高光谱成像的深入分析及主要进展

高光谱成像的深入分析及主要进展

高光谱成像的深入分析高光谱成像是一种新兴的技术，可以在仪器的视场范围内同时快速测量和分析多个物体的光谱构成。这些成像系统用在多个工业和商业领域，比如高速在线检测和严密的质量控制工序。一般说来，在加工应用中捕捉精确的光谱信息，面临着机器视觉系统简单或单点光谱（single-point）测量的问题。这些仪器系统的成本很高，且它们只可以在整个产品中进行小范围采样，导致了采样率较低。然而高光谱成像不同，可以进行大批量检查。并且可以侦查出任何产品的化学组成或光谱信号，只要在它的视场范围内。并且在图像中，可以根据已经建立起来的谱库，用不同颜色标识出存在或者不存在的材料。面对不同的应用，这种技术有三个不同的发展阶段。在80年代后期和90年代早期，高光谱成像主要用在空间环境遥感，以及军事应用，如侦查和监视。在过去十年，高光谱成像逐渐被很多商业市场采纳，如食品检测、安全、平板制造中的质量控制和提高药品产量等。下一波应用主要在生物技术、生命科学和医学领域。在此背景下，Headwall的高光谱成像仪器可以用在实验室，检查皮肤癌，或装在显微镜上，进行药品开发和探测细胞光谱。毫无疑问，像差校正光学的应用大幅提高了图像性能，可以用在某些关键性应用。高光谱成像已经部署在某些需要特别看护，可能造成重大损失的环节。还有国防和安全领域。在这些应用中，成像质量是至关重要的，光谱和空间分辨率是主要的指标，不能产生图像失真。因此，大部分高级仪器应用了反射设计，尽量避免通过光学元件或棱镜传输，这样可以减少图像失真或不协调的光谱测量。高光谱成像主要进展由于制造商们按照集成、易用的原则制造高光谱成像仪器，目前的商业化已经取得了成功。市场上的解决方案包括了应用软件，让用户可以快速地将仪器安装到生产线。当然，商业化要求高光谱仪器稳定、耐用，在不同的测量环境中结果达到一致，特别是在工厂环境。