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縱向1082個像元與224個光譜通道之間到底是什么關(guān)系

更新時間:2022-05-24點擊次數(shù):1124

很多朋友問:SPECIM FX10高光譜相機(jī)采用面陣CMOS探測器,為1312 x1082 Pixels,224個光譜通道數(shù),采用推掃式成像,那探測器的縱向1082像元與224個光譜通道之間為什么不成比例,或者224個通道的光譜信息是如何被1082個像元所感知?

 

我們來了解下高光譜相機(jī)的工作原理:

 

目標(biāo)物的反射光通過鏡頭收集并通過狹縫增強(qiáng)準(zhǔn)直照射到分光元件上(透射光柵),經(jīng)分光元件在垂直方向按光譜色散,經(jīng)分光元件后成像在CMOS探測器上。探測器的水平方向平行于狹縫,稱空間維(1312 個像元或光敏元),每行水平光敏元上是個光譜波段下的像;探測器的垂直方向(1082個像元或光敏元)是色散方向,復(fù)色光經(jīng)過分光元件(透射光柵)分光后,被色散分離成為單色光,通過成像系統(tǒng),投射在探測器的垂直方向上,并成為按波長大小依次排列的光譜圖,稱光譜維(224個光譜通道)。


 


那探測器的縱向1082像元與224個光譜通道之間為什么不成比例,或者224個通道的光譜信息是如何被1082個像元所感知?


實際上進(jìn)入高光譜相機(jī)的光不會分散在探測器上整個的縱向1082個像元上,而只是其中的部分:224個光譜通道(波段)。 這意味著在可用的 1082 個像元中,真正使用的只有224個。

 

高光譜成像技術(shù)是基于非常多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù),它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合,探測目標(biāo)的二維幾何空間及維光譜信息,獲取高光譜分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。



 


所謂高光譜圖像就是在光譜維度上進(jìn)行了細(xì)致的分割,不僅僅是傳統(tǒng)所謂的黑、白或R、G、B通道,而是多達(dá)幾百個通道,例如:SPECIM FX10高光譜相機(jī)可以把400nm-1000nm的光譜范圍分為224個通道。因此,通過高光譜相機(jī)獲取到的是個數(shù)據(jù)立方,不僅有圖像信息,并且在光譜維度上進(jìn)行展開獲得幾百個譜段信息。結(jié)果不僅可以獲得圖像上每個點的光譜數(shù)據(jù),還可以獲得任個譜段下的圖像信息。

 

高光譜成像技術(shù)的這種“全光譜"功能讓人們可以看到個場景中每個可分辨的空間位置上的多達(dá)幾百個光譜信號,每種物質(zhì)都有其有的光譜信息(光譜指紋)。因此高光譜成像的應(yīng)用場景很豐富,其中包括:食品安全、農(nóng)作物健康監(jiān)測(植物表型分析)、工業(yè)檢測、無人機(jī)載高光譜成像分析、礦物勘探、農(nóng)業(yè)遙感、環(huán)境監(jiān)測、藝術(shù)品鑒別;顯示屏光學(xué)性能檢測、印刷品色差測量、中西藥質(zhì)量控制等;以及塑料分選、黑色塑料分選、垃圾分類、工業(yè)分選、礦石分選等按物品材質(zhì)進(jìn)行識別分揀。



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