高光譜成像的深入分析

高光譜成像是一種新興的技術(shù)，可以在儀器的視場(chǎng)范圍內(nèi)同時(shí)快速測(cè)量和分析多個(gè)物體的光譜構(gòu)成。這些成像系統(tǒng)用在多個(gè)工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域，比如高速在線檢測(cè)和嚴(yán)密的質(zhì)量控制工序。 

一般說(shuō)來(lái)，在加工應(yīng)用中捕捉的光譜信息，面臨著機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)簡(jiǎn)單或單點(diǎn)光譜（single-point）測(cè)量的問(wèn)題。這些儀器系統(tǒng)的成本很高，且它們只可以在整個(gè)產(chǎn)品中進(jìn)行小范圍采樣，導(dǎo)致了采樣率較低。 

然而高光譜成像不同，可以進(jìn)行大批量檢查。并且可以偵查出任何產(chǎn)品的化學(xué)組成或光譜信號(hào)，只要在它的視場(chǎng)范圍內(nèi)。并且在圖像中，可以根據(jù)已經(jīng)建立起來(lái)的譜庫(kù)，用不同顏色標(biāo)識(shí)出存在或者不存在的材料。 

面對(duì)不同的應(yīng)用，這種技術(shù)有三個(gè)不同的發(fā)展階段。在80年代后期和90年代早期，高光譜成像主要用在空間環(huán)境遙感，以及軍事應(yīng)用，如偵查和監(jiān)視。 

在過(guò)去十年，高光譜成像逐漸被很多商業(yè)市場(chǎng)采納，如食品檢測(cè)、安全、平板制造中的質(zhì)量控制和提高藥品產(chǎn)量等。 

下一波應(yīng)用主要在生物技術(shù)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在此背景下，Headwall的高光譜成像儀器可以用在實(shí)驗(yàn)室，檢查皮膚癌，或裝在顯微鏡上，進(jìn)行藥品開(kāi)發(fā)和探測(cè)細(xì)胞光譜。 

 

毫無(wú)疑問(wèn)，像差校正光學(xué)的應(yīng)用大幅提高了圖像性能，可以用在某些關(guān)鍵性應(yīng)用。高光譜成像已經(jīng)部署在某些需要特別看護(hù)，可能造成重大損失的環(huán)節(jié)。還有國(guó)防和安全領(lǐng)域。 

在這些應(yīng)用中，成像質(zhì)量是至關(guān)重要的，光譜和空間分辨率是主要的指標(biāo)，不能產(chǎn)生圖像失真。因此，大部分儀器應(yīng)用了反射設(shè)計(jì)，盡量避免通過(guò)光學(xué)元件或棱鏡傳輸，這樣可以減少圖像失真或不協(xié)調(diào)的光譜測(cè)量。 

 

高光譜成像主要進(jìn)展

由于制造商們按照集成、易用的原則制造高光譜成像儀器，目前的商業(yè)化已經(jīng)取得了成功。市場(chǎng)上的解決方案包括了應(yīng)用軟件，讓用戶可以快速地將儀器安裝到生產(chǎn)線。當(dāng)然，商業(yè)化要求高光譜儀器穩(wěn)定、耐用，在不同的測(cè)量環(huán)境中結(jié)果達(dá)到一致，特別是在工廠環(huán)境。