Разработка гиперспектальной системы с управляемым спектральным, пространственным и радиометрическим разрешением «Светотехника», 2022, № 4
Авторы статьи:
Шипко Владимир Вацлавович, Пожар Витольд Эдуардович, Мачихин Александр Сергеевич, Баландин Иван Алексеевич, Борзов Сергей Михайлович, Лущик Александр Валерьевич, Киселёв Александр Валерьевич
Шипко Владимир Вацлавович, кандидат техн. наук. Окончил в 2008 г. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. Докторант ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина». Область научных интересов: дистанционное зондирование, цифровая обработка изображений
Пожар Витольд Эдуардович, доктор физ.-мат. наук. Окончил МФТИ в 1981 г., работает руководителем отдела акустооптических информационных систем НТЦ УП РАН, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана и НИЯУ «МИФИ». Область научных интересов: акустооптика, спектрометрия, дифференциальная, модуляционная, адаптивная спектроскопия, гиперспектрометрия, дистанционное зондирование, спектральное приборостроение
Мачихин Александр Сергеевич, доктор техн. наук. Окончил в 2007 г. факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Ведущий научный сотрудник НТЦ УП РАН. Область научных интересов: приборостроение, неразрушающий контроль, акустооптика, биомедицинская оптика
Баландин Иван Алексеевич, инженер. Окончил в 2021 г. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Аспирант НТЦ УП РАН. Область научных интересов: акустооптическая спектроскопия
Борзов Сергей Михайлович, кандидат техн. наук. Окончил в 1984 г. Новосибирский государственный университет. Заведующий лабораторией информационной оптики ИАиЭ СО РАН. Область научных интересов: цифровая обработка изображений, обнаружение и классификация объектов
Лущик Александр Валерьевич, кандидат техн. наук, доцент. Окончил в 1993 г. Харьковское ВВАИУ. Доцент 92 кафедры ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина». Область научных интересов: автоматизация систем управления
Киселёв Александр Валерьевич, инженер. Окончил в 1981 г. Фрунзенский политехнический институт. Преподаватель 92 кафедры ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина». Область научных интересов: диагностика цифровых устройств
Аннотация
Предложен и обоснован подход к построению гиперспектральной системы, обеспечивающий управление спектральным, пространственным и радиометрическим (яркостным) разрешением и открывающий возможность проведения гиперспектрального мониторинга объектов при ограниченных вычислительных ресурсах и пропускной способности канала передачи видеоданных. Управление спектральным разрешением предполагается осуществлять на основе перестраиваемых, программно-управляемых акустооптических фильтров, управление пространственным разрешением – на основе современных технологий КМОП-матриц с функцией «активный пиксель», а управление разрядностью оцифровки получаемых изображений – на основе разработанного аналого-цифрового преобразователя с перестраиваемым уровнем квантования. Моделирование с использованием экспериментальных данных показало осуществимость достаточно воспроизводимой классификации гиперспектральных изображений при снижении их спектрального, пространственного и радиометрического разрешений.
Список использованной литературы
1. Виноградов А.Н., Егоров В.В., Калинин А.П., Родионов А.И., Родионов И.Д. Линейка авиационных гиперспектрометров ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасного диапазонов // Оптический журнал. – 2016. – Т. 88. № 4. – С. 54–62.
2. Пожар В.Э., Мачихин А.С., Гапонов М.И., Широков C.В., Мазур М.М., Шерышев А.Е. Гиперспектрометр на основе перестраиваемых акустооптических фильтров для БПЛА // Светотехника. – 2018. – № 4. – С. 47–50.
3. Мазур М.М., Пожар В.Э. Спектрометры на акустооптических фильтрах // Измерительная техника. – 2015. – № 9. – С. 29–33.
4. Мазур М.М., Судденок Ю.А., Пожар В.Э. Многооконные акустооптические фильтры для корреляционной спектроскопии // Оптика и спектроскопия. – 2020. – Т. 128, Вып. 2. – С. 284–289.
5. Пожар В.Э., Великовский Д.Ю. Спектральное распознавание объектов с помощью многооконных акустооптических фильтров // Оптика и спектроскопия. – 2020. – Т. 128, Вып. 7. – С. 1035–1041.
6. Горбачёв А.А., Коротаев В.В., Ярышев С.Н. Твердотельные матричные фотопреобразователи и камеры на их основе. – СПб.: НИУ ИТМО, 2013. – 98 с.
7. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. – М.: Радио и связь, 1985. – 279 с.
8. Wu H., Haibach F.G., Bergles E., Qian J., Zhang Ch., Yang W. Miniaturized handheld hyperspectral imager / Proc. SPIE. Vol. 9101, Next-Generation Spectroscopic Technologies VII, Paper 91010W (21 May 2014).
9. Hu P., Lu Q., Shu R., Wang J. An airborne pushbroom hyperspectral imager with wide field of view // Chiness optics letters. – 2005. – Vol. 3, No. 12. – P. 689–691.
10. Saari H., Pölönen I., Salo H. et al. Miniaturized hyperspectral imager calibration and UAV flight campaigns / Proc. SPIE. Vol. 8889, Sensors, Systems and Next Generation Sattelits XVII, Paper 88891O (2013).
11. Lucey P.G., Akagi J.T., Hinrichs J.L., Crites S.T., Wright R. A long-wave infrared hyperspectral sensor for Shadow class UAVs / Proc. SPIE, Vol. 8713, Paper 87130D (2013).
12. Downing J., Harvey A.R. Multi-aperture hyperspectral imaging / OSA Technical Digest (online) (Optical Society of America, 2013). Doi.org/10.1364/AIO.2013.JW2B.2.
13. Mitchell P.A. Hyperspectral digital imagery collection experiment HYDICE / Proc. SPIE. Vol. 2587. P. 70–95 (1995).
14. URL: https://aviris.jpl.nasa.gov/aviris (дата обращения: 25.01.2022).
15. Твердотельная революция в телевидении: Телевизионные параметры на основе приборов с зарядовой связью, систем на кристалле и видеосистем на кристалле / В.В. Березин, А.А. Умбиталиев, Ш.С. Фахми, А.К. Цыцулин, Н.Н. Шипилов; под ред. А.А. Умбиталиева и А.К. Цыцулина. – М.: Радио и связь, 2006.
16. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др.; под ред. С.В. Якубовского. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.
17. Бриндли К., Карр Дж. Карманный справочник инженера электронной техники / Пер. с англ. 2-е изд., – М.: Изд-во «Додэка-XXI», 2005. – 480 с.
18. Дель Агила А., Ефременко Д.С., Траутманн Т. Обзор методов снижения размерности при обработке гиперспектральных оптических сигналов // Светотехника. – 2019. – № 4. – С. 60–70.
19. Борзов С.М., Потатуркин О.И. Выбор информативной системы признаков при классификации сельскохозяйственных культур по гиперспектральным данным // Автометрия. – 2020. – Т. 56, № 4. – С. 134–144.
Ключевые слова
Выберите вариант доступа к этой статье
Купить
Иллюстрации - 9
