高光譜成像技術(shù)常見的有光柵分光、聲光可調(diào)濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。萊森光學(xué)iSpecHyper-Mini研發(fā)了一種新型的馬賽克鍍膜快照式高光譜成像技術(shù)，該技術(shù)可以通過在探測(cè)器的像元上鍍上不同波段濾波膜實(shí)現(xiàn)高光譜成像。iSpecHyper-Mini快照式畫幅成像高光譜相機(jī)是一種采用芯片鍍膜的分光方式、無(wú)需分光光譜儀模塊即可根據(jù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)9/25個(gè)波段、每秒90個(gè)數(shù)據(jù)立方體的光譜成像以快速實(shí)時(shí)獲取高光譜原始數(shù)據(jù)和影像信息的高光譜成像相機(jī)。同時(shí)，iSpecHyper-Mini馬賽克鍍膜式成像高光譜相機(jī)采用多光譜濾波陣列(MSFA)覆蓋的單個(gè)成像傳感器，一次曝光即可捕獲多個(gè)波段的光譜圖像。產(chǎn)品主要優(yōu)點(diǎn)為集成化程度高、輕量化、可靠性高、成像速度快、低功耗。
iSpecHyper-Mini快照式成像高光譜相機(jī)的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)分選（果蔬分選、塑料分選、煙絲分選、垃圾分選等）、生態(tài)環(huán)保（河湖水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)等）、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、作物病害監(jiān)測(cè)評(píng)估等）、精準(zhǔn)林草（林木長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、林木病蟲害監(jiān)測(cè)、林木分類等）、生物醫(yī)學(xué)（藥品監(jiān)測(cè)、舌苔檢測(cè)、皮膚檢測(cè)等）、刑偵物檢（指紋識(shí)別、字跡篡改修復(fù)、真o偽o鈔檢測(cè)等）等領(lǐng)域。
技術(shù)原理
像元級(jí)（馬賽克）多通道濾光片具有多個(gè)光譜通道單元，通道數(shù)遠(yuǎn)多于RGB濾光片，承載著更多的光譜信息；每個(gè)光譜通道與傳感器像元一一對(duì)應(yīng)，極大簡(jiǎn)化光譜相機(jī)分光結(jié)構(gòu)，具備高速獲取多光譜圖像或視頻數(shù)據(jù)的能力，即可實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化又可實(shí)現(xiàn)快照式成像。
馬賽克鍍膜式高光譜成像原理
主要技術(shù)指標(biāo)
型號(hào) | iSpecHyper-Mini |
光譜范圍 | 420-570nm/559-740nm/620-800nm/700-920nm (其它波段支持定制) |
成像方式 | 馬賽克鍍膜（畫幅快照式） |
光譜分辨率（FWHM） | 9nm |
成像鏡頭 | 16mm/25mm/35mm |
光譜通道數(shù) | 9/16/25等可選 |
曝光時(shí)間 | 28 us-1 s |
探測(cè)器類型 | CMOS 全局快門 |
像元分辨率 | 2048*2048 |
探測(cè)器像元尺寸 | 5.5*5.5μm |
數(shù)據(jù)獲取形式 | 連拍/單拍 |
幀頻 | 90 fps(8 bit),45 fps(10 bit) |
功率能耗 | 1.5W |
數(shù)據(jù)接口 | USB 3.0 |
工作溫度 | 0℃ ~ 50℃（推薦25℃） |
尺寸/重量 | 49x43x75mm/150g |
iSpecHyper-Mini馬賽克鍍膜式成像高光譜相機(jī)尺寸三視圖（單位：mm）
應(yīng)用案例
• 監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)，如農(nóng)作物的氮含量、葉綠素、生物量等，也可用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的病害及土壤肥力情況，從而為農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理作技術(shù)支撐。
• 采集不同樹種的葉片，通過光譜分析法和紋理分析法，對(duì)其高光譜影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可區(qū)分不同樹種的葉片和葉片的農(nóng)學(xué)指標(biāo)分布情況，為航拍區(qū)分不同樹種作理論依據(jù)。
松材線蟲病變色松樹監(jiān)測(cè)
接種鏈格孢油菜葉的高光譜成像圖與光譜曲線
• 果蔬品質(zhì)監(jiān)測(cè)可對(duì)果蔬的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估并及時(shí)清除低品質(zhì)的果蔬。果蔬的品質(zhì)包括水分、糖分、維生素等物質(zhì)的含量，品質(zhì)缺陷包括果蔬采摘、運(yùn)輸過程造成的擦傷，害蟲咬傷，冷藏過程造成的凍傷等。
不同濃度梯度的葉菜樣品的農(nóng)藥熒光光譜曲線 無(wú)殘留和不同種類農(nóng)藥殘留菠菜葉片表面光譜曲線
• 實(shí)時(shí)檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)，如總磷、總氮、葉綠素a、懸浮物、PH值、化學(xué)需氧量、氨氮、溶解氧等10余種水質(zhì)指標(biāo)。
水環(huán)境監(jiān)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)
• 應(yīng)用于燒傷皮膚檢測(cè)，通過成像圖分析不同位置的皮膚燒傷程度，能夠有效地輔助醫(yī)生判斷患者病癥。
皮膚燒傷程度檢測(cè)
• 適用于煙草行業(yè)的煙絲種類、雜質(zhì)判別。可用于煙絲生化成分的檢測(cè)，通過分析高光譜圖像中的光譜信息判別煙絲的種類、識(shí)別煙絲中的雜質(zhì)等。
檢測(cè)煙絲生化成分、煙絲種類判別、雜質(zhì)識(shí)別等
• 將iSpecHyper-Mini系列光譜成像系統(tǒng)搭載于配備有光源的暗箱系統(tǒng)，可用于不同工業(yè)塑料種類的分選，如PE、PP、PS、PC、PA、PU、PET、PVC、POM和ABS等
用于工業(yè)塑料分選
