Што такое шматспектральная тэхналогія візуалізацыі
Прадмова.
Мультыспектральная візуалізацыя - гэта метад атрымання і аналізу малюнкаў дадзеных з розных спектральных дыяпазонаў. Каляровыя выявы і мультыспектральныя выявы могуць фіксаваць інфармацыю ў шырокім спектры, уключаючы бачныя паласы, гэтыя розныя паласы адпавядаюць розным дыяпазонам даўжыні хвалі і даўжынь хваль. Матэрыялы адлюстроўваюць, паглынаюць або перадаюць святло па -рознаму.
Шматспектральныя камеры выкарыстоўваюць некалькі аптычных датчыкаў або фільтраў для аддзялення і захопу святла розных даўжынь хваль. Адначасова здымайце выявы кожнай паласы даўжыні хвалі, што робіць яго прыладай камеры, якая фіксуе спектральную інфармацыю ў розных дыяпазонах даўжынь хваль. Гэта адрозніваецца ад звычайных камер RGB, якія могуць здымаць толькі выявы ў бачнай лёгкай паласе, у той час як мультыспектральныя камеры камера можа зафіксаваць шырокі спектр, як правіла, уключаючы бачнае святло, інфрачырвоныя і ультрафіялетавыя паласы. Шматспектральныя камеры прадастаўляюць больш багатую інфармацыю, чым звычайныя камеры RGB, што робіць іх асабліва прыдатнымі для многіх прыкладанняў, уключаючы класіфікацыю сельскагаспадарчых прадуктаў, праверку ферм, бяспеку харчовых прадуктаў, маніторынг навакольнага асяроддзя і г.д.
Распрацоўка мультыспектральных камер
У 1960 -я гады з'явілася новая тэхналогія выяўлення, а менавіта шматспектральную тэхналогію візуалізацыі. Адначасова прадастаўляючы інфармацыю пра мэты ў розных спектральных дыяпазонах і спалучэнне тэхналогіі візуалізацыі з спектраскапічнай тэхналогіяй. Шляхам распрацоўкі аптычнай сістэмы.
Звычайныя паветраныя фільмы, якія хутка могуць быць выкарыстаны, могуць толькі ўявіць сабе пэўную адзіную спектральную паласу, але нельга пераносіць. Мэтавая інфармацыя. Распрацаваная мультыспектральная камера можа выконваць шматспектральную і мультыспектральную візуалізацыю. Гэты метад у асноўным абапіраецца на эфект фільтрацыі фільтра для рамяня. Спалучаючы фільтры, інфармацыя фільтруецца тымі ж мішэнямі ў розных дыяпазонах частот, адначасова можа быць атрымана, дасягаючы малюнкаў у шырокім спектральным дыяпазоне. Шматспектральныя камеры можна падзяліць на структуру падзелу прызмы, структуру фільтраў і структуру падзелу фільтраў дыферэнцыраваных метадаў расшчаплення.
Класіфікацыя мультыспектральных камер
Спектр прызмы
Спектральныя мультыспектральныя камеры прызмы звычайна ўключаюць у сябе ўваходную аптычную сістэму, якая кіруе агнямі аварый, яна можа ўключаць лінзы ці іншыя аптычныя кампаненты, каб засяродзіць святло на прызму. Асноўны кампанент з'яўляецца прыземным прамянёвым раздзяляльнікам. Камера выкарыстоўваецца для рассейвання святла няшчасных выпадкаў на спектры розных даўжынь хваль. Звычайна камера выкарыстоўвае адну або некалькі прызмаў, кожная з якіх адпавядае дыяпазону даўжыні хвалі. Серыі могуць быць падлучаны некалькімі прызмамі для разыходжання некалькіх палос даўжыні хвалі. Аддзяляючы святло розных даўжынь хваль праз прызму, аддзеленае святло трапляе ў розныя вобласці. Для адбору пробаў можна выкарыстоўваць некалькі спектральных малюнкаў.
Мультыспектральная візуалізацыя - гэта метад атрымання і аналізу малюнкаў дадзеных з розных спектральных дыяпазонаў. Каляровыя выявы і мультыспектральныя выявы могуць фіксаваць інфармацыю ў шырокім спектры, уключаючы бачныя паласы, гэтыя розныя паласы адпавядаюць розным дыяпазонам даўжыні хвалі і даўжынь хваль. Матэрыялы адлюстроўваюць, паглынаюць або перадаюць святло па -рознаму.
Шматспектральныя камеры выкарыстоўваюць некалькі аптычных датчыкаў або фільтраў для аддзялення і захопу святла розных даўжынь хваль. Адначасова здымайце выявы кожнай паласы даўжыні хвалі, што робіць яго прыладай камеры, якая фіксуе спектральную інфармацыю ў розных дыяпазонах даўжынь хваль. Гэта адрозніваецца ад звычайных камер RGB, якія могуць здымаць толькі выявы ў бачнай лёгкай паласе, у той час як мультыспектральныя камеры камера можа зафіксаваць шырокі спектр, як правіла, уключаючы бачнае святло, інфрачырвоныя і ультрафіялетавыя паласы. Шматспектральныя камеры прадастаўляюць больш багатую інфармацыю, чым звычайныя камеры RGB, што робіць іх асабліва прыдатнымі для многіх прыкладанняў, уключаючы класіфікацыю сельскагаспадарчых прадуктаў, праверку ферм, бяспеку харчовых прадуктаў, маніторынг навакольнага асяроддзя і г.д.
Распрацоўка мультыспектральных камер
У 1960 -я гады з'явілася новая тэхналогія выяўлення, а менавіта шматспектральную тэхналогію візуалізацыі. Адначасова прадастаўляючы інфармацыю пра мэты ў розных спектральных дыяпазонах і спалучэнне тэхналогіі візуалізацыі з спектраскапічнай тэхналогіяй. Шляхам распрацоўкі аптычнай сістэмы.
Звычайныя паветраныя фільмы, якія хутка могуць быць выкарыстаны, могуць толькі ўявіць сабе пэўную адзіную спектральную паласу, але нельга пераносіць. Мэтавая інфармацыя. Распрацаваная мультыспектральная камера можа выконваць шматспектральную і мультыспектральную візуалізацыю. Гэты метад у асноўным абапіраецца на эфект фільтрацыі фільтра для рамяня. Спалучаючы фільтры, інфармацыя фільтруецца тымі ж мішэнямі ў розных дыяпазонах частот, адначасова можа быць атрымана, дасягаючы малюнкаў у шырокім спектральным дыяпазоне. Шматспектральныя камеры можна падзяліць на структуру падзелу прызмы, структуру фільтраў і структуру падзелу фільтраў дыферэнцыраваных метадаў расшчаплення.
Класіфікацыя мультыспектральных камер
Спектр прызмы
Спектральныя мультыспектральныя камеры прызмы звычайна ўключаюць у сябе ўваходную аптычную сістэму, якая кіруе агнямі аварый, яна можа ўключаць лінзы ці іншыя аптычныя кампаненты, каб засяродзіць святло на прызму. Асноўны кампанент з'яўляецца прыземным прамянёвым раздзяляльнікам. Камера выкарыстоўваецца для рассейвання святла няшчасных выпадкаў на спектры розных даўжынь хваль. Звычайна камера выкарыстоўвае адну або некалькі прызмаў, кожная з якіх адпавядае дыяпазону даўжыні хвалі. Серыі могуць быць падлучаны некалькімі прызмамі для разыходжання некалькіх палос даўжыні хвалі. Аддзяляючы святло розных даўжынь хваль праз прызму, аддзеленае святло трапляе ў розныя вобласці. Для адбору пробаў можна выкарыстоўваць некалькі спектральных малюнкаў.
Перавагі:
Высокая частата кадраў: Вельмі важна для прыкладанняў з высокатэмпературным дазволам, напрыклад, маніторынг дынамічных працэсаў
Поўнае дазвол: здольны забраць усе паласы ў межах бесперапыннага дыяпазону даўжыні хвалі
Няма страты: праца, заснаваная на прынцыпах адлюстравання і дысперсіі, не зніжаючы інтэнсіўнасць святла
Недахопы:
Высокі кошт: кошт рэгулявання аптычных кампанентаў і аптычных шляхоў вельмі высокі.
Вялікі памер: Шматспектральныя камеры на аснове прызмы звычайна патрабуюць вялікіх памераў прызмаў і аптычных кампанентаў для вырабу камеры занадта вялікай
Тэхналогія фільтравых колаў
Выкарыстоўвайце кручэнне фільтра для атрымання шматканальных спектральных малюнкаў. Гэтыя фільтры звычайна размешчаны ў гэтым фільтруе кола, як правіла, падтрымлівае 8-12 дыяпазонаў частот, кожная з якіх адпавядае іншым спектральным дыяпазоне. Адной з пераваг з'яўляецца тое, што спектральнае адлюстраванне кожнага пікселя можа быць вызначана шляхам апрацоўкі мультыспектральных малюнкаў Кожны дыяпазон частот мае поўнае прасторавае дазвол, дазваляючы карыстацкія фільтры і замяніць у адпаведнасці з канкрэтнымі патрабаваннямі прыкладання. Аднак камеры павінны пастаянна пераключацца паміж рознымі дыяпазонамі частот, і хуткасць выявы вельмі павольная. Таму ён падыходзіць толькі для здымкі фіксаваных мэтаў.
Высокая частата кадраў: Вельмі важна для прыкладанняў з высокатэмпературным дазволам, напрыклад, маніторынг дынамічных працэсаў
Поўнае дазвол: здольны забраць усе паласы ў межах бесперапыннага дыяпазону даўжыні хвалі
Няма страты: праца, заснаваная на прынцыпах адлюстравання і дысперсіі, не зніжаючы інтэнсіўнасць святла
Недахопы:
Высокі кошт: кошт рэгулявання аптычных кампанентаў і аптычных шляхоў вельмі высокі.
Вялікі памер: Шматспектральныя камеры на аснове прызмы звычайна патрабуюць вялікіх памераў прызмаў і аптычных кампанентаў для вырабу камеры занадта вялікай
Тэхналогія фільтравых колаў
Выкарыстоўвайце кручэнне фільтра для атрымання шматканальных спектральных малюнкаў. Гэтыя фільтры звычайна размешчаны ў гэтым фільтруе кола, як правіла, падтрымлівае 8-12 дыяпазонаў частот, кожная з якіх адпавядае іншым спектральным дыяпазоне. Адной з пераваг з'яўляецца тое, што спектральнае адлюстраванне кожнага пікселя можа быць вызначана шляхам апрацоўкі мультыспектральных малюнкаў Кожны дыяпазон частот мае поўнае прасторавае дазвол, дазваляючы карыстацкія фільтры і замяніць у адпаведнасці з канкрэтнымі патрабаваннямі прыкладання. Аднак камеры павінны пастаянна пераключацца паміж рознымі дыяпазонамі частот, і хуткасць выявы вельмі павольная. Таму ён падыходзіць толькі для здымкі фіксаваных мэтаў.
Масіў фільтра
Шматспектральная камера, заснаваная на масіве фільтрацыі, можа атрымаць шматспектральныя выявы за адзін стрэл без павелічэння памеру і кошту. Звычайна яны могуць падтрымліваць некалькі бачных светлавых каналаў, амаль інфрачырвоных і кароткачасовых інфрачырвоных. Прымяняецца да сельскай гаспадаркі, маніторынгу навакольнага асяроддзя, дыстанцыйнага зандзіравання і спадарожнікавых малюнкаў. Колькасць фільтраў на масіве фільтра абмежаваная.
Шматспектральная тэхналогія камеры
Чалавечы зрок трыкалорны, што азначае, што кожны колер - гэта прадукт сігналаў, якія ўтвараюцца трыма тыпамі лёгкіх прыёмнікаў. Клеткі размешчаны на нашай сятчатцы, якая з'яўляецца функцыяй, якая абмяжоўвае наша поле зроку да трохмернай каляровай прасторы. Як і мабільны тэлефон, ён дазваляе пашырыць сваё поле зроку на высокамерную каляровую прастору і разважаць усе схаваныя прасторы. Адзін са спосабаў дасягнуць гэтага - гэта выкарыстанне мультыспектральных малюнкаў. Гэты куб змяшчае шмат інфармацыі. Пытанне аб спектральным аналізе кожнага аб'екта заключаецца ў тым, як атрымаць гэты вузкапалосны малюнак?
Калі святло праходзіць праз некалькі паверхняў з анты -рэфлексіўных пакрыццяў, ён будзе адлюстроўвацца і перашкаджаць аддзеленым прабелам. Гэтыя паверхні прыводзяць да вузкіх спектраў перадачы структуры структуры. У гэтым фільтры спектр перадачы будзе змяняцца. Пік перадачы будзе пераходзіць на інфрачырвоны дыяпазон.
Шматспектральная камера, заснаваная на масіве фільтрацыі, можа атрымаць шматспектральныя выявы за адзін стрэл без павелічэння памеру і кошту. Звычайна яны могуць падтрымліваць некалькі бачных светлавых каналаў, амаль інфрачырвоных і кароткачасовых інфрачырвоных. Прымяняецца да сельскай гаспадаркі, маніторынгу навакольнага асяроддзя, дыстанцыйнага зандзіравання і спадарожнікавых малюнкаў. Колькасць фільтраў на масіве фільтра абмежаваная.
Шматспектральная тэхналогія камеры
Чалавечы зрок трыкалорны, што азначае, што кожны колер - гэта прадукт сігналаў, якія ўтвараюцца трыма тыпамі лёгкіх прыёмнікаў. Клеткі размешчаны на нашай сятчатцы, якая з'яўляецца функцыяй, якая абмяжоўвае наша поле зроку да трохмернай каляровай прасторы. Як і мабільны тэлефон, ён дазваляе пашырыць сваё поле зроку на высокамерную каляровую прастору і разважаць усе схаваныя прасторы. Адзін са спосабаў дасягнуць гэтага - гэта выкарыстанне мультыспектральных малюнкаў. Гэты куб змяшчае шмат інфармацыі. Пытанне аб спектральным аналізе кожнага аб'екта заключаецца ў тым, як атрымаць гэты вузкапалосны малюнак?
Калі святло праходзіць праз некалькі паверхняў з анты -рэфлексіўных пакрыццяў, ён будзе адлюстроўвацца і перашкаджаць аддзеленым прабелам. Гэтыя паверхні прыводзяць да вузкіх спектраў перадачы структуры структуры. У гэтым фільтры спектр перадачы будзе змяняцца. Пік перадачы будзе пераходзіць на інфрачырвоны дыяпазон.
Ужо ў 1987 годзе Melonson рэалізаваў гэты прынцып з выкарыстаннем прылад MEMS. Аднак бягучыя фільтры Fabry Perot на аснове MEMS - іх наладжаны дыяпазон вельмі абмежаваны, і яны могуць знізіць толькі першую і трэцюю прабел. Па -трэцяе, з'ява цягнецца. Шматспектральныя выявы патрабуюць вельмі шырокіх фільтраў, якія могуць наладзіць дыяпазон і выцягванне. Гэтага з'явы можна пазбегнуць, проста развязаўшы аптычныя і MEMS -прылады.
У гэтай канструкцыі ў нас ёсць рухомае люстэрка з наборам знешніх электродаў. На малюнку ніжэй з'яўляецца фізічная карціна налады фільтра. Ён таўшчынёй усяго 1,05 мм і складаецца з трох пласцін. У гэтай канцэпцыі, калі мы ўжываем напружанне, аптычны зазор перастае памяншацца, але павялічваецца, і гэтая канструкцыя можа дасягнуць пашырэння разрыву ў 6 разоў.
Гэтая шматспектральная камера для мабільных тэлефонаў, сумяшчальная знізу ўверх, шырока выкарыстоўваецца ў аглядзе сельскай гаспадаркі, аўтаномнай кіраванні, прамысловай аўтаматызацыі, распазнаванні асобы, медыцыны і г.д. Пры тэставанні ён можа працаваць звычайна ў шырокім дыяпазоне тэмпературы і ціску, што значна перавышае перавышэнне Стандарты талерантнасці мабільных тэлефонаў.
