Snapshot hyperspectral imaging - Snapshot hyperspectral imaging - Wikipedia

Snapshot hyperspectral imaging[1] je metoda snímání hyperspektrální obrázky během jedné doby integrace pole detektorů. U této metody není zahrnuto žádné skenování a to znamená nedostatek pohyblivých částí [2] pohybovým artefaktům je třeba se vyhnout. Tento přístroj obvykle obsahuje pole detektorů s vysokým počtem pixelů.

Ačkoli první známý odkaz na snímek hyperspektrálního zobrazovacího zařízení - Bowenův „obrazový kráječ“ - pochází z roku 1938,[3] koncept nebyl úspěšný, dokud nebylo k dispozici větší množství prostorového rozlišení. S příchodem velkoformátových detektorových polí na konci 80. a na počátku 90. let byla vyvinuta řada nových technik hyperspektrálního zobrazování snímků využívajících výhod nové technologie: metoda využívající svazek vláken v rovině obrazu a přeformátování vláken na opačném konci svazku než dlouhá řada,[4] prohlížení scény pomocí 2D mřížky a rekonstrukce multiplexovaných dat pomocí matematiky výpočetní tomografie,[5] spektrograf (založený na čočkách) integrálního pole,[6] modernizovaná verze Bowenova kráječe obrázků.[7] V poslední době se řada výzkumných skupin pokusila tuto technologii zdokonalit, aby vytvořila zařízení, která jsou komerčně využitelná. Mezi tato novější zařízení patří zobrazovač HyperPixel Array odvozený od integrálního pole spektragrafu,[8] přístup k víceplotovému spektrálnímu filtru,[9] přístup založený na kompresním snímání využívající kódovanou clonu,[10] přístup založený na zrcadlovém mikroskopu,[11] zobecnění Lyotova filtru,[12] a zobecnění Filtr Bayer přístup k multispektrální filtraci [13][14]

Zatímco snímky snímků jsou ve vědecké literatuře uváděny prominentně, žádný z těchto přístrojů nezaznamenal široké komerční využití (tj. Mimo profesionální astronomickou komunitu) kvůli výrobním omezením. Jejich primárním dějištěm tedy nadále zůstávají astronomické dalekohledy. Jedním z hlavních důvodů popularity snímkůových zařízení v astronomické komunitě je to, že nabízejí velké zvýšení kapacity sběru světla dalekohledu při provádění hyperspektrálního zobrazování.[15][16] Nedávné aplikace byly v půdní spektroskopii[17] a vegetační vědy.[18]

Viz také

Reference

  1. ^ Hagen, Nathan; Kudenov, Michael W. „Recenze technologií spektrálního zobrazování snímků“. Spie. Digitální knihovna. Optické inženýrství. Archivovány od originálu dne 20. září 2015. Citováno 2. února 2017.CS1 maint: BOT: stav původní adresy URL neznámý (odkaz)
  2. ^ Snapshot Techniques, Michels R. "16 Příručka optických komponent ", Hanser Verlag 445-464: 978-3-446-44115-6(2014).
  3. ^ I. S. Bowen, „Obrazový kráječ, zařízení pro snižování ztráty světla na štěrbině hvězdného spektrografu“, Astrofyzikální deník 88: 113-124 (1938).
  4. ^ S. C. Barden a R. A. Wade, „DensePak a spektrální zobrazování pomocí vláknové optiky“, in Vláknová optika v astronomii, Astronomická společnost tichomořské konference 3: 113-124 (1988).
  5. ^ Takayuki Okamoto a Ichirou Yamaguchi, “Simultánní získávání informací o spektrálním obrazu ", Optická písmena 16: 1277-1279 (1991).
  6. ^ R. Bacon, G. Adam, A. Baranne, G. Courtes, D. Dubet, J. P. Dubois, "3D spektrografie při vysokém prostorovém rozlišení. I. Koncept a realizace integrálního polního spektrografu TIGER," Dodatek k astronomii a astrofyzice 113: 347-357 (1995).
  7. ^ L. Weitzel, A. Krabbe, H. Kroker, N. Thatte, L.E. Tacconi-Garman, M. Cameron a R. Genzel, "3D: Nová generace blízkého infračerveného zobrazovacího spektrometru," Dodatek k astronomii a astrofyzice 119: 531-546 (1995).
  8. ^ Bodkin, A., Sheinis, A., Daly, J., Beaven, S., Weinheimer, J. „Snapshot Hyperspectral Imaging - the Hyperpixel Array Camera“, Proc. SPIE, 7334-17, (2009)
  9. ^ S. A. Mathews, “Návrh a výroba nízkonákladového multispektrálního zobrazovacího systému," Aplikovaná optika 47: F71-F76 (2008).
  10. ^ A. Wagadarikar, R. John, R. Willett a D. Brady, "Jediný design dispergátoru pro kódované clonové momentové spektrální zobrazení," Aplikovaná optika 47: B44-B51 (2008).
  11. ^ L. Gao, R. T. Kester, T. S. Tkaczyk, "Hyperspektrální fluorescenční mikroskopie kompaktního spektrálního spektrometru (ISS) ", Optika Express 17: 12293-12308 (2009).
  12. ^ A. Gorman, D. W. Fletcher-Holmes a A. R. Harvey, "Zobecnění Lyotova filtru a jeho aplikace na snímek spektrálního zobrazení," Optika Express 18: 5602-5608 (2010)
  13. ^ N. Gupta, P. R. Ashe a S. Tan, "Miniaturní snímek multispektrální zobrazovač ", Optické inženýrství 50: 033203 (2011).
  14. ^ I. J. Vaughn, A. S. Alenin a J. S. Tyo, "Inženýrská soustava filtrů ohniskové roviny I: obdélníkové mřížky ", Optika Express 25: 10 (2017).
  15. ^ M. A. Bershady, "3D spektroskopická instrumentace", se objeví v 3D spektroskopie v astronomii, XVII. Zimní škola astrofyziky na Kanárských ostrovech, eds. E. Mediavilla, S. Arribas, M. Roth, J. Cepa-Nogue a F. Sanchez, Cambridge University Press (2009).
  16. ^ N. Hagen, R. T. Kester, L. Gao a T. S. Tkaczyk, "Výhoda snímku: přehled vylepšení sběru světla pro paralelní vysokodimenzionální měřicí systémy ", Optické inženýrství 51: 111702 (2012).
  17. ^ Jung, A., Vohland, M. a Thiele-Bruhn, S. "Použití přenosné kamery pro proximální snímání půdy s hyperspektrálními obrazovými daty," Dálkový průzkum Země, 7(9): 11434-11448 (2015).
  18. ^ Aasen, H., Burkart, A., Bolten, A. a Bareth, G., "Generování 3D hyperspektrálních informací pomocí odlehčených kamer UAV pro monitorování vegetace: od kalibrace kamery po zajištění kvality. " ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 108:, 245-259 (2015).