Imagerie multispectrale: Libérer le spectre : progrès de la vision par ordinateur

Par Fouad Sabry

Qu'est-ce que l'imagerie multispectrale

L'imagerie multispectrale capture des données d'image dans des plages de longueurs d'onde spécifiques à travers le spectre électromagnétique. Les longueurs d'onde peuvent être séparées par des filtres ou détectées à l'aide d'instruments sensibles à des longueurs d'onde particulières, y compris la lumière provenant de fréquences situées au-delà de la plage de la lumière visible, c'est-à-dire l'infrarouge et l'ultraviolet. Il peut permettre d’extraire des informations supplémentaires que l’œil humain ne parvient pas à capturer avec ses récepteurs visibles du rouge, du vert et du bleu. Il a été développé à l’origine pour l’identification et la reconnaissance de cibles militaires. Les premières plates-formes d'imagerie spatiale incorporaient une technologie d'imagerie multispectrale pour cartographier les détails de la Terre liés aux limites côtières, à la végétation et au relief. L'imagerie multispectrale a également été utilisée dans l'analyse de documents et de peintures.

Comment vous en bénéficierez

(I) Informations et validations sur les sujets suivants :

Chapitre 1 : Imagerie multispectrale

Chapitre 2 : Infrarouge

Chapitre 3 : Télédétection

Chapitre 4 : Caméra thermographique

Chapitre 5 : Imagerie satellite

Chapitre 6 : Signature spectrale

Chapitre 7 : Imagerie spectrale

Chapitre 8 : Imagerie hyperspectrale

Chapitre 9 : Imagerie chimique

Chapitre 10 : Indice de végétation par différence normalisé

(II) Répondre aux principales questions du public sur l'imagerie multispectrale.

(III) Réel exemples mondiaux d'utilisation de l'imagerie multispectrale dans de nombreux domaines.

À qui s'adresse ce livre

Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, passionnés, amateurs et ceux qui souhaitent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type d'imagerie multispectrale.

 

 

• Langue: Français
• Éditeur: Un Milliard De Personnes Informées [French]
• Date de sortie: 12 mai 2024

Aperçu du livre

Imagerie multispectrale

Déverrouiller le spectre : les progrès de la vision par ordinateur

Fouad Sabry est l'ancien responsable régional du développement commercial pour les applications chez Hewlett Packard pour l'Europe du Sud, le Moyen-Orient et l'Afrique. Fouad est titulaire d'un baccalauréat ès sciences des systèmes informatiques et du contrôle automatique, d'une double maîtrise, d'une maîtrise en administration des affaires et d'une maîtrise en gestion des technologies de l'information de l'Université de Melbourne en Australie. Fouad a plus de 25 ans d'expérience dans les technologies de l'information et de la communication, travaillant dans des entreprises locales, régionales et internationales, telles que Vodafone et des machines commerciales internationales. Actuellement, Fouad est un entrepreneur, auteur, futuriste, axé sur les technologies émergentes et les solutions industrielles, et fondateur de l'initiative One billion knowledge.

Un milliard de connaissances

Imagerie multispectrale

Déverrouiller le spectre : les progrès de la vision par ordinateur

Fouad Sabry

Copyright

Imagerie © multispectrale 2024 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.

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Couverture conçue par Fouad Sabry.

Bien que toutes les précautions aient été prises dans la préparation de ce livre, les auteurs et les éditeurs n'assument aucune responsabilité pour les erreurs ou omissions, ou pour les dommages résultant de l'utilisation des informations contenues dans ce livre.

Table des matières

Chapitre 1 : Imagerie multispectrale

Chapitre 2 : Infrarouge

Chapitre 3 : Télédétection

Chapitre 4 : Caméra thermographique

Chapitre 5 : Imagerie satellite

Chapitre 6 : Signature spectrale

Chapitre 7 : Imagerie spectrale

Chapitre 8 : Imagerie hyperspectrale

Chapitre 9 : Imagerie chimique

Chapitre 10 : Indice de végétation par différence normalisée

Appendice

À propos de l'auteur

Chapitre 1 : Imagerie multispectrale

L'imagerie multispectrale est une technique qui permet de prendre des photos à différentes longueurs d'onde. La lumière dont les fréquences se situent en dehors de la gamme de la lumière visible, comme l'infrarouge et l'ultraviolet, peut être séparée par des filtres ou détectée à l'aide d'appareils sensibles à des longueurs d'onde particulières. Il a le potentiel de permettre l'extraction d'informations supplémentaires que les récepteurs visuels rouges, verts et bleus de l'œil humain manquent. Son objectif initial était la reconnaissance militaire et l'identification des cibles. L'imagerie multispectrale a été utilisée pour la première fois dans les premiers dispositifs d'imagerie spatiaux.

La lumière est souvent mesurée dans une gamme de 3 à 15 bandes spectrales différentes lors de l'utilisation de l'imagerie multispectrale. Lorsque des centaines de bandes spectrales adjacentes sont accessibles, comme c'est généralement le cas en imagerie hyperspectrale, l'image résultante peut révéler des différences subtiles entre les objets.

L'armée utilise fréquemment la photographie multispectrale pour détecter ou suivre des cibles en mesurant leurs émissions lumineuses. La Federal Laboratory Collaborative Technology Alliance et le United States Army Research Laboratory ont signalé un réseau de plans focaux d'imagerie multispectrale à double bande en 2003. (FPA). Avec ce FPA, les scientifiques ont pu examiner simultanément deux plans infrarouges (IR). En raison de sa capacité à détecter la chaleur sans source lumineuse auxiliaire, l'imagerie thermique est un autre nom pour les technologies infrarouges à ondes moyennes et longues (MWIR).

L'émissivité et la température d'un objet déterminent la vivacité de l'image produite par une caméra thermique.

L'imagerie thermique a dépassé l'imagerie multispectrale monobande pour détecter des cibles la nuit. Une meilleure visibilité nocturne a été obtenue avec les technologies MWIR et LWIR bi-bande qu'avec MWIR seul. Citation Citation. L'armée américaine affirme que son FPA LWIR/MWIR à double bande, qui suit les véhicules de jour comme de nuit, offre une meilleure visualisation des véhicules tactiques que le MWIR seul.

L'imagerie multispectrale permet de localiser les missiles cachés en mesurant leur émissivité au sol. L'analyse spectrale peut révéler les différences physiques et chimiques entre les sols de surface et souterrains.

Pour réussir à intercepter un ICBM pendant sa phase de propulsion, il est nécessaire d'imager à la fois le corps dur du missile et les panaches de la fusée. Le LWIR produit des émissions à partir du matériau du corps du missile, tandis que le MWIR présente un signal fort provenant d'éléments hautement chauffés comme les panaches de fusée. Le laboratoire de recherche de l'armée américaine a déclaré que son système bi-bande MWIR/LWIR a détecté à la fois le corps et le plumage du missile lors du suivi des lanceurs Atlas 5 Evolved Expendable. Ces fusées sont structurellement comparables aux missiles balistiques intercontinentaux.

La majorité des radiomètres de télédétection (RS) sont capables de capturer des images multispectrales. L'imagerie multispectrale est l'opposé polaire de l'imagerie panchromatique, qui capture simplement l'intensité globale du rayonnement frappant chaque pixel, en divisant le spectre en plusieurs bandes. En règle générale, il y a trois radiomètres ou plus sur les satellites d'observation de la Terre. Chacun recueille une seule image numérique (appelée « scène » dans la terminologie de la télédétection) dans une gamme de longueurs d'onde étroite. Selon les objectifs des chercheurs et la source de la lumière, le spectre a été divisé en régions de longueur d'onde distinctes, ou « bandes ».

Les images capturées par les satellites météorologiques d'aujourd'hui peuvent être trouvées dans une large gamme de longueurs d'onde.

L'imagerie multispectrale utilise une seule configuration optique pour capturer des données à partir de nombreuses bandes d'imagerie spectrale à bande étroite.

Un système multispectral fournit généralement une combinaison de visible (0,4 à 0,7 μm), NIR ou proche infrarouge ; 0,7 à 1 μm), SWIR ou infrarouge à ondes courtes ; 1 à 1,7 μm), MWIR, ou infrarouge à ondes moyennes ; 3,5 à 5 μm) ou infrarouge à ondes longues (LWIR ; 8 à 12 μm) en un seul système.

L'auteur, Valerie C.

Coffey

Une image multispectrale d'un satellite Landsat peut inclure jusqu'à onze bandes distinctes portant des noms différents. Les termes « hyperspectral » et « ultraspectral » sont utilisés pour décrire les types d'imagerie spectrale qui ont soit une plus grande résolution radiométrique (avec des centaines ou des milliers de bandes), soit une résolution spectrale plus fine (impliquant des bandes plus petites), soit une couverture spectrale plus large.

Les peintures et autres œuvres d'art peuvent être étudiées avec l'imagerie multispectrale.

Les longueurs d'onde ne sont que des approximations, les valeurs réelles dépendant de l'équipement spécifique utilisé (comme les propriétés des capteurs du satellite pour l'observation de la Terre, ou les paramètres de l'éclairage et des capteurs pour l'analyse des documents) :

Le spectre bleu (450-515..520 nm) est utile pour l'imagerie de l'atmosphère et des eaux profondes ; en eau propre, il peut pénétrer jusqu'à une profondeur de 150 pieds (50 m).

La lumière verte (515..520-590..600 nm) peut voir jusqu'à 90 pieds (30 m) de profondeur dans l'eau claire, ce qui la rend utile pour l'imagerie de la végétation et des structures en eau profonde.

Des images d'objets fabriqués par l'homme, de saleté et de flore à des profondeurs allant jusqu'à 30 pieds (9 mètres) peuvent être capturées dans la gamme rouge de 600..630-680..690 nm.

La gamme NIR de 750 à 900 nm est principalement utilisée pour l'imagerie des plantes.

Les caméras infrarouges moyennes (MIR) capturent des images de la végétation, de la teneur en humidité du sol et de certains incendies de forêt à des longueurs d'onde comprises entre 1550 et 1750 nanomètres.

Le sol, l'humidité, les structures géologiques, les silicates, les argiles et les incendies peuvent tous être imagés à l'aide de l'infrarouge lointain (FIR) de 2080 à 2350 nm.

Les caractéristiques géologiques, les changements thermiques dans les courants d'eau, les incendies et les études nocturnes peuvent tous être imagés à l'aide de l'infrarouge thermique (10400-12500 nm), qui repose sur le rayonnement émis plutôt que réfléchi.

Il est possible de détecter et de cartographier les caractéristiques du terrain à l'aide du radar et des