Découvrez les caméras hyperspectrales : identification avancée des matériaux et détection de précision

Souhaitez-vous pouvoir différencier deux matériaux apparemment identiques ? Détecter un corps étranger avant l'emballage de votre produit ? Les caméras hyperspectrales permettent cela et bien plus encore !

Qu'est-ce que la technologie hyperspectrale ?

La technologie hyperspectrale permet de capturer et de traiter un grand nombre de longueurs d'onde, différenciant ainsi divers types de matériaux. Elle est également utilisée dans le domaine militaire et en agriculture, par exemple pour la surveillance environnementale.

L'imagerie hyperspectrale permet de cartographier les minéraux, de distinguer leur composition et même de réaliser des diagnostics médicaux moins invasifs. Une image hyperspectrale nous permet de voir au-delà de ce que nos yeux perçoivent : elle représente les informations physiques et chimiques de l'objet observé, en temps réel. Elle permet ainsi de classifier un matériau sans passer par le laboratoire.

« Close range hyperspectral imaging of plants: A review. Biosystems Engineering. Puneet Mishra, Mohd Shahrimie, Ana Herrero et al »

Les caméras hyperspectrales nous permettent de « voir » simultanément comme les abeilles (ultraviolet de 10 nm à 380 nm), comme les humains (visible de 380 nm à 700 nm) et comme les poissons rouges (infrarouge de 700 nm à 1000 nm).

C'est une méthode de mesure :

• Sans contact : en tant que caméra, les images sont capturées sans contact matériel et, dans de nombreux cas, en temps réel, tant pour la capture que pour l'analyse. C'est donc une méthode de caractérisation et de mesure très efficace.
• Non destructive : de même, c'est un système de mesure non destructif puisqu'il n'y a pas d'interaction physique avec le matériau, ce qui permet d'obtenir des résultats sans l'endommager.

Aspects essentiels à prendre en compte :

• L'étalonnage de l'équipement pour votre matériau et l'élément à détecter.
• Le choix de l'éclairage : selon l'application visée, il faudra étudier les conditions d'éclairage appropriées (ajout d'éclairage infrarouge, maintien d'un éclairage constant, etc.).
• La sélection des longueurs d'onde à observer : une fois l'application définie, il est crucial de déterminer dans quelles bandes spectrales se trouvent les matériaux ou caractéristiques à analyser, afin de choisir l'équipement le mieux adapté.

Différences avec les autres technologies de vision

Les différences avec les autres types de vision par ordinateur reposent sur le nombre de longueurs d'onde et de données que le système peut capturer. On distingue ainsi :

• Images binaires : elles contiennent deux états (0 ou 1). L'information fournie est très limitée, suffisante seulement pour des applications ne nécessitant que la détection de contours entre objets à fort contraste.
• Images en niveaux de gris : elles offrent 255 états (échelle) en termes de ton de gris. Elles apportent plus d'information que les images binaires et peuvent suffire pour de nombreuses applications où les coordonnées de couleur ne sont pas nécessaires.
• Images couleur : on passe à une autre dimension avec 3 canaux (rouge, vert, bleu), formant un cube de positions pour chaque pixel coloré.
• Imagerie multispectrale : on ajoute une dimension supplémentaire avec l'information des cubes colorés à plusieurs longueurs d'onde. Les caméras multispectrales capturent généralement 2 à 10 longueurs d'onde non contiguës, permettant de détecter certaines différences de composition.
• Imagerie hyperspectrale : la différence majeure réside dans le nombre de longueurs d'onde représentées. Ici, on dispose d'informations sur des centaines de bandes contiguës, offrant une capacité de détection des différences et une plage de composition bien plus étendue.

Avantages de la technologie hyperspectrale

Les images hyperspectrales offrent, entre autres, les avantages suivants :

• Qualité et fiabilité : capacité de détecter les corps étrangers, améliorant l'inspection qualité, par exemple dans l'agroalimentaire.
• Inspection rapide, en temps réel, de 100 % de la production, sans contact ni intrusion dans les processus.
• Adaptable aux processus existants, apportant des améliorations notables et une sécurité accrue dans les contrôles d'inspection et de qualité.

Applications de la technologie hyperspectrale

Voici quelques-unes des applications les plus intéressantes :

• Détection d'éléments étrangers inertes dans les produits
• Différenciation d'éléments organiques dans les produits
• Inspection dans des contenants scellés
• Mesure de la composition et des éléments nutritionnels dans les aliments
• Contrôle de fin de processus (cuisson)
• Surveillance de l'humidité

Souhaitez-vous appliquer la technologie hyperspectrale dans l'un de vos projets ? Contactez-nous !

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• Sensorisation pour la surveillance de processus à distance
• Inspection par système de vision pour pièces grises et noires