การถ่ายภาพ hyperspectral คืออะไร?

imporing การถ่ายภาพ Hyperspectral เป็นเทคนิคที่เพิ่มมิติที่สามที่มีสีสันให้กับภาพที่สะท้อนซึ่งมีข้อมูลสเปกตรัมเป้าหมายมันสามารถใช้ในการใช้งานเช่นการวิเคราะห์ภูมิประเทศของการสะสมแร่หรือฟาร์มการเฝ้าระวังทางทหารการวิเคราะห์เนื้อเยื่อทางการแพทย์และการทำแผนที่โบราณคดีการถ่ายภาพ Hyperspectral ให้ข้อมูลแสงและองค์ประกอบมากมายจากเซ็นเซอร์การถ่ายภาพในสนามในห้องปฏิบัติการและแม้กระทั่งในอวกาศ

การวิเคราะห์การถ่ายภาพสเปกตรัมการสะท้อนแสงหรือข้อมูลความยาวคลื่นแสงมันอาจใช้เทคโนโลยีเช่นสะท้อนกระจกปริซึมเลนส์และเซ็นเซอร์แสงเช่นส่วนประกอบและชิปอุปกรณ์ชาร์จ (CCD) ในกล้องดิจิตอลเมื่อรวมกับเทคโนโลยีการถ่ายภาพระยะไกลการถ่ายภาพสเปกตรัมใช้ในการวัดความยาวคลื่นของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระจัดกระจายด้วยวัสดุเป้าหมายอุปกรณ์ที่เรียกว่าสเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรแรถโอมิเตอร์หมายเหตุการเปลี่ยนแปลงในความยาวคลื่นพลังงานของแสงที่สะท้อนออกจากเป้าหมายและอนุญาตให้ผู้สังเกตการณ์กำหนดแต่งหน้าองค์ประกอบของวัสดุหรือภูมิทัศน์

การถ่ายภาพ hyperspectral ใช้กำลังการคำนวณที่ทันสมัยเพื่อรวมข้อมูลจากภาพจำนวนมากและเพิ่มมิติที่สามของข้อมูลสเปกตรัมโดยตรงไปยังภาพชุดข้อมูลนี้จะถูกซ้อนกันเป็น "hyperspectral cube" เช่นสแต็กสแน็ปช็อตซึ่งแต่ละพิกเซลมีข้อมูลสเปกตรัมการถ่ายภาพ Multispectral รวมข้อมูลของแถบแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) หลายสิบหรือหลายร้อยตัว แต่ก้อน hyperspectral สามารถประมวลผลข้อมูลจากแถบนับพันimag การถ่ายภาพหลายครั้งโดยทั่วไปใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์หลายตัวในขณะที่ข้อมูล hyperspectral มักจะถูกรวบรวมเป็นชุดของแถบที่ต่อเนื่องกันจากเซ็นเซอร์เดียวยิ่งมีข้อมูลมากเท่าไหร่ภาพก็ยิ่งชัดเจนภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นการตรวจสอบง่ายขึ้นจากสารหรือสารที่ทำขึ้นมา

การใช้งานบางอย่างของการถ่ายภาพ hyperspectral รวมถึงการวิเคราะห์ทางเคมี, กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง, การถ่ายภาพความร้อน, การค้นพบทางโบราณคดีและการตรวจสอบทางนิติวิทยาศาสตร์การถ่ายภาพการถ่ายภาพ hyperspectral ทางการแพทย์สกัดความยาวคลื่นภาพของพื้นที่เชิงพื้นที่และสังเคราะห์ชิ้นส่วนเป็น "แผนที่ภูมิประเทศ" พร้อมสำหรับการวิเคราะห์ทางการแพทย์ที่ชัดเจนของคุณสมบัติเนื้อเยื่อสำหรับการวินิจฉัยหรือวัตถุประสงค์การวิจัยต่างๆเทคโนโลยีการถ่ายภาพนี้สามารถจับวงดนตรี EM ได้มากกว่าแสงที่มองเห็นได้รวมถึงความยาวคลื่นอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตดังนั้นจึงสามารถปรับปรุงข้อมูลที่อาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าวัสดุทั้งหมดมีลายเซ็นสเปกตรัมที่สามารถให้เบาะแสที่สำคัญสำหรับการใช้งานมากมายในหลายสาขา

ตัวอย่างเช่นโดยการทำความเข้าใจความแตกต่างในองค์ประกอบทางเคมีของการเจริญเติบโตของดินและพืชนักวิจัยทางนิติเวชสามารถระบุหลุมศพที่ไม่รู้จักนี่เป็นเพราะการสลายตัวแตกต่างจากสเปกตรัมการสะท้อนของการเจริญเติบโตของพืชจากสภาพแวดล้อมพูดง่ายๆคือคลอโรฟิลล์พิเศษที่มีอยู่ในพืชที่ปฏิสนธิโดยการสลายตัวทำให้พวกมันโดดเด่นมากขึ้นในข้อมูล hyperspectral มากกว่าตาเปล่า

การตรวจจับระยะไกลและการถ่ายภาพดิจิตอลค้นหาแอปพลิเคชันใหม่อย่างต่อเนื่องห้องสมุดพิเศษที่อยู่อาศัยข้อมูลสเปกตรัมที่รู้จักกันดีของวัสดุได้รับการจัดทำขึ้นมากขึ้นสำหรับนักวิจัยและพลเรือนโดยองค์กรเช่นการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NASA)แอปพลิเคชั่นใหม่สำหรับเทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในหลายอุตสาหกรรมการใช้งานทางการเกษตรอาจรวมถึงการกำหนดพันธุ์พืชน้ำและสารอาหารและการตรวจหาโรคในระยะแรกเนื่องจากเทคโนโลยีมีให้บริการต่อสาธารณะมากขึ้นแอพพลิเคชั่นใหม่จึงคาดว่าจะได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อความได้เปรียบที่ดีกว่าพลังการวิเคราะห์ที่ค่อนข้าง จำกัด ของสเปกโทรสโกปีแบบจุดเดียว

เทคโนโลยีการถ่ายภาพความร้อนได้ถูกนำมาใช้มานานในการเฝ้าระวังทางทหารหรือทางอากาศด้วยเหตุนี้เทคนิคพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อขัดขวางเทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อให้ MASK ลายเซ็นความร้อนของกองกำลังภาคพื้นดินจากอากาศการถ่ายภาพ Hyperspectral อาจเอาชนะมาตรการตอบโต้เหล่านี้ด้วยการวัดแถบสเปกตรัมจำนวนมากซึ่งเสนอการวิเคราะห์ความแม่นยำที่สามารถค้นพบ "ลายนิ้วมือ" สเปกตรัมของเป้าหมาย

สเปกตรัมทั้งหมดจะถูกรวบรวมสำหรับแต่ละพิกเซลของข้อมูลดังนั้นผู้สังเกตการณ์จึงไม่จำเป็นต้องมีความรู้มาก่อนวัสดุเพื่อทำการวิเคราะห์การประมวลผลคอมพิวเตอร์สามารถรวมข้อมูลที่มีอยู่ทั้งหมดสำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างที่สมบูรณ์สิ่งนี้ต้องการทรัพยากรการคำนวณเฉพาะรวมถึงอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนและมีความจุขนาดใหญ่ในการจัดเก็บข้อมูลลูกบาศก์ hyperspectral แสดงถึงชุดข้อมูลหลายมิติที่ต้องการ megabytes หลายร้อยตัวแต่ละกระบวนการ