வேளாண்மை, தொழில், மருத்துவம் மற்றும் பாதுகாப்பு போன்ற துறைகளில் ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங் சென்சார் தொழில்நுட்பம் அதிகரித்து வரும் முக்கியத்துவத்தைப் பெற்று வருகிறது, ஏனெனில் இது புலப்படுவதற்கு அப்பால் பார்க்கும் திறனுக்கு நன்றி. அதன் பெயர் சிக்கலானதாகத் தோன்றினாலும், அதன் செயல்பாடு ஒளியியல் கொள்கைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது பொருட்கள் மற்றும் பொருட்களை அவற்றின் நிறமாலை பண்புகள் மூலம் அடையாளம் காண அனுமதிக்கிறது.
இந்தக் கட்டுரையில், ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜ் சென்சார் என்றால் என்ன, மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்கள் போன்ற பிற வகை சென்சார்களிலிருந்து அது எவ்வாறு வேறுபடுகிறது, அவற்றின் தொழில்நுட்ப பண்புகள் மற்றும் அவற்றின் முக்கிய பயன்பாடுகள் ஆகியவற்றை ஆராய்வோம். இந்த தொழில்நுட்பம் வழங்கும் நன்மைகள் மற்றும் அதன் தற்போதைய சவால்களையும் ஆராய்வோம்.
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜ் சென்சார் என்றால் என்ன?
Un ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார் இது நூற்றுக்கணக்கான நிறமாலை பட்டைகளிலிருந்து விரிவான தகவல்களைக் கொண்ட படங்களை தொடர்ச்சியாகப் பிடிக்கும் திறன் கொண்ட ஒரு சாதனமாகும், பொதுவாக மின்காந்த நிறமாலையின் வரம்பில் இருந்து செல்லும் புற ஊதா (350 நா.மீ) வரை அருகில் மற்றும் நடுத்தர அகச்சிவப்பு (2500 நானோமீட்டர் வரை).
இந்த தொழில்நுட்பத்தை வேறுபடுத்துவது என்னவென்றால் உருவாக்கப்பட்ட படத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு பிக்சலும் ஒரு முழுமையான நிறமாலையைக் கொண்டுள்ளது., இது பொருட்களை அவற்றின் தனித்துவமான "நிறமாலை கையொப்பம்" மூலம் அடையாளம் காண அனுமதிக்கிறது. இந்த நிறமாலை கையொப்பங்கள் கவனிக்கப்படும் பொருளின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை பிரதிபலிக்கின்றன, இது ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சாரை பொருட்கள், துணிகள் அல்லது பொருட்களை விரிவாக அடையாளம் காணவும் கண்காணிக்கவும் துல்லியமான மற்றும் அழிவில்லாத கருவியாக மாற்றுகிறது.
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங் எவ்வாறு செயல்படுகிறது?
La ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங் இது பொருட்களால் பிரதிபலிக்கப்படும் அல்லது உமிழப்படும் மின்காந்த நிறமாலையிலிருந்து தகவல்களைப் பிடித்து செயலாக்குவதை உள்ளடக்கியது. சென்சார் இந்த நிறமாலையை மிகவும் குறுகிய தொடர்ச்சியான பட்டைகளாகப் பிரித்து, முப்பரிமாண படத்தை உருவாக்குகிறது, இது " ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் கனசதுரம், இரண்டு இடஞ்சார்ந்த பரிமாணங்கள் மற்றும் ஒரு நிறமாலை பரிமாணத்துடன்.
இந்த "கனசதுரம்" படத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு பிக்சலுக்கும் வெவ்வேறு அலைநீளங்களில் ஒளி தீவிரத்தை பகுப்பாய்வு செய்ய அனுமதிக்கிறது. இது ஒவ்வொரு கவனிக்கப்பட்ட புள்ளிக்கும் ஒரு தனித்துவமான நிறமாலை சுயவிவரத்தை உருவாக்குகிறது, இது நிர்வாணக் கண்ணுக்கு ஒத்ததாகத் தோன்றக்கூடிய பொருட்களுக்கு இடையே மகத்தான பாகுபாடு சக்தியை வழங்குகிறது.
ஒரு தெளிவான பயன்பாடு இருக்கலாம் ஒரு பழத்தின் அழுகிய பகுதியைக் கண்டறியவும். ஆரோக்கியமான மற்றும் சேதமடைந்த திசுக்களின் நிறமாலை பண்புகள் பார்வைக்கு பாராட்டப்படாவிட்டாலும் கூட வேறுபட்டிருப்பதால், அதை வெட்ட வேண்டிய அவசியமின்றி.
மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்களிலிருந்து இது எவ்வாறு வேறுபடுகிறது?
மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்களும் நிறமாலை தகவல்களைப் பிடிக்கின்றன, ஆனால் குறைந்த எண்ணிக்கையிலான பட்டைகளில் அவ்வாறு செய்கின்றன, பொதுவாக 5 மற்றும் XXX, இவை அவசியம் தொடர்ச்சியாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. இந்த பட்டைகள் பொதுவாக புலப்படும் பட்டைகள் (சிவப்பு, பச்சை மற்றும் நீலம்) மற்றும் சில அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பட்டைகள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்குகின்றன.
மறுபுறம், ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்கள் பதிவு செய்கின்றன நூற்றுக்கணக்கான மிகக் குறுகிய மற்றும் தொடர்ச்சியான பட்டைகள், இது ஒரு வழங்குகிறது மிக அதிக நிறமாலை தெளிவுத்திறன்இதன் காரணமாக, ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்கள் மிகவும் துல்லியமாக அடையாளம் காண முடியும் வேதியியல் கலவைகள் அல்லது மிகவும் ஒத்த பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்களை அடையாளம் காணுதல், இது மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்களால் சாத்தியமில்லை.
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் தொழில்நுட்பத்தின் நன்மைகள் மற்றும் தொழில்நுட்ப பண்புகள்
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் அமைப்புகள் பல தொழில்நுட்ப நன்மைகளை வழங்குகின்றன, அவை மேம்பட்ட பயன்பாடுகளுக்கு தனித்துவமாக்குகின்றன:
- தொடுதல் இல்லாத அளவீடு: இவை கேமராக்கள் என்பதால், பொருளைத் தொடாமலேயே தகவல்களைப் பிடிக்க முடியும்.
- அழிவில்லாத முறை: பகுப்பாய்வு செய்யப்படும்போது பொருள் மாற்றப்படவோ அல்லது சேதமடையவோ கூடாது.
- உயர் தனித்தன்மை: கூட வேறுபடுத்தி அறிய அனுமதிக்கிறது மிகவும் ஒத்த பொருட்களுக்கு இடையே குறைந்தபட்ச வேறுபாடுகள், அதன் உயர் நிறமாலை தெளிவுத்திறனுக்கு நன்றி.
- நிகழ்நேர அளவீட்டின் சாத்தியம்: தொழில்துறை சூழல்களில் கூட, படங்களை உடனடியாகப் பிடித்து பகுப்பாய்வு செய்ய உங்களை அனுமதிக்கும் தீர்வுகள் உள்ளன.
- ஒளி நிலைகளில் பல்துறை திறன்: அகச்சிவப்பு அல்லது கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஒளி போன்ற பல்வேறு வகையான விளக்குகளுடன் வேலை செய்யும் வகையில் அவற்றை உள்ளமைக்க முடியும்.
பொறுத்தவரை பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பங்கள்பல மாற்று வழிகள் உள்ளன. சில கேமராக்கள் சென்சார்களில் நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஃபேப்ரி-பெரோட் வகை இன்டர்ஃபெரோமெட்ரிக் வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, இது அமைப்பை மினியேச்சர் செய்ய அனுமதிக்கிறது, செலவுகளைக் குறைக்கிறது மற்றும் அதை மேலும் எடுத்துச் செல்லக்கூடியதாக ஆக்குகிறது. மற்றவை ஸ்கேனிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக "புஷ்-ப்ரூம்", இது ஒவ்வொரு நொடியிலும் பொருளின் ஒரு கோட்டைப் படம்பிடித்து, முழுமையான படத்தை உருவாக்க சென்சாரை நகர்த்துவதைக் கொண்டுள்ளது.
நிறமாலை மற்றும் இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறன்
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்களின் மிகவும் சக்திவாய்ந்த அம்சங்களில் ஒன்று அவற்றின் உயர் நிறமாலை தெளிவுத்திறன், இது மிகக் குறைந்த பிரிப்புடன் அலைநீளங்களுக்கு இடையில் வேறுபடுத்தி அறிய அனுமதிக்கிறது, கூட 10 முதல் 20 நா.மீ.இது நிறமாலை கையொப்பங்களை அங்கீகரிப்பதற்கான அதிக திறனாக மொழிபெயர்க்கிறது.
இருப்பினும், இந்த நன்மை பெரும்பாலும் ஒரு குறைந்த இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறன், ஏனெனில் சென்சார் பிடிக்க வேண்டிய தரவின் அளவு பல நிறமாலை பட்டைகள் சேர்க்கப்படும்போது அதிகரிக்கிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்கள் பொதுவாக குறைவான பட்டைகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் அவற்றை அதிக இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனுடன் பிடிக்கின்றன.
அளவு, தரவு செயலாக்கம் மற்றும் சிக்கலான தன்மை
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் படங்களால் உருவாக்கப்படும் தகவல்களின் அளவு மிகப்பெரியது. இது முப்பரிமாண தரவு, இதற்கு ஒரு தேவை உள்ளது சிக்கலான கணக்கீட்டு செயலாக்கம் மற்றும் சிறப்பு மென்பொருள். இந்த பகுப்பாய்வில் பெரும்பாலும் நுட்பங்கள் அடங்கும் வேதியியல் அளவியல் அல்லது நிறமாலை கையொப்பங்களில் உள்ள வடிவங்களை அடையாளம் காண இயந்திர கற்றல் வழிமுறைகள்.
எனவே, இந்த தொழில்நுட்பத்தின் தற்போதைய சவால்களில் ஒன்று திறமையான சேமிப்பு மற்றும் தரவுகளின் விரைவான பகுப்பாய்வுஅதிர்ஷ்டவசமாக, தொழில்துறை அல்லது கள அமைப்புகளில் கூட, இந்தக் கருவிகளைப் பயன்படுத்துவதை எளிதாக்கும் தீர்வுகள் மேலும் மேலும் உருவாகி வருகின்றன.
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்களை மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்களுடன் ஒப்பிடும்போது எப்போது பயன்படுத்த வேண்டும்?
இந்த தொழில்நுட்பங்களுக்கு இடையிலான தேர்வு இறுதி நோக்கத்தைப் பொறுத்தது. மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்கள் அவை வழக்கமாக இருக்கும் மலிவானது, செயல்படுத்த விரைவானது மற்றும் குறைவான சிக்கலானது, தீவிர நிறமாலை விவரங்கள் தேவையில்லாத பணிகளுக்கு அவற்றை ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.
இருப்பினும், பகுப்பாய்வு தேவைப்பட்டால் பொருட்களுக்கு இடையே அதிக துல்லியம் மற்றும் நுணுக்கமான வேறுபாடு, உயிரி மருத்துவம், தரக் கட்டுப்பாடு அல்லது கனிமவியல் அடையாளம் காணல் போன்றவற்றில் இருப்பது போல, ஒரு ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார் தெளிவாக மிகவும் பொருத்தமானது.
பல சந்தர்ப்பங்களில், இரண்டு தொழில்நுட்பங்களையும் இணைத்து அவற்றின் நன்மைகளைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம்.
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங்கின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க பயன்பாடுகள்
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்கள் பயன்பாடுகளின் வளர்ந்து வரும் பட்டியலைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றுள்:
- விவசாயம் மற்றும் பயிர்கள்: தாவர ஆரோக்கிய மதிப்பீடு, நோய் அல்லது நீர் அழுத்த கண்டறிதல், ஊட்டச்சத்து பகுப்பாய்வு மற்றும் இனங்கள் மேப்பிங்.
- உணவுத் தொழில்: ஆக்கிரமிப்பு இல்லாத தரக் கட்டுப்பாடு, வெளிநாட்டு உடல் கண்டறிதல், ஊட்டச்சத்து பகுப்பாய்வு மற்றும் தானியங்கி வகைப்பாடு.
- மருத்துவம் மற்றும் உயிரியல்: திசு பகுப்பாய்வு, ஊடுருவாத நோயறிதல், காயங்கள் அல்லது செல்லுலார் அசாதாரணங்களைக் கண்டறிதல்.
- சுரங்கம் மற்றும் புவியியல்: துல்லியமான கனிம அடையாளம், வைப்பு மேப்பிங் மற்றும் மண் பகுப்பாய்வு.
- சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாடு: நீர் மற்றும் காற்றில் உள்ள மாசுபடுத்திகளைக் கண்டறிதல், ஈரநிலங்கள் அல்லது தீ விபத்துகளைக் கண்காணித்தல்.
- பாதுகாப்பு மற்றும் பாதுகாப்பு: மறைக்கப்பட்ட பொருள்கள், இரசாயனப் பொருட்கள் அல்லது மேம்பட்ட கண்காணிப்பு ஆகியவற்றைக் கண்டறிதல்.
- தொல்லியல் மற்றும் கலை: நிறமி பகுப்பாய்வு, படைப்புகளைப் பாதுகாத்தல் மற்றும் போலிகளைக் கண்டறிதல்.
- மருந்து தொழில்: செயல்முறை கட்டுப்பாடு மற்றும் தயாரிப்பு அங்கீகாரம்.
சந்தையில் உள்ள சிறப்பு தொழில்நுட்பங்கள்
வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு குறிப்பிட்ட தீர்வுகளை உருவாக்கிய பல்வேறு தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் பிராண்டுகள் உள்ளன. உதாரணமாக:
- நிரியோஸ் ஹேரா: இது ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் (FT) ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியைப் பயன்படுத்துகிறது, அதிர்வுறும் தொழில்துறை சூழல்களிலும் கூட அதிக நிறமாலை துல்லியம் மற்றும் சிறந்த நிலைத்தன்மையை வழங்குகிறது.
- HAIP-கருப்பு: இது நிலையான சூழல்கள் மற்றும் கையடக்க கேமராக்கள் அல்லது ட்ரோன்களில் பதிக்கப்பட்ட அமைப்புகள் போன்ற சிறிய அமைப்புகளுக்கான தழுவல்களுடன் கூடிய "புஷ்-ப்ரூம்" தொழில்நுட்பத்தை நம்பியுள்ளது.
- சிலியோஸ்: CMOS அல்லது InGaAs சென்சார்களில் உள்ள பிக்சலேட்டட் வடிப்பான்களுக்கு நன்றி, பல பட்டைகளை ஒரே நேரத்தில் படம்பிடிக்க அனுமதிக்கும் ஸ்னாப்ஷாட்-வகை மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் கேமராக்களில் நிபுணத்துவம் பெற்றது.
இந்த முன்னேற்றங்களுக்கு நன்றி, இந்த தொழில்நுட்பம் பெருகிய முறையில் நெகிழ்வானதாகவும், தகவமைப்புத் தன்மை கொண்டதாகவும், பல துறைகளுக்கு அணுகக்கூடியதாகவும் மாறி வருகிறது.
பல்வேறு துறைகளில் ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்களை ஏற்றுக்கொள்வது, ஒவ்வொரு துறைக்கும் சிறந்த தகவல் மற்றும் உகந்த முடிவுகளை எளிதாக்கும், மிகவும் துல்லியமான மற்றும் ஆழமான தரவு சேகரிப்பை அனுமதிக்கும் புதுமைக்கான வாய்ப்பைப் பிரதிபலிக்கிறது.
