Wat is het verschil tussen spectrale, multispectrale en hyperspectrale

August 23, 2024

Spectrale, multispectrale, hyperspectrale, kan het verschil niet zien?

Spectrale analyse Als een belangrijk middel voor analyse van de natuurwetenschappen, wordt spectrale technologie vaak gebruikt om de fysieke structuur van objecten, chemische samenstelling en andere indicatoren te detecteren. Beeldspectrometrie combineert daarentegen spectrale technologie- en beeldvormingstechnologie, het combineren van spectrale resolutievermogen en grafisch resolutiemogelijkheden, wat resulteert in gefacetteerde spectrale analyse in de ruimtelijke dimensie, die nu bekend staat als multispectrale beeldvorming en hypersspectrale beeldvormingstechnologie.

Wat is het verschil tussen spectrale, multispectrale en hyperspectrale?

Spectrum

Spectrum is het monochromatische licht dat wordt gescheiden door dispersie na het dispersieve systeem (zoals prisma's, roosters), via het beeldvormingssysteem, geprojecteerd op de detector om de golflengte (of frequentie) grootte van de sequentiële opstelling van het patroon te worden, dat bekend staat als het optische spectrum. Ocean Optics Spectrometer is gebaseerd op dit principe van ontwerp en productie.

Lichtgolven Volgens verschillende golflengten zijn er verschillende namen: golflengten in de 380 en 780 nm tussen de lichtgolven bekend als zichtbaar licht, korter dan 380 nm genaamd ultraviolet licht; en langer dan 780 nm voor het infraroodlicht (infraroodlicht is ook verdeeld in de nabij-infrarood, midden-infrarood, veel infrarood, enz.).

Multispectral

Multispectrale technologie verwijst naar de gelijktijdige verwerving van meerdere optische spectrale banden (meestal groter dan of gelijk aan 3), en in het zichtbare licht op basis van infraroodlicht en ultraviolet licht om de richting van de spectrale detectietechnologie uit te breiden. De gemeenschappelijke realisatiemethode is via een verscheidenheid aan filters of bundelsplitters en een verscheidenheid aan combinaties van fotografische films, zodat tegelijkertijd tegelijkertijd hetzelfde doelwit ontvangt in een bereik van verschillende smalle spectrale banden van lichtsignalen uitgestraald of gereflecteerd , om het doel in verschillende spectrale banden van de foto te krijgen. De meest voorkomende multispectrale foto's rondom zijn die genomen door kleurcamera's, zoals hieronder weergegeven, die informatie bevatten in drie optische spectrale banden, rood (1), groen (2) en blauw (3), vanuit het spectraal oogpunt. Als meer banden aan de camera of detector worden toegevoegd, zoals banden (4) en (5), kan een multispectrale foto met meerdere banden worden verkregen.

Multi-spectrale technologie in combinatie met beeldhardingshardware kan multi-spectrale informatie in beeldvorm worden gepresenteerd.

Het is natuurlijk ook mogelijk om alleen de detector te gebruiken om de spectrale informatie van een enkel ruimtelijk punt te verkrijgen. Pixelteq, een merk van oceaanoptiek, met zijn unieke chipfilteringstechnologie, kan de acquisitie van 8 kanalen met spectrale informatie op een chip van 9*9 cm realiseren, die vooral geschikt is voor toepassingen met extreem hoge ruimte en kostenvereisten.

Hydredisch

HyTespecral is een fijne technologie die het spectra punt voor punt in een ruimtelijk gebied kan vangen en analyseren, vanwege de unieke spectrale "functies" die kunnen worden gedetecteerd op verschillende ruimtelijke locaties van een enkel object en daarom stoffen kan detecteren die niet kunnen worden onderscheiden visueel.

Hyperspectrale voorbeeld: afbeeldingen bestaan uit smallere banden (10-20 nm). Hyperspectrale beelden kunnen honderden of duizenden banden hebben. Nadat een object interageert met licht van een lichtbron en is ontvangen door een niet-beeldspectrale analyse-apparaat (bijvoorbeeld een spectrometer), kan het apparaat nauwkeurig reageren op de intensiteitsverschillen in de verdeling van het ontvangen lichtsignaal over de spectrale banden ook over de spectrale banden over de spectrale banden bekend als spectrale informatie. Bij het gebruik van hyperspectrale apparatuur, vanuit het perspectief van beeldvormingskarakteristieken, kunt u de spectrale informatie van elke positie van het monster begrijpen, vanuit het perspectief van spectrale kenmerken, kunt u de verdeling van de signaalpositie in een specifieke spectrale band begrijpen, dat wil zeggen, dat wil zeggen, dat wil zeggen, dat wil zeggen, dat wil zeggen, Hyperspectrale apparatuur kan rijkere detailinformatie verkrijgen. Bijvoorbeeld: het menselijke oog kan slechts drie spectrale banden ontvangen in het lichte energiesignaal van het object: rood, groen en blauw. Dat wil zeggen, we worden vaak de drie primaire kleuren genoemd, maar in feite kunnen we de combinatie zien van deze drie kleuren geproduceerd door het oranje, paarse, limoengroen enzovoort op de meer subtiele kleuren. We zijn echter niet in staat om het verschil te onderscheiden tussen zuiver geel en een mengsel van rood en groen, dat ook wel 'isochromatisch' wordt genoemd. Maar hyperspectrale beeldvorming kan het verschil gemakkelijk onderscheiden.

Hierboven kunnen de twee geel, de ene een "solide kleur" en de andere een mengsel van rood en groen, visueel niet te onderscheiden zijn, maar vanwege hun spectrale verschillen kunnen ze worden onderscheiden met behulp van spectroscopische apparatuur. In onze experimenten vertegenwoordigen de gegevens die zijn verkregen met een spectrometer het gemiddelde van het licht dat wordt uitgestoten door alle moleculen die interageren met de invallende lichtbron over het gehele gedetecteerde bereik, terwijl het met een multispectrale apparaat mogelijk is om informatie over de monsters in enkele te verkrijgen Specifieke banden op verschillende punten binnen het gedetecteerde bereik. Als gevolg hiervan kan geen van deze apparaten zeer fijne monsterinformatie in één regio bieden.

Een hyperspectrale imager (HSI) kan worden geanalogiseerd met honderden of duizenden single-point spectrometers die nauw op elkaar staan en zich tegelijkertijd concentreren op een gebied, waarbij elke spectrometer onafhankelijk werkt en spectrale informatie over zijn eigen locatie verwerft. De gegevensuitvoer van HSI is een afbeelding of videostream, waarin elke pixel zijn eigen spectrum heeft, en elk spectrum bevat honderden spectrale banden. Met dit "full-spectrum" -mogelijkheden van hyperspectrale beeldvorming kan men de spectrale signalen zien op elke onderscheidbare ruimtelijke locatie in een scène, dwz meer dimensionale informatie wordt verkregen. Daarom kan hyperspectrale beeldvorming worden gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder kunstwerken, gewasgezondheid, kustlijnmapping, bosbouw, minerale exploratie, stedelijke en industriële infrastructuur, productkwaliteit in productielijnen, milieumonitoring en meer.

Hyperspectrale scanmethoden en beeldvormingsresultaten

Het verschil tussen hyperspectrale en multispectrale

Heel vaak kan het reflectiekarakteristieke spectrum van een materiaal zeer complex zijn met betrekking tot de golflengte, en andere kleine kenmerken kunnen mogelijk niet te onderscheiden zijn met grovere multispectrale beeldvormingsmethoden.

Stoffen die niet te onderscheiden waren van die geïdentificeerd met behulp van multispectrale beeldvorming (links) in de bovenstaande figuur werden onderscheiden door het gebruik van hyperspectrale beeldvorming (rechts). De reden hiervoor is dat omdat hyperspectrale meer spectrale banden heeft, complexere vingerafdrukkenmerken nauwkeurig kunnen worden verkregen met een hogere spectrale resolutie.

Typische toepassingen

Hyperspectrale apparaten kunnen specifieke verven of kleurstoffen in het infrarood detecteren die niet zichtbaar zijn voor het menselijk oog. Evenzo kunnen HSI -systemen in de 60 of 300 -band rijkere spectrale informatie bieden over de reflectie van een materiaal dan een multispectraal systeem, waardoor een nauwkeuriger materiaalkarakterisering mogelijk is. De onderstaande afbeelding toont de afbeelding en spectrale informatie verkregen uit een stuk vers dierlijk weefsel dat op een transportband in een laboratorium wordt geplaatst met behulp van een hyperspectrale imager:

Spectrogrammen van verschillende regio's: (a) gelabelde gebieden van zuiver vet, marmering en pure magere porties op weefselmonsters; (b) Spectrogrammen gelabeld in verschillende regio's van het (a) diagram.

Daarnaast kunnen we intuïtieve softwareprogramma's bieden voor beeldvormingsanalyse, classificatie en visualisatie van verschillende stoffen met unieke spectrale kenmerken. Of deze gegevens worden verkregen uit de lucht, op de grond of in het laboratorium, kunt u details op uw computerscherm zien die mogelijk niet te onderscheiden zijn per oog.

vorig

Neem contact op

Author:

Mr. CHNSpec

E-mail:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662