使用近紅外光譜成像相機進行偽色彩模擬示例分析

發(fā)布日期：2024-07-13      瀏覽次數(shù)：860

使用近紅外光譜成像相機進行偽色彩模擬示例分析

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

光譜成像應用的一個例子是利用近紅外區(qū)域的光譜信息通過偽彩色模擬將肉眼無法區(qū)分的物質(zhì)之間的差異可視化。
在這里，我們將介紹三個使用近紅外光譜成像相機對肉眼難以區(qū)分的物質(zhì)進行偽彩色模擬的示例。

• 果實成分（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、蘋果酸和琥珀酸。
當作為單一化合物來看時，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[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"功能讓我們將其想象為顏色的差異。



首先，右側顯示了使用光譜成像相機[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。

比較六個光譜并將 RGB 顏色分配給有差異的波長。
這次，我們將1470nm的波長設置為藍色，將1780nm的波長設置為綠色，將2000nm的波長設置為紅色。
生成的偽彩色圖像如下所示。









肉眼觀察時，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，但很多是很難用肉眼辨別的。
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-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"功能將材料差異可視化為顏色差異。



首先，使用 950-1700 nm 光譜成像相機 [SPECT-CAM-100 nir2] 對六種透明塑料材料進行拍攝，獲得如右圖所示的光譜。

比較六個光譜并將 RGB 顏色分配給有差異的波長。
這次，我們將1100nm的波長設置為藍色，將1150nm的波長設置為綠色，將1180nm的波長設置為紅色。
生成的偽彩色圖像如下所示。












盡管塑料材料在肉眼看來是無色透明的，但可以通過利用近紅外區(qū)域波長差異的偽彩色模擬來區(qū)分它們，并且發(fā)現(xiàn)可以通過顏色將差異可視化。

3、白色藥片

我相信使用近紅外光譜成像來檢測制藥過程中的異物污染是一種常見的需求。
這里，使用光譜成像相機 [SPECT-CAM-100 nir2] 在 950-1700 nm 的近紅外區(qū)域拍攝 8 種白色藥片，并使用附帶的軟件“偽"檢測藥片之間的顏色差異。讓我們想象一下差異。



收集常見的胃腸藥、抗過敏藥、美白口服藥等白色藥片，用近紅外光譜成像相機拍攝，得到如右圖所示的光譜。

比較 8 個光譜并將 RGB 顏色分配給有差異的波長。
這次，我們將1420nm的波長設置為藍色，1520nm的波長設置為綠色，1650nm的波長設置為紅色。
生成的偽彩色圖像如下所示。









其中八個還包括糖衣片，可見的顏色差異被認為是由于基質(zhì)材料的差異而不是活性成分的差異，但看起來顏色幾乎相同的片劑的差異是由于差異造成的我們發(fā)現(xiàn)它可以通過利用這些差異的偽彩色模擬來可視化。

■關于附帶軟件中包含的色彩合成模擬器

分光成像相機[SPECT-CAM-vis]、[SPECT-CAM-nir1]和[SPECT-CAM-100 nir2]附帶的軟件具有通過將獲取的圖像乘以感光度來創(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，您還可以自由設置函數(shù)的值來操作音頻圖形均衡器。
這允許您模擬各種顏色的外觀。






●合成色模擬器的應用

• 具有特征靈敏度特性的光譜濾波器設計

• 模擬各種色覺引起的外觀

• 偽彩色構圖

*：對于使用附帶軟件的正常操作和圖像的 2D 顏色標準測量，請參閱隨附的軟件頁面。