fargerom. Som en mobiltelefon, lar den deg utvide synsfeltet til et høyt dimensjonalt fargerom og tenke på alle skjulte rom. En måte å oppnå dette på er å bruke multispektrale bilder. Denne kuben inneholder mye informasjon. Spørsmålet om spektralanalyse av hvert objekt er, hvordan får vi dette smalbåndsbildet?
Når lys passerer gjennom flere overflater med anti -reflekterende belegg, vil det reflektere og forstyrre de separerte hullene. Disse overflatene resulterer i smale båndoverføringsspektre for strukturen. I dette filteret vil transmisjonsspekteret skifte. Overføringstoppen vil skifte til det infrarøde området.
Allerede i 1987 implementerte Melonson dette prinsippet ved bruk av MEMS -enheter. Imidlertid er nåværende Fabry Perot -filtre basert på MEM -er deres avstembare område veldig begrenset, og de kan bare redusere første og tredje hull. For det tredje vil trekkfenomenet bli okkupert. Multispektrale bilder krever veldig brede filtre som kan justere rekkevidden og trekke. Dette fenomenet kan unngås ved ganske enkelt å koble til optiske og MEMS -enheter.
I denne designen har vi et bevegelig speil med et sett med eksterne elektroder. Bildet nedenfor er et fysisk bilde av det avstembare filteret. Den er bare 1,05 mm tykk og består av tre skiver. I dette konseptet, når vi bruker en kjørespenning, avtar det optiske gapet ikke lenger, men øker, og denne utformingen kan oppnå gap -ekspansjonen på 6 ganger.
Dette bottom-up kompatible multispektrale kameraet for mobiltelefoner har blitt mye brukt i landbruksinspeksjon, autonom kjøring, industriell automatisering, ansiktsgjenkjenning, medisin, etc. Gjennom testing kan den fungere normalt i et bredt spekter av temperatur og trykk, langt overfor det Toleransestandarder for mobiltelefoner.
