Obrazowanie spektralne - Spectral imaging

Widma elektromagnetycznego

Obrazowanie spektralne to obrazowanie, które wykorzystuje wiele pasm w widmie elektromagnetycznym . Podczas gdy zwykła kamera rejestruje światło w trzech pasmach długości fali w zakresie widzialnym, czerwonym, zielonym i niebieskim (RGB), obrazowanie spektralne obejmuje szeroką gamę technik, które wykraczają poza RGB. Obrazowanie spektralne może wykorzystywać podczerwień, widmo widzialne, ultrafiolet, promienie rentgenowskie lub pewną kombinację powyższych. Może obejmować akwizycję danych obrazu jednocześnie w widzialnych i niewidzialnych pasmach, oświetlenie spoza zakresu widzialnego lub wykorzystanie filtrów optycznych do uchwycenia określonego zakresu widmowego. Możliwe jest również przechwycenie setek pasm długości fali dla każdego piksela na obrazie.

Obrazowanie wielospektralne rejestruje niewielką liczbę pasm spektralnych, zwykle od trzech do piętnastu, dzięki zastosowaniu różnych filtrów i oświetlenia. Wiele gotowych kamer RGB wykrywa niewielką ilość światła bliskiej podczerwieni (NIR). Scena może być oświetlona światłem NIR, a jednocześnie w kamerze można zastosować filtr przepuszczający podczerwień, aby zapewnić, że światło widzialne jest blokowane, a na obrazie rejestrowana jest tylko NIR. Jednak praca przemysłowa, wojskowa i naukowa wykorzystuje czujniki zbudowane w tym celu.

Obrazowanie hiperspektralne to kolejna podkategoria obrazowania spektralnego, która łączy spektroskopię i fotografię cyfrową . W Hyperspectral obrazowania kompletne widmo lub części widmowej informacji (jak na przykład przesunięcie Dopplera lub zeemanowskiej rozszczepienia z linii widmowej ) zbiera się na każdym pikselu w płaszczyźnie obrazu . Kamera hiperspektralna wykorzystuje specjalny sprzęt do przechwytywania setek pasm długości fali dla każdego piksela, co można interpretować jako pełne widmo. Innymi słowy, kamera ma wysoką rozdzielczość widmową. Wyrażenie „obrazowanie spektralne” jest czasami używane jako skrótowy sposób odniesienia do tej techniki, ale lepiej jest używać terminu „obrazowanie hiperspektralne” w miejscach, w których może pojawić się niejednoznaczność. Obrazy hiperspektralne są często przedstawiane jako kostka obrazu, która jest rodzajem kostki danych .

Zastosowania obrazowania spektralnego obejmują konserwację dzieł sztuki , astronomię , fizykę Słońca , planetologię i teledetekcję Ziemi .

Zobacz też

• Spektroskopia obrazowania
• Obrazowanie chemiczne
• Dopplerograf
• Spektrometr obrazowy

Bibliografia

Systemy obrazowania spektralnego

Systemy obrazowania spektralnego to systemy, które poprzez akwizycję jednego lub więcej obrazów obiektu są w stanie oddać widmo dla każdego piksela oryginalnych obrazów.

Istnieje szereg parametrów charakteryzujących uzyskane dane:

• Rozdzielczość przestrzenna, którą można opisać liczbą pikseli na całym obrazie lub minimalnym kwadratowym polem rozróżnialnym na powierzchni. Zazwyczaj zależy to od liczby megapikseli aparatu fotograficznego
• Rozdzielczość widmowa, która określa najmniejszą zmienność widmową, jaką system jest w stanie rozróżnić
• Dokładność radiometryczna, czyli jak dokładny jest system w pomiarze procentowego współczynnika odbicia spektralnego

Najczęściej stosowanym sposobem uzyskania obrazowania spektralnego jest zrobienie obrazu dla każdego pożądanego pasma przy użyciu filtrów wąskopasmowych. Prowadzi to do ogromnej liczby obrazów i dużego banku filtrów, gdy wymagana jest znaczna rozdzielczość spektralna.

Istnieje inna technika, znacznie wydajniejsza i oparta na filtrach wielopasmowych, która pozwala na uzyskanie pewnej liczby końcowych pasm, zaczynając od ograniczonej liczby obrazów. Wykonane obrazy tworzą bazę matematyczną z wystarczającą ilością informacji, aby zrekonstruować dane dla każdego piksela z wysoką rozdzielczością widmową. Jest to podejście stosowane przez Hypercolorimetric Multispectral Imaging (HMI) firmy Profilocolore SRL.

Ten artykuł związany z fizyką jest skrótem . Możesz pomóc Wikipedii, rozwijając ją .

• v
• T
• mi