What are the possible distances between the video projector and the scene or sample?

The recommended distances of use for macroscopic scenes are between 50 cm and 1 m. The optical flux reflected by the scene decreases in proportion to the square of this distance, so measurement distance should be optimised depending on scene reflectivity to guarantee data quality and limit acquisition times.

Are there more efficient wavelength ranges? What about infrared?

By design, the ONE-PIX kit is optimised for the visible spectral range, 400 to 700 nm. It is possible to adapt the instrument optics to extend the spectral range to 800 nm. These parameters also depend on the specifications of the spectrometer used.

How long does it take to acquire an image, and what parameters can be changed to optimise data quality?

Acquisition time is proportional to the spectrometer integration time, the number of repetitions per projection, and the number of structured pattern projections. In real field conditions, the PRO-PIX sensor achieves a compression ratio of 25 percent for professional scenes with no prior knowledge, and below 1 percent with a custom algorithm.

Is there a limitation in terms of spectral range? Can we measure up to 2400 or 2500 nm?

At present, the ONE-PIX kit measures in the visible and near infrared regions. The industrial version, PRO-PIX, measures over a wider spectral range covering UV, VIS and SWIR.

Given the cost of 400 to 1000 nm HSI cameras, is the price advantage of ONE-PIX worthwhile if we stay below 1000 nm?

ONE-PIX is a very good lab and teaching tool. It is affordable compared with other spectral cameras, reconfigurable in hardware and software to avoid significant additional costs for future adaptations, and it gives access to a growing community of users and researchers.

What type of spectrometer can be adapted as a hyperspectral imager using the ONE-PIX kit?

To adapt a spectrometer in the ONE-PIX kit, it must be controllable via Python. Depending on your needs, measurement speed or quality should guide which spectrometer to select. Photonics Open Projects is happy to help with these questions.

KIT MATÉRIEL

ONE-PIX

Le kit d’imagerie hyperspectrale à pixel unique : un accessoire matériel qui transforme un spectromètre en caméra hyperspectrale. Un environnement idéal pour découvrir l’imagerie hyperspectrale, pour les enseignants, les étudiants et les fablabs.

LE KIT

Ce que contient le kit

Chaque kit ONE-PIX est livré assemblé : un vidéoprojecteur et un spectromètre fibré aux champs de vision superposés, tous deux reliés à une carte Raspberry Pi qui synchronise la projection des motifs avec chaque mesure. Le tout est logé dans un boîtier découpé au laser que vous pouvez aussi construire vous-même à partir des fichiers disponibles sur GitHub.

FONCTIONNEMENT

Comment fonctionne ONE-PIX

La technologie ONE-PIX consiste à projeter une série de motifs sur une scène à imager, puis à reconstruire l’ensemble des données spectrales à partir des mesures acquises.

Projection de motifs

Une série de motifs est projetée sur la scène ; un spectromètre mesure le spectre réfléchi pour chaque projection.

Reconstruction spectrale

Un algorithme reconstruit l'ensemble des données spectrales à partir de tous les spectres mesurés durant l'acquisition.

Synchronisé par Raspberry Pi

Un Raspberry Pi embarqué synchronise la projection des motifs et la mesure du spectromètre.

Assemblable en fablab

Découpe laser, câblage minimal, aucune soudure. Les fichiers matériels sont ouverts sur GitHub pour une communauté d'utilisateurs grandissante.

RESSOURCES

Ressources

Explorez la documentation ONE-PIX, le code source, les données et les publications.

FICHE TECHNIQUETélécharger la fiche technique (PDF)

CODE SOURCEONE-PIX sur GitHub

DONNÉESExemples de données de mesure

RECHERCHEVoir l'étude publiée

Caractéristiques techniques

400-700 / 400-800 nmPlage spectrale

0.6 nmRésolution spectrale

2048Bandes spectrales

3.6 kgPoids

	Kit ONE-PIX standard	Avec option VIS/NIR
Technologie	Imagerie hyperspectrale compressive (imagerie mono-pixel)	Imagerie hyperspectrale compressive (imagerie mono-pixel)
Plage spectrale	400 to 700 nm	400 to 800 nm
Résolution spectrale (moyenne)	0.6 nm	0.6 nm
Bandes spectrales	2048	2048
RSB spectral	250:1	250:1
Temps d'intégration	10 µs à 65 s	10 µs à 65 s
Numérisation	16 bits	16 bits
Distance de travail	50 cm	50 cm
Taille de projection recommandée	21 x 25 cm	21 x 25 cm
Consommation électrique	300 W max	300 W max
Connecteurs	RJ45 / Wi-Fi	RJ45 / Wi-Fi
Spectromètres compatibles	Ocean Optics · Goyalab · Insion · Avantes	Ocean Optics · Goyalab · Insion · Avantes
Dimensions	220 x 250 x 320 mm	220 x 250 x 320 mm
Poids	3.6 kg	3.6 kg

Contributions de la communauté

La coopération fait avancer la communauté ONE-PIX. Ces contributions de nos membres montrent comment le kit est utilisé dans leurs propres projets.

NOKIA / ARVALIS

Méthode de mesure spectrale sur des zones homogènes avec le kit ONE-PIX

Photonics Bretagne

Dispositif de microscopie hyperspectrale utilisant le kit ONE-PIX

INSA Lyon (CREATIS)

Reconstruction d'image hyperspectrale à partir de mesures ONE-PIX et de Deep Learning (SPyRIT)

IETR Lannion

Détection d'objets à pixel unique (SPOD) avec le kit ONE-PIX

Questions fréquentes

Les distances d'utilisation recommandées pour les scènes macroscopiques sont comprises entre 50 cm et 1 m. Le flux optique réfléchi par la scène diminue proportionnellement au carré de cette distance, la distance de mesure doit donc être optimisée selon la réflectivité de la scène pour garantir la qualité des données et limiter les temps d'acquisition.

Par conception, le kit ONE-PIX est optimisé pour le domaine visible, de 400 à 700 nm. Il est possible d'adapter l'optique de l'instrument pour étendre la plage spectrale jusqu'à 800 nm. Ces paramètres dépendent aussi des caractéristiques du spectromètre utilisé.

Le temps d'acquisition est proportionnel au temps d'intégration du spectromètre, au nombre de répétitions par projection et au nombre de projections de motifs structurés. En conditions réelles de terrain, le capteur PRO-PIX atteint un taux de compression de 25 pour cent pour des scènes professionnelles sans connaissance préalable, et inférieur à 1 pour cent avec un algorithme personnalisé.

Actuellement, le kit ONE-PIX mesure dans les domaines visible et proche infrarouge. La version industrielle, PRO-PIX, permet de mesurer sur une plage spectrale plus large couvrant l'UV, le VIS et le SWIR.

ONE-PIX est un très bon outil pédagogique et de laboratoire. Il est abordable comparé aux autres caméras spectrales, reconfigurable en matériel et en logiciel pour éviter des coûts additionnels importants lors de futures adaptations, et il donne accès à une communauté grandissante d'utilisateurs et de chercheurs.

Pour adapter un spectromètre au kit ONE-PIX, il doit être contrôlable via Python. Selon vos besoins, la vitesse ou la qualité de mesure doit guider le choix du spectromètre. Photonics Open Projects se tient à votre disposition pour ces questions.

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