Apakah perbezaan antara spektrum, multispektral, dan hiperspektral

August 23, 2024

Spektrum, multispektral, hiperspektral, tidak dapat memberitahu perbezaannya?

Analisis spektrum sebagai cara penting dalam analisis sains semulajadi, teknologi spektrum sering digunakan untuk mengesan struktur fizikal objek, komposisi kimia dan petunjuk lain. Spektrometri imej, sebaliknya, menggabungkan teknologi spektrum dan teknologi pengimejan, menggabungkan keupayaan resolusi spektrum dan keupayaan resolusi grafik, menghasilkan analisis spektrum yang diperolehi dalam dimensi spatial, yang kini dikenali sebagai pengimejan multispektral dan teknologi pencitraan hiperspektral.

Apakah perbezaan antara spektrum, multispektral dan hiperspektral?

Spektrum

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 Spektrum optik. Spektrometer Ocean Optik adalah berdasarkan prinsip reka bentuk dan pembuatan ini.

Gelombang cahaya Menurut panjang gelombang yang berbeza, terdapat nama yang berbeza: panjang gelombang dalam 380 dan 780nm antara gelombang cahaya yang dikenali sebagai cahaya yang kelihatan, lebih pendek daripada 380nm yang dipanggil cahaya ultraviolet; dan lebih lama daripada 780nm untuk cahaya inframerah (cahaya inframerah juga dibahagikan kepada inframerah berhampiran, pertengahan inframerah, jauh inframerah, dll.).

Multispectral

Teknologi multispektral merujuk kepada pengambilalihan serentak pelbagai jalur spektrum optik (biasanya lebih besar daripada atau sama dengan 3), dan dalam cahaya yang kelihatan berdasarkan cahaya inframerah dan cahaya ultraviolet untuk memperluaskan arah teknologi pengesanan spektrum. Kaedah realisasi yang sama adalah melalui pelbagai penapis atau splitter rasuk dan pelbagai kombinasi filem fotografi, sehingga pada masa yang sama, masing -masing, untuk menerima sasaran yang sama dalam pelbagai jalur spektrum sempit yang dipancarkan atau dicerminkan , untuk mendapatkan sasaran dalam beberapa kumpulan spektrum yang berbeza dari foto. Foto multispektral yang paling biasa adalah yang diambil oleh kamera warna, seperti yang ditunjukkan di bawah, yang mengandungi maklumat dalam tiga jalur spektrum optik, merah (1), hijau (2) dan biru (3), dari sudut pandangan spektrum. Jika lebih banyak band ditambah ke kamera atau pengesan, seperti band (4) dan (5), foto multispektral dengan pelbagai band boleh diperolehi.

Teknologi multi-spektrum yang digabungkan dengan perkakasan pengimejan membolehkan maklumat multi-spektrum dibentangkan dalam bentuk imej.

Sudah tentu, ia juga boleh menggunakan hanya pengesan untuk mendapatkan maklumat spektrum satu titik spatial. Pixelteq, jenama Ocean Optics, dengan teknologi penapisan cip yang unik, dapat merealisasikan pengambilalihan 8 saluran maklumat spektrum pada cip 9*9cm, yang sangat sesuai untuk aplikasi dengan ruang yang sangat tinggi dan keperluan kos.

Hypespectral

Hypespectral adalah teknologi halus yang dapat menangkap dan menganalisis titik spektrum demi titik di kawasan spatial, kerana ciri -ciri "spektrum" yang unik yang dapat dikesan di lokasi spatial yang berbeza dari satu objek, dan oleh itu dapat mengesan bahan yang tidak dapat dibezakan secara visual.

Contoh Hyperspectral: Imej terdiri daripada band sempit (10-20 nm). Imej hiperspectral mungkin mempunyai beratus -ratus atau beribu -ribu band. Selepas objek berinteraksi dengan cahaya dari sumber cahaya dan diterima oleh peranti analisis spektrum yang tidak mengimut (misalnya, spektrometer), peranti itu dapat bertindak balas dengan tepat terhadap perbezaan intensiti dalam pengedaran isyarat cahaya yang diterima ke atas jalur spektrum juga Dikenali sebagai maklumat spektrum. Apabila menggunakan peralatan hiperspectral, dari perspektif ciri pencitraan, anda dapat memahami maklumat spektrum setiap kedudukan sampel, dari perspektif ciri spektrum, anda dapat memahami pengedaran kedudukan isyarat dalam jalur spektrum tertentu, iaitu, Peralatan hiperspectral boleh mendapatkan maklumat terperinci yang lebih kaya. Sebagai contoh: Mata manusia hanya boleh menerima tiga jalur spektrum dalam isyarat tenaga cahaya objek: merah, hijau dan biru. Iaitu, kita sering dirujuk sebagai tiga warna utama, tetapi sebenarnya kita dapat melihat gabungan tiga warna yang dihasilkan oleh oren, ungu, hijau limau dan sebagainya pada warna yang lebih halus. Walau bagaimanapun, kita tidak dapat membezakan perbezaan antara kuning tulen dan campuran merah dan hijau, yang juga dikenali sebagai "isochromatic". Tetapi pencitraan hiperspectral dengan mudah boleh membezakan perbezaannya.

Di atas, kedua -dua kuning, satu "warna pepejal" dan satu lagi campuran merah dan hijau, mungkin tidak dapat dibezakan secara visual, tetapi disebabkan oleh perbezaan spektrum mereka, mereka boleh dibezakan menggunakan peralatan spektroskopi. Dalam eksperimen kami, data yang diperolehi dengan spektrometer mewakili purata cahaya yang dipancarkan oleh semua molekul berinteraksi dengan sumber cahaya insiden ke atas keseluruhan julat yang dikesan, sedangkan dengan peranti multispektral adalah mungkin untuk mendapatkan maklumat mengenai sampel dalam beberapa Band khusus di pelbagai titik dalam julat yang dikesan. Akibatnya, kedua -dua peranti ini tidak dapat memberikan maklumat sampel yang sangat baik di rantau tunggal.

Imager hyperspectral (HSI) boleh dianalisis dengan beratus-ratus atau beribu-ribu spektrometer satu titik berbaris dengan rapat dan memberi tumpuan kepada kawasan pada masa yang sama, dengan setiap spektrometer bekerja secara bebas dan memperoleh maklumat spektrum mengenai lokasinya sendiri. Output data dari HSI adalah imej, atau aliran video, di mana setiap piksel mempunyai spektrum sendiri, dan setiap spektrum mengandungi beratus -ratus jalur spektrum. Keupayaan "spektrum penuh" pengimejan hiperspektral ini membolehkan seseorang melihat isyarat spektrum di setiap lokasi spatial yang boleh dibezakan di tempat kejadian, iaitu maklumat yang lebih dimensi diperolehi. Oleh itu, pencitraan hiperspectral boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk pengenalan karya seni, kesihatan tanaman, pemetaan pantai, perhutanan, penerokaan mineral, infrastruktur bandar dan perindustrian, kualiti produk dalam talian pengeluaran, pemantauan alam sekitar, dan banyak lagi.

Kaedah Pengimbasan Hyperspectral dan Hasil Pencitraan

Perbezaan antara hiperspektral dan multispektral

Sering kali spektrum ciri pemantulan bahan boleh menjadi sangat rumit berkenaan dengan panjang gelombang, dan ciri -ciri minit lain mungkin tidak dapat dibezakan menggunakan kaedah pengimejan multispektral yang lebih kasar.

Bahan -bahan yang tidak dapat dibezakan daripada yang dikenal pasti menggunakan pengimejan multispektral (kiri) dalam angka di atas dibezakan melalui penggunaan pengimejan hiperspektral (kanan). Alasannya ialah kerana hiperspectral mempunyai lebih banyak band spektrum, ciri cap jari yang lebih kompleks boleh diperoleh dengan tepat dengan resolusi spektrum yang lebih tinggi.

Aplikasi biasa

Peranti hiperspectral dapat mengesan cat atau pewarna tertentu dalam inframerah yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Begitu juga, sistem HSI dalam 60 atau 300 band boleh memberikan maklumat spektrum yang lebih kaya mengenai pemantulan bahan daripada sistem multispektral, yang membolehkan pencirian bahan yang lebih tepat. Imej di bawah menunjukkan imej dan maklumat spektrum yang diperolehi dari sekeping tisu haiwan segar yang diletakkan pada tali pinggang penghantar di makmal menggunakan pengimejan hiperspektral:

Spektrogram kawasan yang berlainan: (a) kawasan berlabel lemak tulen, marbling dan bahagian tanpa lemak pada sampel tisu; (b) Spektrogram yang dilabelkan di kawasan yang berlainan daripada rajah (a).

Di samping itu, kami dapat menyediakan program perisian intuitif untuk analisis pengimejan, klasifikasi dan visualisasi bahan yang berbeza dengan ciri -ciri spektrum yang unik. Sama ada data ini diperoleh dari udara, di atas tanah, atau di makmal, anda dapat melihat butiran pada skrin komputer anda yang mungkin tidak dapat dibezakan oleh mata.

Sebelumnya

Seterusnya

Hubungi Kami

Author:

Mr. CHNSpec

E-mel:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662