¿Cuál es la diferencia entre espectral, multiespectral e hiperespectral

Espectral, multiespectral, hiperespectral, ¿No puede decir la diferencia?

El análisis espectral como un importante medio de análisis de las ciencias naturales, la tecnología espectral se utiliza a menudo para detectar la estructura física de los objetos, la composición química y otros indicadores. La espectrometría de imágenes, por otro lado, combina la tecnología espectral y la tecnología de imágenes, combinando la capacidad de resolución espectral y la capacidad de resolución gráfica, lo que resulta en el análisis espectral facético en la dimensión espacial, que ahora se conoce como multispectral imaging and hypepetral imaging Technology.

¿Cuál es la diferencia entre espectral, multiespectral e hiperespectral?

Espectro

El espectro es la luz monocromática separada por dispersión después del sistema dispersivo (como pris, rej), a través del sistema de imágenes, proyectado en el detector para convertirse en la longitud de onda (o frecuencia) del tamaño de la disposición secuencial del patrón, que se conoce como el espectro óptico. El espectrómetro Ocean Optics se basa en este principio de diseño y fabricación.

Ondas de luz de acuerdo con diferentes longitudes de onda, hay diferentes nombres: longitudes de onda en el 380 y 780nm entre las ondas de luz conocidas como luz visible, más corto que 380nm llamado luz ultravioleta; Y más de 780nm para la luz infrarroja (la luz infrarroja también se divide en el infrarrocercano, infrarromedio, infrarrolejano, etc.).

Multiespec‍

La tecnología multiespectral se refiere a la adquisición simultánea de múltiples bandas espectrales ópticas (por lo general mayor o igual a 3), y en la luz visible sobre la base de la luz infrarroja y la luz ultravioleta para ampliar la dirección de la tecnología de detección espectral. El método común de realización es a través de una variedad de filtros o divisores de haz y una variedad de combinaciones de película fotográfica, de modo que al mismo tiempo, respectivamente, para recibir el mismo objetivo en un rango de diferentes bandas espectrales estrechas de señales de luz irradiada o reflejada, para obtener el objetivo en varias bandas espectrales diferentes de la foto. Las fotos multiespectrmás comunes alrededor son las tomadas por cámaras de color, como se muestra a continuación, que contienen información en tres bandas espectrópticas, rojo (1), verde (2) y azul (3), desde el punto de vista espectral. Si se añaden más bandas a la cámara o detector, como las bandas (4) y (5), se puede obtener una foto multiespectral con múltiples bandas.

La tecnología multiespectral combinada con hardware de imagen permite que la información multiespectral se presente en forma de imagen.

Por supuesto, también es posible utilizar sólo el detector para obtener la información espectral de un solo punto espacial. Pixelteq, una marca de Ocean Optics, con su exclusiva tecnología de filtrado de chips, puede realizar la adquisición de 8 canales de información espectral en un chip de 9*9cm, que es especialmente adecuado para aplicaciones con requisitos de espacio y costos extremadamente altos.

Hipeespec‍

Hypespectral es una tecnología fina que puede capturar y analizar los espectros punto por punto en un área espacial, debido a las características espectrales únicas que pueden ser detectadas en diferentes ubicaciones espaciales de un solo objeto, y por lo tanto puede detectar sustancias que no se pueden distinguir visualmente.

Ejemplo hiperespectral: las imágenes consisten en bandas más estrechas (10-20 nm). Las imágenes hiperespectrales pueden tener cientos o miles de bandas. Después de que un objeto interactúa con la luz de una fuente de luz y es recibido por un dispositivo de análisis espectral sin imágenes (por ejemplo, un espectrómetro), el dispositivo puede reaccionar con precisión a las diferencias de intensidad en la distribución de la señal de luz recibida sobre las bandas espectrales también conocido como información espectral. Cuando se utiliza el equipo hiperespectral, desde la perspectiva de las características de la imagen, se puede entender la información espectral de cada posición de la muestra, desde la perspectiva de las características espectrales, se puede entender la distribución de la posición de la señal en una banda espectral específica, es decir, el equipo hiperespectral puede obtener información más rica detalle. Por ejemplo: el ojo humano sólo puede recibir tres bandas espectrales en la señal de energía luminosa del objeto: rojo, verde y azul. Es decir, a menudo nos referimos como los tres colores primarios, pero de hecho podemos ver la combinación de estos tres colores producidos por el naranja, púrpura, verde Lima y así sucesivamente los colores más sutiles. Sin embargo, no somos capaces de distinguir la diferencia entre el amarillo puro y una mezcla de rojo y verde, que también se conoce como "isocromática". Pero la imagen hiperespectral puede distinguir fácilmente la diferencia.

Arriba, los dos amarillos, uno un "color sólido" yel otro una mezcla de rojo y verde, pueden ser visualmente indistin, pero debido a sus diferencias espectrales, pueden ser distinguidos usando equipo espectroscópico. En nuestros experimentos, los datos obtenidos con un espectrómetro representan el promedio de la luz emitida por todas las moléculas que interactúan con la fuente de luz incidente en todo el rango detectado, mientras que con un dispositivo multiespectral es posible obtener información sobre las muestras en unas pocas bandas específicas en varios puntos dentro del rango detectado. Como resultado, ninguno de estos dispositivos puede proporcionar información de muestra muy fina en una sola región.

Un visuador hiperespectral (HSI) puede ser análogo A cientos o miles de espectrómetros de un solo punto alineestrechamente entre sí y se centran en un área al mismo tiempo, con cada espectrómetro trabajando de forma independiente y adquiriendo información espectral sobre su propia ubicación. La salida de datos de HSI es una imagen, o flujo de video, en el cual cada píxel tiene su propio espectro, y cada espectro contiene cientos de bandas espectrales. Esta capacidad de "espectro completo" de imágenes hiperespectrales permite ver las señales espectren en cada ubicación espacial distinguien una escena, es decir, se obtiene más información dimensional. Por lo tanto, las imágenes hiperespectrales pueden ser utilizadas en una variedad de aplicaciones, incluyendo identificación de obras de arte, sanidad de cultivos, mapeo de la costa, silvicultura, exploración mineral, infraestructura urbana e industrial, calidad de productos en líneas de producción, monitoreo ambiental, y más.

Métodos de exploración hiperespectral y resultados de imágenes

La diferencia entre hiperespectral y multiespectral

Muy a menudo, el espectro característico de reflectancia de un material puede ser muy complejo con respecto a la longitud de onda, y otras características diminupueden no ser distinguiutilizando métodos de imagen multiespectral más gruesos.

Las sustancias que eran indistinguibles de las identificadas utilizando imágenes multiespectrales (izquierda) en la figura anterior se distinguieron mediante el uso de imágenes hiperespectrales (derecha). La razón de esto es que debido a que hiperespectral tiene bandas más espectrales, características de huellas digitales más complejas se pueden obtener con precisión con una resolución espectral más alta.

Aplicaciones típicas

Los dispositivos hiperespectrales pueden detectar pinturas o tintes específicos en el infrarrojo que no son visibles al ojo humano. De manera similar, los sistemas HSI en la banda de 60 o 300 pueden proporcionar información espectral más rica sobre la reflectancia de un material que un sistema multiespectral, lo que permite una caracterización más precisa del material. La siguiente imagen muestra la imagen y la información espectral obtenida de un pedazo de tejido animal fresco colocado en una cinta transporten un laboratorio usando un visualizador hiperespectral:

Espectrogramas de diferentes regiones: a) regiones marcadas de pura grasa, marmoleo y porciones magras puras en muestras de tejido; (b) espectrogramas marcados en diferentes regiones del diagrama (a).

Además, podemos proporcionar programas de software intuitivos para el análisis de imágenes, la clasificación y la visualización de diferentes sustancias con características espectrales únicas. Ya sea que estos datos se obtengan del aire, en el suelo o en el laboratorio, usted puede ver detalles en la pantalla de su computadora que pueden no ser distinguibles a simple vista.