Яка різниця між спектральною, мультиспектральною та гіперспектральною

August 23, 2024

Спектральний, мультиспектральний, гіперспектральний, не можеш сказати різницю?

Спектральний аналіз як важливий засіб природного наукового аналізу, спектральна технологія часто використовується для виявлення фізичної структури об'єктів, хімічного складу та інших показників. Спектрометрія зображення, з іншого боку, поєднує в собі спектральну технологію та технологію візуалізації, поєднуючи спектральну здатність до роздільної здатності та можливості графічної роздільної здатності, що призводить до фасета спектрального аналізу в просторовому вимірі, яка тепер відома як багатоспектральна візуалізація та гіперспектральна технологія візуалізації.

Яка різниця між спектральною, мультиспектральною та гіперспектральною?

Спектр

Спектр - це монохроматичне світло, розділене дисперсією після дисперсійної системи (наприклад, призми, решітки) через систему візуалізації, проектується на детектор, стане довжиною хвилі (або частоти) послідовного розташування малюнка, який відомий як Оптичний спектр. Спектрометр Ocean Optics заснований на цьому принципі проектування та виготовлення.

Світлі хвилі відповідно до різних довжин хвиль, існують різні назви: довжини хвиль у 380 та 780 нм між світлими хвилями, відомими як видиме світло, коротше 380 нм, що називається ультрафіолетовим світлом; і довше 780 нм для інфрачервоного світла (інфрачервоне світло також поділяється на майже інфрачервоний, середній інфрачервоний, далеко інфрачервоний тощо).

Мультиспектральний

Багатоспектральна технологія відноситься до одночасного придбання декількох оптичних спектральних смуг (як правило, більше або дорівнює 3), а при видимій світлі на основі інфрачервоного світла та ультрафіолетового світла для розширення напрямку технології спектрального виявлення. Загальний метод реалізації - через різноманітні фільтри або розщеплення променів та різноманітні комбінації фотографічної плівки, так що в той же час, відповідно, отримувати ту саму ціль у діапазоні різних вузьких спектральних смуг світлових сигналів, випромінюваних або відбитого , щоб отримати ціль у декількох різних спектральних смугах фотографії. Найпоширеніші мультиспектральні фотографії навколо - це, зроблені кольоровими камерами, як показано нижче, які містять інформацію у трьох оптичних спектральних смугах, червоних (1), зелених (2) та синіх (3), з спектральної точки зору. Якщо до камери або детектора додається більше діапазонів, таких як діапазони (4) та (5), можна отримати мультиспектральну фотографію з декількома діапазонами. мультиспектральний.png

Багатоспектральна технологія в поєднанні з апаратним забезпеченням для зображень дозволяє представити багатоспектральну інформацію у формі зображення.

Звичайно, також можна використовувати лише детектор для отримання спектральної інформації однієї просторової точки. Pixelteq, бренд Ocean Optics, з унікальною технологією фільтрації мікросхем, може реалізувати придбання 8 каналів спектральної інформації на мікросхемі 9*9 см, що особливо підходить для додатків з надзвичайно високими вимогами до простору та витрат.

Гіпоспектральний

Hypesplectral - це прекрасна технологія, яка може зафіксувати та проаналізувати точку спектрів за точкою просторової області, завдяки унікальній спектральній «особливостях», які можна виявити в різних просторових місцях одного об'єкта, і тому можуть виявити речовини, які неможливо розрізнити візуально.

Гіперспектральний приклад: Зображення складаються з вузьких смуг (10-20 нм). Гіперспектральні зображення можуть мати сотні чи тисячі смуг. Після того, як об’єкт взаємодіє зі світлом від джерела світла і отримується за допомогою пристрою немізуючого спектрального аналізу (наприклад, спектрометр), пристрій може точно реагувати на відмінності інтенсивності в розподілі отриманого світла над спектральними смугами відома як спектральна інформація. Використовуючи гіперспектральне обладнання, з точки зору характеристик візуалізації, ви можете зрозуміти спектральну інформацію кожного положення вибірки, з точки зору спектральних характеристик, ви можете зрозуміти розподіл положення сигналу в конкретній спектральній смузі, тобто Гіперспектральне обладнання може отримати багатшу інформацію про деталі. Наприклад: людське око може отримувати лише три спектральні смуги в сигналі світла енергії об'єкта: червоний, зелений та синій. Тобто, ми часто називають трьома основними кольорами, але насправді ми можемо побачити поєднання цих трьох кольорів, вироблених помаранчевим, фіолетовим, вапно -зеленим тощо на більш тонких кольорах. Однак ми не в змозі розрізнити різницю між чисто -жовтим та сумішшю червоного та зеленого, що також відоме як "ізохроматичний". Але гіперспектральна візуалізація може легко відрізнити різницю.

Зверху два жовті, один "суцільний колір", а другий - суміш червоного та зеленого кольору, може бути візуально не відрізняється, але через їх спектральні відмінності їх можна відрізнити за допомогою спектроскопічного обладнання. У наших експериментах дані, отримані за допомогою спектрометра, представляють середнє значення світла, що випромінюють усі молекули, що взаємодіють із джерелом падаючого світла у всьому виявленому діапазоні, тоді як з мультиспектральним пристроєм можна отримати інформацію про зразки в декількох Конкретні смуги в різних точках в межах виявленого діапазону. Як результат, жоден із цих пристроїв не може надати дуже тонку вибірку в одному регіоні.

Гіперспектральний зображень (HSI) може бути аналогічний сотням або тисячам одноточкових спектрометрів, що вишикувалися разом і одночасно зосереджувались на області, при цьому кожен спектрометр працює незалежно та отримує спектральну інформацію про власне місцезнаходження. Вихід даних від HSI - це зображення або відео -потік, в якому кожен піксель має власний спектр, і кожен спектр містить сотні спектральних смуг. Ця здатність "повного спектру" гіперспектральної візуалізації дозволяє бачити спектральні сигнали на кожному розрізненому просторовому місці в сцені, тобто отримується більш розмірна інформація. Тому гіперспектральні візуалізації можуть використовуватися в різних застосуванні, включаючи ідентифікацію мистецтва, здоров'я сільськогосподарських культур, картографування берегової лінії, лісове господарство, розвідку мінералів, міську та промислову інфраструктуру, якість продукції у виробничих лініях, моніторинг навколишнього середовища тощо.

Гіперспектральні методи сканування та результати візуалізації

Різниця між гіперспектральним та мультиспектральним

Дуже часто характерний спектр відбиття матеріалу може бути дуже складним щодо довжини хвилі, а інші хвилини функції можуть бути не відрізняються, використовуючи більш грубі методи мультиспектральної візуалізації.

Речовини, які були не відрізняються від ідентифікованих за допомогою мультиспектральної візуалізації (ліворуч) на малюнку вище, були виділені за рахунок використання гіперспектральної візуалізації (праворуч). Причина цього полягає в тому, що оскільки гіперспектральний має більше спектральних смуг, більш складні функції відбитків пальців можуть бути точно отримані з більшою спектральною роздільною здатністю.

Типові програми

Гіперспектральні пристрої можуть виявляти конкретні фарби або барвники в інфрачервоному інфрачервоному оці, які не видно людському оці. Аналогічно, системи HSI в діапазоні 60 або 300 можуть надати більш багату спектральну інформацію про відбиття матеріалу, ніж мультиспектральна система, що забезпечує більш точну характеристику матеріалу. На зображенні нижче зображено зображення та спектральну інформацію, отриману з шматка свіжої тканини тварин, розміщеної на конвеєрі в лабораторії, використовуючи гіперспектральний зображень:

Спектрограми різних областей: (a) мічені області чистого жиру, мармурові та чисті худорляві частини на зразках тканин; (b) Спектрограми, позначені в різних областях схеми (а).

Крім того, ми можемо надати інтуїтивно зрозумілі програмні програми для аналізу візуалізації, класифікації та візуалізації різних речовин з унікальними спектральними характеристиками. Незалежно від того, чи отримані ці дані з повітря, на землі чи в лабораторії, ви можете побачити деталі на екрані комп’ютера, які можуть не відрізнятися оком.

Попередній

Далі

Зв'яжіться з нами

Author:

Mr. CHNSpec

E-mail:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662