Imagerie Hyperspectrale et flash Xénon
PHOXENE, FABRICANT DE FLASH LARGE SPECTRE
Depuis plus de 25 ans, Phoxene cultive son savoir-faire de conception, de fabrication et de vente de flash xénon adaptés à des applications industrielles, dont l’imagerie hyperspectrale. Dans différents domaines de l’industrie, Phoxene a fourni plusieurs milliers de flash à des utilisateurs et intégrateurs de systèmes dans de nombreux pays du monde.
Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale ?
L’imagerie hyperspectrale se distingue du traitement d’image dans le visible UV ou IR, en ceci qu’elle capture et analyse un grand nombre de longueurs d’ondes, et pas seulement les composantes RGB de la lumière. Ceci nécessite l’utilisation d’un spectromètre qui sépare les différentes longueurs d’ondes contenues dans la lumière du spectre émis. Ces différentes longueurs d’ondes sont ensuite capturées à travers les capteurs d’une camera, et permettent ainsi l’analyse des objets inspectés.
L’éclairage est l’un des composants les plus critiques pour l’imagerie hyperspectrale. Une source de lumière adaptée pour l’imagerie hyperspectrale doit pouvoir fournir un spectre large et continu.
Les atouts du Flash Xénon
Différents types de sources de lumière sont disponibles : lampes à fluorescence, quartz, halogène, LED, lampes aux halogénures métalliques (Mercure), xénon, sodium haute-pression… Toutes ont leurs spécificités. Il convient de prendre en compte non seulement la luminosité de la source, mais aussi son contenu spectral, son coût, sa stabilité optique, sa longévité…
Le xénon se distingue par son large spectre continu, proche de celui de la lumière du jour, et sa très forte intensité durant les éclairs de flash.
Un spectre large : UVC, visible, et proche IR
La lumière produite par une lampe flash au xénon est un spectre continu riche en lumière visible et en proche infrarouge. Le xénon lui-même produit une quantité importante d’UV qui peut être filtrée-ou non – par le matériau employé pour l’enveloppe de verre de la lampe. Ainsi, une source de lumière reposant sur une lampe flash au xénon est tout à fait adaptée à l’imagerie hyperspectrale.
Une lumière intense capable de surpasser l’éclairage ambiant
Le spectre capturé par une camera hyperspectrale est supposé révéler des informations sur le sujet observé par la camera. Mais ce spectre ne dépend pas seulement de l’échantillon observé : il est aussi conditionné par le spectre de la source avec laquelle est éclairé le sujet. Ainsi, dans certaines applications, il est important que la source de lumière ait un spectre connu et stable : il faudrait donc faire abstraction de la lumière ambiante. Le flash au xénon, de par sa très forte puissance, est une source de lumière capable de surpasser la lumière ambiante, et parfois même l’éclairage solaire jusqu’à une distance de plusieurs mètres.
Un flash au xénon est un appareil capable de produire des impulsions de radiations de très haute puissance durant des périodes de temps très brèves. Bien qu’un flash au xénon puisse être alimenté par le secteur ou à partir d’une batterie, la puissance électrique développée durant un éclair est typiquement de l’ordre de 100.000 à 1.000.000 Watts, ce qui représente à peu près la puissance de la radiation émise.
Imagerie Hyperspectrale avec Flash Xénon
Les flashs au xénon sont des sources de radiation très compactes et capables de fournir des impulsions intenses dans les gammes UV, visible, et Infrarouge. Il est possible d’utiliser des flashs au xénon pour tous les types d’imagerie dans ces gammes de spectre. De plus, les radiations sont émises sous une forte intensité, ce qui autorise la capture d’images en présence d’une lumière ambiante parasite qui pourrait autrement causer des difficultés.
Imagerie Hyperspectrale ou Multispectrale dans l’agriculture
Dans le domaine de l’agriculture, l’imagerie hyperspectrale et multispectrale est maintenant largement utilisée. Il s’agit ici de détecter la lumière reflétée par les récoltes, dans différentes bandes spectrales, à l’aide de cameras spécialisées. Plus le nombre de bandes spectrales est élevé, plus on dispose d’un haut niveau d’information.
Presque chaque difficulté rencontrée (mauvaises herbes, maladies, déficience en nutriments, etc…) change un aspect physiologique de la plante. Une récolte saine et une récolte affectée par une maladie reflètent la lumière de manière différente. L’utilisation de l’imagerie hyperspectrale ou multispectrale permet de détecter de très petits changements dans la physiologie d’une plante et de corréler celui-ci avec le spectre reflété.
La qualité et la quantité de lumière est un facteur de qualité pour les données recueillies. D’où le besoin d’une source d’éclairage précise, indépendante des conditions d’éclairage ambiant, et capable de surpasser l’éclairage solaire : un flash xénon est un choix parfait pour cette application.
Imagerie Hyperspectrale en vision
Les cameras hyperspectrales et multispectrales sont de plus en plus rapides chaque année. Si un faible nombre de bandes spectrales est suffisant, une vitesse de capture de plus de 1000 images par seconde peut être atteinte par les cameras les plus rapides.
L’imagerie hyperspectrale à haute vitesse peut être utilisée sur des objets en déplacement rapide. Ceci nécessite une source d’éclairage de très forte puissance, de manière à s’affranchir des flous de bougé sur l’image. La très forte puissance des flash au xénon est un atout de choix pour ce type d’application.
