Spatiospektrální skenování - Spatiospectral scanning

Spatiospektrální skenování[1] je jednou ze čtyř technik pro hyperspektrální zobrazování, další tři jsou prostorové skenování,[2] spektrální skenování [3] a neskenování nebo snímek hyperspektrální zobrazování.

Tato technika byla navržena tak, aby zavedla do praxe koncept „naklonění“ vzorkování „hyperspektrální datová kostka, což bylo považováno za obtížné dosáhnout.[4] Prostorovým spektrálním skenováním se získá řada tenkých diagonálních řezů datové krychle. Obrazně řečeno, každý získaný obrázek má „duhovou barvu“ prostorová mapa scény. Přesněji řečeno, každý obraz představuje dva prostorové rozměry, z nichž jeden je kódován vlnovou délkou. Chcete-li získat spektrum daného bodu objektu je zapotřebí skenování.

Spatiospektrální skenování kombinuje některé výhody prostorového a spektrálního skenování: V závislosti na kontextu aplikace si můžete vybrat mezi mobilní a stacionární platformou. Každý obrázek je navíc prostorovou mapou scény, která usnadňuje nasměrování, zaostření a analýzu dat. To je zvláště cenné pro nepravidelné nebo nenahraditelné pohyby skenování. Jsou založeny na disperzi a poskytují prostorové a spektrální skenovací systémy vysoké prostorové a spektrální rozlišení.

Prototypový systém

Prototypový systém spektroskopického skenování, představený v červnu 2014, sestává ze základní štěrbiny spektroskop (štěrbina + disperzní prvek) v nějaké vhodné nenulové vzdálenosti před kamerou. (Pokud je efektivní vzdálenost kamery nulová, systém je použitelný pro prostorové skenování). Proces zobrazování je založen na spektrálně dekódovaném temná komora projekce: Na disperzní prvek se promítá řada projekcí ze spojitého pole dírkových otvorů (= štěrbina), přičemž každá projekce přispívá k zaznamenanému dvojrozměrnému obrazu pásem duhové barvy. Zorné pole v prostorové dimenzi kódované vlnovou délkou se asymptoticky blíží úhlu rozptylu disperzního prvku, když se vzdálenost kamery od disperzního prvku blíží nekonečnu.[1]Skenování je dosaženo pohybem kamery příčně ke štěrbině (stacionární platforma) nebo pohybem celého systému příčně ke štěrbině (mobilní platforma).

Schéma prototypového nastavení. Prostorového spektrálního skenování je dosaženo pohybem kamery nebo celého systému ve směru disperze.

Pokročilý systém

Pokročilý systém spektroskopického skenování navržený v červnu 2014 sestává z disperzního prvku před systémem prostorového skenování. (To umožňuje snadné přepínání mezi prostorovým a prostorově spektrálním skenováním). Proces zobrazování je založen na spektrální analýze pásu rozptýleného obrazu scény. Zorné pole v prostorové dimenzi kódované vlnovou délkou se rovná úhlu rozptylu disperzního prvku.[1] Stejně jako v základnějším systému je skenování dosaženo příčným pohybem štěrbiny nebo pohybem systému vzhledem ke scéně.

Schéma pokročilého nastavení. První objektiv zobrazuje objekt na rovinu štěrbiny. První disperzní prvek rozptyluje tento obrázek. Kamera vytváří obraz roviny štěrbiny, druhý disperzní prvek rozptýlí obraz štěrbiny, čímž vytváří duhově zbarvený obraz objektu.
Spatiospektrální snímky baziliky ve Weingartenu (Německo) získané pokročilým nastavením.

Reference

  1. ^ A b C Grusche, Sascha. Základní štěrbinový spektroskop odhaluje trojrozměrné scény prostřednictvím diagonálních řezů hyperspektrálních kostek Aplikovaná optika, OSA, červen 2014. Citováno dne 9. června 2014.
  2. ^ [1] Pokrok v hyperspektrálním a multispektrálním zobrazování, Citováno 10. června 2014
  3. ^ Gat, Nahum. [2] Zobrazovací spektroskopie pomocí laditelných filtrů: Přehled, Proc. SPIE sv. 4056, 2000. Citováno 10. června 2014.
  4. ^ Bershady, Matthew. [3] 3D spektroskopické vybavení. In: „3D Spectroscopy in Astronomy, XVII Canary Island Winter Schoolof Astrophysics,“ eds. E. Mediavilla, S. Arribas, M. Roth, J. Cepa-Nogué a F. Sánchez, Cambridge University Press, 2010. Citováno 10. června 2014.