Hvad er hyperspektral billeddannelse?
Hyperspektral billeddannelse er en teknik, der tilføjer en farverig tredje dimension til et reflekteret billede, der indeholder målets spektrale data. Det kan bruges i applikationer såsom topografisk analyse af mineralaflejringer eller gårde, militær overvågning, medicinsk vævsanalyse og arkæologisk kortlægning. Hyperspektral billeddannelse giver et væld af lys- og kompositionsdata fra billeddannelsessensorer i marken, i laboratoriet og endda i rummet.
spektrale billeddannelsesanalyser Reflektansspektre eller lette bølgelængdedata. Det kan bruge teknologi såsom reflekterende spejle, prismer, linser og lyssensorer, ligesom komponenterne og ladekoblede enheder (CCD) chips inde i et digitalt kamera. Kombineret med fjernafbildningsteknologi bruges spektral billeddannelse til at måle bølgelængder af det elektromagnetiske spektrum spredt af et målmateriale. Enheder kaldet spektrometre og spektroradiometre Bemærk variationer i energibølgelængden af lyset reflekterede et mål og tillader observatører at dEtermine -sammensætning af sammensætningen af materialet eller landskabet Dette datasæt er stablet i en "hyperspektral terning" som en stak snapshots, hvor hver pixel indeholder dens spektrale data. Multispektral billeddannelse kombinerer data fra titusinder eller hundreder af elektromagnetiske (EM) bånd, men hyperspektrale terninger kan behandle data fra tusinder af bånd.
Multispektral billeddannelse bruger normalt data fra flere sensorer, hvorimod hyperspektrale data ofte indsamles som et sæt sammenhængende bånd fra en enkelt sensor. Jo flere data, jo klarere billedet. Jo klarere billedet, jo lettere at bestemme ud fra hvilket stof eller stoffer emnet er lavet.
Nogle anvendelser af hyperspektral billeddannelse inkluderer kemisk analyse, fluorescensmikroScopy, termisk billeddannelse, arkæologisk opdagelse og retsmedicinsk undersøgelse. Medicinske hyperspektrale billeddannelser udtrækker visuelle bølgelængder af en rumlig region og syntetiserer skiverne i et "topografisk kort" klar til klar medicinsk analyse af vævsegenskaber til forskellige diagnoser eller forskningsformål. Denne billeddannelsesteknologi kan fange flere af EM -båndet end synligt lys, inklusive infrarøde og ultraviolette bølgelængder, så det kan forbedre information, der ellers kan gå uset ved det blotte øje. Alle materialer indeholder spektrale underskrifter, der kan give vigtige ledetråde til en overflod af applikationer på tværs af mange felter.
For eksempel ved at forstå forskelle i kemisk sammensætning af jord- og plantevækst er kriminaltekniske efterforskere i stand til at finde ud af ellers ukendte gravesitter. Dette skyldes, at nedbrydning differentierer reflektionsspektre for plantevækst fra deres omgivelser. Kort sagt, den ekstra chlorophyll indeholdt i planter, der er befrugtet ved nedbrydning mAKES dem skiller sig meget mere synligt ud i hyperspektrale data end for det blotte øje.
Fjernfølelse og digital billeddannelse Find løbende nye applikationer. Specielle biblioteker, der huses kendte spektrale data af materialer, er i stigende grad blevet gjort tilgængelige for forskere og civile af organisationer som De Forenede Staters nationale luftfart og rumadministration (NASA). Nye applikationer til denne teknik er konstant udviklet i mange brancher. Landbrugsanvendelser kan omfatte bestemmelse af plantesorter, vand- og næringsstofforhold og den tidlige opdagelse af sygdommen. Efterhånden som teknologien bliver mere tilgængelig for offentligheden, forventes nye applikationer kontinuerligt at blive udviklet til stor fordel i forhold til den relativt begrænsede analytiske magt ved enkeltpunktsspektroskopi.
Termisk billeddannelsesteknologi er længe blevet brugt til militær eller luftbåren overvågning. Af denne grund er der udviklet specielle teknikker, der er designet til at afværge denne teknologi,For at maskere varmeunderskrifterne af jordkræfter fra luften. Hyperspektral billeddannelse kan besejre disse modforanstaltninger med dens mangfoldighed af spektrale båndmålinger, der tilbyder præcisionsanalyse, der kan afsløre de spektrale "fingeraftryk" af målet.
Hele spektret er samlet for hver pixel af information, så observatøren kræver ingen forudgående viden om et materiale for at foretage en analyse. Computerbehandling kan omfatte alle tilgængelige data til en komplet analyse af en prøve. Dette kræver dedikerede computerressourcer, herunder kostbart følsomt udstyr og en stor kapacitet af datalagring. En hyperspektral terning repræsenterer multidimensionelle datasæt, der kræver hundreder af megabyte hver til behandling.