NOTRE TECHNOLOGIE  |  L'IMAGERIE HYPERSPECTRALE



Figure 1 : Spectres à differents points du logo Photon etc. fait de billes de plastique.

QU'EST-CE QUE L'IMAGERIE HYPERSPECTRALE?

L’imagerie hyperspectrale est une technique combinant l’imagerie et la spectroscopie où chaque image est prise pour une bande étroite du spectre électromagnétique. Par exemple, l’oeil humain voit la lumière en trois bandes (rouge, vert et bleu) tandis que l’imagerie hyperspectrale permet de ‘voir’ en un très grand nombre de bandes allant typiquement du visible au proche infrarouge. 

Le terme hyperspectral fait référence au nombre de bandes qu’il est possible de prendre à travers le spectre électromagnétique. Par comparaison, l’imagerie multispectrale fait l’acquisiton de bandes discrètes du spectre tandis que l’imagerie hyperspectrale fait l’acquisition de bandes continues de moins de 10 nm. Grâce à notre technologie unique, nous sommes en mesures d'obtenir des largeurs bandes aussi faibles que 2-4nm et même 0,3nm.

Après que les mesures aient été traitées, il est possible d’avoir l’information spatiale et spectrale de chaque pixel de l’image et ainsi identifier une molécule, un matériau ou un tissu grâce à sa signature spectrale unique.


Figure 2 : Schématisation d'un cube hyperspectral.

CUBE HYPERSPECTRAL

Les images hyperspectrales sont présentées sous forme d’un cube hyperspectral contenant toute l’information spatiale et spectrale d’un échantillon. Les dimensions dans ces cubes sont celle de l’espace (axes x et y) et la troisième est la dimension spectrale (z), correspondant à l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde. Ces données peuvent être analysées à partir du logiciel que nous avons développé PhySpec.

CARTOGRAPHIE VS IMAGERIE GLOBALE

Comparativement à la cartographie, ou une mesure spectrale est prise en bougeant l’échantillon point par point ou ligne par ligne, l’imagerie consiste à faire converger l’image de l’échantillon vers un détecteur et de mesurer l’intensité lumineuse pour chaque pixel à une longueur d’onde précise. La puissance du laser utilisé en imagerie peut être des ordres de grandeur supérieur à un laser utilisé en cartographie car la puissance est répartie sur tout l’échantillon à la place d’un point ou d’une ligne. L’imagerie n’abime donc pas l’échantillon, permet une haute résolution, réduit le temps d’acquisition de quelques ordres de grandeur et ne demande aucune connaissance de l’échantillon contrairement à la cartographie.

Technologie d'imagerie globale

Cette vidéo montre la différence conceptuelle entre l'imagerie hyperspectrale globale et l'acquisition en balayage. Avec l'imagerie globale, le gain de l'acquisition de données 3D, 2D spatiale et 1D spectrale, est très important. Seulement quelques images monochromatiques sont nécessaires pour couvrir la gamme spectrale complète tandis qu'avec les autres technologies disponibles sur le marchés, il faut faire l'acquisition complète de la gamme spectrale pour chaque point ou chaque ligne de l'image.