Можно ли отобразить значения температуры на значения RGB на ближнем инфракрасном изображении?

Question

Если бы я изменил DSLR (например, Canon 350D) для захвата инфракрасного света, смогу ли я определить температуру объекта, считывая значения RGB изображения?

Я предполагаю, что для привязки значений RGB к Кельвинам будет необходим шаг калибровки, но я не уверен, верно ли мое предположение, что инфракрасные изображения показывают тепло.

Answer 1

Нет.

Для линейных значений температуры вам понадобятся датчики InGaAs SWIR или Bolometer. Диапазон CMOS / CCD составляет ок. 400-1100nm. Термокамеры имеют 750-1400 нм (датчик болометра) или 750-1700 нм (InGaAs). Самые дешевые - это болометры, поскольку они неохлаждаемые из-за лучшего контроля темнового тока, тогда как InGaAs требуют охлаждения Пельтье, что делает их очень дорогими. Однако их можно использовать с полосовыми фильтрами для гиперспектральной визуализации, тогда как болометры являются только тепловизорами. Самый дешевый, который я знаю, это Micro Epsilon Thermal Imager 120 Гц 160x120. Это USB2.0 и поставляется с хорошим программным обеспечением для создания температурных кривых и триггеров и записи изображений. Он может иметь значения радиуса или термолинейности в 16 бит.

То, что вы можете сделать с CMOS / CCD, - это сделать NIR-изображения и NDVI-растительные индексы (если вы используете фильтр длинных полос над зеленым и немного вычислите значения rgb), потому что хлорофилл отражает NIR-свет, а у солнца много этого Вы также можете сделать ночное видение, если возьмете свой собственный дешевый китайский источник света NIR от sellxtreme. Если вы поляризуете свет и пересекаете поляризационный фильтр, вы можете сделать кровеносные вены контрастными.

Я нашел эту таблицу, показывающую полосы волн, испускаемые сталью при высоких температурах:

http://webphysics.iupui.edu/warmup/iupui_archive/colorandtemperature.html

При 480C он начинает показываться в самой высокой видимой части красного, а затем движется вниз через оранжевый, добавляя зеленый и синий, поэтому он белый. В NIR он должен начать показываться немного раньше, возможно, около 400C. Таким образом, если вы убьете все другие источники света NIR, вы можете измерить температуру горячей стали. Но вы также можете сделать это с RGB.

Answer 2

Когда вы снимаете ИК-фильтр на своей цифровой зеркальной камере для захвата инфракрасных изображений, вы фактически снимаете вблизи инфракрасного, то есть инфракрасного света, который очень близок к видимому спектру. Важным моментом является то, что вы обнаруживаете инфракрасный свет, излучаемый солнцем и отражающий ваш объект в камеру, а не инфракрасный свет, излучаемый вашим объектом (который слишком низок для обнаружения камерой) .

Во-вторых, ваша цифровая камера не имеет средств для непосредственного определения частоты входящего света. Эта частотная информация - это то, что мы наблюдаем как цвет. Каждый пиксель в датчике имеет свой цветной фильтр, например зеленый, который отфильтровывает красный и синий свет. Результирующая интенсивность, измеренная для разных пикселей с помощью цветных фильтров, позволяет нам определить, какие частоты присутствуют в каких количествах во входящем свете, и, таким образом, получить цветные изображения.

Используемые зеленые фильтры, однако, фильтруют только красные и синие частоты, но не отфильтровывают ИК-частоты. После точки все цветовые фильтры прозрачны для инфракрасного, и у вас остается только одноцветное изображение, поэтому у вас нет значений RGB. Единственный способ создать любое цветное изображение - это произвольно отобразить интенсивности на цвета.

Answer 3

Не думаю, что это возможно.

С точки зрения абсолютных температур, они будут зависеть от продолжительности вашего воздействия. Другими словами, значения RGB будут меняться по мере изменения экспозиции.

Во-вторых, если вы фотографируете что-то с определенной температурой, и свет меняется (солнце идет за облаками), вы собираетесь записывать меньше отраженной энергии от вашего объекта и уменьшать значения RGB (несмотря на то, что ваш объект остается на такая же температура).

По относительным температурам вы можете судить об этом, сравнивая значения RGB, но даже там разные поверхности будут поглощать / отражать различные степени инфракрасной энергии, так же, как это происходит с видимым светом, поэтому даже там я не Не думаю, что существует прямая корреляция между температурой тела и тем, как он записывает на ИК-пленку / датчик.