Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng spectral, multispectral, at hyperspectral

August 23, 2024

Ang spectral, multispectral, hyperspectral, ay hindi masasabi ang pagkakaiba?

Ang pagsusuri ng spectral bilang isang mahalagang paraan ng pagsusuri ng natural na agham, ang teknolohiyang parang multo ay madalas na ginagamit upang makita ang pisikal na istraktura ng mga bagay, komposisyon ng kemikal at iba pang mga tagapagpahiwatig. Ang spectrometry ng imahe, sa kabilang banda, ay pinagsasama ang teknolohiya ng spectral at teknolohiya ng imaging, pinagsasama ang kakayahan ng resolusyon ng spectral at kakayahan sa paglutas ng graphic, na nagreresulta sa faceted spectral analysis sa spatial dimension, na ngayon ay kilala bilang multispectral imaging at hyperspectral imaging na teknolohiya.

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng spectral, multispectral at hyperspectral?

Spectrum

Ang spectrum ay ang monochromatic light na pinaghiwalay ng pagpapakalat pagkatapos ng sistema ng pagpapakalat (tulad ng mga prismo, gratings), sa pamamagitan ng imaging sistema, na inaasahang sa detektor upang maging ang haba ng haba (o dalas) na laki ng sunud -sunod na pag -aayos ng pattern, na kilala bilang bilang Ang optical spectrum. Ang Ocean Optics Spectrometer ay batay sa prinsipyong ito ng disenyo at paggawa.

Light waves Ayon sa iba't ibang mga haba ng haba, may iba't ibang mga pangalan: mga haba ng haba sa 380 at 780nm sa pagitan ng mga light waves na kilala bilang nakikitang ilaw, mas maikli kaysa sa 380nm na tinatawag na ultraviolet light; at mas mahaba kaysa sa 780nm para sa infrared light (infrared light ay nahahati din sa malapit-infrared, mid-infrared, malayo-infrared, atbp.).

Multispectral

Ang teknolohiyang multispectral ay tumutukoy sa sabay -sabay na pagkuha ng maraming mga optical spectral band (karaniwang mas malaki kaysa o katumbas ng 3), at sa nakikitang ilaw sa batayan ng infrared light at ultraviolet light upang mapalawak ang direksyon ng teknolohiya ng spectral detection. Ang karaniwang pamamaraan ng pagsasakatuparan ay sa pamamagitan ng iba't ibang mga filter o beam splitters at iba't ibang mga kumbinasyon ng photographic film, upang sa parehong oras, ayon sa pagkakabanggit, upang makatanggap ng parehong target sa isang hanay ng iba't ibang mga makitid na spectral band ng mga light signal na radiated o sumasalamin , upang makuha ang target sa maraming iba't ibang mga spectral band ng larawan. Ang pinakakaraniwang multispectral na mga larawan sa paligid ay ang mga kinunan ng mga kulay ng camera, tulad ng ipinakita sa ibaba, na naglalaman ng impormasyon sa tatlong optical spectral band, pula (1), berde (2) at asul (3), mula sa spectral point of view. Kung maraming mga banda ang idinagdag sa camera o detektor, tulad ng mga banda (4) at (5), maaaring makuha ang isang multispectral na larawan na may maraming mga banda.

Ang teknolohiyang multi-spectral na sinamahan ng imaging hardware ay nagbibigay-daan sa multi-spectral na impormasyon na maipakita sa form ng imahe.

Siyempre, posible ring gamitin lamang ang detektor upang makuha ang parang multo na impormasyon ng isang solong spatial point. Ang Pixelteq, isang tatak ng optika ng karagatan, kasama ang natatanging teknolohiya ng pag -filter ng chip, ay maaaring mapagtanto ang pagkuha ng 8 mga channel ng parang multo na impormasyon sa isang 9*9cm chip, na lalo na angkop para sa mga aplikasyon na may napakataas na mga kinakailangan sa puwang at gastos.

Hypespectral

Ang Hypespectral ay isang mahusay na teknolohiya na maaaring makunan at pag -aralan ang punto ng spectra sa pamamagitan ng punto sa isang spatial area, dahil sa natatanging mga "tampok" na maaaring makita sa iba't ibang mga lokasyon ng spatial ng isang solong bagay, at samakatuwid ay maaaring makakita ng mga sangkap na hindi makilala biswal.

Hyperspectral Halimbawa: Ang mga imahe ay binubuo ng mas makitid na banda (10-20 nm). Ang mga imahe ng hyperspectral ay maaaring magkaroon ng daan -daang o libu -libong mga banda. Matapos ang isang bagay ay nakikipag-ugnay sa ilaw mula sa isang ilaw na mapagkukunan at natanggap ng isang di-imaging spectral analysis na aparato (halimbawa, isang spectrometer), ang aparato ay maaaring tumpak na gumanti sa mga pagkakaiba-iba ng intensity sa pamamahagi ng natanggap na light signal sa mga spectral band din kilala bilang spectral information. Kapag gumagamit ng mga kagamitan sa hyperspectral, mula sa pananaw ng mga katangian ng imaging, maiintindihan mo ang parang multo na impormasyon ng bawat posisyon ng sample, mula sa pananaw ng mga kamangha -manghang katangian, maiintindihan mo ang pamamahagi ng posisyon ng signal sa isang tiyak na spectral band, iyon ay, Ang mga kagamitan sa hyperspectral ay maaaring makakuha ng mas mayamang impormasyon sa detalye. Halimbawa: ang mata ng tao ay maaari lamang makatanggap ng tatlong mga parang multo na banda sa signal ng ilaw ng enerhiya ng bagay: pula, berde at asul. Iyon ay, madalas naming tinutukoy bilang tatlong pangunahing kulay, ngunit sa katunayan makikita natin ang pagsasama ng mga tatlong kulay na ito na ginawa ng orange, lila, dayap na berde at iba pa sa mas banayad na mga kulay. Gayunpaman, hindi namin makilala ang pagkakaiba sa pagitan ng purong dilaw at isang halo ng pula at berde, na kilala rin bilang "isochromatic". Ngunit ang hyperspectral imaging ay madaling makilala ang pagkakaiba.

Sa itaas, ang dalawang yellows, ang isa ay isang "solidong kulay" at ang iba pang isang halo ng pula at berde, ay maaaring biswal na hindi mailalarawan, ngunit dahil sa kanilang mga kamangha -manghang pagkakaiba, maaari silang makilala gamit ang mga kagamitan sa spectroscopic. Sa aming mga eksperimento, ang data na nakuha gamit ang isang spectrometer ay kumakatawan sa average ng ilaw na inilabas ng lahat ng mga molekula na nakikipag -ugnay sa pinagmulan ng ilaw ng insidente sa buong napansin na saklaw, samantalang may isang aparato na multispectral posible na makakuha ng impormasyon tungkol sa mga sample sa iilan Mga tiyak na banda sa iba't ibang mga puntos sa loob ng napansin na saklaw. Bilang isang resulta, alinman sa mga aparatong ito ay hindi maaaring magbigay ng napakahusay na impormasyon ng sample sa isang solong rehiyon.

Ang isang hyperspectral imager (HSI) ay maaaring ma-analogize sa daan-daang o libu-libong mga spectrometer na single-point na may linya na magkasama at nakatuon sa isang lugar nang sabay-sabay, sa bawat spectrometer na nagtatrabaho nang nakapag-iisa at nakakakuha ng parang multo na impormasyon tungkol sa sarili nitong lokasyon. Ang output ng data mula sa HSI ay isang imahe, o stream ng video, kung saan ang bawat pixel ay may sariling spectrum, at ang bawat spectrum ay naglalaman ng daan -daang mga spectral band. Ang "full-spectrum" na kakayahan ng hyperspectral imaging ay nagbibigay-daan sa isa upang makita ang mga spectral signal sa bawat nakikilala na lokasyon ng spatial sa isang eksena, ibig sabihin, mas maraming dimensional na impormasyon ang nakuha. Samakatuwid, ang hyperspectral imaging ay maaaring magamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang pagkilala sa likhang sining, kalusugan ng ani, pagmamapa sa baybayin, kagubatan, paggalugad ng mineral, imprastraktura ng lunsod at pang -industriya, kalidad ng produkto sa mga linya ng paggawa, pagsubaybay sa kapaligiran, at marami pa.

Mga pamamaraan ng pag -scan ng hyperspectral at mga resulta ng imaging

Ang pagkakaiba sa pagitan ng hyperspectral at multispectral

Kadalasan ang pagsasalamin na katangian ng spectrum ng isang materyal ay maaaring maging kumplikado na may paggalang sa haba ng haba, at ang iba pang mga tampok na minuto ay maaaring hindi makilala gamit ang mga pamamaraan ng imaging multispectral imaging.

Ang mga sangkap na hindi naiintindihan mula sa mga nakilala gamit ang multispectral imaging (kaliwa) sa figure sa itaas ay nakikilala sa pamamagitan ng paggamit ng hyperspectral imaging (kanan). Ang dahilan para dito ay dahil ang Hyperspectral ay may higit pang mga parang multo na banda, ang mas kumplikadong mga tampok ng fingerprint ay maaaring tumpak na makuha na may mas mataas na resolusyon ng multo.

Karaniwang mga aplikasyon

Ang mga aparato ng hyperspectral ay maaaring makakita ng mga tukoy na pintura o tina sa infrared na hindi nakikita ng mata ng tao. Katulad nito, ang mga sistema ng HSI sa 60 o 300 band ay maaaring magbigay ng mas mayamang spectral na impormasyon sa pagmuni -muni ng isang materyal kaysa sa isang multispectral system, na nagpapahintulot para sa mas tumpak na pagkilala sa materyal. Ang imahe sa ibaba ay nagpapakita ng imahe at parang multo na nakuha mula sa isang piraso ng sariwang tisyu ng hayop na nakalagay sa isang conveyor belt sa isang laboratoryo gamit ang isang hyperspectral imager:

Spectrograms ng iba't ibang mga rehiyon: (a) may label na mga rehiyon ng purong taba, marbling at purong sandalan na bahagi sa mga sample ng tisyu; (b) Ang mga spectrograms na may label sa iba't ibang mga rehiyon ng (a) diagram.

Bilang karagdagan maaari kaming magbigay ng intuitive na mga programa ng software para sa pagsusuri ng imaging, pag -uuri at paggunita ng iba't ibang mga sangkap na may natatanging mga katangian ng parang multo. Kung ang data na ito ay nakuha mula sa hangin, sa lupa, o sa lab, maaari mong makita ang mga detalye sa screen ng iyong computer na maaaring hindi makilala ng mata.

Nakaraang

Susunod

Makipag-ugnayan sa amin

Author:

Mr. CHNSpec

E-mail:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662