स्पेक्ट्रल, मल्टीस्पेक्ट्रल और हाइपरस्पेक्ट्रल के बीच अंतर क्या है

August 23, 2024

स्पेक्ट्रल, मल्टीस्पेक्ट्रल, हाइपरस्पेक्ट्रल, अंतर नहीं बता सकता है?

वर्णक्रमीय विश्लेषण प्राकृतिक विज्ञान विश्लेषण के एक महत्वपूर्ण साधन के रूप में, वर्णक्रमीय प्रौद्योगिकी का उपयोग अक्सर वस्तुओं, रासायनिक संरचना और अन्य संकेतकों की भौतिक संरचना का पता लगाने के लिए किया जाता है। दूसरी ओर, इमेज स्पेक्ट्रोमेट्री, स्पेक्ट्रल टेक्नोलॉजी और इमेजिंग तकनीक को जोड़ती है, स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन क्षमता और ग्राफिक रिज़ॉल्यूशन क्षमता का संयोजन करती है, जिसके परिणामस्वरूप स्थानिक आयाम में वर्णक्रमीय विश्लेषण होता है, जिसे अब मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग और हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग तकनीक के रूप में जाना जाता है।

स्पेक्ट्रल, मल्टीस्पेक्ट्रल और हाइपरस्पेक्ट्रल के बीच क्या अंतर है?

स्पेक्ट्रम

स्पेक्ट्रम इमेजिंग सिस्टम के माध्यम से फैलाव प्रणाली (जैसे कि प्रिज्म, झंझरी) के बाद फैलाव द्वारा अलग किया गया मोनोक्रोमैटिक प्रकाश है, डिटेक्टर पर पैटर्न की अनुक्रमिक व्यवस्था की तरंग दैर्ध्य (या आवृत्ति) आकार बनने के लिए अनुमानित किया जाता है, जिसे जाना जाता है। ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम। ओशन ऑप्टिक्स स्पेक्ट्रोमीटर डिजाइन और निर्माण के इस सिद्धांत पर आधारित है।

प्रकाश तरंगें अलग -अलग तरंग दैर्ध्य के अनुसार, अलग -अलग नाम हैं: 380 और 780nm में तरंग दैर्ध्य प्रकाश तरंगों के बीच दृश्य प्रकाश के रूप में जानी जाने वाली, 380nm से कम अल्ट्रावॉयलेट लाइट कहा जाता है; और इन्फ्रारेड लाइट के लिए 780NM से अधिक लंबा (इन्फ्रारेड लाइट को भी निकट-अवरक्त, मध्य-अवरक्त, दूर-अवरक्त, आदि में विभाजित किया गया है)।

बहुपक्षीय

मल्टीस्पेक्ट्रल तकनीक कई ऑप्टिकल स्पेक्ट्रल बैंड (आमतौर पर 3 से अधिक या उसके बराबर) के एक साथ अधिग्रहण को संदर्भित करती है, और स्पेक्ट्रल डिटेक्शन तकनीक की दिशा का विस्तार करने के लिए अवरक्त प्रकाश और पराबैंगनी प्रकाश के आधार पर दृश्यमान प्रकाश में। सामान्य अहसास विधि विभिन्न प्रकार के फ़िल्टर या बीम स्प्लिटर्स और फोटोग्राफिक फिल्म के विभिन्न प्रकार के संयोजनों के माध्यम से होती है, ताकि क्रमशः, एक ही समय में, प्रकाश संकेतों के विभिन्न संकीर्ण वर्णक्रमीय बैंडों की एक सीमा में एक ही लक्ष्य प्राप्त करने के लिए या प्रतिबिंबित हो , फोटो के कई अलग -अलग वर्णक्रमीय बैंडों में लक्ष्य प्राप्त करने के लिए। चारों ओर सबसे आम मल्टीस्पेक्ट्रल तस्वीरें रंग कैमरों द्वारा ली गई हैं, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, जिसमें तीन ऑप्टिकल स्पेक्ट्रल बैंड, लाल (1), हरे (2) और नीले (3) में जानकारी शामिल है, स्पेक्ट्रल पॉइंट से। यदि कैमरे या डिटेक्टर में अधिक बैंड जोड़े जाते हैं, जैसे कि बैंड (4) और (5), कई बैंड के साथ एक मल्टीस्पेक्ट्रल फोटो प्राप्त किया जा सकता है।

इमेजिंग हार्डवेयर के साथ संयुक्त मल्टी-स्पेक्ट्रल तकनीक मल्टी-स्पेक्ट्रल जानकारी को छवि रूप में प्रस्तुत करने की अनुमति देती है।

बेशक, एकल स्थानिक बिंदु की वर्णक्रमीय जानकारी प्राप्त करने के लिए केवल डिटेक्टर का उपयोग करना भी संभव है। पिक्सेल्टेक, ओशन ऑप्टिक्स का एक ब्रांड, अपनी अनूठी चिप फ़िल्टरिंग तकनीक के साथ, 9*9 सेमी चिप पर वर्णक्रमीय जानकारी के 8 चैनलों के अधिग्रहण का एहसास कर सकता है, जो विशेष रूप से उच्च स्थान और लागत आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

हाइपसिपेक्ट्रल

हाइपिस्पेक्ट्रल एक अच्छी तकनीक है जो एक स्थानिक क्षेत्र में बिंदु द्वारा स्पेक्ट्रा पॉइंट को कैप्चर और विश्लेषण कर सकती है, अद्वितीय वर्णक्रमीय "सुविधाओं" के कारण जो एक ही वस्तु के विभिन्न स्थानिक स्थानों में पता लगाया जा सकता है, और इसलिए उन पदार्थों का पता लगा सकता है जिन्हें प्रतिष्ठित नहीं किया जा सकता है नेत्रहीन।

हाइपरस्पेक्ट्रल उदाहरण: छवियों में संकरा बैंड (10-20 एनएम) शामिल हैं। हाइपरस्पेक्ट्रल छवियों में सैकड़ों या हजारों बैंड हो सकते हैं। एक ऑब्जेक्ट एक प्रकाश स्रोत से प्रकाश के साथ बातचीत करने के बाद और एक गैर-इमेजिंग स्पेक्ट्रल एनालिसिस डिवाइस (जैसे, एक स्पेक्ट्रोमीटर) द्वारा प्राप्त किया जाता है, डिवाइस वर्णक्रमीय बैंड पर भी प्राप्त प्रकाश संकेत के वितरण में तीव्रता के अंतर पर सटीक रूप से प्रतिक्रिया कर सकता है वर्णक्रमीय जानकारी के रूप में जाना जाता है। हाइपरस्पेक्ट्रल उपकरणों का उपयोग करते समय, इमेजिंग विशेषताओं के दृष्टिकोण से, आप नमूना की प्रत्येक स्थिति की वर्णक्रमीय जानकारी को समझ सकते हैं, वर्णक्रमीय विशेषताओं के दृष्टिकोण से, आप एक विशिष्ट वर्णक्रमीय बैंड में सिग्नल स्थिति के वितरण को समझ सकते हैं, अर्थात्, हाइपरस्पेक्ट्रल उपकरण समृद्ध विस्तार जानकारी प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए: मानव आंख केवल ऑब्जेक्ट के लाइट एनर्जी सिग्नल में तीन वर्णक्रमीय बैंड प्राप्त कर सकती है: लाल, हरा और नीला। अर्थात्, हम अक्सर तीन प्राथमिक रंगों के रूप में संदर्भित करते हैं, लेकिन वास्तव में हम नारंगी, बैंगनी, चूने के हरे और अधिक सूक्ष्म रंगों पर उत्पादित इन तीन रंगों के संयोजन को देख सकते हैं। हालांकि, हम शुद्ध पीले और लाल और हरे रंग के मिश्रण के बीच अंतर को अलग करने में सक्षम नहीं हैं, जिसे "आइसोक्रोमैटिक" के रूप में भी जाना जाता है। लेकिन हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग आसानी से अंतर को अलग कर सकता है।

ऊपर, दो येलो, एक "ठोस रंग" और दूसरा लाल और हरे रंग का मिश्रण, नेत्रहीन रूप से अप्रभेद्य हो सकता है, लेकिन उनके वर्णक्रमीय अंतर के कारण, उन्हें स्पेक्ट्रोस्कोपिक उपकरणों का उपयोग करके प्रतिष्ठित किया जा सकता है। हमारे प्रयोगों में, एक स्पेक्ट्रोमीटर के साथ प्राप्त डेटा सभी अणुओं द्वारा उत्सर्जित प्रकाश के औसत का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो पूरे पता लगाए गए रेंज पर घटना प्रकाश स्रोत के साथ बातचीत कर रहे हैं, जबकि एक मल्टीस्पेक्ट्रल डिवाइस के साथ कुछ में नमूनों के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव है। पता चला रेंज के भीतर विभिन्न बिंदुओं पर विशिष्ट बैंड। नतीजतन, इन उपकरणों में से कोई भी एक ही क्षेत्र में बहुत अच्छी नमूना जानकारी प्रदान नहीं कर सकता है।

एक हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजर (एचएसआई) को सैकड़ों या हजारों सिंगल-पॉइंट स्पेक्ट्रोमीटर के अनुरूप किया जा सकता है, जो एक साथ एक साथ निकटता से लाइन में है और एक ही समय में एक क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित कर सकता है, प्रत्येक स्पेक्ट्रोमीटर स्वतंत्र रूप से काम कर रहा है और अपने स्वयं के स्थान के बारे में वर्णक्रमीय जानकारी प्राप्त कर रहा है। एचएसआई से डेटा आउटपुट एक छवि, या वीडियो स्ट्रीम है, जिसमें प्रत्येक पिक्सेल का अपना स्पेक्ट्रम होता है, और प्रत्येक स्पेक्ट्रम में सैकड़ों वर्णक्रमीय बैंड होते हैं। हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग की यह "पूर्ण-स्पेक्ट्रम" क्षमता एक दृश्य में प्रत्येक अलग-अलग स्थानिक स्थान पर वर्णक्रमीय संकेतों को देखने की अनुमति देती है, अर्थात, अधिक आयामी जानकारी प्राप्त की जाती है। इसलिए, हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, जिसमें कलाकृति की पहचान, फसल स्वास्थ्य, समुद्र तट मानचित्रण, वानिकी, खनिज अन्वेषण, शहरी और औद्योगिक बुनियादी ढांचा, उत्पादन लाइनों में उत्पाद की गुणवत्ता, पर्यावरण निगरानी, और बहुत कुछ शामिल हैं।

हाइपरस्पेक्ट्रल स्कैनिंग तरीके और इमेजिंग परिणाम

हाइपरस्पेक्ट्रल और मल्टीस्पेक्ट्रल के बीच का अंतर

बहुत बार एक सामग्री का परावर्तन विशेषता स्पेक्ट्रम तरंग दैर्ध्य के संबंध में बहुत जटिल हो सकता है, और अन्य मिनट की विशेषताएं मोटे मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग विधियों का उपयोग करके अलग नहीं हो सकती हैं।

उपरोक्त आकृति में मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग (बाएं) का उपयोग करके पहचाने जाने वाले पदार्थ जो उन पदार्थों से अप्रभेद्य थे, जो हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग (दाएं) के उपयोग के माध्यम से प्रतिष्ठित थे। इसका कारण यह है कि क्योंकि हाइपरस्पेक्ट्रल में अधिक वर्णक्रमीय बैंड हैं, अधिक जटिल फिंगरप्रिंट सुविधाओं को उच्च वर्णक्रमीय संकल्प के साथ सटीक रूप से प्राप्त किया जा सकता है।

विशिष्ट अनुप्रयोग

हाइपरस्पेक्ट्रल डिवाइस इन्फ्रारेड में विशिष्ट पेंट या रंजक का पता लगा सकते हैं जो मानव आंख को दिखाई नहीं देते हैं। इसी तरह, 60 या 300 बैंड में एचएसआई सिस्टम एक मल्टीस्पेक्ट्रल सिस्टम की तुलना में एक सामग्री के परावर्तन पर समृद्ध वर्णक्रमीय जानकारी प्रदान कर सकता है, जिससे अधिक सटीक सामग्री लक्षण वर्णन की अनुमति मिलती है। नीचे दी गई छवि एक हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजर का उपयोग करके एक प्रयोगशाला में एक कन्वेयर बेल्ट पर रखी गई ताजा पशु ऊतक के एक टुकड़े से प्राप्त छवि और वर्णक्रमीय जानकारी दिखाती है:

विभिन्न क्षेत्रों के स्पेक्ट्रोग्राम: (ए) ऊतक के नमूनों पर शुद्ध वसा, मार्बलिंग और शुद्ध दुबला भागों के लेबल वाले क्षेत्र; (बी) (ए) आरेख के विभिन्न क्षेत्रों में लेबल किए गए स्पेक्ट्रोग्राम।

इसके अलावा हम इमेजिंग विश्लेषण, वर्गीकरण और अद्वितीय वर्णक्रमीय विशेषताओं के साथ विभिन्न पदार्थों के विज़ुअलाइज़ेशन के लिए सहज ज्ञान युक्त सॉफ्टवेयर प्रोग्राम प्रदान कर सकते हैं। क्या यह डेटा हवा से, जमीन पर, या लैब में प्राप्त किया जाता है, आप अपनी कंप्यूटर स्क्रीन पर विवरण देख सकते हैं जो आंख से अलग नहीं हो सकता है।

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