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中級(jí)會(huì)員 | 第6年

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使用近紅外光譜成像相機(jī)進(jìn)行偽色彩模擬

時(shí)間:2024/2/18閱讀:934
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使用近紅外光譜成像相機(jī)進(jìn)行偽色彩模擬


使用近紅外光譜成像相機(jī)創(chuàng)建偽彩色圖像 - 肉眼看起來(lái)相同顏色的物質(zhì)之間的差異可視化 -

光譜成像應(yīng)用的一個(gè)例子是利用近紅外區(qū)域的光譜信息通過(guò)偽彩色模擬將肉眼無(wú)法區(qū)分的物質(zhì)之間的差異可視化。
在這里,我們將介紹三個(gè)使用近紅外光譜成像相機(jī)對(duì)肉眼難以區(qū)分的物質(zhì)進(jìn)行偽彩色模擬的示例。

  • 果實(shí)成分(白色粉末)

  • 透明塑料材質(zhì)

  • 白色藥片

1.水果成分(白色粉末)

水果中含有的六種主要呈味物質(zhì)包括甜味成分葡萄糖、果糖和蔗糖,以及酸味成分檸檬酸、蘋(píng)果酸和琥珀酸。
當(dāng)作為單一化合物來(lái)看時(shí),這些物質(zhì)都是肉眼難以區(qū)分的白色粉末。
在這里,我們使用光譜成像相機(jī)[SPECT-200 nir-3]在近紅外區(qū)域(1300-2150 nm)拍攝了這六種白色粉末,并利用分析軟件的“偽彩色模擬"功能識(shí)別材料之間的差異。讓我們將其想象為顏色的差異。

六種水果成分的光譜反射率

首先,右側(cè)顯示了使用光譜成像相機(jī)[SPECT-200 nir-3]在近紅外區(qū)域(1300-2150 nm)拍攝六種水果成分所獲得的光譜。

這六種成分用肉眼很難區(qū)分,但可以看出在近紅外區(qū)域光譜反射率存在差異。

比較六個(gè)光譜并將 RGB 顏色分配給有差異的波長(zhǎng)。
這次,我們將1470nm的波長(zhǎng)設(shè)置為藍(lán)色,將1780nm的波長(zhǎng)設(shè)置為綠色,將2000nm的波長(zhǎng)設(shè)置為紅色。
生成的偽彩色圖像如下所示。


彩色相機(jī)拍攝的圖像(左) 光譜成像圖像的偽彩色圖像(右)


肉眼觀察時(shí),這六種成分呈現(xiàn)為白色粉末,但在偽彩圖像中,可以看到每種成分都有不同的顏色,可以區(qū)分。

2、透明塑料材質(zhì)

塑料材質(zhì)有很多種,但很多都很難用肉眼辨別。
這里,聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、PET、氯乙烯(PVC)和丙烯酸(PMMA)六種透明塑料材料被用作 950 近紅外區(qū)域的光譜成像相機(jī)-1700 nm.使用[SPECT-CAM-100 nir2]拍攝,我們將使用附帶軟件的“偽色彩模擬"功能將材料的差異可視化為顏色的差異。

6種塑料的光譜反射率

首先,使用 950-1700 nm 光譜成像相機(jī) [SPECT-CAM-100 nir2] 對(duì)六種透明塑料材料進(jìn)行拍攝,獲得如右圖所示的光譜。

比較六個(gè)光譜并將 RGB 顏色分配給有差異的波長(zhǎng)。
這次,我們將1100nm的波長(zhǎng)設(shè)置為藍(lán)色,將1150nm的波長(zhǎng)設(shè)置為綠色,將1180nm的波長(zhǎng)設(shè)置為紅色。
生成的偽彩色圖像如下所示。



六種塑料材料的 RGB 圖像(左)和偽彩色圖像(右)


盡管塑料材料在肉眼看來(lái)是無(wú)色透明的,但可以通過(guò)利用近紅外區(qū)域波長(zhǎng)差異的偽彩色模擬來(lái)區(qū)分它們,并且我們發(fā)現(xiàn)可以將顏色差異可視化。

3、白色藥片

我相信使用近紅外光譜成像來(lái)檢測(cè)制藥過(guò)程中的異物污染是一種常見(jiàn)的需求。
這里,使用光譜成像相機(jī) [SPECT-CAM-100 nir2] 在 950-1700 nm 的近紅外區(qū)域拍攝八種白色藥片,并使用附帶的軟件“偽"檢測(cè)藥片之間的顏色差異。色彩模擬功能。讓我們想象一下差異。

8片的光譜反射率

我們收集胃腸藥、抗過(guò)敏藥、美白口服藥等常見(jiàn)的白色藥片,用近紅外光譜成像相機(jī)拍攝,得到如右圖所示的光譜。

比較 8 個(gè)光譜并將 RGB 顏色分配給有差異的波長(zhǎng)。
這次,我們將1420nm的波長(zhǎng)設(shè)置為藍(lán)色,1520nm的波長(zhǎng)設(shè)置為綠色,1650nm的波長(zhǎng)設(shè)置為紅色。
生成的偽彩色圖像如下所示。


八塊白色藥片的 RGB 圖像(左)和偽彩色圖像(右)


其中8個(gè)還包括糖衣片,可見(jiàn)的顏色差異被認(rèn)為是由于基材的差異而不是活性成分的差異造成的,我們發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)利用這些差異的偽色模擬將其可視化。

■關(guān)于附帶軟件中包含的色彩合成模擬器

光譜成像相機(jī)[SPECT-CAM-vis]、[SPECT-CAM-nir1]和[SPECT-CAM-100 nir2]附帶的軟件具有通過(guò)將獲取的圖像乘以感光度來(lái)創(chuàng)建合成圖像的功能功能等等我都是。
除了能夠加載任何函數(shù)之外,您還可以自由設(shè)置函數(shù)的值來(lái)操作音頻圖形均衡器。
這允許您模擬各種顏色的外觀。


光譜成像相機(jī)分析軟件 高光譜相機(jī)分析軟件
附加軟件圖像合成遮罩
將均衡器向上或向下移動(dòng)到上排藍(lán)色、綠色和紅色圖像下方,以定 RGB 顏色的波長(zhǎng)。


●合成色模擬器的應(yīng)用

    • 具有特征靈敏度特性的光譜濾波器設(shè)計(jì)

    • 模擬各種色覺(jué)引起的外觀

    • 偽彩色構(gòu)圖


光譜成像裝置

這是為光譜成像設(shè)備開(kāi)發(fā)的光學(xué)單元。單個(gè)單元可以獲得直線上的一維光譜信息。它體積小、重量輕,具有高堅(jiān)固性和鋼性,并且可以通過(guò)多種方式進(jìn)行定制,以滿足您的需求。根據(jù)可獲得的波長(zhǎng)范圍,有多種類(lèi)型可供選擇。有關(guān)此處未列出的波長(zhǎng)范圍,請(qǐng)隨時(shí)與我們聯(lián)系。

  • SPECT-100 vis [可見(jiàn)型]

  • SPECT-100 nir1 [近紅外 I 型(600-1100 nm)]

  • SPECT-100 nir2 [近紅外 II 型 (950-1700 nm)]

光譜成像相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)

這是一種光譜成像相機(jī),通過(guò)將光譜成像單元安裝到掃描裝置中,可以獲取二維光譜信息。

  • SPECT-CAM-100 vis [可見(jiàn)型]

  • SPECT-CAM-100 nir1 [近紅外 I 型(600-1100 nm)]


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