سنسور تصویربرداری فراطیفی (Hyperspectral Imaging Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور تصویربرداری فراطیفی (Hyperspectral Imaging Sensor) :
تصویربرداری فراطیفی (HSI) یک تکنیک پیشرفته است که برای هر پیکسل از یک تصویر، یک طیف کامل (اغلب صدها باند باریک) از نور را ثبت می کند. به این ترتیب، یک "مکعب فراطیفی" (hypercube) با دو بعد فضایی و یک بعد طیفی ایجاد می شود. این اطلاعات طیفی غنی، "اثر انگشت" طیفی منحصر به فرد هر ماده را فراهم می کند و امکان شناسایی و تمایز مواد با دقت بسیار بالا را می دهد. برخلاف تصویربرداری چندطیفی (multispectral) که تنها چند باند پهن را ثبت می کند، تصویربرداری فراطیفی صدها باند باریک را پوشش می دهد.
سنسورهای فراطیفی معمولا با ترکیب یک ابزار طیف سنج (مانند توری پراش یا منشور) با یک سنسور تصویر (مانند CCD یا CMOS) ساخته می شوند. روش های مختلفی برای کسب داده فراطیفی وجود دارد: اسکن نقطه ای (whiskbroom)، اسکن خطی (pushbroom)، و تصویربرداری توالی طول موج (staring). در روش pushbroom (رایج در ماهواره ها)، یک خط از صحنه (اسلت) توسط سنسور تصویر می شود و طیف مربوط به هر نقطه از آن خط توسط طیف سنج ثبت می گردد. با حرکت سکو (ماهواره یا هواپیما)، کل صحنه اسکن می شود.
پردازش داده های فراطیفی نیازمند الگوریتم های پیشرفته (مانند تحلیل مؤلفه های اصلی - PCA، یا نقشه بردار زاویه طیفی - SAM) برای استخراج اطلاعات مفید و شناسایی مواد است.
مزایا:
توانایی شناسایی و تمایز مواد با دقت بالا.
اطلاعات طیفی غنی برای آنالیز شیمیایی و فیزیکی.
معایب:
حجم داده بسیار زیاد (نیاز به حافظه و توان پردازشی بالا).
هزینه بسیار بالای سنسورها و سیستم ها.
پیچیدگی پردازش داده ها.
\[ I(x, y, \lambda) = \text{بازتاب یا گسیل طیفی در موقعیت (x,y) و طول موج } \lambda \]کاربردها: سنجش از دور (ماهواره ها و هواپیماها برای شناسایی مواد معدنی، پوشش گیاهی، آلودگی)، صنایع غذایی (کنترل کیفیت و تشخیص تقلبات)، پزشکی (تشخیص بافت های سرطانی)، معدن کاوی، و کاربردهای نظامی (تشخیص اهداف استتار شده).
