Công nghệ hình ảnh đa phương là gì
Lời nói đầu.
Hình ảnh đa năng là một phương pháp để có được và phân tích hình ảnh của dữ liệu từ các dải quang phổ khác nhau. Hình ảnh màu và hình ảnh đa bán cầu có thể thu được thông tin trên một phổ rộng, bao gồm các dải có thể nhìn thấy các dải khác nhau này tương ứng với các phạm vi bước sóng và bước sóng khác nhau. Vật liệu phản ánh, hấp thụ hoặc truyền ánh sáng theo những cách khác nhau.
Máy ảnh đa năng sử dụng nhiều cảm biến quang học hoặc bộ lọc để tách và chụp ánh sáng của các bước sóng khác nhau. Đồng thời chụp ảnh của từng dải bước sóng, làm cho nó trở thành một thiết bị camera ghi lại thông tin quang phổ ở phạm vi bước sóng khác nhau. Điều này khác với các camera RGB thông thường, chỉ có thể chụp ảnh trong dải ánh sáng có thể nhìn thấy, trong khi camera đa năng, máy ảnh có thể chụp được phổ rộng, thường bao gồm các dải ánh sáng, hồng ngoại và tia cực tím có thể nhìn thấy. Máy ảnh đa bán cầu cung cấp thông tin phong phú hơn máy ảnh RGB thông thường, khiến chúng đặc biệt phù hợp với nhiều khu vực ứng dụng, bao gồm phân loại sản phẩm nông nghiệp, kiểm tra trang trại, an toàn thực phẩm, giám sát môi trường, v.v.
Sự phát triển của máy ảnh đa bán cầu
Vào những năm 1960, một công nghệ phát hiện mới đã xuất hiện, cụ thể là công nghệ hình ảnh đa bán cầu. Đồng thời cung cấp thông tin về các mục tiêu trong các dải quang phổ khác nhau và kết hợp công nghệ hình ảnh với công nghệ quang phổ. Bằng cách thiết kế hệ thống quang học.
Các camera màng trên không thông thường có thể được sử dụng sớm chỉ có thể tưởng tượng một dải quang phổ duy nhất cụ thể, nhưng không thể mang theo. Thông tin mục tiêu. Máy ảnh đa năng được phát triển có thể thực hiện hình ảnh đa bán cầu và đa bán cầu. Phương pháp này chủ yếu dựa vào hiệu ứng lọc của bộ lọc vành đai. Bằng cách kết hợp các bộ lọc, thông tin được lọc bởi các mục tiêu tương tự trong các dải tần số khác nhau có thể được nhận cùng một lúc, đạt được hình ảnh trên một phạm vi phổ rộng. Camera đa năng có thể được chia thành cấu trúc phân tách lăng kính, cấu trúc bánh xe lọc và cấu trúc phân tách bánh xe lọc phân biệt các phương pháp phân tách.
Phân loại máy ảnh đa bán cầu
Phổ Prism
Các camera đa năng Prism Spectral thường bao gồm một hệ thống quang học đầu vào hướng dẫn đèn tai nạn có thể bao gồm các ống kính hoặc các thành phần quang học khác để tập trung ánh sáng vào lăng kính. Bộ chia chùm lăng kính là thành phần cốt lõi. Một máy ảnh được sử dụng để phân tán ánh sáng tai nạn vào quang phổ của các bước sóng khác nhau. Thông thường, một camera sử dụng một hoặc nhiều lăng kính, mỗi hình ảnh tương ứng với một dải bước sóng. Nhiều lăng kính có thể được kết nối theo chuỗi để phân tán nhiều dải bước sóng. Bằng cách tách ánh sáng của các bước sóng khác nhau thông qua một lăng kính, ánh sáng tách biệt đi vào các vùng khác nhau. Hình ảnh đa phổ có thể được sử dụng để lấy mẫu.
Hình ảnh đa năng là một phương pháp để có được và phân tích hình ảnh của dữ liệu từ các dải quang phổ khác nhau. Hình ảnh màu và hình ảnh đa bán cầu có thể thu được thông tin trên một phổ rộng, bao gồm các dải có thể nhìn thấy các dải khác nhau này tương ứng với các phạm vi bước sóng và bước sóng khác nhau. Vật liệu phản ánh, hấp thụ hoặc truyền ánh sáng theo những cách khác nhau.
Máy ảnh đa năng sử dụng nhiều cảm biến quang học hoặc bộ lọc để tách và chụp ánh sáng của các bước sóng khác nhau. Đồng thời chụp ảnh của từng dải bước sóng, làm cho nó trở thành một thiết bị camera ghi lại thông tin quang phổ ở phạm vi bước sóng khác nhau. Điều này khác với các camera RGB thông thường, chỉ có thể chụp ảnh trong dải ánh sáng có thể nhìn thấy, trong khi camera đa năng, máy ảnh có thể chụp được phổ rộng, thường bao gồm các dải ánh sáng, hồng ngoại và tia cực tím có thể nhìn thấy. Máy ảnh đa bán cầu cung cấp thông tin phong phú hơn máy ảnh RGB thông thường, khiến chúng đặc biệt phù hợp với nhiều khu vực ứng dụng, bao gồm phân loại sản phẩm nông nghiệp, kiểm tra trang trại, an toàn thực phẩm, giám sát môi trường, v.v.
Sự phát triển của máy ảnh đa bán cầu
Vào những năm 1960, một công nghệ phát hiện mới đã xuất hiện, cụ thể là công nghệ hình ảnh đa bán cầu. Đồng thời cung cấp thông tin về các mục tiêu trong các dải quang phổ khác nhau và kết hợp công nghệ hình ảnh với công nghệ quang phổ. Bằng cách thiết kế hệ thống quang học.
Các camera màng trên không thông thường có thể được sử dụng sớm chỉ có thể tưởng tượng một dải quang phổ duy nhất cụ thể, nhưng không thể mang theo. Thông tin mục tiêu. Máy ảnh đa năng được phát triển có thể thực hiện hình ảnh đa bán cầu và đa bán cầu. Phương pháp này chủ yếu dựa vào hiệu ứng lọc của bộ lọc vành đai. Bằng cách kết hợp các bộ lọc, thông tin được lọc bởi các mục tiêu tương tự trong các dải tần số khác nhau có thể được nhận cùng một lúc, đạt được hình ảnh trên một phạm vi phổ rộng. Camera đa năng có thể được chia thành cấu trúc phân tách lăng kính, cấu trúc bánh xe lọc và cấu trúc phân tách bánh xe lọc phân biệt các phương pháp phân tách.
Phân loại máy ảnh đa bán cầu
Phổ Prism
Các camera đa năng Prism Spectral thường bao gồm một hệ thống quang học đầu vào hướng dẫn đèn tai nạn có thể bao gồm các ống kính hoặc các thành phần quang học khác để tập trung ánh sáng vào lăng kính. Bộ chia chùm lăng kính là thành phần cốt lõi. Một máy ảnh được sử dụng để phân tán ánh sáng tai nạn vào quang phổ của các bước sóng khác nhau. Thông thường, một camera sử dụng một hoặc nhiều lăng kính, mỗi hình ảnh tương ứng với một dải bước sóng. Nhiều lăng kính có thể được kết nối theo chuỗi để phân tán nhiều dải bước sóng. Bằng cách tách ánh sáng của các bước sóng khác nhau thông qua một lăng kính, ánh sáng tách biệt đi vào các vùng khác nhau. Hình ảnh đa phổ có thể được sử dụng để lấy mẫu.
Thuận lợi:
Tốc độ khung hình cao: Rất quan trọng đối với các ứng dụng có độ phân giải nhiệt độ cao, chẳng hạn như giám sát các quy trình động
Độ phân giải đầy đủ: có khả năng thu được tất cả các dải trong phạm vi bước sóng liên tục
Không mất: Công việc dựa trên các nguyên tắc phản xạ và phân tán, mà không làm giảm cường độ ánh sáng
Nhược điểm:
Chi phí cao: Chi phí điều chỉnh các thành phần quang học và đường dẫn quang là rất cao.
Kích thước lớn: Máy ảnh đa năng dựa trên Prism thường yêu cầu các lăng kính và thành phần quang kích thước lớn để sản xuất máy ảnh quá lớn
Bộ lọc công nghệ
Sử dụng xoay bộ lọc để có được hình ảnh phổ đa kênh. Các bộ lọc này thường được đặt trong bánh xe bộ lọc này thường hỗ trợ các dải tần số 8-12, mỗi bộ tương ứng với một phạm vi phổ khác nhau. Một trong những ưu điểm là độ phản xạ quang phổ của mỗi pixel có thể được xác định bằng cách xử lý hình ảnh đa năng mỗi dải tần có độ phân giải không gian hoàn chỉnh, đồng thời cho phép các bộ lọc tùy chỉnh và thay thế theo yêu cầu ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, máy ảnh cần chuyển đổi liên tục giữa các dải tần số khác nhau và tốc độ hình ảnh rất chậm. Do đó, nó chỉ phù hợp để bắn các mục tiêu cố định.
Tốc độ khung hình cao: Rất quan trọng đối với các ứng dụng có độ phân giải nhiệt độ cao, chẳng hạn như giám sát các quy trình động
Độ phân giải đầy đủ: có khả năng thu được tất cả các dải trong phạm vi bước sóng liên tục
Không mất: Công việc dựa trên các nguyên tắc phản xạ và phân tán, mà không làm giảm cường độ ánh sáng
Nhược điểm:
Chi phí cao: Chi phí điều chỉnh các thành phần quang học và đường dẫn quang là rất cao.
Kích thước lớn: Máy ảnh đa năng dựa trên Prism thường yêu cầu các lăng kính và thành phần quang kích thước lớn để sản xuất máy ảnh quá lớn
Bộ lọc công nghệ
Sử dụng xoay bộ lọc để có được hình ảnh phổ đa kênh. Các bộ lọc này thường được đặt trong bánh xe bộ lọc này thường hỗ trợ các dải tần số 8-12, mỗi bộ tương ứng với một phạm vi phổ khác nhau. Một trong những ưu điểm là độ phản xạ quang phổ của mỗi pixel có thể được xác định bằng cách xử lý hình ảnh đa năng mỗi dải tần có độ phân giải không gian hoàn chỉnh, đồng thời cho phép các bộ lọc tùy chỉnh và thay thế theo yêu cầu ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, máy ảnh cần chuyển đổi liên tục giữa các dải tần số khác nhau và tốc độ hình ảnh rất chậm. Do đó, nó chỉ phù hợp để bắn các mục tiêu cố định.
Mảng lọc
Một camera đa năng dựa trên một mảng lọc có thể thu được hình ảnh đa phương trong một lần chụp mà không tăng kích thước hoặc chi phí. Họ thường có thể hỗ trợ nhiều kênh ánh sáng có thể nhìn thấy, hồng ngoại gần và hồng ngoại sóng ngắn. Áp dụng cho nông nghiệp, giám sát môi trường, viễn thám và hình ảnh vệ tinh. Số lượng bộ lọc trên mảng bộ lọc bị hạn chế.
Công nghệ camera đa năng
Tầm nhìn của con người là ba màu, có nghĩa là mỗi màu là một sản phẩm của các tín hiệu được tạo ra bởi ba loại máy thu ánh sáng. Các tế bào được đặt trên võng mạc của chúng tôi, đây là một chức năng giới hạn trường nhìn của chúng tôi đối với không gian màu ba chiều. Giống như một chiếc điện thoại di động, nó cho phép bạn mở rộng trường nhìn ra không gian màu cao và chiêm ngưỡng tất cả các không gian ẩn. Một cách để đạt được điều này là sử dụng hình ảnh đa năng. Khối lập phương này chứa rất nhiều thông tin. Câu hỏi về phân tích quang phổ của từng đối tượng là, làm thế nào để chúng ta có được hình ảnh băng hẹp này?
Khi ánh sáng đi qua nhiều bề mặt với lớp phủ chống phản chiếu, nó sẽ phản chiếu và can thiệp vào các khoảng trống riêng biệt. Những bề mặt này dẫn đến phổ truyền dải hẹp của cấu trúc. Trong bộ lọc này, phổ truyền sẽ thay đổi. Đỉnh truyền sẽ chuyển sang phạm vi hồng ngoại.
Một camera đa năng dựa trên một mảng lọc có thể thu được hình ảnh đa phương trong một lần chụp mà không tăng kích thước hoặc chi phí. Họ thường có thể hỗ trợ nhiều kênh ánh sáng có thể nhìn thấy, hồng ngoại gần và hồng ngoại sóng ngắn. Áp dụng cho nông nghiệp, giám sát môi trường, viễn thám và hình ảnh vệ tinh. Số lượng bộ lọc trên mảng bộ lọc bị hạn chế.
Công nghệ camera đa năng
Tầm nhìn của con người là ba màu, có nghĩa là mỗi màu là một sản phẩm của các tín hiệu được tạo ra bởi ba loại máy thu ánh sáng. Các tế bào được đặt trên võng mạc của chúng tôi, đây là một chức năng giới hạn trường nhìn của chúng tôi đối với không gian màu ba chiều. Giống như một chiếc điện thoại di động, nó cho phép bạn mở rộng trường nhìn ra không gian màu cao và chiêm ngưỡng tất cả các không gian ẩn. Một cách để đạt được điều này là sử dụng hình ảnh đa năng. Khối lập phương này chứa rất nhiều thông tin. Câu hỏi về phân tích quang phổ của từng đối tượng là, làm thế nào để chúng ta có được hình ảnh băng hẹp này?
Khi ánh sáng đi qua nhiều bề mặt với lớp phủ chống phản chiếu, nó sẽ phản chiếu và can thiệp vào các khoảng trống riêng biệt. Những bề mặt này dẫn đến phổ truyền dải hẹp của cấu trúc. Trong bộ lọc này, phổ truyền sẽ thay đổi. Đỉnh truyền sẽ chuyển sang phạm vi hồng ngoại.
Ngay từ năm 1987, Melonson đã thực hiện nguyên tắc này bằng các thiết bị MEMS. Tuy nhiên, các bộ lọc Fabry Perot hiện tại dựa trên MEMS là phạm vi điều chỉnh của chúng rất hạn chế và chúng chỉ có thể giảm các khoảng trống thứ nhất và thứ ba. Thứ ba, hiện tượng kéo sẽ bị chiếm đóng. Hình ảnh đa năng yêu cầu các bộ lọc rất rộng có thể điều chỉnh phạm vi và kéo. Hiện tượng này có thể tránh được bằng cách tách đơn giản các thiết bị quang học và MEMS.
Trong thiết kế này, chúng tôi có một gương di động với một bộ điện cực bên ngoài. Hình dưới đây là một hình ảnh vật lý của bộ lọc có thể điều chỉnh. Nó chỉ dày 1,05mm và bao gồm ba tấm wafer. Trong khái niệm này, khi chúng ta áp dụng điện áp lái xe, khoảng cách quang học không còn giảm nhưng tăng và thiết kế này có thể đạt được sự mở rộng khoảng cách 6 lần.
Máy ảnh đa năng tương thích từ dưới lên này cho điện thoại di động đã được sử dụng rộng rãi trong kiểm tra nông nghiệp, lái xe tự trị, tự động hóa công nghiệp, nhận dạng khuôn mặt, y học, v.v. Tiêu chuẩn dung nạp của điện thoại di động.
