Qu'est-ce que l'imagerie hyperspectrale?
L'imagerie hyperspectrale est une technique qui ajoute une troisième dimension colorée à une image réfléchie qui contient les données spectrales cibles.Il peut être utilisé dans des applications telles que l'analyse topographique des dépôts minéraux ou des fermes, la surveillance militaire, l'analyse des tissus médicaux et la cartographie archéologique.L'imagerie hyperspectrale fournit une multitude de données de lumière et de composition des capteurs d'imagerie sur le terrain, en laboratoire et même dans l'espace.
L'imagerie spectrale analyse les spectres de réflectance ou les données de longueur d'onde légères.Il peut utiliser des technologies telles que les miroirs, les prismes, les lentilles et les capteurs de lumière, tout comme les composants et les puces d'appareil couplé à charge (CCD) à l'intérieur d'un appareil photo numérique.Combinée à une technologie d'imagerie à distance, l'imagerie spectrale est utilisée pour mesurer les longueurs d'onde du spectre électromagnétique diffusées par un matériau cible.Les dispositifs appelés spectromètres et spectroradiomètres notent les variations de la longueur d'onde énergétique de la lumière réfléchie par une cible et permettent aux observateurs de déterminer la composition de composition du matériau ou du paysage.
L'imagerie hyperspectrale utilise la puissance de calcul moderne pour combiner les données de nombreuses images et ajouter la troisième dimensionde données spectrales directement à l'image.Cet ensemble de données est empilé dans un «cube hyperspectral», comme une pile de clichés, dans lesquels chaque pixel contient ses données spectrales.L'imagerie multispectrale combine des données de dizaines ou de centaines de bandes électromagnétiques (EM), mais les cubes hyperspectraux peuvent traiter les données de milliers de bandes.
L'imagerie multispectrale utilise normalement des données de plusieurs capteurs, tandis que les données hyperspectrales sont souvent collectées comme un ensemble de bandes contiguës à partir d'un seul capteur.Plus il y a de données, plus l'image est claire.Plus l'image est claire, plus il est facile de déterminer par rapport à la substance ou aux substances que le sujet est fait.
Certaines applications de l'imagerie hyperspectrale incluent l'analyse chimique, la microscopie à fluorescence, l'imagerie thermique, la découverte archéologique et l'étude médico-légale.L'imagerie hyperspectrale médicale extrait les longueurs d'onde visuelles d'une région spatiale et synthétise les tranches en une «carte topographique» prête à une analyse médicale claire des propriétés tissulaires à divers diagnostics ou à des fins de recherche.Cette technologie d'imagerie peut capturer plus de la bande EM que la lumière visible, y compris les longueurs d'onde infrarouges et ultraviolets, afin qu'il puisse améliorer les informations qui pourraient autrement être invisibles à l'œil nu.Tous les matériaux contiennent des signatures spectrales qui peuvent fournir des indices vitaux pour une pléthore d'applications dans de nombreux champs.
Par exemple, en comprenant les différences dans la composition chimique de la croissance du sol et des plantes, les chercheurs médico-légaux sont capables de localiser des tombes autrement inconnues.En effet, la décomposition différencie les spectres de réflectance de la croissance des plantes de leur environnement.En termes simples, la chlorophylle supplémentaire contenue dans les plantes fécondées par décomposition les fait ressortir beaucoup plus visiblement dans les données hyperspectrales que dans l'œil nu.
La télédétection et l'imagerie numérique trouvent de nouvelles applications sur une base continue.Les bibliothèques spéciales abritant des données spectrales connues de matériaux ont été de plus en plus mises à la disposition des chercheurs et des civils par des organisations telles que les États-Unis National Aeronautics and Space Administration (NASA).De nouvelles applications pour cette technique ont été continuellement développées dans de nombreuses industries.Les utilisations agricoles pourraient inclure la détermination des variétés végétales, des conditions d'eau et de nutriments et la détection précoce de la maladie.À mesure que la technologie devient plus disponible pour le public, de nouvelles applications devraient être continuellement développées pour un grand avantage sur la puissance analytique relativement limitée de la spectroscopie à point unique.
La technologie d'imagerie thermique est utilisée depuis longtemps dans la surveillance militaire ou aéroportée.Pour cette raison, des techniques spéciales conçues pour contrecarrer cette technologie ont été développées, afin de MASk les signatures thermiques des forces terrestres de l'air.L'imagerie hyperspectrale peut vaincre ces contre-mesures avec sa multitude de mesures de bande spectrale, offrant une analyse de précision qui peut découvrir les «empreintes digitales» spectrales de la cible.
L'ensemble du spectre est rassemblé pour chaque pixel d'informations, donc l'observateur ne nécessite aucune connaissance préalable deun matériau afin de faire une analyse.Le traitement informatique peut inclure toutes les données disponibles pour une analyse complète d'un échantillon.Cela nécessite des ressources informatiques dédiées, y compris des équipements sensibles coûteux et une grande capacité de stockage de données.Un cube hyperspectral représente des ensembles de données multidimensionnels nécessitant des centaines de mégaoctets chacun à traiter.