Co je hyperspektrální zobrazování?

Hyperspektrální zobrazování je technika, která přidává barevnou třetí dimenzi k odraženému obrazu, který obsahuje spektrální data cíle. Může být použit v aplikacích, jako je topografická analýza minerálních ložisek nebo farem, vojenský dohled, analýza lékařské tkáně a archeologické mapování. Hyperspektrální zobrazování poskytuje spoustu světelných a kompozičních dat z zobrazovacích senzorů v poli, v laboratoři a dokonce i v prostoru.

Spektrální zobrazovací analýzy analýzy odrazivosti nebo údaje o vlnové délce světla. Mohla by používat technologii, jako je odrážení zrcadel, hranolů, čoček a senzorů světla, podobně jako komponenty a čipy pro zařízení (CCD) uvnitř digitálního fotoaparátu. V kombinaci s technologií vzdáleného zobrazování se spektrální zobrazování používá k měření vlnových délek elektromagnetického spektra rozptýleného cílovým materiálem. Zařízení nazývaná spektrometry a spektroradiometry zaznamenávají změny v energetické vlnové délce světla odrážející cíl a umožňují pozorovatelům dHyperspektrální zobrazování Etermine Compositions Makeup materiálu nebo krajiny. Tato sada dat je naskládána do „hyperspektrální krychle“, jako je hromada snímků, ve kterých každý pixel obsahuje svá spektrální data. Multispektrální zobrazování kombinuje data desítek nebo stovek elektromagnetických (EM) pásů, ale hyperspektrální kostky mohou zpracovávat data z tisíců pásů.

Multispektrální zobrazování obvykle využívá data z více senzorů, zatímco hyperspektrální data jsou často shromažďována jako sada sousedních pásů z jednoho senzoru. Čím více dat, tím jasnější je obrázek. Čím jasnější obrázek, tím snazší je určit, z jaké látky nebo látek je předmět vytvořen.

Některé aplikace hyperspektrálního zobrazování zahrnují chemickou analýzu, fluorescenční mikroScopy, tepelné zobrazování, archeologický objev a forenzní zkoumání. Lékařské hyperspektrální zobrazovací extrakty vizuální vlnové délky prostorové oblasti a syntetizují řezy na „topografickou mapu“ připravenou pro jasnou lékařskou analýzu vlastností tkáně pro různé diagnózy nebo výzkumné účely. Tato zobrazovací technologie dokáže zachytit více EM pásma než viditelné světlo, včetně infračervených a ultrafialových vlnových délek, takže může vylepšit informace, které by jinak mohly být pouhým okem vidět. Všechny materiály obsahují spektrální podpisy, které mohou poskytnout zásadní stopy pro celou řadu aplikací na mnoha polích.

Například pochopením rozdílů v chemickém složení růstu půdy a rostlin jsou forenzní vyšetřovatelé schopni určit jinak neznámé hroby. Je to proto, že rozklad rozlišuje spektra růstu rostlin od jejich okolí. Jednoduše řečeno, další chlorofyl obsažený v rostlinách oplodněných rozkladem mAkes je vyniká mnohem viditelněji v hyperspektrálních datech než pouhým okem.

dálkové snímání a digitální zobrazování najděte průběžně nové aplikace. Zvláštní knihovny bydlení známé spektrální údaje o materiálech byly stále více zpřístupněny vědcům a civilistům organizacemi, jako je Národní letecká a kosmická správa Spojených států (NASA). Nové aplikace pro tuto techniku ​​byly v mnoha průmyslových odvětvích neustále rozvíjeny. Zemědělská použití může zahrnovat určování odrůd rostlin, vodu a živiny a včasnou detekci onemocnění. Jakmile se technologie stává dostupnější pro veřejnost, očekává se, že nové aplikace budou neustále rozvíjeny pro velkou výhodu oproti relativně omezené analytické síle jednobodové spektroskopie.

Technologie tepelného zobrazování se již dlouho používá ve vojenském nebo vzdušném dohledu. Z tohoto důvodu byly vyvinuty speciální techniky určené k zmaření této technologie,za účelem maskování tepelných podpisů pozemních sil ze vzduchu. Hyperspektrální zobrazování může tyto protiopatření porazit s množstvím měření spektrálních pásů a nabídnout přesnou analýzu, která může objevit spektrální „otisky prstů“ cíle.

Celé spektrum se shromažďuje pro každý pixel informací, takže pozorovatel nevyžaduje žádnou předchozí znalost materiálu, aby provedl analýzu. Počítačové zpracování může zahrnovat všechna dostupná data pro úplnou analýzu vzorku. To vyžaduje vyhrazené výpočetní zdroje, včetně nákladných citlivých zařízení a velké kapacity ukládání dat. Hyperspektrální krychle představuje vícerozměrné datové sady, které vyžadují zpracování stovek megabajtů.