Beth yw'r gwahaniaeth rhwng sbectrol, aml -olwg a hyperspectrol

August 23, 2024

Sbectrol, aml -olwg, hyperspectrol, methu dweud y gwahaniaeth?

Dadansoddiad sbectrol Fel dull pwysig o ddadansoddi gwyddoniaeth naturiol, defnyddir technoleg sbectrol yn aml i ganfod strwythur ffisegol gwrthrychau, cyfansoddiad cemegol a dangosyddion eraill. Ar y llaw arall, mae sbectrometreg delwedd yn cyfuno technoleg sbectrol a thechnoleg delweddu, gan gyfuno gallu datrys sbectrol a gallu datrys graffig, gan arwain at ddadansoddiad sbectrol arwynebol yn y dimensiwn gofodol, a elwir bellach yn ddelweddu aml -olwg a thechnoleg delweddu hyperspectrol.

Beth yw'r gwahaniaeth rhwng sbectrol, aml -olwg a hyperspectrol?

Sbectrwm

Sbectrwm yw'r golau monocromatig wedi'i wahanu gan wasgariad ar ôl y system wasgaru (megis carchardai, rhwyllau), trwy'r system ddelweddu, a ragwelir ar y synhwyrydd i ddod yn faint tonfedd (neu amlder) trefniant dilyniant dilyniannol y patrwm, a elwir yn hysbys fel y'i gelwir fel y sbectrwm optegol. Mae sbectromedr Ocean Optics yn seiliedig ar yr egwyddor hon o ddylunio a gweithgynhyrchu.

Tonnau golau Yn ôl gwahanol donfeddi, mae yna enwau gwahanol: tonfeddi yn y 380 a 780Nm rhwng y tonnau golau a elwir yn olau gweladwy, yn fyrrach na 380Nm o'r enw golau uwchfioled; ac yn hirach na 780Nm ar gyfer y golau is-goch (mae golau is-goch hefyd wedi'i rannu'n yr is-goch bron-is-goch, pell-is-goch, ac ati).

Aml -olwg

Mae technoleg aml -olwg yn cyfeirio at gaffael bandiau sbectrol optegol lluosog ar yr un pryd (fel arfer yn fwy na neu'n hafal i 3), ac yn y golau gweladwy ar sail golau is -goch ac olau uwchfioled i ehangu cyfeiriad y dechnoleg canfod sbectrol. Y dull gwireddu cyffredin yw trwy amrywiaeth o hidlwyr neu holltwyr trawst ac amrywiaeth o gyfuniadau o ffilm ffotograffig, fel bod yr un pryd, yn y drefn honno, i dderbyn yr un targed mewn ystod o wahanol fandiau sbectrol cul o signalau golau wedi'u pelydru neu eu hadlewyrchu , i gael y targed mewn sawl band sbectrol gwahanol o'r llun. Y lluniau aml -olwg mwyaf cyffredin o'u cwmpas yw'r rhai a gymerir gan gamerâu lliw, fel y dangosir isod, sy'n cynnwys gwybodaeth mewn tri band sbectrol optegol, coch (1), gwyrdd (2) a glas (3), o'r safbwynt sbectrol. Os ychwanegir mwy o fandiau at y camera neu'r synhwyrydd, fel bandiau (4) a (5), gellir cael llun aml -olwg gyda bandiau lluosog.

Mae technoleg aml-sbectrol ynghyd â chaledwedd delweddu yn caniatáu cyflwyno gwybodaeth aml-sbectrol ar ffurf delwedd.

Wrth gwrs, mae hefyd yn bosibl defnyddio'r synhwyrydd yn unig i gael gwybodaeth sbectrol un pwynt gofodol. Gall Pixelteq, brand o opteg cefnfor, gyda'i dechnoleg hidlo sglodion unigryw, wireddu caffael 8 sianel o wybodaeth sbectrol ar sglodyn 9*9cm, sy'n arbennig o addas ar gyfer cymwysiadau sydd â gofynion gofod a chost uchel iawn.

Hypespectrol

Mae hypespectral yn dechnoleg cain a all ddal a dadansoddi'r sbectra wrth bwynt mewn ardal ofodol, oherwydd y “nodweddion” sbectrol unigryw y gellir eu canfod mewn gwahanol leoliadau gofodol un gwrthrych, ac felly gallant ganfod sylweddau na ellir eu gwahaniaethu yn weledol.

Enghraifft hyperspectrol: Mae'r delweddau'n cynnwys bandiau culach (10-20 nm). Efallai bod gan ddelweddau hyperspectrol gannoedd neu filoedd o fandiau. Ar ôl i wrthrych ryngweithio â golau o ffynhonnell golau ac yn cael ei dderbyn gan ddyfais dadansoddi sbectrol nad yw'n delweddu (ee, sbectromedr), gall y ddyfais ymateb yn gywir i'r gwahaniaethau dwyster yn nosbarthiad y signal golau a dderbynnir dros y bandiau sbectrol hefyd a elwir yn wybodaeth sbectrol. Wrth ddefnyddio offer hyperspectrol, o safbwynt nodweddion delweddu, gallwch ddeall gwybodaeth sbectrol pob safle o'r sampl, o safbwynt nodweddion sbectrol, gallwch ddeall dosbarthiad safle'r signal mewn band sbectrol penodol, hynny yw, hynny yw, Gall offer hyperspectrol gael gwybodaeth fanwl gyfoethocach. Er enghraifft: dim ond tri band sbectrol y gall y llygad dynol eu derbyn yn signal egni ysgafn y gwrthrych: coch, gwyrdd a glas. Hynny yw, cyfeiriwyd atynt yn aml fel y tri lliw cynradd, ond mewn gwirionedd gallwn weld y cyfuniad o'r tri lliw hyn a gynhyrchir gan yr oren, porffor, gwyrdd calch ac ati ar y lliwiau mwy cynnil. Fodd bynnag, nid ydym yn gallu gwahaniaethu'r gwahaniaeth rhwng melyn pur a chymysgedd o goch a gwyrdd, a elwir hefyd yn “isochromatig”. Ond gall delweddu hyperspectrol wahaniaethu'r gwahaniaeth yn hawdd.

Uchod, gall y ddwy felyn, un yn “liw solet” a'r llall gymysgedd o goch a gwyrdd, fod yn weledol na ellir eu gwahaniaethu, ond oherwydd eu gwahaniaethau sbectrol, gellir eu gwahaniaethu gan ddefnyddio offer sbectrosgopig. Yn ein harbrofion, mae'r data a gafwyd gyda sbectromedr yn cynrychioli cyfartaledd y golau a allyrrir gan yr holl foleciwlau sy'n rhyngweithio â'r ffynhonnell golau digwyddiad dros yr ystod a ganfyddir yn gyfan bandiau penodol ar wahanol bwyntiau o fewn yr ystod a ganfuwyd. O ganlyniad, ni all yr un o'r dyfeisiau hyn ddarparu gwybodaeth sampl cain iawn mewn un rhanbarth.

Gellir cyfateb delweddwr hyperspectrol (HSI) i gannoedd neu filoedd o sbectromedrau un pwynt wedi'u leinio'n agos gyda'i gilydd a chanolbwyntio ar ardal ar yr un pryd, gyda phob sbectromedr yn gweithio'n annibynnol ac yn caffael gwybodaeth sbectrol am ei lleoliad ei hun. Delwedd neu ffrwd fideo yw'r allbwn data o HSI, lle mae gan bob picsel ei sbectrwm ei hun, ac mae pob sbectrwm yn cynnwys cannoedd o fandiau sbectrol. Mae'r gallu “sbectrwm llawn” hwn o ddelweddu hyperspectrol yn caniatáu i un weld y signalau sbectrol ym mhob lleoliad gofodol gwahaniaethol mewn golygfa, hy, ceir mwy o wybodaeth ddimensiwn. Felly, gellir defnyddio delweddu hyperspectrol mewn amrywiaeth o gymwysiadau, gan gynnwys adnabod gwaith celf, iechyd cnydau, mapio morlin, coedwigaeth, archwilio mwynau, seilwaith trefol a diwydiannol, ansawdd cynnyrch mewn llinellau cynhyrchu, monitro amgylcheddol, a mwy.

Dulliau sganio hyperspectrol a chanlyniadau delweddu

Y gwahaniaeth rhwng hyperspectrol ac aml -olwg

Yn aml iawn gall sbectrwm nodweddiadol adlewyrchiad deunydd fod yn gymhleth iawn o ran tonfedd, ac efallai na fydd modd gwahaniaethu rhwng nodweddion munud eraill gan ddefnyddio dulliau delweddu aml -olwg brasach.

Gwahaniaethwyd sylweddau a oedd yn anwahanadwy oddi wrth y rhai a nodwyd gan ddefnyddio delweddu aml -olwg (chwith) yn y ffigur uchod trwy ddefnyddio delweddu hyperspectrol (dde). Y rheswm am hyn yw, oherwydd bod gan hyperspectrol fandiau mwy sbectrol, gellir cael nodweddion olion bysedd mwy cymhleth yn gywir gyda datrysiad sbectrol uwch.

Cymwysiadau nodweddiadol

Gall dyfeisiau hyperspectrol ganfod paent neu liwiau penodol yn yr is -goch nad ydynt yn weladwy i'r llygad dynol. Yn yr un modd, gall systemau HSI yn y band 60 neu 300 ddarparu gwybodaeth sbectrol gyfoethocach ar adlewyrchiad deunydd na system aml -olwg, gan ganiatáu ar gyfer nodweddu deunydd mwy cywir. Mae'r ddelwedd isod yn dangos y ddelwedd a'r wybodaeth sbectrol a gafwyd o ddarn o feinwe anifeiliaid ffres a osodir ar lain cludo mewn labordy gan ddefnyddio delwedd hyperspectrol:

Sbectrogramau o wahanol ranbarthau: (a) rhanbarthau wedi'u labelu o fraster pur, marmor a dognau main pur ar samplau meinwe; (b) Sbectrogramau wedi'u labelu mewn gwahanol ranbarthau o'r diagram (a).

Yn ogystal, gallwn ddarparu rhaglenni meddalwedd greddfol ar gyfer dadansoddi delweddu, dosbarthu a delweddu gwahanol sylweddau sydd â nodweddion sbectrol unigryw. P'un a yw'r data hwn yn cael ei sicrhau o'r awyr, ar lawr gwlad, neu yn y labordy, gallwch weld manylion ar sgrin eich cyfrifiadur na fydd efallai'n wahanol i lygad.

Blaenorol

Nesaf

Cysylltwch â ni

Author:

Mr. CHNSpec

E-mail:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662