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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系

發布時間: 2022-05-24  點擊次數: 194次

很多朋友問:SPECIM FX10高光譜相機采用面陣CMOS探測器,為1312 x1082 Pixels,224個光譜通道數,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?

 

我們先來了解一下高光譜相機的工作原理:

 

目標物的反射光通過鏡頭收集并通過狹縫增強準直照射到分光元件上(透射光柵),經分光元件在垂直方向按光譜色散,經分光元件后成像在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),每一行水平光敏元上是一個光譜波段下的像;探測器的垂直方向(1082個像元或光敏元)是色散方向,復色光經過分光元件(透射光柵)分光后,被色散分離成為單色光,通過成像系統,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?


實際上進入高光譜相機的光不會分散在探測器上整個的縱向1082個像元上,而只是其中的一部分: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。

 

高光譜成像技術是基于非常多窄波段的影像數據技術,它將成像技術與光譜技術相結合,探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息,獲取高光譜分辨率的連續、窄波段的圖像數據。



 


所謂高光譜圖像就是在光譜維度上進行了細致的分割,不僅僅是傳統所謂的黑、白或R、G、B通道,而是多達幾百個通道,例如:SPECIM FX10高光譜相機可以把400nm-1000nm的光譜范圍分為224個通道。因此,通過高光譜相機獲取到的是一個數據立方,不僅有圖像信息,并且在光譜維度上進行展開獲得幾百個譜段信息。結果不僅可以獲得圖像上每個點的光譜數據,還可以獲得任一個譜段下的圖像信息。

 

高光譜成像技術的這種“全光譜"功能讓人們可以看到一個場景中每一個可分辨的空間位置上的多達幾百個光譜信號,每種物質都有其特有的光譜信息(光譜指紋)。因此高光譜成像的應用場景很豐富,其中包括:食品安全、農作物健康監測(植物表型分析)、工業檢測、無人機載高光譜成像分析、礦物勘探、農業遙感、環境監測、藝術品鑒別;顯示屏光學性能檢測、印刷品色差測量、中西藥質量控制等;以及塑料分選、黑色塑料分選、垃圾分類、工業分選、礦石分選等按物品材質進行識別分揀。



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