Generierung von Hypercubes mit dem HyperSpectral SDK

Oktober 2016

Mit dem HyperSpectral SDK stellt Photonfocus eine Software zum Test von Kameras für die bildgebende Spektroskopie (hyperspectral imaging, HSI) und die Erstellung von Hypercubes zur Verfügung. Die Werkzeuge unterstützen unabhängig vom Kamerahersteller alle Kameras mit den 4 x 4 und 5 x 5 HSI Matrixsensoren vom IMEC, Belgien. Das SDK beinhaltet eine schrittweise Wegleitung (Wizard), die den Kalibrierungsprozess von HSI-Kameras unterstützt, und Beispiele, die dem Benutzer bei den ersten Schritten der Implementierung von HSI-Kameras helfen.

Hyperspektrale Bildsensoren werden für einen definierten Spektralbereich ausgelegt. Zusätzliche Bandfilter werden dazu genutzt, um Übersprechen zwischen Spektralbereichen und die zweiten sowie die höheren Ordnungen der Fabry-Perot-Filter ausserhalb des spezifizierten Wellenlängenbereiches zu unterdrücken. Die HSI-Sensoren vom IMEC werden unter Berücksichtigung dieser zusätzlichen Filter kalibriert. Das HyperSpectral SDK nutzt die Informationen, der in einer XML-Datei abgelegten sensorspezifischen Korrekturdaten, für die Kalibrierung der Sensoren.

Die Einbeziehung der Reflexionseigenschaften der zu untersuchenden Materialien und von Testkörpern in den Kalibrierungsprozess verringert den Einfluss der spektralen Eigenschaften der Lichtquellen auf die Messungen, vermeidet Sättigungen und erhöht den Dynamikbereich des hyperspektralen Messsystems. Erst die Berücksichtigung der Reflexionseigenschaften erlaubt den Vergleich der gemessenen Daten mit Daten aus Spektrendatenbanken. Die Effekte der 4 x 4 bzw. 5 x 5 Mosaikfilter werden durch Demosaicing kompensiert, wobei die Daten aller Spektralbereiche auf das gleiche Pixelraster ausgerichtet werden (Resampling).

Die generierten Hypercubes werden im ENVI Band Sequential (BSQ) Datenformat abgespeichert. Im Header der Dateien sind Informationen über den Systemaufbau und den Sensor abgespeichert. Die korrigierten und kalibrierten hyperspektralen Daten folgen daran anschliessend. ENVI-Dateien können in einigen Bildverarbeitungsbibliotheken z.B. in Matlab zur Datenanalyse direkt eingelesen und ausgewertet werden.

Registrierte Kunden können das HyperSpectral SDK 15 Tage lang kostenlos evaluieren. Danach kann die Software mit einem USB-Dongle genutzt werden. Das SDK kann zusammen mit den Photonfocus Kameras MV1-D2048x1088-HS02-96-G2-10 und MV1-D2048x1088-HS03-96-G2-10 verwendet werden.