Hva er forskjellen mellom spektral, multispektral og hyperspektral

August 23, 2024

Spektral, multispektralt, hyperspektral, kan ikke fortelle forskjellen?

Spektralanalyse som et viktig middel for naturvitenskapelig analyse, spektralteknologi brukes ofte for å oppdage den fysiske strukturen til objekter, kjemisk sammensetning og andre indikatorer. Bildespektrometri kombinerer derimot spektral teknologi og avbildningsteknologi, og kombinerer spektral oppløsningsevne og grafisk oppløsningsevne, noe som resulterer i fasettert spektralanalyse i den romlige dimensjonen, som nå er kjent som multispektral avbildning og hyperspektral avbildningsteknologi.

Hva er forskjellen mellom spektrale, multispektrale og hyperspektrale?

Spektrum

Spektrum er det monokromatiske lyset som er atskilt ved spredning etter det spredende systemet (slik som prismer, gitter), gjennom bildesystemet, projisert på detektoren for å bli bølgelengde (eller frekvens) størrelse på sekvensiell arrangement av mønsteret, som er kjent som som er kjent som det optiske spekteret. Ocean Optics Spectrometer er basert på dette prinsippet om design og produksjon.

Lysbølger I henhold til forskjellige bølgelengder er det forskjellige navn: bølgelengder i 380 og 780nm mellom lysbølgene kjent som synlig lys, kortere enn 380nm kalt ultrafiolett lys; og lengre enn 780nm for det infrarøde lyset (infrarødt lys er også delt inn i det nesten infrarøde, midtinfrarøde, langt infrarøde osv.).

Multispektral

Multispektral teknologi refererer til samtidig anskaffelse av flere optiske spektrale bånd (vanligvis større enn eller lik 3), og i det synlige lyset på grunnlag av infrarødt lys og ultrafiolett lys for å utvide retningen til den spektrale deteksjonsteknologien. Den vanlige realiseringsmetoden er gjennom en rekke filtre eller strålesplitt og en rekke kombinasjoner av fotografisk film, slik at henholdsvis samtidig skal motta det samme målet i en rekke forskjellige smale spektrale bånd av lyssignaler strålte eller reflekteres , for å få målet i flere forskjellige spektrale bånd av bildet. De vanligste multispektrale bildene rundt er de som er tatt av fargekameraer, som vist nedenfor, som inneholder informasjon i tre optiske spektrale bånd, rødt (1), grønt (2) og blått (3), fra spektralt synspunkt. Hvis flere bånd legges til kameraet eller detektoren, for eksempel bånd (4) og (5), kan et multispektralt bilde med flere bånd oppnås.

Multispektral teknologi kombinert med Imaging-maskinvare gjør det mulig å presentere multispektral informasjon i bildeform.

Selvfølgelig er det også mulig å bruke bare detektoren for å få spektralinformasjonen til et enkelt romlig punkt. Pixelteq, et merke av havoptikk, med sin unike chipfiltreringsteknologi, kan realisere anskaffelsen av 8 kanaler med spektral informasjon på en 9*9cm -brikke, som er spesielt egnet for applikasjoner med ekstremt høye plass- og kostnadskrav.

Hypespectral

Hypespectral er en fin teknologi som kan fange opp og analysere spektrapunktet med punkt i et romlig område, på grunn av de unike spektrale "funksjonene" som kan oppdages på forskjellige romlige steder av et enkelt objekt, og som derfor kan oppdage stoffer som ikke kan skilles visuelt.

Hyperspektralt eksempel: Bilder består av smalere bånd (10-20 nm). Hyperspektrale bilder kan ha hundrevis eller tusenvis av band. Etter at et objekt samhandler med lys fra en lyskilde og mottas av en ikke-avbildende spektralanalyseanordning (f.eks kjent som spektral informasjon. Når du bruker hyperspektralt utstyr, fra perspektivet til avbildningsegenskaper, kan du forstå spektralinformasjonen til hver plassering av prøven, fra perspektivet til spektrale egenskaper, kan du forstå fordelingen av signalposisjonen i et spesifikt spektralt bånd, det vil si Hyperspektralt utstyr kan få rikere detaljinformasjon. For eksempel: det menneskelige øyet kan bare motta tre spektrale bånd i objektets lysenergisignal: rødt, grønt og blått. Det vil si at vi ofte referert til som de tre primærfargene, men faktisk kan vi se kombinasjonen av disse tre fargene produsert av den oransje, lilla, kalkgrønn og så på de mer subtile fargene. Vi er imidlertid ikke i stand til å skille forskjellen mellom ren gul og en blanding av rødt og grønt, som også er kjent som "isokromatisk". Men hyperspektral avbildning kan lett skille forskjellen.

Over kan de to gule, den ene en "solid farge" og den andre en blanding av rødt og grønt, være visuelt ikke skille ut, men på grunn av deres spektrale forskjeller kan de skilles ut ved hjelp av spektroskopisk utstyr. I våre eksperimenter representerer dataene oppnådd med et spektrometer gjennomsnittet av lyset som sendes ut av alle molekylene som samhandler med den innfallende lyskilden over hele detekterte området, mens det med en multispektral enhet er mulig å få informasjon om prøvene i noen få Spesifikke bånd på forskjellige punkter innenfor det detekterte området. Som et resultat kan ingen av disse enhetene gi veldig fin prøveinformasjon i en enkelt region.

En hyperspektral bilder (HSI) kan analogiseres med hundrevis eller tusenvis av enkeltpunktsspektrometre som er stilt opp tett sammen og fokuserer på et område samtidig, med hvert spektrometer som fungerer uavhengig og skaffer seg spektral informasjon om sin egen beliggenhet. Datautgangen fra HSI er et bilde, eller videostrøm, der hver piksel har sitt eget spekter, og hvert spekter inneholder hundrevis av spektrale bånd. Denne "fullspektret" evnen til hyperspektral avbildning gjør at man kan se de spektrale signalene på alle skillelig romlige sted i en scene, dvs. mer dimensjonal informasjon oppnås. Derfor kan hyperspektral avbildning brukes i en rekke applikasjoner, inkludert identifikasjon av kunstverk, avlingshelse, kartlegging av kystlinjen, skogbruk, mineralutforskning, urban og industriell infrastruktur, produktkvalitet i produksjonslinjer, miljøovervåking og mer.

Hyperspektrale skanningsmetoder og avbildningsresultater

Forskjellen mellom hyperspektral og multispektral

Svært ofte kan refleksjonskarakteristiske spekter av et materiale være veldig komplekst med hensyn til bølgelengde, og andre minuttfunksjoner kan ikke skilles ut ved bruk av grovere multispektrale avbildningsmetoder.

Stoffer som ikke kunne skilles fra de som ble identifisert ved bruk av multispektral avbildning (til venstre) i figuren over, ble utmerket ved bruk av hyperspektral avbildning (til høyre). Årsaken til dette er at fordi hyperspektral har mer spektrale bånd, kan mer komplekse fingeravtrykkfunksjoner oppnås nøyaktig med høyere spektral oppløsning.

Typiske applikasjoner

Hyperspektrale enheter kan oppdage spesifikke malinger eller fargestoffer i det infrarøde som ikke er synlige for det menneskelige øyet. Tilsvarende kan HSI -systemer i 60 eller 300 -båndet gi rikere spektral informasjon om refleksjonen av et materiale enn et multispektralt system, noe som gir mer nøyaktig materialkarakterisering. Bildet nedenfor viser bildet og spektralinformasjonen hentet fra et stykke ferskt dyrevev plassert på et transportbånd i et laboratorium ved hjelp av en hyperspektral bilder:

Spektrogrammer av forskjellige regioner: (a) merkede regioner med rent fett, marmorering og rene magre porsjoner på vevsprøver; (b) Spektrogrammer merket i forskjellige regioner i (a) diagrammet.

I tillegg kan vi tilby intuitive programmer for avbildningsanalyse, klassifisering og visualisering av forskjellige stoffer med unike spektrale egenskaper. Enten disse dataene er hentet fra luften, på bakken eller i laboratoriet, kan du se detaljer på dataskjermen din som kanskje ikke kan skilles med øye.

Tidligere

neste

Kontakt oss

Author:

Mr. CHNSpec

E-mail:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662