LES APPLICATIONS DE L'IMAGERIE HYPERSPECTRALE AUTRES QUE MÉDICALES - Thierry ROBIN 23 Janvier 2020 Congrès de la SFPMed
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LES APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
AUTRES QUE MÉDICALES
Thierry ROBIN
23 Janvier 2020
Congrès de la SFPMed
Reference: R2020-01
Authors: Thierry Robin
1
© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reserved
CONTENTS
1. Brève Présentation de Tematys
2. Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale
3. Exemple de produits
4. Applications de l’imagerie hyperspectrale
2
Reference: R2018-06 © 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reserved
CONTENTS
1. Brève Présentation de Tematys
2. Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale
3. Exemple de produits
4. Applications de l’imagerie hyperspectrale
3
Reference: R2018-06 © 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reserved
TEMATYS PRESENTATION
OUR KNOW-HOW
→ Notre savoir-faire : explorer les marchés de la Photonique
→ Plus de 150 clients dans 18 Pays
- Sensing & - Healthcare
acquiring
information Technology Sourcing
& Assessment - ASD
- Transmitting
information
- Industry
Photonics Our clients
Companies - Infrastructure
Technologies Start-ups
- Displaying &
Delivering
Research centers
Universities
Application
- Displaying &
Delivering
information
Public institutions Markets
information
- Lighting
- Consumer
- Energy providing
Strategy &
- Processing Market Entry - Science
4
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CONTENTS
1. Brève Présentation de Tematys
2. Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale
3. Exemple de produits
4. Applications de l’imagerie hyperspectrale
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Reference: P201704-309 © 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reserved
APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Qu’est-ce que l’imagerie spectrale ?
Trouver dans cette image
• La plante artificielle
• Un petit personnage en LEGO
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APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Petit rappel - un schéma simple de caméra
Optique
Circuit de lecture
et électronique
Capteur
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APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Qu’est-ce que l’imagerie spectrale ?
Les capteurs étant des photodiodes, ils sont uniquement sensibles à l'intensité
dans une bande donnée et non à la longueur d’onde. Une solution pour enregistrer
les couleurs est alors de mettre des filtres devant chaque photodiode, chacun ne
laissant passer qu'une seule des composantes RVB (rouge, vert, bleu) du signal. La
matrice de Bayer est l'ensemble de ces filtres.
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APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Qu’est-ce que l’imagerie spectrale ?
Trouver dans cette image
• La plante artificielle
• Un petit personnage en LEGO
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APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Qu’est-ce que l’imagerie spectrale ?
• Monochromatique ou bande large :
un niveau de gris par pixel, pas
d'information spectrale
t
e
Intensité
ti
s
n
te
In
• Multispectrale : De 2 jusqu’à 10 à
15 bandes spectrales, information
spectrale limitée (ici 3 bandes
400 500 600 700 800 900 1000
RGB) Bølgelengde (nm)
Longueur d'onde (nm)
• Hyperspectrale : 10 à 100 bandes
étroites et contiguës, information
spectrale détaillée
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IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Qu’est-ce que l’imagerie spectrale ?
Trouver dans cette image
• La plante artificielle
• Un petit personnage en LEGO
681 nm
790
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IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Qu’est-ce que l’imagerie spectrale ?
L’imagerie spectrale délivre une image
de dimension 3
dont 2 dimensions représentent
l’information spatiale et la 3ème
l’information spectrale.
"Cube" Hyperspectral
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IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Qu’est-ce que l’imagerie spectrale ?
Imagerie spectrale → imageur effectuant des mesures de spectroscopie
Spectroscopie : production, transmission, mesure et interprétation du
spectre électromagnétique
Spectromètre : instrument optique utilisé pour mesurer la radiation
électromagnétique radiation à une ou plusieurs longueurs d'onde
Pourquoi? Caractérisation quantitative des solides, liquides et des gaz.
Comment? Mesures dans des bandes spectrales du domaine optique puis analyse
de la signature spectrale pour :
• Identifier les constituants des surfaces ou des gaz (atmosphère),
• Quantifier les composants,
• Cartographier leur distribution spatiale,
• Observer les évolutions temporelles.
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Introduction - Le spectre électromagnétique
La lumière visible ne Imagerie
Hyperspectrale
constitue qu’une petite
partie du spectre
L’imagerie hyperspectrale
peut être réalisée dans
toutes les bandes optiques
(ou photoniques) depuis
l’UV jusqu’à l’infrarouge.
Toutes ces bandes peuvent
révéler beaucoup
d’informations sur les
solides, liquides ou gaz
observes.
Lumière visible
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SPECTRAL IMAGING REPORT
INTRODUCTION
Diverses façons de former l’image hyperspectrale
Graph sources: www.inno-spec.de, based on graphics by "Process
Analysis and Technology", Hochschule Reutlingen
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SPECTRAL IMAGING REPORT
L'imagerie spectrale répond aux grands défis industriels,
APPLICATIONS
sociétaux et économiques
Première introduction de l’imagerie hyperspectrale il y a plus de 20 ans pour
l'observation à distance à partir de satellites et d'avions.
Il y a 10 ans, les caméras hyperspectrales et multispectrales étaient encore
encombrantes et nécessitaient des compétences en optique pour fonctionner et
en spectroscopie pour interpréter les résultats.
Les fabricants de caméras cherchent aujourd'hui à proposer des produits
compacts et portables, adaptés aux non experts.
Cette volonté de construire des produits faciles à utiliser mais toujours très
performants résulte d'une demande croissante des secteurs à forte croissance :
❑ Industrie : forte demande de capteurs intelligents rentables,
❑ Production alimentaire et environnement durable : mesures sur de grandes surfaces et à haut
débit,
❑ Soins de santé personnalisés : besoin d'outils sans étiquette, non invasifs et compacts, permettant
un diagnostic rapide et fiable.
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© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedCONTENTS
1. Brève Présentation de Tematys
2. Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale
3. Exemple de produits
4. Applications de l’imagerie hyperspectrale
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Reference: R2018-06 © 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
HIGHLIGHTS OF THE REPORT
Beaucoup de technologies différentes …
SPATIAL SCANNING SNAPSHOT SPECTRAL SCANNING
Sources: IMEC, Rebellion, Stemmer Imaging, Sascha Grusche
MULTI • Multiple detector • Filter wheel
• Multiple linear detectors arrays
• Tunable filter: AOTF,
• Pixel-level mosaic filter LCTF, Fabry-Pérot, …
• Static filter on detector (Bayer filter type)
• Multiple sources
• Filter and lenslet array
HYPER • Dispersive element • Interferometer-based
• Dispersive element (Michelson, Sagnac, …)
• Static filter on detector: (Image Mapping
• continuous linescan Spectrometer, SHI, …) • Tunable filter: AOTF,
LCTF, Fabry-Pérot, …
• Internal scanning
• Filter and lenslet array • Tunable sources
• Linear variable filter
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SPECTRAL IMAGING REPORT
HIGHLIGHTS OF THE REPORT
… qui s’appliquent pour des bandes différentes
UV-VIS-NIR SWIR MIR
MULTI
Multiple detector (linear or matrice)
Filter wheel
HYPER
Linescan camera with dispersive element (grating, prism)
Interferometer-based (Michelson, Sagnac)
MULTI and HYPER Filter array
(mosaic, linescan, with lenslet array ; filter array or pixel-level
filters)
Tunable filters (Acousto-Optic, Liquid Cristal, Fabry-Perot)
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SPECTRAL IMAGING REPORT
En 2019, hyperspectral est la partie principale du marché
Hyperspectral vs Multispectral
cameras - 2019
In terms of revenue, the total spectral
imaging market in 2019 was about 150 M€.
©
Hyperspectral cameras accounted for
40%
about 60% of the total,
60%
whereas Multispectral cameras represented
40% of the total.
Multispectral Hyperspectral
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IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Exemples de produits - Domaine visible et NIR - Specim
Les caméras Specim FX10 Gamme spectrale 400-1000 nm
fonctionnent en mode balayage Bandes spectrales 224
linéaire dans le visible et le proche FWHM spectral 5,5 nm
infrarouge (VNIR). Échantillonnage spatial 1024 px
La caméra Specim FX10c est Fréquence d’images 330 images/s plein cadre
optimisée en couleur dans la région Champ de vue 38 ̊(Autres options disponibles)
des 400-780 nm. Caméra SNR (Peak) 600:1
La Specim FX10 fonctionne dans la Dimensions 15 x 8,5 x 7 cm
région des 400-1000 nm. Poids 1,26 kg
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APPLICATIONS
Bande Infrarouge
Caméra Specim
Applications
❑ Cartographie géologique
imagerie hyperspectrale
❑ Classification des minéraux
❑ Volcanologie
❑ Détection de gaz
❑ Analyse de flammes
❑ Type de couverture du sol
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IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Exemples de produits - Infrarouge - ABB
• ABB a conçu de multiples caméras
hyperspectrales passives FT-IR et
des radiomètres basés sur la
spectrométrie de Fourier à haute
résolution.
• Aujourd'hui, la technologie d'ABB est
utilisée dans diverses applications de
télédétection.
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IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Caméra HySpex SWIR
La bande SWIR a des Spectral Range 1.0–2.5 µm
applications dans l’étude des Spatial Pixels 384
plantes ainsi que dans l’agro- F-number F2.0
alimentaire. FOV across track* 16°
Spectral sampl. 5.45 nm
# of bands 288
Max frame rate 400 fps
Sensor head wgt. 5.7 kg
Sensor head dim.
38x12x17.5
(lwh in cm)
Sensor head pwr.
~30 W
cons.
FPA cooling T ~150K
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IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Un “appareil photo” hyperspectral
Une caméra d'imagerie hyperspectrale complète
avec tous les composants nécessaires, sur un
boîtier compact et léger. Le fonctionnement est
entièrement autonome avec des piles
rechargeables et des cartes mémoire standard
remplaçables.
Il est possible d’adapter les fonctionnalités de la
caméra avec des applications correspondant à
différents besoins d'analyse. Les applications
définissent la manière dont la caméra est
utilisée et dont les données hyperspectrales sont
traitées, analysées, sauvegardées et visualisées.
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© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedCONTENTS
1. Brève Présentation de Tematys
2. Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale
3. Exemple de produits
4. Applications de l’imagerie hyperspectrale
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Reference: R2018-06 © 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
HIGHLIGHTS OF THE REPORT
Broad range of spectral imaging applications
Icons credit: Freepik, Vaadin, Smashicons (www.flaticon.com)
Agriculture &
Industry Environment Health ASD* Other
Recycling Precision farming Diagnosis Forensics Life Science
Color and surface Environment Military targets Other R&D
Guided Surgery
characterization monitoring characterization activities
Chemistry and Geology, Mining, R&D
Space
Petrochemistry Oil&Gas
Food and
Consumer
Beverages
Pharmaceutics
Other industries**
* Aerospace, Security, Defense ** Other industries include: wood industry, metal industry, cosmetic industry, electronics industry, …
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Quelques exemples d’applications selon les bandes
28APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
CURRENT STATUS
Sorting in the Recycling industry
Description Materials to analyze
In the recycling industry, a
spectral imaging camera is Plastic: Paper:
used as the sensor employed ❑ mailshot,
❑ PVC,
by machines to sort waste ❑ office
❑ PET,
Graphic source: www.middletonspectral.com
material. paper,
❑ HDPE,
Spectra of main plastics to
❑ cardboard sort
Examples of recycling: ❑ PVB,
❑ Recycled plastic -> oil, ❑ PS,
❑ Recycled metal -> reused ❑ LDPE… Metal
in foundries, …
❑ Recycled carboard -> kraft Glass
paper. Sorting machine for black
materials using HSI, Steinert
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© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
Principle of Sorting
1 - Input materials is
transported on a conveyor
belt or falls down through a
sensor area,
2 - The sensor system,
including hardware and
software analysis,
categorizes the objects
according to previously
defined parameters,
3 - The results of the
analysis drives an ejection
system that selectively
ejects the materials into
separation chambers.
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SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
Sorting in the Recycling industry – Main sorting techniques
Techniques Use case
Trommel separator Sort materials by size (primary sorting)
Magnet Sorting of metals (cans, electronic scrap …) for the separation of ferrous metals
Sort materials according to their densities (separate light metals from heavy metals, PVC from plastics
X-ray transmission
…)
RGB camera Sort materials by color (ex: green, white, transparent, opaque plastics, different types of glass …)
Sort materials according to their composition (distinguish between different type of plastics, sort thick
Spectroscopy
and opaque glass, etc.)
Thermal imaging Sorting of paper (separation of cardboard from other papers)
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© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Tri des plastiques par système hyperspectral
LLA Instruments
32APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
INDUSTRY 4.0
Color and surface characterization – Market Needs
Source: Romik Chatterjee (Graftek Imaging,) "Advanced Color Machine
Description Related industries
Printing Displays
Color measurements is critical
Textiles Pharmaceutics
in several industries to control
products quality. Automotive Food
Thin films …
color and surface
characterization has been Coatings Color variations of dyed
developed to provide faster and products (Specim)
more reliable measurements
Vision and Applications", 2014
Plastics
than human vision. manufacturing
Spectral imaging, by providing a
high level of spectral
information, increases the
reliability and complexity of
color information.
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SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
INDUSTRY 4.0
Color and surface characterization - Principle
Source: "An Introduction to Color Machine Vision", White paper,
The color and surface characterization
system consists of:
❑ a color camera,
❑ a lighting system,
❑ a processor,
❑ a software.
The color and surface characterization
system makes color and surface
measurements and communicates
them to the process control systems,
which acts accordingly on the process.
Teledyne Dalsa
Color inspection of packaged pills in the pharmaceutics industry
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SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
INDUSTRY 4.0
Pharmaceutics – Market Needs
Description Materials to analyze
Pharmaceutical manufacturers Solids: Tablets, Film-Coated
face the challenge of ensuring Tablets, Capsules, …
high quality and safety of drugs
Semi-solids: Ointments,
while keeping high production
Graphic source: www.perception-park.com
Cremes, Gels, …
efficiency.
Liquids: Syrups, …
To meet this need, Process
Analytical Technologies (PAT) Powders
have been implemented to
allow in-process control all … Detection of coating
along the production chain. defects (cracks,
absence of coating) on
drug pills.
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SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
INDUSTRY 4.0
Pharmaceutics - Example of Application
Middleton Spectral Vision (USA), founded in 2008, is specialized in
hyperspectral imaging.
They provide hyperspectral cameras and software as well as hyperspectral
systems dedicated to specific applications.
Main served applications:
❑ Agriculture
Images source: www.middletonspectral.com
❑ Pharmaceutics
❑ Mining
For pharmaceutics process control,
they developed a system called
Via-Spec, that includes:
❑ A linescan hyperspectral camera
(VIS-NIR or SWIR)
❑ A transmission or reflectance stage Blending uniformity monitoring
Images of five components concentration. Hyperspectral images were Via-Spec system for pharmaceutics
❑ An illumination unit taken prior to blending (turn 0) and after specified rotations. inspection from Middleton Spectral
Coloring corresponds to a 0-100% scale of the specified component.
Vision with a Specim camera
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SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
FOOD SAFETY
Precision agriculture – Market Needs
Description Materials to analyze
Grains, crops, …
Precision agriculture is the
Fruits, vegetables
implementation of site-specific
management tactics. Leaves, foliage Remote sensing of relative leaf
water content of crops (SpectIR)
…
On-field measurements are used to
assess crop conditions and optimize
agricultural activities.
Parameters to measure
A better control of the production and
the automation of some tasks helps Protein or other molecules
improving farms profitability while
Water stress
reducing environmental impact.
Chlorophyll in leaf and plants
Pesticides
Pathogens
Invasive weeds detection (Resonon)
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© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
FOOD SAFETY
Food sorting – Market Needs
Description Parameters to measure
Color, size, shape, texture
Food sorting is an essential part of Quality : defects, disease, maturity,
compositional properties (moisture,
food manufacturing. It ensures
protein and oil content, amylose, gluten,
food safety, minimizes waste and sugars, etc.)
warrants the compliance with
consumer demand regarding Remove foreign materials (FM): metal,
product quality and taste. stones, glass, plastics, soil clods
…
HIS/MSI, with its ability to measure
Image source: www.insort.at
multiple parameters and
differentiate products based on Materials to analyze
their chemical composition is a
1
Dry products: seeds, rice, nuts, grains, pulses,
well-suited tool for food sorting. spices …
Fruits and vegetables (raw, diced, peeled)
Walnuts sorting
Meat, poultry, seafood, cheese Walnut shells (red) are
separated from the
nuts (green).
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Récapitulatif des besoins dans l’agro-alimentaire
39APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Contrôle de la qualité des fruits
PRODUIT PARAMÈTRES DE QUALITÉ BÉNÉFICES
Pommes, avocats, Détecter rapidement les
pêches, poires, kiwis meurtrissures Une qualité plus élevée
Pommes, avocats, Prévoir la maturité et le degré de et plus constante
bananes, pêches, dattes vieillissement
Un meilleur rendement
Mesurer la teneur en sucre et en
Pommes de terre
amidon
Moins de déchets
Mesurer la teneur en sucre (BRIX),
Baies
éliminer les matières étrangères
Amélioration de la
Cerises, tomates Éliminer les matières étrangères sécurité des produits
Fruits transformés, Éliminer les matières étrangères,
noix, fruits secs tels que des morceaux de coquilles Amélioration de la
Légumes, pois, verts, valeur de la marque
Éliminer les matières étrangères
haricots, produits congelés
40
© 2018 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
FOOD SAFETY
Food sorting – Principle of a food sorting machine
Image source: www.tomra.com/en/sorting/food/sorting-equipment/nfm/
Operating principle of a fruit sorting machine.
(The sensing technology can be replaced by any type of sensing technique including hyper/multispectral
cameras)
41
© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Contrôle de la viande
La viande, la volaille et le
poisson crus présentent un risque
élevé de problèmes de qualité et
de contamination, et un
processus d'inspection fiable est
une nécessité pour garantir que
les produits sont de haute
qualité.
Intégrer des caméras
hyperspectrale aux processus de
contrôle de la qualité et de tri
permet d’améliorer leurs
capacités en matière d'inspection
des produits.
42
© 2018 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING
APPLICATIONS
FOOD SORTING
Food sorting – Example of Application
Images source: Jean-François Deprez, "Hyperspectral Analysis for
Bühler Sortex (CH) is a global provider of processing solutions for
the food industry.
Precision Optical Sorting", CHII 2017 ; www.buhlergroup.com
They developed a wide range of sorting machines for the food
industry based on optical technologies
Their portfolio of sensing
technologies for sorting includes 2
hyperspectral-based solutions
Both products combine
hyperspectral imaging with SWIR
imaging (or colour imaging,
depending on the application).
BioVision hyperspectral technology
(Bühler)
Example of nuts sorting with Buhler
technologies
43
© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
Détection des gaz par imagerie hyperspectrale infrarouge
Description Gases to analyze
Ammonia (NH3)
Gas detection is used for: ❑
❑ Carbon Dioxide (CO2)
❑ Process monitoring in ❑ Carbon Monoxide (CO)
Combustibles (COe)
chemistry and petro-
❑
❑ Helium (He)
chemistry industries, ❑ Hydrocarbons (HC)
Hydrogen (H2)
Detection of gas leaks,
❑
❑
❑ Hydrogen Chloride (HCL)
❑ Environmental studies on ❑ Hydrogen Cyanide (HCN) Methane emissions from a shallow lake
Hydrogen Fluoride (HF) scene, observed with the Hyper-Cam
earth or by satellite.
❑
❑ Hydrogen Sulphide (H2S) from Telops
Methane (CH4)
Image source: telops.com
❑
❑ Nitric Oxide (NO)
❑ Nitrogen (N2)
❑ Nitrous Oxides (NOx)
❑ Oxygen (O2)
❑ Sulfur Dioxide(SO2)
❑ Water Vapour (Moisture) (H2O)
44
© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Détection/identification des gaz
La détection et l’identification des gaz dans l’industrie
recouvre :
- La surveillance des fuites dans les infrastructures
extérieurs
- La surveillance des fuites à l’intérieur des usines
- La surveillance du transport et de la distribution des gaz
- L’analyse et la mesure des gaz de process.
45APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Détection/Identification des gaz : Problématiques
SÉCURITÉ - un gaz non détecté peut provoquer des
explosions ou un empoisonnement des personnes,
ENVIRONNEMENTAL - Gaz à Effet de Serre et pollution,
ECONOMIQUE - Pertes de revenus dus au gaz perdu.
46APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
APPLICATIONS
CURRENT STATUS
Gas sensing in industry – Example of product
Rebellion Photonics is a US company, They now provide solutions for gas leak
established in 2009. detection based on snapshot hyperspectral
imaging (Image Mapping Spectroscopy).
They started the development of their
spectral imaging technology with US Two cameras are available:
Defense contract and moved to the Oil and ❑ the GCI : most advanced system, 360° field-of-
Gas market in 2011. view
❑ the mini GCI: for confined areas and small sites,
100 m range, 360° field-of-view.
The systems are turnkey solutions with
automatic alarms.
Pipeline gas leak detected with the
GCI camera, Rebellion Photonics GCI (left) and miniGCI (right) from Rebellion Photonics
47
© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAUTRES APPLICATIONS PLUS ÉMERGENTES
48APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Identification des minéraux : Principe
49APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Identification des minéraux : Exemple système SisuROCK
50APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Identification des sols et des minéraux
Applications possibles
Etudes géologiques
Classifications des roches et minéraux
Classification des sédiments
Etude des volcans et des coulées de lave
Prospection minière
Tri automatisé de minéraux
Etudes des sols par caméra aéroportée
51APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Hyperspectral Imaging in the Minerals Industry
52APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
APPLICATIONS
Détection de défauts - industrie de l’acier
53
© 2018 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Applications dans le domaine de la défense : surveillance
54APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Principe de l’imagerie hyperspectrale aéroportée
55APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Etudes des écosystèmes marins
56APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Autres exemples d’applications
57APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
Hyperspectral/Multispectral aéroporté : récapitulatif
Application Parameter Single/Dual Bands Multispectral Hyperspectral
Water Sea Water SST X
Crop healthiness Crop temperature X
Evapotranspiration Heat flux X
Vegetation
Analyzing vegetation in Land classification MWIR SWIR - LWIR
urban environment
Biomass LST X
Forestry
Other X X
Mineral composition Absorption features SWIR/LWIR
Soil moisture LST X
Soil monitoring
Organic matter content Absorption features MWIR/LWIR
Surface roughness -
Gasses Absorption features MWIR/LWIR
Atmosphere
Aerosol Absorption features MWIR/LWIR
Environmental Plume detection Absorption features MWIR/LWIR
and risk Oil spills Absorption features MWIR/LWIR
management Fire monitoring Temperature X
Geology Mineralogy Absorption features SWIR/LWIR
SO2 degassing Absorption features MWIR/LWIR
Volcanism
Lava flow Basalt Absorption LWIR
58APPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
SPECTRAL IMAGING REPORT
The ability to provide low-cost advanced analysis drives adoption of
HSI and MSI cameras on industrial production line and on-field
CURRENT MARKET FUTURE MARKET
Main applications Industry (sorting, recycling …)
Most promising applications
Remote sensing
Gas sensing Short-term Industry: color and surface char.
Precision Agriculture
< 2 years
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2 - 5 years Food Quality Control
Long-term Medical Diagnosis
5 – 10 years Guided-Surgery
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© 2017 copyright TEMATYS SARL, All rights reservedAPPLICATIONS DE L’IMAGERIE HYPERSPECTRALE
IMAGERIE HYPERSPECTRALE
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Sciences de la vie et médecine
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médecine !
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