Hyperspectral Imaging : ทำความเข้าใจกับ การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม

รู้จัก การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม (Hyperspectral Imaging ) กันหรือไม่ คืออะไร

การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม เป็นเทคโนโลยีการถ่ายภาพขั้นสูงที่จับภาพและประมวลผลข้อมูลจากสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งแตกต่างจากเทคนิคการถ่ายภาพแบบดั้งเดิม การถ่ายภาพแบบไฮเปอร์สเปกตรัมจะรวบรวมข้อมูลจากแถบสเปกตรัมที่อยู่ติดกันหลายร้อยแถบ ให้ชุดข้อมูลที่มีรายละเอียดสำหรับแต่ละพิกเซลในภาพ ชุดข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้สามารถระบุและวิเคราะห์รายละเอียดต่าง ๆ ในสเปกตรัม ช่วยให้การตรวจสอบมีประสิทธิภาพในหลาย ๆ มิติมากขึ้นนั่นเอง

ส่วนประกอบสำคัญของระบบภาพไฮเปอร์สเปกตรัม

ระบบภาพไฮเปอร์สเปกตรัมโดยทั่วไปประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามส่วน:

• เซ็นเซอร์ไฮเปอร์สเปกตรัม: อุปกรณ์นี้จับแสงที่สะท้อนหรือเปล่งออกมาจากวัตถุเป็นรูปแบบแถบสเปกตรัมหลายแถบ ติด ๆ กันเป็นรูปร่างของวัตถุที่เซ็นเซอร์จับได้ เช่น หากมีคนเดินผ่านตัวเซ็นเซอร์ ภาพที่ออกมาก็จะเป็นแถบสเปกตรัมหลาย ๆ แถบเรียงต่อกันเป็นรูปคนตามภาพจริงเลย
• การรับและประมวลผลข้อมูล: ข้อมูลที่จับโดยเซ็นเซอร์ไฮเปอร์สเปกตรัมจะได้รับการประมวลผลและวิเคราะห์โดยซอฟต์แวร์พิเศษ เพื่อนำมาระบุเป็นข้อมูลเฉพาะตามที่ต้องการใช้งาน เช่น อุณหภูมิ 
• การแสดงภาพ: ข้อมูลไฮเปอร์สเปกตรัมที่ผ่านการประมวลผลสามารถแสดงเป็นภาพในรูปแบบต่างๆ เช่น ภาพสี กราฟ ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าใจข้อมูลและนำไปวิเคราะห์ต่อได้ง่ายขึ้นนั่นเอง

การประยุกต์ใช้ Hyperspectral Imaging ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ 

• การควบคุมคุณภาพ: ในอุตสาหกรรมการผลิต การถ่ายภาพแบบไฮเปอร์สเปกตรัมสามารถใช้ในการตรวจสอบสินค้าที่ผลิตเพื่อหาข้อบกพร่อง สิ่งปนเปื้อน หรือตำหนิ เช่น จุดที่มีความร้อนผิดปกติ การถ่ายภาพแบบไฮเปอร์สเปกตรัมก็จะช่วยแสดงผลออกมาเป็นจุดสีแดงให้เราเห็นอย่างชัดเจน
• การสำรวจแร่และการทำเหมือง: นักธรณีวิทยาสามารถใช้การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัมเพื่อระบุและทำแผนที่แหล่งแร่ตามลักษณะทางสเปกตรัมแบบเฉพาะ ทำให้มีความแม่นยำในการสำรวจมากยิ่งขึ้น
• การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม: ด้วยการวิเคราะห์รูปแบบสเปกตรัมของวัสดุต่างๆ การถ่ายภาพแบบไฮเปอร์สเปกตรัมสามารถช่วยตรวจสอบคุณภาพดินและน้ำ ตรวจสอบระดับมลพิษ และประเมินสภาพของพืชและระบบนิเวศ

ข้อดีของ การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม ในการตรวจสอบ

• ความแม่นยำที่มากกว่า: ชุดข้อมูลที่หลากหลายและค่อนข้างเฉพาะด้านของการถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัมช่วยให้สามารถระบุวัสดุที่ตรวจจับได้อย่างแม่นยำกว่าเทคนิคการถ่ายภาพแบบดั้งเดิม
• เป็นการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย: การถ่ายภาพแบบไฮเปอร์สเปกตรัมช่วยให้สามารถตรวจสอบและวิเคราะห์วัตถุต่าง ๆ ได้โดยไม่ต้องสัมผัส ช่วยรักษาความสมบูรณ์และสภาพของสิ่งที่กำลังตรวจสอบให้ไม่เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม ลดโอกาสคลาดเคลื่อนของผลลัพธ์ในการตรวจสอบ
• การรับและประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์: ระบบภาพไฮเปอร์สเปกตรัมสามารถรับและประมวลผลข้อมูลได้แบบเรียลไทม์ ทำให้สามารถตัดสินใจได้อย่างรวดเร็วและตอบสนองต่อปัญหาหรือความผิดปกติที่ตรวจพบได้ทันที

ตัวอย่างอุปกรณ์และเครื่องมือ Hyperspectral Imaging

• Headwall Photonics Nano-Hyperspec®:

เซ็นเซอร์ภาพไฮเปอร์สเปกตรัมขนาดกะทัดรัดที่ออกแบบมาสำหรับยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับหรือ โดรน (UAV) ขนาดเล็กที่ใช้สำหรับการสำรวจระยะไกล เหมาะสำหรับงานเกษตรกรรม การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม และการสำรวจทางธรณีวิทยา

• Specim IQ:

กล้องไฮเปอร์สเปกตรัมแบบพกพาที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถจับภาพไฮเปอร์สเปกตรัมที่มีความละเอียดสูงได้แบบเรียลไทม์ เหมาะสำหรับการใช้งานตรวจสอบต่างๆ รวมถึงงานศิลปะ มรดกทางวัฒนธรรม การวิเคราะห์ทางนิติวิทยาศาสตร์ และการควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อาหารและยา

• HySpex VNIR-1800:

กล้องไฮเปอร์สเปกตรัมประสิทธิภาพสูงที่ครอบคลุมช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้และอินฟราเรด ได้รับการออกแบบมาสำหรับงานตรวจสอบต่างๆ ในอุตสาหกรรม เช่น เหมืองแร่ เกษตรกรรม การสำรวจระยะไกล และการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม

• BaySpec OCI-UAV:

ระบบถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัมน้ำหนักเบาและกะทัดรัด ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการตรวจสอบทางอากาศโดยใช้ UAV เหมาะสำหรับการใช้งานที่เน้นความรวดเร็ว และการตรวจสอบระยะไกลต่าง ๆ

Hyperspectral Imaging คืออีกหนึ่งเทคโนโลยีด้านการตรวจสอบที่มีการใช้งานมาอย่างยาวนาน และมีการพัฒนาอยู่ตลอดเนื่องจากตอบโจทย์การใช้งานในหลาย ๆ ด้าน ถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีความน่าสนใจที่จะศึกษาและนำมาปรับใช้อย่างมาก