高光譜成像的深入分析
高光譜成像是一種新興的技術,可以在儀器的視場范圍內同時快速測量和分析多個物體的光譜構成。這些成像系統用在多個工業和商業領域,比如高速在線檢測和嚴密的質量控制工序。
一般說來,在加工應用中捕捉的光譜信息,面臨著機器視覺系統簡單或單點光譜(single-point)測量的問題。這些儀器系統的成本很高,且它們只可以在整個產品中進行小范圍采樣,導致了采樣率較低。
然而高光譜成像不同,可以進行大批量檢查。并且可以偵查出任何產品的化學組成或光譜信號,只要在它的視場范圍內。并且在圖像中,可以根據已經建立起來的譜庫,用不同顏色標識出存在或者不存在的材料。
面對不同的應用,這種技術有三個不同的發展階段。在80年代后期和90年代早期,高光譜成像主要用在空間環境遙感,以及軍事應用,如偵查和監視。
在過去十年,高光譜成像逐漸被很多商業市場采納,如食品檢測、安全、平板制造中的質量控制和提高藥品產量等。
下一波應用主要在生物技術、生命科學和醫學領域。在此背景下,Headwall的高光譜成像儀器可以用在實驗室,檢查皮膚癌,或裝在顯微鏡上,進行藥品開發和探測細胞光譜。
毫無疑問,像差校正光學的應用大幅提高了圖像性能,可以用在某些關鍵性應用。高光譜成像已經部署在某些需要特別看護,可能造成重大損失的環節。還有國防和安全領域。
在這些應用中,成像質量是至關重要的,光譜和空間分辨率是主要的指標,不能產生圖像失真。因此,大部分儀器應用了反射設計,盡量避免通過光學元件或棱鏡傳輸,這樣可以減少圖像失真或不協調的光譜測量。
高光譜成像主要進展
由于制造商們按照集成、易用的原則制造高光譜成像儀器,目前的商業化已經取得了成功。市場上的解決方案包括了應用軟件,讓用戶可以快速地將儀器安裝到生產線。當然,商業化要求高光譜儀器穩定、耐用,在不同的測量環境中結果達到一致,特別是在工廠環境。
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