Hyperspektral Kameralar

Hiperspektral Görüntüleme: -Rengi anlamaktır, sadece görmek değildir-

Geleneksel yöntemlerin aksine, hiperspektral görüntüleme rengi yalnızca görsel bir görünüm olarak değil, ölçülebilir bir fiziksel-kimyasal olgu olarak ele alır. Bir hiperspektral görüntüleme sisteminin her pikseli, tıpkı bir parmak izi gibi, görüntülenen nesnenin tam bileşimini gösteren, çok sayıda dalga boyunda eksiksiz bir spektrum içerir.

Bu, pigmentasyon, bağlayıcı dağılımı veya kuruluk derecesindeki en küçük sapmaların bile tespit edilmesini sağlar. Böyle farklılıklar ne insan gözünün ne de multispektral görüntüleme sistemlerinin veya kolorimetrelerin güvenilir bir şekilde tespit edemeyeceği farklardır. Burada spektroskopik derinlik yöntemi; yalnızca bir rengin sapmasını değil, aynı zamanda sapmanın nedeninin pigment konsantrasyonundan mı, katman kalınlığından mı yoksa optik özelliklerden mi kaynaklandığının tespitidir.

Kamera, donanım ve yazılım teknolojileri anlamamızı kolaylaştırabilir.

Hiperspektral kameranın çalışma prensibi; gelen tek renkli ışığı farklı dalga boylarına bölen ve bir dizi hassas optik sistem ve dedektör aracılığıyla hedef nesnenin her dalga boyundaki yansıma veya emisyon yoğunluğunu ölçen bir spektroskopik teknolojiye dayanır.

Ölçüm prensipi:

Bu veriler daha sonra işlenmek ve analiz edilmek üzere üç boyutlu bir veri küpüne entegre edilir. Hiperspektral kameranın yüksek çözünürlüklü spektral özellikleri, geleneksel kameraların tespit edemediği ince spektral farklılıkların yakalanmasını mümkün kılarak, nesnenin yüzeyinin kimyasal bileşimi, fiziksel durumu ve çevresel koşulları gibi bilgileri ortaya çıkarır.

Entegre alan veya satır tarama şeklindeki sensörlere sahip modern hiperspektral kameralar, bu spektral verileri gerçek zamanlı olarak, tahribatsız ve yüksek çözünürlükte yakalamayı mümkün kılar.

Anlık görüntü teknolojisi sayesinde, hızlı üretim süreçlerinde bile eksiksiz spektral veri alanları yakalanır.

Sonuç: Doğrudan üretim esnasında bant üzeri kontrol şeklinde, laboratuvar düzeyinde, portatif taşınabilir halde, dron üzerine monte halinde ilgili tüm spektral bantların dalga boylarını renk kontrolü olarak analiz edilirler.

1.Tarım ve Ormancılık: Tarımda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bitki yapraklarının, meyvelerinin ve diğer kısımlarının spektral verilerini analiz ederek, bitkilerin büyüme durumunu, besin içeriğini, zararlı ve hastalık durumunu, verim tahminini değerlendirebilirler. Dronlar üzerinde, toprak azot içeriği ve gübreleme tespiti, hastalıkların tespiti ve gübre kullanımının iyileştirmesi. Ormancılıkta; orman örtüsündeki değişiklikleri izlemek, ağaç türlerini belirlemek ve orman sağlığını değerlendirmek için kullanılabilir.

2. Çevresel İzleme ve Koruma: Su kütlelerindeki petrol kirliliği, ağır metal kirliliği ve havadaki zararlı gazlar gibi çeşitli çevre kirleticilerini tespit edip miktarını belirleyebilir. Aynı zamanda, arazi bozulması, ekolojik restorasyonu ve iklim değişikliğinin doğal çevre üzerindeki etkilerini izlemek için de kullanılabilirler.

3. Maden Kaynağı Araştırması: Yüzey kayalarında, topraklarda ve bitki örtüsünde belirli mineral bileşenlerinin tespiti, mineral kaynağı araştırmaları için önemli ipuçları sağlayabilir. Hiperspektral görüntülerdeki spektral özellikler analiz edilerek, mineral yataklarının yeri hızla belirlenebilir, ölçekleri ve kaliteleri değerlendirilebilir.

4. Askeri ve Savunma: Askeri alanda hedef tespiti, kamuflaj tespiti ve savaş alanı izleme için kullanılabilir. Yüksek çözünürlüklü spektral verileri, ordunun düşman hedeflerini daha doğru bir şekilde belirlemesine, savaş alanı durumlarını değerlendirmesine ve uygun taktik stratejiler geliştirmesine yardımcı olabilir.

5. Kültürel Mirasın Korunması: Kültürel buluntuların yüzeyindeki spektral verileri analiz ederek, kültürel kalıntıların malzemesi, üretim süreci ve tarihsel değişimleri gibi bilgileri ortaya çıkarmak ve böylece kültürel kalıntıların restorasyonu, korunması ve sergilenmesi için bilimsel bir temel oluşturmak mümkündür.

6. Gıda: Kabuk belirleme, yabancı madde, küf tespiti ve ayıklanması.

Hiperspektral görüntüleme, çeşitli faktörlerin bir araya gelmesiyle önemli bir büyümeye tanık oluyor. Özellikle sensör teknolojisindeki teknolojik gelişmeler, hiperspektral görüntüleme sistemlerinin verimliliğini ve uygun fiyatlılığını artırmıştır. Maliyetler düştükçe, hiperspektral görüntüleme çeşitli sektörlerde daha erişilebilir hale gelerek yaygın olarak benimsenmesini teşvik etmektedir.

Hiperspektral görüntüleme sistemi ürün çeşitleri; uygulama alanı ve bölgesi olarak teknoloji, dalga boyu ile segmentlere ayrılmıştır.

Dalga boyuna göre uygulama; görünür ve yakın kızılötesi (NIR), kısa dalga kızılötesi (SWIR), orta dalga kızılötesi (MWIR) ve uzun dalga kızılötesi (LWIR) olarak segmentlere ayrılmıştır.

Uygulamalara göre kullanım; makine görüşü ve optik ayıklama; araştırma ve tıbbi teşhis; tarım, madencilik, çevresel izleme ve gözetim, uzaktan algılama ve haritalama uygulamalarını da içermektedir.

ADIMLAR: -Kamera seçimi-Bilgisayar donanımı-Yazılım:

Hazır studio yazılımı ile proje açma, spektral görüntüleri görüntüleme - Görüntüleri değerlendirme.

Kübik grafiğin düşey koordinatı, karşılık gelen piksellerin sayısı ve renk aralığı ayarları.

Studio yazılımındaki gözetimli kümeleme, veri noktası ilişkilerini değerlendirmek için yerleşik benzerlik ve mesafe ölçütlerinden yararlanır. Görüntü sınıflandırmasına uygulanması, kapsamlı hiperspektral veri kümelerinin sınıflandırılmasına rehberlik etmek için sınırlı kategorik etiketlerden yararlanarak doğruluğu artırmada etkilidir.

Ücretsiz bir yazlım ile ekolojik çevre izleme ve tarım bilimi araştırmaları alanında, yüzey örtüsü, bitki örtüsü sağlık durumu ve biyolojik verimlilik gibi temel bilgilerin incelikli farklılıklarını ortaya çıkarabilen hiperspektral veri analizi yapılabilmektedir.

Büyük miktardaki hiperspektral verilerin verimli ve doğru bir şekilde işlenip analiz edileceği, kullanıcılara kapsamlı bir hiperspektral veri analizi platformu sağlamayı amaçlayan Studio yazılımı ortaya çıkmıştır.

Yazılım, hiperspektral veri ön işleme, bitki örtüsü indeksi hesaplama ve gelişmiş denetimli küme analizi işlevlerini bir araya getirerek ekoloji, agronomi, çevre bilimi ve diğer alanlardaki araştırmalara güçlü teknik destek sağlamaktadır. Studio'nun tasarım konsepti, veri analizinin verimliliğini ve doğruluğunu artırmaya odaklanarak, kullanıcıların karmaşık veri kümelerinde kolayca gezinmesini ve programlama geçmişi olmayan araştırmacıların bile hızla işe koyulmasını sağlar.

Gözetimli (gözlemlenen) kümeleme kullanılarak görüntüler nasıl sınıflandırılır?

Studio yazılımı, kullanıcıların kendi özel ihtiyaçlarına göre endeksler tanımlamasını ve yazılımın önceden belirlenmiş işlevleriyle sınırlı olmayan benzersiz bir hesaplama mantığı oluşturarak bazı önemli endekslerin doğru bir şekilde ölçülebilmesini sağlayan özel endeksler ekleme işlevi sunar. Kullanıcının yazılım tarafından önceden belirlenmiş ortak metriklerin ötesine geçmesine ve son derece kişiselleştirilmiş analizler elde etmesine olanak tanır.

Ek bir ücretsiz yazılım imkanı ile gıda kontrolünde sınıflandırma ve yabancı maddelerin ayıklanması (Sorting).

Yapay zekalı yazılımlar kullanılabilir.