Pikaシリーズ
RESONON×ハイパースペクトルカメラ

Resononハイパースペクトルカメラ撮影・解析ソフト　Spectronon

Spectrononは、“Resononのベンチトップや屋外ハイパースペクトルイメージングシステムの制御”、“データの取得/保存”、“取得したデータの分析、視覚化”などの機能を持ったソフトウェアです。
ENVI形式（.bip、.bil、.bsp 形式など）のヘッダーを持つキューブデータに対応しているため、他社のソフトで生成したキューブデータを開くことも可能です。

Spectrononの代表的な機能を以下に紹介します。

データ収集	①Resononハイパースペクトルイメージングカメラとステージの制御
	②ダークノイズ、センサー応答などの自動補正
	③キューブデータの標準形式（.bil、.bip、.bsq）での保存
データ分析	④スペクトルの確認
	⑤画像の可視化
	⑥ハイパースペクトル植生指標(HVI)
	⑦プラグイン機能
	⑧その他（SDK）

【詳細機能】

①Resononハイパースペクトルイメージングカメラとステージの制御

ハイパースペクトルカメラのゲイン、露光時間（フレームレート）などのカメラ設定、およびステージの移動速度が設定できます。フレームレートとステージの速度という、移動方向の空間分解能を考えるうえで密接な関係にある2つの項目を、１つのツールで設定することがでるため、スムーズに調整が可能です。
また、カメラとステージの設定後は、1ボタンで、「ステージの移動」および「カメラによるキューブデータの取得」の開始から完了までの制御が可能になります。

②ダークノイズ、センサー応答などの自動補正

Resononが出荷時に行う校正の結果ファイル（ICPファイル）を読み込むことが可能で、これを読み込むことで、ダークノイズやセンサー応答などの補正が自動的に実施されます。

③キューブデータの標準形式（.bil、.bip、.bsq）での保存

取得したデータキューブは、ENVI形式に準拠した .bip、.bil、.bsp 形式で保存可能です。また、解析の際に取得した、個別のスペクトル、プロット結果、画像などもそれぞれを個別で保存することができます。（スペクトルの情報は、クリップボードにコピーしてExcelに張り付けることなども可能です。）

④スペクトルの確認

1)スペクトル表示機能

プロットパネルに、「スペクトル」、「X」、および「Y」の3 つのタブがあり、インスペクタツールで選択したポイントまたは範囲に対して、データキューブの情報を３つの軸で表示が可能です。
「スペクトル」では、各ポイントに対して、横軸：波長、縦軸：光強度のスペクトル情報が確認できます。また、「X」と「Y」では、横軸：画像のX座標/Y座標、縦軸：選択した波長の強度（３つの波長を選択可能）が確認できます。
選択しているポイントの座標は、左下の“Data”の部分で確認ができます。

2)ROI（領域選択）ツール

画像内で複数の画素をまとめてとりあつかうことができます。選択方法は、矩形またはフリーハンドが選択でき、選択した範囲のスペクトルは、幅を持ったバンドで確認することができます。また、右クリックメニューからは、選択範囲の平均スペクトルの確認、標準偏差の算出、選択範囲のデータキューブの切り出しなども可能です。

⑤画像の可視化

1)偽色の画像の生成

通常のカメラで撮影した画像は、赤色が640nm、緑色が550nm、青色が460nm付近の波長で取得され、目で見た際と同じような色表示になります。ハイパースペクトルカメラでは、数多くの波長のデータがあるため、赤、緑、青に割り当てる波長を自由に選択し、偽色の画像を作りだすことが可能です。
見分けたい2つのものの強度が異なる波長を選択すると、特に違いを可視化することができます。

2)単一波長のグレースケール（モノクロ）画像の生成

単一スペクトル特性の影響を強調して可視化できます。スライダーを動かすことで、どの波長に対してグレースケールを表示するかを変更することが可能で、波長を連続的に変更するなどして、どの波長で差分が見やすいかなどを確認することができます。

3)SAM（スペクトルアングルマッパー）

SAM（スペクトルアングルマッパー）は、ハイパースペクトルカメラの分類アルゴリズムとしてよく使用される手法で、2次元カラープロット上で、異なる傾向（角度）を持つ要素（画素）を分類するという手法です。
具体的には、各画素を2次元カラープロットに表示し、分類毎にベクトルの角度及びそのベクトルからの角度の許容値を設定し、その領域に入る要素(画素)を1つの分類として扱います。このような分類を行う事で、偽色やグレースケールよりもはっきりと違いを示すことが可能になります。

4)解析画像の重ね合わせ

複数の解析画像を重ね合わせることができます。例えば、RGB画像と、分類マップを作成した場合に、これらを重ね合わせた画像を新たに生成します。重ね合わせた後に、それぞれの画像の透明度を変更することができるので、画像を見ながら、違いが分かりやすくなるように設定することが可能です。

⑥ハイパースペクトル植生指標(HVI)

農作物のデータを分析するために、様々な演算式を搭載しています。 ENVIのHVIに準拠しており、20個ほどの特徴指標/指数を用いて取得したスペクトルデータの解析が可能です。

⑦プラグイン機能

ユーザー定義のデータ分析をサポートするためのプラグイン機能を用意しています。この機能を使用すると、Pythonで記述したプログラムを元にSpectrononの機能を拡張することや、さらに、ユーザーインターフェースを作成して、Spectrononのメニューに機能を統合することが可能です。
膜厚測定などの汎用的なプラグイン機能に関しては、Resononで開発したものを一部実装しております。
※プラグインの種類等に関してはケイエルブイまでお問い合わせください。