UA82813C2 - Device for decoding spectral characteristics of object - Google Patents
Device for decoding spectral characteristics of object Download PDFInfo
- Publication number
- UA82813C2 UA82813C2 UAA200708264A UAA200708264A UA82813C2 UA 82813 C2 UA82813 C2 UA 82813C2 UA A200708264 A UAA200708264 A UA A200708264A UA A200708264 A UAA200708264 A UA A200708264A UA 82813 C2 UA82813 C2 UA 82813C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- block
- image
- spectral
- receiver
- unit
- Prior art date
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 4
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Description
Винахід належить до області прикладної спектрометрії, зокрема до оптико-електронних спектральних вимірювань.The invention belongs to the field of applied spectrometry, in particular to optical-electronic spectral measurements.
Відомі спектрометри, що базуються на розкладанні світла на складові спектра, з використанням диспергируючих елементів, наприклад, призм або дифракційних решіток (11.There are known spectrometers based on the decomposition of light into the components of the spectrum, using dispersive elements, for example, prisms or diffraction gratings (11.
Відомі пристрої багатозональної зйомки місцевості |21.Known devices for multi-zone terrain survey |21.
Головним недоліком цих пристроїв полягає в дуже малому полі зору і можливість роботи тільки у вузькому пучку світлових променів, відбитих від об'єкта.The main disadvantage of these devices is a very small field of view and the ability to work only in a narrow beam of light rays reflected from the object.
Недоліком пристроїв багатозональної зйомки є необхідність використання багатозональної апаратури, нерідко це дуже ускладнює вирішення поставлених задач.The disadvantage of multi-zone shooting devices is the need to use multi-zone equipment, which often makes it very difficult to solve the tasks.
В якості аналога, приймаємого за прототип, найбільш близьким є спектрометричний пристрій (11.As an analog taken as a prototype, the closest is a spectrometric device (11.
Завданням винаходу є створення пристрою дешифрування картини місцевості, який може перетворити інформацію на кольоровому аерокосмічному знімку в спектральну характеристику кожної з ділянок місцевості на знімку.The task of the invention is to create a terrain picture deciphering device that can convert information on a color aerospace image into a spectral characteristic of each area of the terrain in the image.
Поставлене завдання вирішується за рахунок створення пристрою дешифрування спектральних характеристик об'єкта по його кольоровому зображенню на знімку, що містить блок об'єктива, диспергуючий елемент, блок обробки інформації, блок індикації, блок пам'яті еталонів, блок запису і зберігання інформації, який відрізняється тим, що включає в себе блок касети знімка з механізмом пересування знімку, датчиком величини пересування та підсвіткою, багатоелементний фотоприймач матричного типу, встановлений в площині зображення спектральних смуг, при цьому спектральні смуги орієнтовані так, що забезпечують сканування мішені матричного фотоприймача з напрямком однієї з координатних осей фотоприймача, а по іншій осі забезпечують сканування структурою фотоприймача з напрямком, що паралельний кромці «зчитувальної щілини».The task is solved by creating a device for deciphering the spectral characteristics of an object based on its color image in a photograph, which contains a lens unit, a dispersing element, an information processing unit, an indication unit, a standard memory unit, a recording and information storage unit, which differs in that it includes a picture cassette unit with a mechanism for moving the picture, a sensor of the amount of movement and a backlight, a multi-element photoreceptor of the matrix type, installed in the image plane of the spectral bands, while the spectral bands are oriented so as to ensure scanning of the target of the matrix photoreceptor with the direction of one of coordinate axes of the photoreceptor, and along the other axis provide scanning of the photoreceptor structure in a direction parallel to the edge of the "reading slit".
Технічним результатом є забезпечення автоматизованого дешифрування аерокосмічних знімків, покращення точності дешифрування.The technical result is the provision of automated decoding of aerospace images, improving the accuracy of decoding.
На Фіг.1 представлена блок-схема запропонованого пристрою. 1 - об'єктив вхідного коліматора; 2 - диспергируючий елемент (дифракційна решітка);Figure 1 shows a block diagram of the proposed device. 1 - input collimator lens; 2 - dispersing element (diffraction grating);
З - об'єктив; 4 - багатоелементний фотоприймач матричного типу; - блок обробки інформації; 6 - блок індикації; 7 - блок касети аерознімка зі щілинною діафрагмою; 8 - підсвітка аерознімка у зоні щілинної діафрагми; 9 - механізм пересування знімка відносно діафрагми з датчиком величини пересування знімка; - блок керування; 11 - блок пам'яті еталонів; 12 - блок запису та зберігання інформації;Z - lens; 4 - multi-element matrix type photoreceptor; - information processing unit; 6 - display unit; 7 - aerial photograph cassette unit with a slit diaphragm; 8 - illumination of an aerial photograph in the zone of the slit diaphragm; 9 - the mechanism of movement of the picture relative to the diaphragm with the sensor of the amount of movement of the picture; - control unit; 11 - memory block of standards; 12 - unit for recording and storing information;
Блоки 1,2,3,4,6,7,8,9,10 - розташовані у єдиному корпусі, блоки 5,11,12 - у комп'ютері. Можливий варіант мінітіарюзації блоків 4,11,12 та розташуванні усіх блоків у єдиному корпусі.Blocks 1,2,3,4,6,7,8,9,10 are located in a single case, blocks 5,11,12 are in a computer. It is possible to miniaturize blocks 4, 11, 12 and place all blocks in a single case.
На Ффіг.1 одинарними лініями зі стрілками показані електричні зв'язки, а подвійними лініями - оптичні.In Figure 1, single lines with arrows indicate electrical connections, and double lines indicate optical connections.
Блок касети космічного аерознімка має щілинну діафрагму, вісь якої знаходиться в площині, паралельній з напрямком робочих елементів диспергируючої системи 2 і з однієї з осей двухкоординатної матриці багатоелементного фотоприймача 4.The cassette block of the space aerial photo has a slit diaphragm, the axis of which is in a plane parallel to the direction of the working elements of the dispersing system 2 and from one of the axes of the two-coordinate matrix of the multi-element photoreceiver 4.
Блок 7 має підсвітку З та механізм пересування знімка 9 з датчиком величини пересування знімка у напрямі, перпендикулярному до осі щілинної діафрагми.Block 7 has a backlight З and a mechanism for moving the picture 9 with a sensor for the amount of movement of the picture in the direction perpendicular to the axis of the slit diaphragm.
Величину пересування знімку фіксують датчиком механізма 8, перетворюють у електронний сигнал-код і передають у блок 5.The amount of movement of the image is fixed by the sensor of the mechanism 8, converted into an electronic signal code and transmitted to the block 5.
Блоки 1,2,3,4,7,8 мають між собою оптичний зв'язок (на Фіг.1 показану подвійними лініями).Blocks 1,2,3,4,7,8 have an optical connection between them (shown by double lines in Fig. 1).
В якості диспергируючої системи 2 може бути застосована дифракційна решітка, а в якості фотоприймача 4 - ПЗС матриця.A diffraction grating can be used as a dispersing system 2, and a CCD matrix as a photodetector 4.
Електроживлення пристрою здійснюють через блок керування 10 від зовнішнього чи вбудованого джерела електроживлення.The device is powered by the control unit 10 from an external or built-in power source.
На Фіг.2 розглянемо оптичну схему спектрального приладу з плоскою дифракційною решіткою. Такий прилад має вхідний і вихідний коліматори з об'єктивами 1 і 3. Оптичні осі об'єктивів 1 і 3 коліматорів перпендикулярні до штрихів решітки, тобто лежать у площині ху. Вхідна щілина 13 блока касети 7, що грає роль джерела світла, паралельна штрихам решітки. Кожна крапка щілини 13 по її висоті дає після проходження об'єктива 1 коліматора паралельний пучок світла, вісь якого утворить кут 6' з оптичною віссю коліматора і, отже, із площиною ху. Осі паралельних пучків, що йдуть від різних точок щілини 13 (по її висоті), утворять різні кути з площиною ху, але усі вони лежать в одній площині, що проходить через вісь 7.In Fig. 2, consider the optical scheme of a spectral device with a flat diffraction grating. Such a device has input and output collimators with lenses 1 and 3. The optical axes of the lenses 1 and 3 of the collimators are perpendicular to the grating strokes, that is, they lie in the x plane. The input slot 13 of the cassette block 7, which plays the role of a light source, is parallel to the lines of the grid. Each point of the slit 13 along its height gives, after passing through the lens 1 of the collimator, a parallel beam of light, the axis of which will form an angle 6' with the optical axis of the collimator and, therefore, with the plane xu. The axes of parallel beams coming from different points of the slit 13 (along its height) will form different angles with the plane xu, but they all lie in the same plane that passes through the axis 7.
Виходячи зі схеми спектрального приладу, виявляється зручним характеризувати положення точки джерела а і точки спостереження р кутами хм і Ф, що лежать у площині ху, і кутами 6'ї 6", що лежать у площинах, що проходять через оптичні осі коліматорів і вісь 7. Кут уу, утворений віссю вхідного коліматора з віссю х є кут падіння паралельного пучка на решітку, а кут Ф, утворений віссю вихідного коліматора з віссю х, - кут дифракції. При такому виборі кутів осі паралельних пучків, що йдуть від різних точок вхідної щілини по її висоті, утворять різні кути 6, але їхньої проекції на площину ху утворять з віссю той самий кут ху (11. В результаті на мішені матричного фотоприймача 4 з'являється зображення спектральних смуг 14.Based on the scheme of the spectral device, it is convenient to characterize the position of the source point a and the observation point p by the angles хм and Ф, which lie in the plane ху, and the angles 6' and 6", which lie in the planes passing through the optical axes of the collimators and axis 7 . The angle u formed by the axis of the input collimator with the x axis is the angle of incidence of the parallel beam on the grating, and the angle Ф formed by the axis of the output collimator with the x axis is the diffraction angle. With this choice of the angles of the axes of the parallel beams coming from different points of the input slit along its height, will form different angles 6, but their projection on the х plane will form the same angle х with the axis (11. As a result, an image of spectral bands 14 appears on the target of the matrix photoreceptor 4.
Пристрій, за допомогою якого реалізують запропонований спосіб, працює наступним чином:The device with which the proposed method is implemented works as follows:
За допомогою блока керування 10 вмикають інші блоки пристрою. Зображення місцевості, обмежені щілинною діафрагмою 13 блока 7 і освітлене блоком 8, передається в об'єктив 1, який формує світовий пучок, що падає на диспергеруючу систему - блок 2. В блоці 2 здійснюється розкладання потока світла на спектральні складові, які утворюють за допомогою об'єктива З кольорові смуги з різною довжиною хвилі на мішені фотоприймача 4, при цьому напрямок смуг співпадає з напрямком однієї з осей матриці і смуги спроектовані на мішень по цьому напрямку. Ділянки мішені матриці, що освітлені спектральними смугами, електронно сканують «попіксельно» вздовж смуг, тим самим виконуючи сканування зображення на знімку, яке обмежене щілиною блока 7 вздовж осі цієї щілинної діафрагми. У той же час за допомогою механізму 9 виконують сканування (більш повільне, ніж ,попіксельне") у блоці 7 знімка, по напрямку, який перпендикулярний до осі щілинної діафрагми блока 7. У результаті із блока 4 у блок 5 надходить у електронному коді інформація про спектральний склад зображення кожної найменшої ділянки знімка у двохкоординатній системі. В блок також потрапляє інформація з блоку пам'яті еталонів 11. Еталони - це закодоване відношення інтенсивностей світлових потоків на робочих довжинах хвиль, що відповідають певним об'єктам. У блоці 5 виконують порівняння цих відхилень з отриманими у результаті вимірювань та ідентифікують об'єкти на знімку. Дані ідентифікації з блока 5 надходять до блока 6, де інформацію візуалізують і також її направляють до блоку зберігання інформації 12.With the help of the control unit 10, other units of the device are turned on. The image of the terrain, limited by the slit diaphragm 13 of block 7 and illuminated by block 8, is transmitted to lens 1, which forms a global beam that falls on the dispersing system - block 2. In block 2, the light stream is decomposed into spectral components that form using lens C colored bands with different wavelengths on the target of the photo receiver 4, while the direction of the bands coincides with the direction of one of the axes of the matrix and the bands are projected onto the target in this direction. Areas of the matrix target illuminated by spectral bands are electronically scanned "pixel-by-pixel" along the bands, thereby scanning the image in the picture, which is limited by the slit of the block 7 along the axis of this slit diaphragm. At the same time, with the help of the mechanism 9, a scan (slower than "per-pixel") is performed in block 7 of the picture, in a direction perpendicular to the axis of the slit diaphragm of block 7. As a result, from block 4 to block 5, information about the spectral composition of the image of each smallest part of the picture in the two-coordinate system. The block also receives information from the reference memory block 11. References are a coded ratio of light flux intensities at the working wavelengths corresponding to certain objects. Block 5 compares these deviations with the resulting measurements and identify the objects in the picture.The identification data from the unit 5 is sent to the unit 6, where the information is visualized and also sent to the information storage unit 12.
Таким чином запропонований пристрій дешифрування спектральних характеристик об'єкту по його кольоровому зображенню, наприклад, на космічному знімку дозволяє отримати спектральну характеристику кожної ділянки об'єкту по усьому полю зображення при повній автоматизації дешифрування.In this way, the proposed device for deciphering the spectral characteristics of an object based on its color image, for example, on a space photo, allows obtaining the spectral characteristic of each part of the object over the entire image field with full automation of decoding.
Література: 1. В.Н. Малишев. Введение в зкспериментальную спектрометрию. М. «Наука», 1979 2. Н.П. Лаврова, А.Ф. Стеценко. Азрофотосьемка. Азрофотосьемочное оборудование. М. Недра, 1981 (стр. 271-273). 3. Б.С. Кузьмин, Ф.Я. Герасимов и др. Топографо-геодезические терминьі: Справочник. М. «Недра», 1989.(стр. 190-191). и пиття На ово ом : ! і І ! 8 11.6. ен и в шенню рення рен шини 7514 |. І. ЩІ і шк Я 2 вк 3 Ко 4 і іі п 1 р. !Literature: 1. V.N. Malyshev. Introduction to experimental spectrometry. M. "Nauka", 1979 2. N.P. Lavrova, A.F. Stetsenko. Astrophotography. Astrophotographic equipment. M. Nedra, 1981 (pp. 271-273). 3. B.S. Kuzmin, F.Ya. Gerasimov et al. Topographical and geodesic terms: Reference book. M. "Nedra", 1989. (pp. 190-191). and drinking Na ovo om : ! and And ! 8 11.6. 7514 | I. SHHI and shk I 2 wk 3 Ko 4 and ii p 1 r. !
І Щ й щі ЩЕ ! рен М дн і ВАМ ОПAnd more and more! ren M dn and VAM OP
І : : | щеAnd : : | more
Н ; Н Н І ' : : | ' ще 9. - я2410. ' ! : г дн чан ук и м а а а авN ; N N I ' : : | ' another 9. - i2410. ' ! : h dn chan uk i m a a a av
Фіг з г. аFig from the city of A
Х остетедесефестюютестя ' ІЙ 1 НН ЗX ostetedesefestyuyutestya ' IJ 1 NN Z
У : щиIn: shchi
А ЗАКШЬ. КГ кА с мAnd if you want KG kA with m
ВО Ще ня Ї І Зх Ух 14 дис беж ї ва в" їй ; їй ще о і ке «що. й їхVO Shche nya Y I Zh Uh 14 dis beje va v" her; she still o and ke "that. and them
Ж і НИЙ х "ЕН 1 щ М ЕЯН іктлкникоуZh i NIH x "EN 1 sh M EYAN iktlknikou
НЕ 4 ліянЕ й фігNO 4 liyanE and fig
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA200708264A UA82813C2 (en) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | Device for decoding spectral characteristics of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA200708264A UA82813C2 (en) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | Device for decoding spectral characteristics of object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA82813C2 true UA82813C2 (en) | 2008-05-12 |
Family
ID=39819231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA200708264A UA82813C2 (en) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | Device for decoding spectral characteristics of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA82813C2 (en) |
-
2007
- 2007-07-19 UA UAA200708264A patent/UA82813C2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5717487A (en) | Compact fast imaging spectrometer | |
US9970816B2 (en) | Light sensor modules and spectrometers including an optical grating structure | |
US2787188A (en) | Optical cross-correlator | |
US7078720B2 (en) | Range finder for measuring three-dimensional geometry of object and method thereof | |
CN112513594B (en) | Hyperspectral scanner | |
CN201464039U (en) | Miniature cylindrical mirror multi-grating spectrum analysis instrument | |
CN101672695A (en) | Diffraction grating spectrometer | |
CN104006885A (en) | Spatio-temporal union modulation Fourier-transformation imaging spectrometer and manufacturing method | |
US10921721B1 (en) | Measurement system and grating pattern array | |
UA82813C2 (en) | Device for decoding spectral characteristics of object | |
WO2019216213A1 (en) | Spectroscopic measuring device, and spectroscopic measuring method | |
US20050088657A1 (en) | Optical measurment device and spectroscopic device | |
Griffiths et al. | The optical identification of H2252–035 with a cataclysmic variable | |
UA28424U (en) | Method for determining the spectral characteristics of an object | |
US10876828B2 (en) | Tracking system and optical measuring system for determining at least one spatial position and orientation of at least one measurement object | |
UA82814C2 (en) | Method for decoding spectral characteristics of object | |
UA28800U (en) | Device for determining the spectral characteristics of an object | |
Sigernes | Basic hyperspectral imaging | |
Plaipichit et al. | Spectroscopy system using digital camera as two dimensional detectors for undergraduate student laboratory | |
RU2745096C1 (en) | Two-channel optoelectronic system | |
RU2308064C1 (en) | Multi-spectrum scanning device | |
GB1241549A (en) | An improved photometric instrument | |
RU2569072C2 (en) | Angle of rotation sensor | |
Ulanch | Replicating the blue wool response using a smartphone spectroradiometer | |
SU1441278A1 (en) | Method of measuring refraction index of translucent bars |