Çok spektral görüntüleme teknolojisi nedir
Önsöz.
Multispektral görüntüleme, farklı spektral bantlardan verilerin görüntülerini elde etmek ve analiz etmek için bir yöntemdir. Renkli görüntüler ve multispektral görüntüler, görünür bantlar dahil olmak üzere geniş bir spektrum üzerinde bilgi yakalayabilir, bu farklı bantlar farklı dalga boyu aralıklarına ve dalga boylarına karşılık gelir. Malzemeler ışığı farklı şekillerde yansıtır, emer veya iletir.
Multispektral kameralar, farklı dalga boylarının ışığını ayırmak ve yakalamak için birden fazla optik sensör veya filtre kullanır. Eşzamanlı olarak her dalga boyu bandının görüntülerini yakalayarak, farklı dalga boyları aralığında spektral bilgileri yakalayan bir kamera cihazı yapar. Bu, yalnızca görünür ışık bandındaki görüntüleri yakalayabilen normal RGB kameralardan farklıdır, ancak çok spektrumlu kameralar bir kamera, tipik olarak görünür ışık, kızılötesi ve ultraviyole bantlar dahil olmak üzere geniş bir spektrumu yakalayabilir. Multispektral kameralar, sıradan RGB kameralardan daha zengin bilgiler sağlar, bu da bunları tarımsal ürün sınıflandırması, çiftlik denetimi, gıda güvenliği, çevre izleme vb.
Çok spektrumlu kameraların geliştirilmesi
1960'larda, mulsipektral görüntüleme teknolojisi olmak üzere yeni bir algılama teknolojisi ortaya çıktı. Eşzamanlı olarak farklı spektral bantlardaki hedefler hakkında bilgi sağlar ve görüntüleme teknolojisini spektroskopik teknolojiyle birleştirir. Optik sistemi tasarlayarak.
Yakında kullanılabilecek sıradan hava film kameraları sadece belirli bir tek spektral bant hayal edebilir, ancak taşınamaz. Hedef bilgiler. Geliştirilen multispektral kamera, multispektral ve multispektral görüntüleme gerçekleştirebilir. Bu yöntem esas olarak kayış filtresinin filtreleme etkisine dayanır. Filtreleri birleştirerek, bilgiler aynı anda farklı frekans bantlarında aynı hedefler tarafından filtrelenir ve geniş bir spektral aralıkta görüntüler elde edilebilir. Çok spektrumlu kameralar prizma ayırma yapısı, filtre tekerleği yapısı ve filtre tekerleği ayırma yapısı farklılaştırılmış bölme yöntemlerine ayrılabilir.
Çok spektrumlu kameraların sınıflandırılması
Prizma spektrumu
Prizma spektral multispektral kameralar tipik olarak, kaza ışıklarını yönlendiren bir giriş optik sistemi içerir, ışığı prizmaya odaklamak için lensleri veya diğer optik bileşenleri içerebilir. Prizma ışını ayırıcı çekirdek bileşendir. Kaza ışığını farklı dalga boylarında spektrumlara dağıtmak için bir kamera kullanılır. Tipik olarak, bir kamera, her biri bir dalga boyu bandına karşılık gelen bir veya daha fazla prizma kullanır. Birden fazla dalga boyu bandını dağıtmak için seri olarak birden fazla prizma bağlanabilir. Farklı dalga boylarının ışığını bir prizma ile ayırarak, ayrılmış ışık farklı bölgelere girer. Örnekleme için çok spektral görüntüler kullanılabilir.
Multispektral görüntüleme, farklı spektral bantlardan verilerin görüntülerini elde etmek ve analiz etmek için bir yöntemdir. Renkli görüntüler ve multispektral görüntüler, görünür bantlar dahil olmak üzere geniş bir spektrum üzerinde bilgi yakalayabilir, bu farklı bantlar farklı dalga boyu aralıklarına ve dalga boylarına karşılık gelir. Malzemeler ışığı farklı şekillerde yansıtır, emer veya iletir.
Multispektral kameralar, farklı dalga boylarının ışığını ayırmak ve yakalamak için birden fazla optik sensör veya filtre kullanır. Eşzamanlı olarak her dalga boyu bandının görüntülerini yakalayarak, farklı dalga boyları aralığında spektral bilgileri yakalayan bir kamera cihazı yapar. Bu, yalnızca görünür ışık bandındaki görüntüleri yakalayabilen normal RGB kameralardan farklıdır, ancak çok spektrumlu kameralar bir kamera, tipik olarak görünür ışık, kızılötesi ve ultraviyole bantlar dahil olmak üzere geniş bir spektrumu yakalayabilir. Multispektral kameralar, sıradan RGB kameralardan daha zengin bilgiler sağlar, bu da bunları tarımsal ürün sınıflandırması, çiftlik denetimi, gıda güvenliği, çevre izleme vb.
Çok spektrumlu kameraların geliştirilmesi
1960'larda, mulsipektral görüntüleme teknolojisi olmak üzere yeni bir algılama teknolojisi ortaya çıktı. Eşzamanlı olarak farklı spektral bantlardaki hedefler hakkında bilgi sağlar ve görüntüleme teknolojisini spektroskopik teknolojiyle birleştirir. Optik sistemi tasarlayarak.
Yakında kullanılabilecek sıradan hava film kameraları sadece belirli bir tek spektral bant hayal edebilir, ancak taşınamaz. Hedef bilgiler. Geliştirilen multispektral kamera, multispektral ve multispektral görüntüleme gerçekleştirebilir. Bu yöntem esas olarak kayış filtresinin filtreleme etkisine dayanır. Filtreleri birleştirerek, bilgiler aynı anda farklı frekans bantlarında aynı hedefler tarafından filtrelenir ve geniş bir spektral aralıkta görüntüler elde edilebilir. Çok spektrumlu kameralar prizma ayırma yapısı, filtre tekerleği yapısı ve filtre tekerleği ayırma yapısı farklılaştırılmış bölme yöntemlerine ayrılabilir.
Çok spektrumlu kameraların sınıflandırılması
Prizma spektrumu
Prizma spektral multispektral kameralar tipik olarak, kaza ışıklarını yönlendiren bir giriş optik sistemi içerir, ışığı prizmaya odaklamak için lensleri veya diğer optik bileşenleri içerebilir. Prizma ışını ayırıcı çekirdek bileşendir. Kaza ışığını farklı dalga boylarında spektrumlara dağıtmak için bir kamera kullanılır. Tipik olarak, bir kamera, her biri bir dalga boyu bandına karşılık gelen bir veya daha fazla prizma kullanır. Birden fazla dalga boyu bandını dağıtmak için seri olarak birden fazla prizma bağlanabilir. Farklı dalga boylarının ışığını bir prizma ile ayırarak, ayrılmış ışık farklı bölgelere girer. Örnekleme için çok spektral görüntüler kullanılabilir.
Avantajları:
Yüksek kare hızı: Dinamik süreçleri izleme gibi yüksek sıcaklık çözünürlüğe sahip uygulamalar için çok önemli
Tam Çözünürlük: Tüm bantları sürekli dalga boyu aralığında yakalayabilir
Kayıp Yok: Işığın yoğunluğunu azaltmadan, yansıma ve dağılım ilkelerine dayalı iş
Dezavantajlar:
Yüksek maliyet: Optik bileşenleri ve optik yolları ayarlama maliyeti çok yüksektir.
Büyük Boyut: Prizma Tabanlı Multispektral Kameralar Genellikle kamerayı çok büyük üretmek için büyük boyutlu prizmalar ve optik bileşenler gerektirir
Filtre Tekerlek Teknolojisi
Çok kanallı spektral görüntüler elde etmek için filtre dönüşünü kullanın. Bu filtreler tipik olarak bu filtre çarkında bulunur ve her biri farklı bir spektral aralığa karşılık gelen 8-12 frekans bantlarını destekler. Avantajlardan biri, her bir pikselin spektral yansıtmasının, multispektral görüntüler işlenerek belirlenebilmesidir Her frekans bandı, özel filtrelere izin verirken ve belirli uygulama gereksinimlerine göre değiştirilirken tam uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Bununla birlikte, kameranın farklı frekans bantları arasında sürekli geçiş yapması gerekir ve görüntü hızı çok yavaştır. Bu nedenle, yalnızca sabit hedefleri çekmek için uygundur.
Yüksek kare hızı: Dinamik süreçleri izleme gibi yüksek sıcaklık çözünürlüğe sahip uygulamalar için çok önemli
Tam Çözünürlük: Tüm bantları sürekli dalga boyu aralığında yakalayabilir
Kayıp Yok: Işığın yoğunluğunu azaltmadan, yansıma ve dağılım ilkelerine dayalı iş
Dezavantajlar:
Yüksek maliyet: Optik bileşenleri ve optik yolları ayarlama maliyeti çok yüksektir.
Büyük Boyut: Prizma Tabanlı Multispektral Kameralar Genellikle kamerayı çok büyük üretmek için büyük boyutlu prizmalar ve optik bileşenler gerektirir
Filtre Tekerlek Teknolojisi
Çok kanallı spektral görüntüler elde etmek için filtre dönüşünü kullanın. Bu filtreler tipik olarak bu filtre çarkında bulunur ve her biri farklı bir spektral aralığa karşılık gelen 8-12 frekans bantlarını destekler. Avantajlardan biri, her bir pikselin spektral yansıtmasının, multispektral görüntüler işlenerek belirlenebilmesidir Her frekans bandı, özel filtrelere izin verirken ve belirli uygulama gereksinimlerine göre değiştirilirken tam uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Bununla birlikte, kameranın farklı frekans bantları arasında sürekli geçiş yapması gerekir ve görüntü hızı çok yavaştır. Bu nedenle, yalnızca sabit hedefleri çekmek için uygundur.
Filtre dizisi
Bir filtreleme dizisine dayanan bir multispektral kamera, boyut veya maliyeti artırmadan tek bir atışta multispektral görüntüler elde edebilir. Genellikle kızılötesine yakın ve kısa dalga kızılötesi birden fazla görünür ışık kanalını destekleyebilirler. Tarım, çevresel izleme, uzaktan algılama ve uydu görüntülerine uygulanır. Filtre dizisindeki filtre sayısı sınırlıdır.
Multispektral kamera teknolojisi
İnsan görüşü üç renktir, yani her rengin üç tip ışık alıcısı tarafından üretilen sinyallerin bir ürünüdür. Hücreler, görüş alanımızı üç boyutlu bir renk alanıyla sınırlayan bir fonksiyon olan retinamızda bulunur. Bir cep telefonu gibi, görüş alanınızı yüksek boyutlu bir renk alanına genişletmenizi ve tüm gizli alanları düşünmenizi sağlar. Bunu başarmanın bir yolu çok spektrumlu görüntüler kullanmaktır. Bu küp çok fazla bilgi içerir. Her bir nesnenin spektral analizi ile ilgili soru, bu dar bant görüntüsünü nasıl elde ederiz?
Işık, anti yansıtıcı kaplamalarla birden fazla yüzeyden geçtiğinde, ayrı boşluklara yansıtılır ve müdahale eder. Bu yüzeyler, yapının dar bant iletim spektrumlarına neden olur. Bu filtrede, iletim spektrumu değişecektir. İletim zirvesi kızılötesi aralığa geçecektir.
Bir filtreleme dizisine dayanan bir multispektral kamera, boyut veya maliyeti artırmadan tek bir atışta multispektral görüntüler elde edebilir. Genellikle kızılötesine yakın ve kısa dalga kızılötesi birden fazla görünür ışık kanalını destekleyebilirler. Tarım, çevresel izleme, uzaktan algılama ve uydu görüntülerine uygulanır. Filtre dizisindeki filtre sayısı sınırlıdır.
Multispektral kamera teknolojisi
İnsan görüşü üç renktir, yani her rengin üç tip ışık alıcısı tarafından üretilen sinyallerin bir ürünüdür. Hücreler, görüş alanımızı üç boyutlu bir renk alanıyla sınırlayan bir fonksiyon olan retinamızda bulunur. Bir cep telefonu gibi, görüş alanınızı yüksek boyutlu bir renk alanına genişletmenizi ve tüm gizli alanları düşünmenizi sağlar. Bunu başarmanın bir yolu çok spektrumlu görüntüler kullanmaktır. Bu küp çok fazla bilgi içerir. Her bir nesnenin spektral analizi ile ilgili soru, bu dar bant görüntüsünü nasıl elde ederiz?
Işık, anti yansıtıcı kaplamalarla birden fazla yüzeyden geçtiğinde, ayrı boşluklara yansıtılır ve müdahale eder. Bu yüzeyler, yapının dar bant iletim spektrumlarına neden olur. Bu filtrede, iletim spektrumu değişecektir. İletim zirvesi kızılötesi aralığa geçecektir.
1987 gibi erken bir tarihte Melonson, bu prensibi MEMS cihazlarını kullanarak uyguladı. Bununla birlikte, MEM'lere dayalı mevcut Fabry Perot filtreleri ayarlanabilir aralıkları çok sınırlıdır ve sadece birinci ve üçüncü boşlukları azaltabilirler. Üçüncüsü, çekme fenomeni işgal edilecektir. Multispektral görüntüler, aralığı ve çekmeyi ayarlayabilen çok geniş filtreler gerektirir. Bu fenomen, optik ve MEMS cihazlarının ayrıştırılmasıyla önlenebilir.
Bu tasarımda, bir dizi harici elektrotlu hareketli bir aynamız var. Aşağıdaki resim ayarlanabilir filtrenin fiziksel bir resmidir. Sadece 1.05mm kalınlığında ve üç gofretten oluşur. Bu kavramda, bir sürüş voltajı uyguladığımızda, optik boşluk artık azalmaz, ancak artar ve bu tasarım 6 kat boşluk genişlemesini sağlayabilir.
Cep telefonları için bu aşağıdan yukarıya uyumlu multispektral kamera, tarımsal inceleme, otonom sürüş, endüstriyel otomasyon, yüz tanıma, ilaç vb. Cep telefonlarının tolerans standartları.
