ハイパースペクトルカメラ発見：高度な材料識別と精密検知

一見同一に見える2つの材料を区別したいですか？製品袋詰め前に石を検知したいですか？ハイパースペクトルカメラならこれらが可能で、さらに多くのことができます！

ハイパースペクトル技術とは？

ハイパースペクトル技術により、多数の波長を取得・処理し、異なる材料タイプを区別できます。軍事分野でも使用され、農業では環境モニタリング等に活用されています。

ハイパースペクトル画像により、鉱物マッピング、組成区別、低侵襲医療診断が可能。ハイパースペクトル画像は、我々が見ているものの物理化学情報をリアルタイムで表現し、目に見える範囲を超えて「見る」ことを可能にします。したがって、実験室を通さずに材料分類が可能です。

「Close range hyperspectral imaging of plants: A review. Biosystems Engineering. Puneet Mishra, Mohd Shahrimie, Ana Herrero et al」

ハイパースペクトルカメラにより、紫外線域10nm〜380nmではミツバチのように、可視光域380nm〜700nmでは人間のように、赤外線域700nm〜1000nmでは金魚のように「見る」ことができます。

これは測定手法として：

非接触：カメラなので材料接触なしで画像取得可能、多くの場合取得と解析をリアルタイムで実行。したがって、非常に効果的な特性評価・測定手法です。

非破壊：同様に、材料との物理的相互作用なしで結果取得可能な非破壊測定システムです。

考慮すべき非常に重要な側面：

– 対象材料と検出したい要素に対する装置の校正。

– 照明選択：開始したい応用タイプにより、適切な照明条件の検討が必要。例：赤外線照明追加、恒常照明維持等。

– 観測したい波長選択：応用定義後、分析対象材料・特性がどのバンドにあるか決定し、ニーズに最適な装置を選択。

他ビジョン技術との違い

他タイプのコンピュータビジョンとの違いは、システムが取得できる波長数とデータ量に基づきます。これら画像タイプで区別できます：

二値画像：ゼロかワンの2状態のみ。高コントラストオブジェクト間の輪郭把握のみ必要な一部応用以外では、提供情報が非常に限定的で不十分。

グレースケール画像：グレートーンで255状態（スケール）を持つ。前者より情報量増。色座標不要な多数の応用で十分な場合あり。

カラー画像：赤・緑・青の3チャネルを持ち、各カラーピクセルを持つ位置立方体へ次元上昇。

マルチスペクトル撮像：さらに次元上昇。カラー立方体情報を複数波長で保持。マルチスペクトルカメラは通常、互いに隣接しない約2〜10波長の情報を受信。組成差異検知に役立つ。

ハイパースペクトル撮像：前者との違いは表現波長数。数百の連続バンドで情報保持。検知可能な差異と組成範囲が遥かに広い。

ハイパースペクトル技術のメリット

ハイパースペクトル画像は、以下を含むメリットを提供します：

品質と信頼性： 異物検知能力により品質検査向上、例：食品セクター。

– 高速・リアルタイムで100%生産検査、非接触・非侵襲でプロセスに影響なし。

既存プロセスへの適応性、検査と品質管理への顕著な改善とセキュリティ提供。

ハイパースペクトル技術の応用

最も興味深いハイパースペクトル技術応用をいくつか説明します：

製品中の不活性異物要素検出

製品中の有機要素間差異検出

密封容器内検査

食品中の組成・栄養素測定

完了プロセス制御（焼成等）

水分監視

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