2021-12-17 10:02
来源:
莱森光学
高光谱成像技术是一项令人振奋的新技术，非常有前景，尤其是结合现代机器学习软件和执行器（如：机器人或空气喷气机）使用时，高光谱成像技术有能力革新工业分类方法，使机器能够执行人类难以完成的复杂任务。
图1：农场的高光谱假彩色图像（左），指定区域的反射光谱曲线（右）
什么是高光谱成像仪？
高光谱成像技术指的是测量二维图像中每个像素的高分辨率光谱数据。标准相机在每个像素上提供三个光谱数据通道：红、绿、蓝（RGB），视觉者的大脑输入了这三种颜色的混合颜色，并将它们解释为一种独特的颜色。在高光谱图像中，材料的反射光谱是连续的波长曲线，每个像素上有数百个光谱数据点，它是光谱学的一种，标准光谱仪只提供一个“像素”的光谱测量-没有成像信息。多光谱成像仪指的是每个像素提供几个光谱数据通道的照相机，通道数通常在4-12之间。“高光谱”这个术语指的是：许多光谱数据点，它们产生一个近乎连续的光谱曲线，通常在每条曲线上有数百个光谱数据通道。然而，高光谱成像仪的设计和制造要比非成像光谱仪复杂得多，因为二维图像中每个像素点都需要有连续的光谱曲线，而且最小化光谱失真一直是一个非常困难的光学问题。
图1显示了一个农场的高光谱假彩色图像以及指定区域像素的高光谱曲线；图2显示了相同的高光谱数据，但是光谱通道数降低至4个，4个光谱通道的数据类似于Landsat卫星获得的数据，可以直观的看出图1的数据比图2包含了更多的光谱信息，从而能够对场景中的对象进行更加精准、可靠的分类。
图2：与图1相同像素区域的多光谱数据，光谱波段与Landsat卫星影像波段一致
高光谱成像仪越来越受欢迎的主要原因：
1. 随着科技发展，相机越来越普及，而且拍照速度越来越快；
2. 计算机可以提供足够的计算能力来处理大量数据；
3. 结合现代的机器学习算法，科学家可以利用高光谱数据准确识别材料，甚至那些看起来非常相似的材料。
基于不同的材料具有不同的反射光谱这个事实，使得这项技术具有很强的实用性，在研究和工业应用中发展迅速。
莱森光学（深圳）有限公司是一家提供光机电一体化集成解决方案的高科技公司，我们专注于光谱传感和光电应用系统的研发、生产和销售。
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机载高光谱由高光谱探头、小型GPS/INS探头及数据采集系统等部分组成。机载高光谱以其体积小、重量轻及高性价比广泛应用于生物量分布监测、珊瑚礁分布监测、森林管理与监测、石油泄漏清除指引、浮游植物检测、湿地研究、矿藏及石油勘探等。机载高光谱设计波段为400-1000nm（VNIR），一体化的机身设计，高度集成了机载的数据获取模块，数据存储模块和GPS/INS模块，也为机载的视频录制或热成像设备预留充分的空间。机载高光谱基于公司像差校正同轴全反射光学设计而开发，同时具备出色的空间和光谱分辨率，宽视场范围和高信噪比等优点，为机载高光谱成像提供了一套完善的解决方案。一方面，像差校正下的宽视场范围，使机载高光谱的刈幅得以大化，从而系统在拍摄相同面积的区域时，使飞行时间小化；另一方面，通过将机载高光谱和各种传感器高度集成为一体，可极大地减小功耗，延长无人机的飞行时间。高度集成的数据获取模块通过Gig-E高速网线接口传输数据，使UAV系统不仅可以在飞行中快速将数据保存，还可以在做后处理的同时，同步GPS/INS数据来进行正射校正。为了保证每一台机载高光谱具有的性能，公司一直坚持为每台机载高光谱配备独立制作的凸面全息衍射光栅，从而使得分光系统在没有任何运动部件的情况下，杂散光被降低到了低值，光谱数据的信噪比极其优越，并使UAV系统具有高度的牢固可靠性和环境稳定性，机载高光谱是任何无人机载高光谱成像解决方案的选择。机载高光谱是为先进的扫描推扫式机载和地面两用的高光谱成像系统，既可以用于机载遥感等动态应用，也可以用于地面现场成像等静态应用。这套地面成像光谱仪采用高灵敏度背照式成像传感器，400-1000nm光谱范围，1396x1028像素分辨率,笔记本电脑，可以倾斜，俯视等各种姿势安装拍照具有自动收集暗帧频率的能力GPS和IMU具有扫描镜配备各种光谱标定仪器配备飞机电源等附件。机载高光谱体积小，直接可以使用笔记本电脑采集图像，而且操作方便，一套配置可实现地面和机载两种应用。机载高光谱非常适合野外和实验室工作。莱森光学（深圳）有限公司是一家提供光机电一体化集成解决方案的高科技公司，我们专注于光谱传感和光电应用系统的研发、生产和销售。发布于 2021-10-13 10:29}