在量子世界中看到的效果也为测量技术提供了令人惊讶的机会。纠缠光子的性质可用于光谱法中,例如,从否则难以访问的波长范围中收集有价值的光谱信息。Fraunhofer IPM正在与其他Fraunhofer Institutes合作,继续开发针对潜在工业应用的尖端量子传感器测量技术。
高光谱成像提供高维空间光谱信息,揭示了内在物质特征1 - 5。在这里,我们报告了具有高空间和时间分辨率的片上计算高光谱成像框架。通过在图像传感器芯片上整合不同的宽带调制材料,目标光谱信息是非均匀且本质上与每个像素上与明亮吞吐量的。使用智能重建算法,可以从每个帧中恢复多通道图像,从而实现实时高光谱成像。在这样的框架之后,我们第一次使用光刻志上制造了宽带Vis-nir(400-1700 nm)高光谱成像传感器,平均光通量为74.8%和96个波长通道。证明的分辨率为124 fps的1,024×1,024像素。我们证明了其广泛的应用,包括用于智能农业,血液氧和水质监测的叶绿素和糖定量,用于人类健康,Tex-Tile分类和工业自动化的苹果瘀伤检测以及用于天文学的远程月球检测。集成的高压图像传感器仅称重数十克,并且可以在各种资源有限的平台上组装,也可以配备了OB-the Shelf Optical Systems。该技术改变了高维的挑战
• 两种模型均在开源 Salinas 高光谱数据集 [14] 上运行,估算图像中每个像素的土地使用类别概率 • 将行星的光谱信息输入到由生成对抗网络 (GAN) 组成的回归模型中,该模型专为检索系外行星的行星大气参数(例如化学物质混合比、温度曲线或云特性)而设计
高光谱成像在空间和频率域中获取数据,以提供丰富的物理或生物信息。然而,传统的高光谱成像具有仪器笨重、数据采集速度慢和空间光谱权衡等内在局限性。在这里,我们介绍了快照高光谱成像的高光谱学习,其中将小子区域中的采样高光谱数据合并到学习算法中以恢复超立方体。高光谱学习利用了照片不仅仅是一张图片,还包含详细光谱信息的想法。小样本的高光谱数据使光谱信息学习能够从红绿蓝 (RGB) 图像中恢复超立方体,而无需完整的高光谱测量。高光谱学习能够恢复超立方体中的全光谱分辨率,可与科学光谱仪的高光谱分辨率相媲美。高光谱学习还可以实现超快动态成像,利用现成智能手机中的超慢速视频录制,因为视频由多个 RGB 图像的时间序列组成。为了证明其多功能性,使用血管发育的实验模型通过统计和深度学习方法提取血流动力学参数。随后,使用传统的智能手机摄像头以高达一毫秒的超快时间分辨率评估外周微循环的血流动力学。这种光谱信息学习方法类似于压缩感知;然而,它还允许使用透明的学习算法进行可靠的超立方体恢复和关键特征提取。这种由学习驱动的快照高光谱成像方法可产生高光谱和时间分辨率,并消除了空间光谱权衡,提供了简单的硬件要求和各种机器学习技术的潜在应用。
抽象的基于空间的高光谱发射器,例如大气红外发声器,红外大气发声干涉仪以及极性轨道卫星上的交叉轨射红外声音,可从中获得辐射度测量值,从中可以从中取回大气温度和湿度的利润。这些检索产品是在全球范围内提供的,其空间和时间分辨率需要补充传统的数据源(例如辐射量和模型场)。本文的目的是证明新一代卫星高光谱数据产品中的现有天气和环境监测中现有的努力如何受益。我们调查了如何在时间序列中使用所有四个操作声音器的检索来监测导致严重当地风暴爆发的前向环境。我们的结果表明,独立,一致和高质量的高光谱信息对实时监视应用程序的潜在受益。
我们发现,Ikonos 卫星传感器数据非常适合低地高地沼泽栖息地分类任务。尽管该传感器只有四个相对较宽的光谱带,但它们位于能够很好地识别主要高地沼泽土地覆盖类别的光谱部分。我们发现,该任务所需的大部分光谱信息都包含在三个可见波段内。近红外波段在植被测绘和监测中非常有用,但我们发现它用处不大,尽管该波段的数据可用于识别低地高地沼泽的外部边界。我们发现,Ikonos 数据对于该任务最重要的属性是其高空间分辨率(多光谱模式下为 4 米)和出色的几何特性。这些特性使得人们能够像解读小比例彩色航空照片一样解读 Ikonos 图像。事实上,该项目的成果之一是重新认识了视觉图像解释的重要性,尽管它基于经过处理和增强以最大化其信息内容的数字数据。
I16 是一条位于 Diamond Light Source 的高通量、高分辨率 X 射线光束线。该光束线工作在 2.7-15 KeV 范围内,是一种专为研究单晶样品的共振和磁散射过程而优化的衍射设备 [1]。共振弹性 X 射线散射是表征材料的电子、磁性和结构特性的理想选择,因为它对原本较弱的散射过程具有增强的灵敏度,可提供光谱信息和化学选择性。I16 的主仪器是一台大型 6 圆 K 衍射仪,能够适应各种辅助环境。该光束线可完全控制其大部分能量范围内的入射光子偏振。它与大光子计数面积探测器和安装在 K 衍射仪上的真空线性偏振分析仪相结合,用于隔离和增强与有序现象相关的特定散射过程。