Пространственно-спектральное сканирование

Пространственно-спектральное сканирование ^[1] — один из четырех методов гиперспектральной визуализации , остальные три — пространственное сканирование. ^[2] спектральное сканирование ^[3] и гиперспектральная визуализация без сканирования или моментальная гиперспектральная визуализация .

Этот метод был разработан для реализации на практике концепции «наклонной выборки » куба гиперспектральных данных , которую считалось труднодостижимой. ^[4] Пространственно-спектральное сканирование дает серию тонких диагональных срезов куба данных. Образно говоря, каждое полученное изображение представляет собой «радужную» пространственную карту сцены. Точнее, каждое изображение представляет собой два пространственных измерения, одно из которых закодировано по длине волны. Чтобы получить спектр данной точки объекта, необходимо сканирование.

Пространственно-спектральное сканирование сочетает в себе некоторые преимущества пространственного и спектрального сканирования: в зависимости от контекста применения можно выбирать между мобильной и стационарной платформой. Более того, каждое изображение представляет собой пространственную карту сцены, облегчающую наведение, фокусировку и анализ данных. Это особенно ценно при нерегулярных или невозвратных движениях сканирования. Системы пространственно-спектрального сканирования, основанные на дисперсии, обеспечивают высокое пространственное и спектральное разрешение.

Прототип системы

Прототип системы пространственно-спектрального сканирования, представленный в июне 2014 года, состоит из базового щелевого спектроскопа (щелевая + дисперсионный элемент) на некотором подходящем ненулевом расстоянии перед камерой. (Если эффективное расстояние камеры равно нулю, система применима для пространственного сканирования). Процесс визуализации основан на спектрально декодированных проекциях камеры-обскуры : серия проекций из непрерывного массива точечных отверстий (= щели) проецируется на дисперсионный элемент, причем каждая проекция образует полосу цвета радуги в записанном двумерном изображении. . Поле зрения в пространственном измерении, кодированном по длине волны, асимптотически приближается к углу дисперсии дисперсионного элемента, когда расстояние камеры от дисперсионного элемента приближается к бесконечности. ^[1] Сканирование осуществляется перемещением камеры поперек щели (стационарная платформа) или перемещением всей системы поперек щели (мобильная платформа).

Продвинутая система

Усовершенствованная система пространственно-спектрального сканирования, предложенная в июне 2014 года, состоит из дисперсионного элемента перед системой пространственного сканирования. (Это позволяет легко переключаться между пространственным и пространственно-спектральным сканированием). Процесс визуализации основан на спектральном анализе полосы рассеянного изображения сцены. Поле зрения в пространственном измерении, кодированном по длине волны, равно углу дисперсии дисперсионного элемента. ^[1] Как и в более простой системе, сканирование достигается поперечным перемещением щели или перемещением системы относительно сцены.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Груше, Саша. Базовый щелевой спектроскоп выявляет трехмерные сцены через диагональные срезы гиперспектральных кубов. Applied Optics , OSA, июнь 2014 г. Получено 9 июня 2014 г.
^ [1] Достижения в области гиперспектральной и мультиспектральной визуализации , дата обращения 10 июня 2014 г.
^ Гат, Наум. 2. Спектроскопия изображений с использованием перестраиваемых фильтров: Обзор , Учеб. ШПИОН Том. 4056, 2000. Проверено 10 июня 2014.
^ Бершади, Мэтью. [3] Приборы для 3D-спектроскопии . В: «3D-спектроскопия в астрономии», XVII Зимняя школа Канарских островов. астрофизики», ред. Э. Медиавилла, С. Аррибас, М. Рот, Х. Сепа-Ноге и Ф. Санчес, Cambridge University Press, 2010. Проверено 10 июня 2014 г.

[Grusche-1] Jump up to: ^а ^б ^с Груше, Саша. Базовый щелевой спектроскоп выявляет трехмерные сцены через диагональные срезы гиперспектральных кубов. Applied Optics , OSA, июнь 2014 г. Получено 9 июня 2014 г.

[2] [1] Достижения в области гиперспектральной и мультиспектральной визуализации , дата обращения 10 июня 2014 г.

[3] Гат, Наум. 2. Спектроскопия изображений с использованием перестраиваемых фильтров: Обзор , Учеб. ШПИОН Том. 4056, 2000. Проверено 10 июня 2014.

[4] Бершади, Мэтью. [3] Приборы для 3D-спектроскопии . В: «3D-спектроскопия в астрономии», XVII Зимняя школа Канарских островов. астрофизики», ред. Э. Медиавилла, С. Аррибас, М. Рот, Х. Сепа-Ноге и Ф. Санчес, Cambridge University Press, 2010. Проверено 10 июня 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]