מהי טכנולוגיית הדמיה רב -ספקטרלית
הַקדָמָה.
הדמיה רב -ספקטרלית היא שיטה להשגת וניתוח תמונות של נתונים מלהקות ספקטרליות שונות. תמונות צבעוניות ותמונות רב -ספקטרליות יכולות ללכוד מידע על ספקטרום רחב, כולל רצועות גלויות להקות שונות אלה תואמות טווחי אורך גל שונים ואורכי גל. חומרים משקפים, סופגים או מעבירים אור בדרכים שונות.
מצלמות מולטי -ספקטרליות משתמשות במספר חיישנים או פילטרים אופטיים כדי להפריד וללכוד אור באורכי גל שונים. בצבת תמונות של כל פס אורך גל, מה שהופך אותו למכשיר מצלמה שתופס מידע ספקטרלי באורכי גל שונים. זה שונה ממצלמות RGB רגילות, שיכולות רק לתפוס תמונות ברצועת האור הגלויה, ואילו מצלמות מולטי -ספקטרליות, מצלמה יכולה לתפוס ספקטרום רחב, בדרך כלל כולל אור גלוי, אינפרא אדום ואולטרה סגול. מצלמות מולטי -ספקטרליות מספקות מידע עשיר יותר מאשר מצלמות RGB רגילות, מה שהופך אותן למתאימות במיוחד לאזור יישומים רבים, כולל סיווג מוצרים חקלאיים, בדיקת חווה, בטיחות מזון, פיקוח סביבתי וכו '.
פיתוח מצלמות רב -ספקטרליות
בשנות השישים, טכנולוגיית גילוי חדשה עלתה, כלומר טכנולוגיית הדמיה רב -ספקטרלית. במקביל לספק מידע על יעדים בלהקות ספקטרליות שונות, ושילוב טכנולוגיית הדמיה עם טכנולוגיה ספקטרוסקופית. על ידי תכנון המערכת האופטית.
מצלמות סרטי אוויר רגילות שניתן להשתמש בו בקרוב יכולות רק לדמיין להקה ספקטרלית יחידה ספציפית, אך לא ניתן לשאתן. מידע יעד. המצלמה המולטי -ספקטרלית המפותחת יכולה לבצע הדמיה רב -ספקטרלית ומולטי -ספקטרלית. שיטה זו מסתמכת בעיקר על אפקט הסינון של מסנן החגורה. על ידי שילוב מסננים, מידע מסונן על ידי אותם יעדים ברצועות תדרים שונות ניתן לקבל בו זמנית, ומשיג תמונות על טווח ספקטרלי רחב. ניתן לחלק מצלמות מולטי -ספקטרליות למבנה הפרדת פריזמה, מבנה גלגל המסנן ומבנה הפרדת גלגל המסנן מבדיל שיטות פיצול.
סיווג מצלמות רב -ספקטרליות
ספקטרום פריזמה
מצלמות רב -ספקטרליות של PRISM ספקטרליות כוללות בדרך כלל מערכת אופטית קלט המנחה אורות תאונות שהיא עשויה לכלול עדשות או רכיבים אופטיים אחרים כדי למקד אור לפריזמה. מפצל קרני הפריזמה הוא רכיב הליבה. מצלמה משמשת לפיזור אור תאונות בספקטרום באורכי גל שונים. בדרך כלל, מצלמה משתמשת בפריזמה אחת או יותר, שכל אחת מהן תואמת להקה באורך גל. ניתן לחבר מנסרות מרובות בסדרה כדי לפזר להקות אורך גל מרובות. על ידי הפרדת אור של אורכי גל שונים דרך פריזמה, האור המופרד נכנס לאזורים שונים. ניתן להשתמש בתמונות רב -ספקטרליות לדגימה.
הדמיה רב -ספקטרלית היא שיטה להשגת וניתוח תמונות של נתונים מלהקות ספקטרליות שונות. תמונות צבעוניות ותמונות רב -ספקטרליות יכולות ללכוד מידע על ספקטרום רחב, כולל רצועות גלויות להקות שונות אלה תואמות טווחי אורך גל שונים ואורכי גל. חומרים משקפים, סופגים או מעבירים אור בדרכים שונות.
מצלמות מולטי -ספקטרליות משתמשות במספר חיישנים או פילטרים אופטיים כדי להפריד וללכוד אור באורכי גל שונים. בצבת תמונות של כל פס אורך גל, מה שהופך אותו למכשיר מצלמה שתופס מידע ספקטרלי באורכי גל שונים. זה שונה ממצלמות RGB רגילות, שיכולות רק לתפוס תמונות ברצועת האור הגלויה, ואילו מצלמות מולטי -ספקטרליות, מצלמה יכולה לתפוס ספקטרום רחב, בדרך כלל כולל אור גלוי, אינפרא אדום ואולטרה סגול. מצלמות מולטי -ספקטרליות מספקות מידע עשיר יותר מאשר מצלמות RGB רגילות, מה שהופך אותן למתאימות במיוחד לאזור יישומים רבים, כולל סיווג מוצרים חקלאיים, בדיקת חווה, בטיחות מזון, פיקוח סביבתי וכו '.
פיתוח מצלמות רב -ספקטרליות
בשנות השישים, טכנולוגיית גילוי חדשה עלתה, כלומר טכנולוגיית הדמיה רב -ספקטרלית. במקביל לספק מידע על יעדים בלהקות ספקטרליות שונות, ושילוב טכנולוגיית הדמיה עם טכנולוגיה ספקטרוסקופית. על ידי תכנון המערכת האופטית.
מצלמות סרטי אוויר רגילות שניתן להשתמש בו בקרוב יכולות רק לדמיין להקה ספקטרלית יחידה ספציפית, אך לא ניתן לשאתן. מידע יעד. המצלמה המולטי -ספקטרלית המפותחת יכולה לבצע הדמיה רב -ספקטרלית ומולטי -ספקטרלית. שיטה זו מסתמכת בעיקר על אפקט הסינון של מסנן החגורה. על ידי שילוב מסננים, מידע מסונן על ידי אותם יעדים ברצועות תדרים שונות ניתן לקבל בו זמנית, ומשיג תמונות על טווח ספקטרלי רחב. ניתן לחלק מצלמות מולטי -ספקטרליות למבנה הפרדת פריזמה, מבנה גלגל המסנן ומבנה הפרדת גלגל המסנן מבדיל שיטות פיצול.
סיווג מצלמות רב -ספקטרליות
ספקטרום פריזמה
מצלמות רב -ספקטרליות של PRISM ספקטרליות כוללות בדרך כלל מערכת אופטית קלט המנחה אורות תאונות שהיא עשויה לכלול עדשות או רכיבים אופטיים אחרים כדי למקד אור לפריזמה. מפצל קרני הפריזמה הוא רכיב הליבה. מצלמה משמשת לפיזור אור תאונות בספקטרום באורכי גל שונים. בדרך כלל, מצלמה משתמשת בפריזמה אחת או יותר, שכל אחת מהן תואמת להקה באורך גל. ניתן לחבר מנסרות מרובות בסדרה כדי לפזר להקות אורך גל מרובות. על ידי הפרדת אור של אורכי גל שונים דרך פריזמה, האור המופרד נכנס לאזורים שונים. ניתן להשתמש בתמונות רב -ספקטרליות לדגימה.
יתרונות:
קצב מסגרת גבוה: חשוב מאוד ליישומים עם רזולוציית טמפרטורה גבוהה, כגון פיקוח על תהליכים דינמיים
רזולוציה מלאה: מסוגל ללכוד את כל הלהקות בטווח אורך גל רציף
אין אובדן: עבודה המבוססת על עקרונות ההשתקפות והפיזור, מבלי להפחית את עוצמת האור
חסרונות:
עלות גבוהה: עלות התאמת רכיבים אופטיים ונתיבים אופטיים גבוהה מאוד.
גודל גדול: מצלמות מולטי-ספקטרליות מבוססות פריזמה בדרך כלל דורשות מנסרות בגודל גדול ורכיבים אופטיים לייצור המצלמה גדולה מדי
סינון טכנולוגיית גלגל
השתמש בסיבוב פילטר כדי להשיג תמונות ספקטרליות רב-ערוציות. מסננים אלה ממוקמים בדרך כלל בגלגל פילטר זה תומך בדרך כלל בלהקות תדר 8-12, שכל אחת מהן תואמת לטווח ספקטרלי שונה. אחד היתרונות הוא כי ניתן לקבוע את ההשתקפות הספקטרלית של כל פיקסל על ידי עיבוד תמונות רב -ספקטרליות לכל פס תדר יש רזולוציה מרחבית מלאה, תוך מתן אפשרות למסננים מותאמים אישית והחלפה על פי דרישות יישום ספציפיות. עם זאת, המצלמה צריכה לעבור ברציפות בין להקות תדר שונות, ומהירות התמונה איטית מאוד. לכן הוא מתאים רק לירי יעדים קבועים.
קצב מסגרת גבוה: חשוב מאוד ליישומים עם רזולוציית טמפרטורה גבוהה, כגון פיקוח על תהליכים דינמיים
רזולוציה מלאה: מסוגל ללכוד את כל הלהקות בטווח אורך גל רציף
אין אובדן: עבודה המבוססת על עקרונות ההשתקפות והפיזור, מבלי להפחית את עוצמת האור
חסרונות:
עלות גבוהה: עלות התאמת רכיבים אופטיים ונתיבים אופטיים גבוהה מאוד.
גודל גדול: מצלמות מולטי-ספקטרליות מבוססות פריזמה בדרך כלל דורשות מנסרות בגודל גדול ורכיבים אופטיים לייצור המצלמה גדולה מדי
סינון טכנולוגיית גלגל
השתמש בסיבוב פילטר כדי להשיג תמונות ספקטרליות רב-ערוציות. מסננים אלה ממוקמים בדרך כלל בגלגל פילטר זה תומך בדרך כלל בלהקות תדר 8-12, שכל אחת מהן תואמת לטווח ספקטרלי שונה. אחד היתרונות הוא כי ניתן לקבוע את ההשתקפות הספקטרלית של כל פיקסל על ידי עיבוד תמונות רב -ספקטרליות לכל פס תדר יש רזולוציה מרחבית מלאה, תוך מתן אפשרות למסננים מותאמים אישית והחלפה על פי דרישות יישום ספציפיות. עם זאת, המצלמה צריכה לעבור ברציפות בין להקות תדר שונות, ומהירות התמונה איטית מאוד. לכן הוא מתאים רק לירי יעדים קבועים.
מערך סינון
מצלמה מולטי -ספקטרלית המבוססת על מערך סינון יכולה להשיג תמונות רב -ספקטרליות בצילום אחד מבלי להגדיל את הגודל או העלות. בדרך כלל הם יכולים לתמוך בערוצי אור גלויים מרובים, כמעט אינפרא אדום ואינפרא אדום. מיושם על חקלאות, ניטור סביבתי, חישה מרחוק ותמונות לוויין. מספר המסננים במערך המסנן מוגבל.
טכנולוגיית מצלמה רב -ספקטרלית
הראייה האנושית היא Tricolor, מה שאומר שכל צבע הוא תוצר של אותות הנוצרים על ידי שלושה סוגים של מקלטים אור. תאים ממוקמים ברשתית שלנו, שהיא פונקציה המגבילה את שדה הראייה שלנו לחלל צבעוני תלת מימדי. כמו טלפון נייד, הוא מאפשר לך להרחיב את שדה הראייה שלך לחלל צבע ממדי גבוה ולהרהר בכל החללים הנסתרים. אחת הדרכים להשיג זאת היא להשתמש בתמונות רב -ספקטרליות. קוביה זו מכילה מידע רב. השאלה לגבי ניתוח ספקטרלי של כל אובייקט היא, כיצד אנו משיגים תמונה פס צרה זו?
כאשר האור עובר דרך משטחים מרובים עם ציפויים אנטי -רפלקטיביים, הוא ישקף ויפריד בפערים המופרדים. משטחים אלה גורמים לספקטרום העברת פס צרים של המבנה. במסנן זה, ספקטרום ההולכה ישתנה. שיא ההולכה יעבור לטווח האינפרא אדום.
מצלמה מולטי -ספקטרלית המבוססת על מערך סינון יכולה להשיג תמונות רב -ספקטרליות בצילום אחד מבלי להגדיל את הגודל או העלות. בדרך כלל הם יכולים לתמוך בערוצי אור גלויים מרובים, כמעט אינפרא אדום ואינפרא אדום. מיושם על חקלאות, ניטור סביבתי, חישה מרחוק ותמונות לוויין. מספר המסננים במערך המסנן מוגבל.
טכנולוגיית מצלמה רב -ספקטרלית
הראייה האנושית היא Tricolor, מה שאומר שכל צבע הוא תוצר של אותות הנוצרים על ידי שלושה סוגים של מקלטים אור. תאים ממוקמים ברשתית שלנו, שהיא פונקציה המגבילה את שדה הראייה שלנו לחלל צבעוני תלת מימדי. כמו טלפון נייד, הוא מאפשר לך להרחיב את שדה הראייה שלך לחלל צבע ממדי גבוה ולהרהר בכל החללים הנסתרים. אחת הדרכים להשיג זאת היא להשתמש בתמונות רב -ספקטרליות. קוביה זו מכילה מידע רב. השאלה לגבי ניתוח ספקטרלי של כל אובייקט היא, כיצד אנו משיגים תמונה פס צרה זו?
כאשר האור עובר דרך משטחים מרובים עם ציפויים אנטי -רפלקטיביים, הוא ישקף ויפריד בפערים המופרדים. משטחים אלה גורמים לספקטרום העברת פס צרים של המבנה. במסנן זה, ספקטרום ההולכה ישתנה. שיא ההולכה יעבור לטווח האינפרא אדום.
כבר בשנת 1987, מלסון יישמה עיקרון זה באמצעות מכשירי MEMS. עם זאת, מסנני פברי פרוט הנוכחיים המבוססים על MEMS הם הטווח הניתן לכוונון שלהם מוגבל מאוד, והם יכולים רק להפחית את הפערים הראשונים והשלישיים. שלישית, התופעה המושכת תבוכה. תמונות מולטי -ספקטרליות דורשות פילטרים רחבים מאוד שיכולים להתאים את הטווח והמשיכה. ניתן להימנע מתופעה זו פשוט על ידי ניתוק מכשירי אופטי ו- MEMS.
בעיצוב זה, יש לנו מראה מטלטלת עם קבוצה של אלקטרודות חיצוניות. התמונה למטה היא תמונה פיזית של המסנן הניתן לכוונון. הוא בעובי 1.05 מ"מ בלבד ומורכב משלושה פלים. במושג זה, כאשר אנו מיישמים מתח נהיגה, הפער האופטי כבר לא יורד אלא גדל, ועיצוב זה יכול להשיג את התרחבות הפער של 6 פעמים.
המצלמה המולטי-ספקטרלית התואמת מלמטה למעלה לטלפונים ניידים הייתה בשימוש נרחב בבדיקה חקלאית, נהיגה אוטונומית, אוטומציה תעשייתית, זיהוי פנים, רפואה וכו 'באמצעות בדיקה, היא יכולה לפעול כרגיל במגוון רחב של טמפרטורה ולחץ, והרבה חריגה מה- תקני סובלנות של טלפונים ניידים.
