Kuo skiriasi spektrinis, daugialypis ir hiperspektralinis

August 23, 2024

Spektrinis, daugialypis, hiperspektralinis, ar negali pasakyti skirtumo?

Spektrinė analizė Kaip svarbi gamtos mokslų analizės priemonė, spektrinė technologija dažnai naudojama norint nustatyti objektų fizinę struktūrą, cheminę sudėtį ir kitus rodiklius. Kita vertus, vaizdų spektrometrija sujungia spektrinę technologiją ir vaizdo gavimo technologiją, sujungdamas spektrinės skiriamosios gebos galimybes ir grafinės skiriamosios gebos galimybes, todėl susidaro briauninė spektrinė analizė erdvinėse matmenyse, kurie dabar žinomi kaip daugialypiai vaizdai ir hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija.

Kuo skiriasi spektriniai, daugiacikliniai ir hiperspektriniai?

Spektras

Spectrum is the monochromatic light separated by dispersion after the dispersive system (such as prisms, gratings), through the imaging system, projected on the detector to become the wavelength (or frequency) size of the sequential arrangement of the pattern, which is known as optinis spektras. Vandenyno optikos spektrometras yra pagrįstas šiuo projektavimo ir gamybos principu.

Šviesos bangos Pagal skirtingus bangos ilgius yra skirtingi pavadinimai: 380 ir 780 nm bangos ilgiai tarp šviesos bangų, vadinamų matoma šviesa, trumpesnė nei 380 nm, vadinama ultravioletine šviesa; ir ilgesnis nei 780 nm infraraudonųjų spindulių šviesai (infraraudonųjų spindulių lemputė taip pat padalinta į beveik infraraudonųjų spindulių, vidurio infraraudonųjų spindulių, tolimosios infraraudonųjų spindulių ir kt.).

Daugialypis

Daugialypės terpės technologija reiškia tuo pačiu metu įgyjant daugybę optinių spektrinių juostų (paprastai didesnių arba lygi 3), o matomoje šviesoje - remiantis infraraudonųjų spindulių ir ultravioletinių spindulių šviesa, kad išplėstų spektrinės aptikimo technologijos kryptį. Įprastas realizavimo metodas yra per įvairius filtrus ar pluošto padalijimus ir įvairius fotografinės plėvelės derinius, kad tuo pačiu metu būtų atitinkamai tas pats taikinys įvairiose skirtingose siauros šviesos signalų juostų diapazone, spinduliuotosi ar atspindėtos. , norint gauti taikinį keliose skirtingose nuotraukos spektrinėse juostose. Labiausiai paplitusios daugialypės terpės nuotraukos yra tos, kurias daro spalvotos kameros, kaip parodyta žemiau, kurioje yra trijų optinių spektrinių juostų, raudonos (1), žalios (2) ir mėlynos (3), informacija spektriniu požiūriu. Jei prie fotoaparato ar detektoriaus pridedama daugiau juostų, tokių kaip juostos (4) ir (5), galima gauti daugialypę nuotrauką su keliomis juostomis.

Daugialypės spektrinės technologijos kartu su vaizdavimo aparatine įranga leidžia pateikti daugialypę spektralią informaciją vaizdo pavidalu.

Žinoma, taip pat galima naudoti tik detektorių, norint gauti vieno erdvinio taško spektrinę informaciją. „Pixelteq“, „Ocean Optics“ prekės ženklas, turintis unikalią lustų filtravimo technologiją, gali suvokti 8 kanalų spektrinės informacijos apie 9*9 cm lustą, kuris ypač tinka programoms, turinčioms ypač aukštą erdvės ir išlaidų reikalavimus, įsigijimą.

HypeSpectral

„HypeSpectral“ yra puiki technologija, galinti užfiksuoti ir analizuoti spektrų tašką po taško erdvinėje srityje, dėl unikalių spektrinių „savybių“, kurias galima aptikti skirtingose erdvinėse vietose, todėl gali būti aptikti medžiagos, kurių negalima atskirti vizualiai. „HypersPectral_imaging.png“

Hiperspektyvas pavyzdys: Vaizdus sudaro siauresnės juostos (10–20 nm). Hiperspektriniuose vaizduose gali būti šimtai ar tūkstančiai juostų. Po to, kai objektas sąveikauja su šviesos iš šviesos šaltiniu ir jį priima neskanus spektrinės analizės įtaisas (pvz. žinoma kaip spektrinė informacija. Naudodami hiperspektrinę įrangą, vaizdavimo charakteristikų perspektyvą, galite suprasti kiekvienos mėginio padėties spektrinę informaciją, atsižvelgiant į spektrinių charakteristikų perspektyvą, galite suprasti signalo padėties pasiskirstymą konkrečioje spektrinėje juostoje, tai yra,, tai yra, Hiperspektrinė įranga gali gauti turtingesnės informacijos apie informaciją. Pvz.: Žmogaus akis gali priimti tik tris spektrines juostas objekto šviesos energijos signale: raudona, žalia ir mėlyna. T. y., Mes dažnai vadiname tris pagrindines spalvas, tačiau iš tikrųjų galime pamatyti šių trijų spalvų, kurias sukuria oranžinė, violetinė, kalkių žalia ir panašiomis spalvomis, derinį. Tačiau mes negalime atskirti skirtumo tarp grynos geltonos ir raudonos ir žalios mišinio, kuris dar žinomas kaip „izochromatinis“. Tačiau hiperspektriniai vaizdai gali lengvai atskirti skirtumą.

Aukščiau abu geltoni, vienas - „vientisa spalva“, o kita - raudonos ir žalios spalvos mišinys, gali būti vizualiai nesiskiriantis, tačiau dėl jų spektrinių skirtumų juos galima atskirti naudojant spektroskopinę įrangą. Mūsų eksperimentuose duomenys, gauti naudojant spektrometrą, parodo visų molekulių skleidžiamos šviesos vidurkį, sąveikaujančias su krintančio šviesos šaltiniu visame aptiktoje diapazone, tuo tarpu su multispektriniu prietaisu galima gauti informacijos apie mėginius per keletą. Konkrečios juostos įvairiuose aptikto diapazono taškuose. Dėl to nė vienas iš šių prietaisų negali pateikti labai puikios informacijos apie vieną regioną.

Hiperspektrinį vaizdą (HSI) galima analoguoti šimtams ar tūkstančiams vieno taško spektrometrų, išrikiuotų glaudžiai kartu ir sutelkdami dėmesį į sritį tuo pačiu metu, kiekvienas spektrometras veikia savarankiškai ir įgyjant spektrinę informaciją apie savo vietą. HSI duomenų išvestis yra vaizdas arba vaizdo srautas, kuriame kiekvienas pikselis turi savo spektrą, o kiekviename spektre yra šimtai spektrinių juostų. Ši hiperspektrinio vaizdavimo „viso spektro“ galimybė leidžia pamatyti spektrinius signalus kiekvienoje išskirtinėje erdvinėje vietoje scenoje, ty gaunama daugiau matmenų informacijos. Todėl hiperspektrinį vaizdą galima naudoti įvairiose programose, įskaitant meno kūrinių identifikavimą, pasėlių sveikatą, pakrančių žemėlapių sudarymą, miškininkystę, mineralų tyrinėjimą, miesto ir pramonės infrastruktūrą, produktų kokybę gamybos linijose, aplinkos stebėjimo ir dar daugiau.

Hiperspektriniai nuskaitymo metodai ir vaizdavimo rezultatai

Skirtumas tarp hiperspektrinės ir daugialypės terpės

Labai dažnai medžiagos atspindžio charakteristinis spektras gali būti labai sudėtingas, atsižvelgiant į bangos ilgį, o kitos minutės ypatybės gali būti neišskiriamos naudojant šiurkščiavilningesnius multispektrinius vaizdo gavimo metodus.

Medžiagos, kurios neišskiriamos nuo tų, kurios buvo identifikuotos naudojant multispektrinį vaizdą (kairę) aukščiau esančiame paveiksle, buvo išskirtos naudojant hiperspektrinį vaizdą (dešinėje). Priežastis yra ta, kad dėl to, kad hiperspektrinės juostos turi daugiau spektrinių juostų, sudėtingesnes pirštų atspaudų ypatybes galima tiksliai gauti naudojant didesnę spektrinę skiriamąją gebą.

Tipiškos programos

Hiperspektriniai prietaisai gali aptikti specifinius dažus ar dažus infraraudonųjų spindulių dažus, kurie nėra matomi žmogaus akiai. Panašiai 60 ar 300 juostos HSI sistemos gali pateikti turtingesnę spektrinę informaciją apie medžiagos atspindį nei multispektralinė sistema, leidžianti tiksliau apibūdinti medžiagą. Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta vaizdas ir spektrinė informacija, gauta iš šviežio gyvūno audinio gabalo, uždėto ant konvejerio juostos laboratorijoje, naudojant hiperspektrinį vaizdą:

„HyPersectral_imaging_result.png“

Įvairių regionų spektrogramos: a) grynas riebalų, marmuravimo ir grynų liesų porcijų pažymėtos regionai audinių mėginiuose; b) Spektrogramos, pažymėtos skirtinguose (a) diagramos regionuose.

Be to, mes galime pateikti intuityvias programinės įrangos programas, skirtas įvairių medžiagų, turinčių unikalias spektrines charakteristikas, vaizdavimo analizei, klasifikavimui ir vizualizavimui. Nesvarbu, ar šie duomenys gaunami iš oro, ant žemės ar laboratorijoje, kompiuterio ekrane galite pamatyti išsamią informaciją, kuri gali būti neišskiriama akimi.

Ankstesnis

Kitas

Susisiekite su mumis

Author:

Mr. CHNSpec

E-mail:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662