Wat is multispectrale beeldvormingstechnologie
Voorwoord.
Multispectrale beeldvorming is een methode voor het verkrijgen en analyseren van afbeeldingen van gegevens van verschillende spectrale banden. Kleurafbeeldingen en multispectrale afbeeldingen kunnen informatie vastleggen over een breed spectrum, inclusief zichtbare banden Deze verschillende banden komen overeen met verschillende golflengtebereiken en golflengten. Materialen reflecteren, absorberen of verzenden licht op verschillende manieren.
Multispectrale camera's gebruiken meerdere optische sensoren of filters om het licht van verschillende golflengten te scheiden en vast te leggen. Leg tegelijkertijd afbeeldingen vast van elke golflengteband, waardoor het een camera -apparaat is dat spectrale informatie vastlegt op verschillende golflengtenbereik. Dit verschilt van gewone RGB -camera's, die alleen beelden in de zichtbare lichtband kunnen vastleggen, terwijl multispectrale camera's een camera een breed spectrum kunnen vastleggen, meestal inclusief zichtbaar licht, infrarood en ultraviolette banden. Multispectrale camera's bieden rijkere informatie dan gewone RGB -camera's, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor veel toepassingenregio, waaronder classificatie van landbouwproducten, landbouwinspectie, voedselveiligheid, milieumonitoring, enz.
De ontwikkeling van multispectrale camera's
In de jaren zestig ontstond een nieuwe detectietechnologie, namelijk multispectrale beeldvormingstechnologie. Tegelijkertijd informatie verstrekken over doelen in verschillende spectrale banden en het combineren van beeldvormingstechnologie met spectroscopische technologie. Door het optische systeem te ontwerpen.
Gewone luchtfilmcamera's die binnenkort kunnen worden gebruikt, kunnen zich alleen een specifieke enkele spectrale band voorstellen, maar kan niet worden gedragen. Doelinformatie. De ontwikkelde multispectrale camera kan multispectrale en multispectrale beeldvorming uitvoeren. Deze methode is voornamelijk afhankelijk van het filtereffect van het riemfilter. Door filters te combineren, wordt informatie gefilterd door dezelfde doelen in verschillende frequentiebanden kan tegelijkertijd worden ontvangen, waardoor afbeeldingen over een breed spectraal bereik worden bereikt. Multispectrale camera's kunnen worden onderverdeeld in prisma -scheidingsstructuur, filterwielstructuur en gedifferentieerde splitsingsmethoden met filterwielscheiding.
Classificatie van multispectrale camera's
Prisma spectrum
Prism -spectrale multispectrale camera's omvatten meestal een optisch input -optisch systeem dat ongevalslichten leidt, het kan lenzen of andere optische componenten bevatten om licht op het prisma te concentreren. De prism -bundelsplitter is de kerncomponent. Een camera wordt gebruikt om ongevallenlicht te verspreiden naar spectra van verschillende golflengten. Meestal gebruikt een camera een of meer prisma's, elk overeenkomend met een golflengteband. Meerdere prisma's kunnen in serie worden verbonden om meerdere golflengtebanden te verspreiden. Door het licht van verschillende golflengten door een prisma te scheiden, komt het gescheiden licht verschillende regio's binnen. Multi -spectrale afbeeldingen kunnen worden gebruikt voor het bemonsteren.
Multispectrale beeldvorming is een methode voor het verkrijgen en analyseren van afbeeldingen van gegevens van verschillende spectrale banden. Kleurafbeeldingen en multispectrale afbeeldingen kunnen informatie vastleggen over een breed spectrum, inclusief zichtbare banden Deze verschillende banden komen overeen met verschillende golflengtebereiken en golflengten. Materialen reflecteren, absorberen of verzenden licht op verschillende manieren.
Multispectrale camera's gebruiken meerdere optische sensoren of filters om het licht van verschillende golflengten te scheiden en vast te leggen. Leg tegelijkertijd afbeeldingen vast van elke golflengteband, waardoor het een camera -apparaat is dat spectrale informatie vastlegt op verschillende golflengtenbereik. Dit verschilt van gewone RGB -camera's, die alleen beelden in de zichtbare lichtband kunnen vastleggen, terwijl multispectrale camera's een camera een breed spectrum kunnen vastleggen, meestal inclusief zichtbaar licht, infrarood en ultraviolette banden. Multispectrale camera's bieden rijkere informatie dan gewone RGB -camera's, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor veel toepassingenregio, waaronder classificatie van landbouwproducten, landbouwinspectie, voedselveiligheid, milieumonitoring, enz.
De ontwikkeling van multispectrale camera's
In de jaren zestig ontstond een nieuwe detectietechnologie, namelijk multispectrale beeldvormingstechnologie. Tegelijkertijd informatie verstrekken over doelen in verschillende spectrale banden en het combineren van beeldvormingstechnologie met spectroscopische technologie. Door het optische systeem te ontwerpen.
Gewone luchtfilmcamera's die binnenkort kunnen worden gebruikt, kunnen zich alleen een specifieke enkele spectrale band voorstellen, maar kan niet worden gedragen. Doelinformatie. De ontwikkelde multispectrale camera kan multispectrale en multispectrale beeldvorming uitvoeren. Deze methode is voornamelijk afhankelijk van het filtereffect van het riemfilter. Door filters te combineren, wordt informatie gefilterd door dezelfde doelen in verschillende frequentiebanden kan tegelijkertijd worden ontvangen, waardoor afbeeldingen over een breed spectraal bereik worden bereikt. Multispectrale camera's kunnen worden onderverdeeld in prisma -scheidingsstructuur, filterwielstructuur en gedifferentieerde splitsingsmethoden met filterwielscheiding.
Classificatie van multispectrale camera's
Prisma spectrum
Prism -spectrale multispectrale camera's omvatten meestal een optisch input -optisch systeem dat ongevalslichten leidt, het kan lenzen of andere optische componenten bevatten om licht op het prisma te concentreren. De prism -bundelsplitter is de kerncomponent. Een camera wordt gebruikt om ongevallenlicht te verspreiden naar spectra van verschillende golflengten. Meestal gebruikt een camera een of meer prisma's, elk overeenkomend met een golflengteband. Meerdere prisma's kunnen in serie worden verbonden om meerdere golflengtebanden te verspreiden. Door het licht van verschillende golflengten door een prisma te scheiden, komt het gescheiden licht verschillende regio's binnen. Multi -spectrale afbeeldingen kunnen worden gebruikt voor het bemonsteren.
Voordelen:
Hoge framesnelheid: zeer belangrijk voor toepassingen met een hoge temperatuurresolutie, zoals het bewaken van dynamische processen
Volledige resolutie: in staat om alle banden vast te leggen binnen een continu golflengtebereik
Geen verlies: werk op basis van de principes van reflectie en dispersie, zonder de intensiteit van het licht te verminderen
Nadelen:
Hoge kosten: de kosten voor het aanpassen van optische componenten en optische paden zijn zeer hoog.
Groot formaat: op prisma gebaseerde multispectrale camera's vereisen meestal grote prisma's en optische componenten om de camera te groot te produceren
Filterwieltechnologie
Gebruik filterrotatie om spectrale afbeeldingen met meerdere kanalen te verkrijgen. Deze filters bevinden zich meestal in dit filterwiel, ondersteunt meestal 8-12 frequentiebanden, elk overeenkomend met een ander spectraal bereik. Een van de voordelen is dat de spectrale reflectie van elke pixel kan worden bepaald door multispectrale afbeeldingen te verwerken. De camera moet echter continu schakelen tussen verschillende frequentiebanden en de beeldsnelheid is erg traag. Daarom is het alleen geschikt voor het maken van vaste doelen.
Hoge framesnelheid: zeer belangrijk voor toepassingen met een hoge temperatuurresolutie, zoals het bewaken van dynamische processen
Volledige resolutie: in staat om alle banden vast te leggen binnen een continu golflengtebereik
Geen verlies: werk op basis van de principes van reflectie en dispersie, zonder de intensiteit van het licht te verminderen
Nadelen:
Hoge kosten: de kosten voor het aanpassen van optische componenten en optische paden zijn zeer hoog.
Groot formaat: op prisma gebaseerde multispectrale camera's vereisen meestal grote prisma's en optische componenten om de camera te groot te produceren
Filterwieltechnologie
Gebruik filterrotatie om spectrale afbeeldingen met meerdere kanalen te verkrijgen. Deze filters bevinden zich meestal in dit filterwiel, ondersteunt meestal 8-12 frequentiebanden, elk overeenkomend met een ander spectraal bereik. Een van de voordelen is dat de spectrale reflectie van elke pixel kan worden bepaald door multispectrale afbeeldingen te verwerken. De camera moet echter continu schakelen tussen verschillende frequentiebanden en de beeldsnelheid is erg traag. Daarom is het alleen geschikt voor het maken van vaste doelen.
Filterarray
Een multispectrale camera op basis van een filterarray kan multispectrale afbeeldingen in één opname verkrijgen zonder de grootte of kosten te verhogen. Ze kunnen meestal meerdere zichtbare lichtkanalen ondersteunen, bijna-infrarood en kortegolfinfrarood. Toegepast op landbouw, milieumonitoring, teledetectie en satellietbeelden. Het aantal filters op de filterarray is beperkt.
Multispectrale cameratechnologie
Menselijk zicht is tricolor, wat betekent dat elke kleur een product is van signalen die worden gegenereerd door drie soorten lichte ontvangers. Cellen bevinden zich op ons netvlies, wat een functie is die ons gezichtsveld beperkt tot een driedimensionale kleurruimte. Net als een mobiele telefoon, kunt u uw gezichtsveld uitbreiden naar een hoog-dimensionale kleurruimte en alle verborgen ruimtes overwegen. Een manier om dit te bereiken is door multispectrale afbeeldingen te gebruiken. Deze kubus bevat veel informatie. De vraag over spectrale analyse van elk object is, hoe verkrijgen we dit smalbandafbeelding?
Wanneer licht door meerdere oppervlakken gaat met anti -reflecterende coatings, zal dit de gescheiden gaten weerspiegelen en interfereren. Deze oppervlakken resulteren in smalle bandtransmissiespectra van de structuur. In dit filter verschuift het transmissiespectrum. De transmissiepiek zal verschuiven naar het infraroodbereik.
Een multispectrale camera op basis van een filterarray kan multispectrale afbeeldingen in één opname verkrijgen zonder de grootte of kosten te verhogen. Ze kunnen meestal meerdere zichtbare lichtkanalen ondersteunen, bijna-infrarood en kortegolfinfrarood. Toegepast op landbouw, milieumonitoring, teledetectie en satellietbeelden. Het aantal filters op de filterarray is beperkt.
Multispectrale cameratechnologie
Menselijk zicht is tricolor, wat betekent dat elke kleur een product is van signalen die worden gegenereerd door drie soorten lichte ontvangers. Cellen bevinden zich op ons netvlies, wat een functie is die ons gezichtsveld beperkt tot een driedimensionale kleurruimte. Net als een mobiele telefoon, kunt u uw gezichtsveld uitbreiden naar een hoog-dimensionale kleurruimte en alle verborgen ruimtes overwegen. Een manier om dit te bereiken is door multispectrale afbeeldingen te gebruiken. Deze kubus bevat veel informatie. De vraag over spectrale analyse van elk object is, hoe verkrijgen we dit smalbandafbeelding?
Wanneer licht door meerdere oppervlakken gaat met anti -reflecterende coatings, zal dit de gescheiden gaten weerspiegelen en interfereren. Deze oppervlakken resulteren in smalle bandtransmissiespectra van de structuur. In dit filter verschuift het transmissiespectrum. De transmissiepiek zal verschuiven naar het infraroodbereik.
Al in 1987 implementeerde Melonson dit principe met behulp van MEMS -apparaten. De huidige Fabry Perot -filters op basis van MEMS zijn echter dat hun instelbare bereik zeer beperkt is, en ze kunnen alleen de eerste en derde hiaten verminderen. Ten derde zal het trekfenomeen worden bezet. Multispectrale afbeeldingen vereisen zeer brede filters die het bereik en het trekken kunnen aanpassen. Dit fenomeen kan worden vermeden door eenvoudigweg optische en MEMS -apparaten te ontkoppelen.
In dit ontwerp hebben we een beweegbare spiegel met een set externe elektroden. De onderstaande afbeelding is een fysieke foto van het instelbare filter. Het is slechts 1,05 mm dik en bestaat uit drie wafels. In dit concept, wanneer we een rijspanning toepassen, neemt de optische kloof niet langer af maar neemt toe, en dit ontwerp kan de kloofuitbreiding van 6 keer bereiken.
Deze bottom-up compatibele multispectrale camera voor mobiele telefoons is veel gebruikt bij de inspectie van de landbouw, autonoom rijden, industriële automatisering, gezichtsherkenning, geneeskunde, enz. Door te testen kan het normaal werken in een breed bereik van temperatuur en druk, ver dan Tolerantiestandaarden van mobiele telefoons.
