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高光譜成像技術是什麽?

2022-10-13科學

高光譜成像技術

高光譜成像技術 是一種捕獲和分析寬波長資訊的技術,能夠對材料和特征進行詳細的光譜分析和辨識。高光譜成像技術的實作透過高光譜相機,其工作原理是使用多個光學傳感器或光學濾波器分離不同波長的光,並捕獲每個波段的影像,能夠在一時間獲得目標在不同譜段處的空間影像資訊,即 空間光譜分布

圖1 空間光譜分布圖和常見獲取方式

如圖1所示,高光譜成像技術透過兩種較為常見的方式獲取空間內光譜分布資訊。第一種是 空間掃描Spatial scan ,收集掃描不同位置下的光譜圖,建立完整的空間光譜分布圖。這種方式的缺點是掃描速度往往較慢,不適用於快速或迅速檢測。另一種方法是 快照式 Snapshot ,一次只獲得一個立體的高光譜影像,成像快,但是光譜分辨率低。

高光譜相機生成的圖片包含了被測物體大量的有效資訊, 圖片解析度越高、對比度越明顯,越有利於人們對被測物體的分析和研究 。但如上介紹,獲取高光譜的常見方式存在一定的弊端,內部波長分光機制不可調節,會影響成像圖片的解析度和品質,並進一步影響著對被測物體的分析。終端使用者日益增長的需求,對高光譜成像技術提出了更高的技術考驗。

友思特全自動可調波長系統

友思特波長選擇器 提供 快速、精確和高分辨率的波長調諧功能 ,該模組允許使用者以客製的方式自由連線相機和鏡頭,如下表所示。對於想要高光譜成像套用的客戶,我們將根據實際的套用場景,以 友思特全自動調諧波長選擇器FWS-Poly 為核心裝置,客製一個具有更精準和更高分辨率 全新的高光譜成像系統

系統模組

系統組成

CMOS相機

友思特工業相機

友思特工業相機 GV-51F0FA Rev.1.2 ,配備對光線敏感的 5.10 MPix Sony 全域快門傳感器 IMX547,能提供出色的影像品質。GigE 相機 (1/1.8英寸, 2472 x 2064 px) 速度可達 24.0 fps,且符合 IP65/67 標準,非常適合 自動化檢測、快速檢測 等要求苛刻的相機套用。

波長調諧模組

友斯特全自動波長調諧選擇器

友斯特全自動波長調諧選擇器 核心包含寬頻角度帶通濾光片和一個補償板。帶通濾光片能獨立旋轉,將準直的寬頻光源轉換為任意中心波長和頻寬的光波組合;補償板用於抵消經過兩個旋轉濾光片後的輕微錯位的光斑。該技術能實作 頻寬從3-15nm 範圍內調節, 波長從UV到NIR(255-1650nm) 範圍內調節,並且全程調節可以 透過軟體實作 ,具有非常尖銳的單波輸出。

友思特高光譜成像系統的優勢

遠近視場切換

使用者可選擇 可自由調節的鏡頭 ,滿足 遠場和近場 視野。

準確和可調的頻寬

常見的高光譜相機,其頻寬往往是固定或不規律的,以及不同頻寬之前的掃描間隔也不規律。友思特高光譜成像模組基於全自動波長選擇器實作,可以 準確選擇中心波長和恒定的掃描間隔 ,使用者可以自訂選擇頻寬下的掃描間隔,根據實際測量需求選擇不同的波長頻寬,具有 更高的靈活性

優質的影像分辨率

友思特高光譜成像模組可以產生 相同的影像品質輸出,最大化呈現被測物體的影像和光譜資訊, 而其他高光譜相機模組無法復制與原始影像相同的分辨率,或者具有較低的影像分辨率。

裝置整合靈活性

和商業化一體式高光譜相機相比,友思特高光譜成像模組可以根據使用者的需求、工作距離和工作環境等條件作為 單獨的部件 分開工作,也可以整合為一個系統,作為 獨立整機裝置 使用。

友思特高光譜成像系統套用領域

高光譜成像技術能夠提供比普通RGB相機更為豐富的資訊,適用於 農業、環境檢測、地質勘探、遙感、醫學成像 等領域。以下是 友思特高光譜成像系統 的檢測範例:

1. 矽片

2. 桃子

3. 商標