Apa perbedaan antara spektral, multispektral, dan hiperspektral

August 23, 2024

Spektral, multispektral, hiperspektral, tidak dapat membedakannya?

Analisis spektral sebagai sarana penting dari analisis sains alam, teknologi spektral sering digunakan untuk mendeteksi struktur fisik objek, komposisi kimia dan indikator lainnya. Spektrometri gambar, di sisi lain, menggabungkan teknologi spektral dan teknologi pencitraan, menggabungkan kemampuan resolusi spektral dan kemampuan resolusi grafis, menghasilkan analisis spektral faceted dalam dimensi spasial, yang sekarang dikenal sebagai pencitraan multispektral dan teknologi pencitraan hyperspektral.

Apa perbedaan antara spektral, multispektral dan hiperspektral?

Spektrum

Spektrum adalah cahaya monokromatik yang dipisahkan oleh dispersi setelah sistem dispersif (seperti prisma, kisi -kisi), melalui sistem pencitraan, diproyeksikan pada detektor untuk menjadi ukuran panjang gelombang (atau frekuensi) dari pengaturan sekuensial pola, yang dikenal sebagai spektrum optik. Spektrometer Optik Ocean didasarkan pada prinsip desain dan pembuatan ini.

Gelombang cahaya sesuai dengan panjang gelombang yang berbeda, ada nama yang berbeda: panjang gelombang di 380 dan 780nm antara gelombang cahaya yang dikenal sebagai cahaya tampak, lebih pendek dari 380nm yang disebut cahaya ultraviolet; dan lebih dari 780nm untuk cahaya inframerah (cahaya inframerah juga dibagi menjadi inframerah-dekat, inframerah-pertengahan, inframerah jauh, dll.).

Multispektral

Teknologi multispektral mengacu pada akuisisi simultan dari beberapa pita spektral optik (biasanya lebih besar dari atau sama dengan 3), dan dalam cahaya yang terlihat berdasarkan cahaya inframerah dan cahaya ultraviolet untuk memperluas arah teknologi deteksi spektral. Metode realisasi umum adalah melalui berbagai filter atau splitter balok dan berbagai kombinasi film fotografi, sehingga pada saat yang sama, masing -masing, untuk menerima target yang sama dalam berbagai pita spektral sempit yang berbeda dari sinyal cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan , untuk mendapatkan target di beberapa pita spektral foto yang berbeda. Foto multispektral yang paling umum adalah yang diambil oleh kamera warna, seperti yang ditunjukkan di bawah ini, yang berisi informasi dalam tiga pita spektral optik, merah (1), hijau (2) dan biru (3), dari sudut pandang spektral. Jika lebih banyak pita ditambahkan ke kamera atau detektor, seperti pita (4) dan (5), foto multispektral dengan beberapa pita dapat diperoleh.

Teknologi multi-spektral yang dikombinasikan dengan perangkat keras pencitraan memungkinkan informasi multi-spektral disajikan dalam bentuk gambar.

Tentu saja, dimungkinkan juga untuk hanya menggunakan detektor untuk mendapatkan informasi spektral dari titik spasial tunggal. Pixelteq, merek optik laut, dengan teknologi penyaringan chip yang unik, dapat mewujudkan akuisisi 8 saluran informasi spektral pada chip 9*9cm, yang sangat cocok untuk aplikasi dengan ruang dan persyaratan biaya yang sangat tinggi.

Hypespectral

Hypespektral adalah teknologi halus yang dapat menangkap dan menganalisis titik spektrum demi titik di area spasial, karena "fitur" spektral yang unik yang dapat dideteksi di berbagai lokasi spasial dari satu objek, dan karenanya dapat mendeteksi zat yang tidak dapat dibedakan secara visual.

Contoh Hyperspektral: Gambar terdiri dari pita yang lebih sempit (10-20 nm). Gambar hiperspektral mungkin memiliki ratusan atau ribuan band. Setelah objek berinteraksi dengan cahaya dari sumber cahaya dan diterima oleh perangkat analisis spektral yang tidak imaging (misalnya, spektrometer), perangkat dapat secara akurat bereaksi terhadap perbedaan intensitas dalam distribusi sinyal cahaya yang diterima di atas pita spektral juga dikenal sebagai informasi spektral. Saat menggunakan peralatan hiperspektral, dari perspektif karakteristik pencitraan, Anda dapat memahami informasi spektral dari setiap posisi sampel, dari perspektif karakteristik spektral, Anda dapat memahami distribusi posisi sinyal dalam pita spektral tertentu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu adalah, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu, yaitu Peralatan hiperspektral dapat memperoleh informasi detail yang lebih kaya. Misalnya: Mata manusia hanya dapat menerima tiga pita spektral dalam sinyal energi cahaya objek: merah, hijau dan biru. Artinya, kita sering disebut sebagai tiga warna primer, tetapi sebenarnya kita dapat melihat kombinasi dari tiga warna yang diproduksi oleh oranye, ungu, hijau limau dan sebagainya pada warna yang lebih halus. Namun, kami tidak dapat membedakan perbedaan antara kuning murni dan campuran merah dan hijau, yang juga dikenal sebagai "isokromatik". Tetapi pencitraan hiperspektral dapat dengan mudah membedakan perbedaannya.

Di atas, dua kuning, satu "warna solid" dan yang lainnya campuran merah dan hijau, mungkin secara visual tidak dapat dibedakan, tetapi karena perbedaan spektral mereka, mereka dapat dibedakan menggunakan peralatan spektroskopi. Dalam percobaan kami, data yang diperoleh dengan spektrometer mewakili rata -rata cahaya yang dipancarkan oleh semua molekul yang berinteraksi dengan sumber cahaya insiden di seluruh rentang yang terdeteksi, sedangkan dengan perangkat multispektral dimungkinkan untuk mendapatkan informasi tentang sampel dalam beberapa Band spesifik di berbagai titik dalam kisaran yang terdeteksi. Akibatnya, tak satu pun dari perangkat ini dapat memberikan informasi sampel yang sangat halus di satu wilayah.

Hyperspectral Imager (HSI) dapat dianalogikan dengan ratusan atau ribuan spektrometer titik tunggal yang dibatasi secara erat dan berfokus pada area pada saat yang sama, dengan setiap spektrometer bekerja secara independen dan memperoleh informasi spektral tentang lokasinya sendiri. Output data dari HSI adalah gambar, atau aliran video, di mana setiap piksel memiliki spektrum sendiri, dan setiap spektrum berisi ratusan pita spektral. Kemampuan "spektrum penuh" dari pencitraan hiperspektral ini memungkinkan seseorang untuk melihat sinyal spektral di setiap lokasi spasial yang dapat dibedakan dalam suatu adegan, yaitu, informasi yang lebih dimensi diperoleh. Oleh karena itu, pencitraan hiperspektral dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk identifikasi karya seni, kesehatan tanaman, pemetaan garis pantai, kehutanan, eksplorasi mineral, infrastruktur perkotaan dan industri, kualitas produk dalam jalur produksi, pemantauan lingkungan, dan banyak lagi.

Metode pemindaian hiperspektral dan hasil pencitraan

Perbedaan antara hiperspektral dan multispektral

Sangat sering spektrum karakteristik reflektansi suatu bahan bisa sangat kompleks sehubungan dengan panjang gelombang, dan fitur menit lainnya mungkin tidak dapat dibedakan menggunakan metode pencitraan multispektral yang lebih kasar.

Zat yang tidak dapat dibedakan dari yang diidentifikasi menggunakan pencitraan multispektral (kiri) pada gambar di atas dibedakan melalui penggunaan pencitraan hiperspektral (kanan). Alasan untuk ini adalah bahwa karena hiperspektral memiliki lebih banyak pita spektral, fitur sidik jari yang lebih kompleks dapat diperoleh secara akurat dengan resolusi spektral yang lebih tinggi.

Aplikasi khas

Perangkat hiperspektral dapat mendeteksi cat atau pewarna tertentu dalam inframerah yang tidak terlihat oleh mata manusia. Demikian pula, sistem HSI dalam 60 atau 300 pita dapat memberikan informasi spektral yang lebih kaya tentang reflektansi suatu bahan daripada sistem multispektral, memungkinkan karakterisasi material yang lebih akurat. Gambar di bawah ini menunjukkan informasi gambar dan spektral yang diperoleh dari sepotong jaringan hewan segar yang ditempatkan pada sabuk konveyor di laboratorium menggunakan imager hiperspektral:

Spektrogram dari berbagai daerah: (a) Daerah berlabel dari bagian lemak murni, marmer dan lean murni pada sampel jaringan; (B) Spektrogram yang diberi label di berbagai daerah diagram (a).

Selain itu kami dapat menyediakan program perangkat lunak intuitif untuk analisis pencitraan, klasifikasi dan visualisasi zat yang berbeda dengan karakteristik spektral yang unik. Apakah data ini diperoleh dari udara, di darat, atau di lab, Anda dapat melihat detail di layar komputer Anda yang mungkin tidak dapat dibedakan dengan mata.

Sebelumnya

Berikutnya

Hubungi kami

Author:

Mr. CHNSpec

Surel:

chnspec@colorspec.cn

Phone/WhatsApp:

+86 13758201662