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高光譜相機原理分類及應用領域

來源:上海五鈴光電科技有限公司   2021年11月15日 09:19  
   原理分類:
  為了獲得不同波長的圖像,目前有四種原理的高光譜相機:點掃描,線掃描,光譜掃描和快照。
  點掃描就是一次獲得一個點的光譜數(shù)據(jù),成像設備是個分光儀??梢杂迷谛l(wèi)星上,需要兩個方向的自由度。
  線掃描就是一次獲得一條線上的光譜數(shù)據(jù),成像設備是個光譜儀和灰度相機。由于光譜分辨率高,成像比較快,目前應用最多。
  光譜掃描就是一次獲得一個波段的圖像,成像設備是個可調(diào)的濾光片和灰度相機。
  快照就是一次獲得一個立體的高光譜圖像。目前應用比較多的是通過多通道的濾光片來實現(xiàn)。成像快,但是光譜分辨率低。
 
  高光譜相機應用領域:
  高光譜成像技術就是通過選擇適當?shù)慕M件,捕獲可見光范圍以外的有效圖像。高光譜成像技術最初用于地球觀測,隨著圖像傳感器和照相機技術的改進,高光譜成像技術被應用到越來越多的行業(yè)中,包括醫(yī)學診斷、生物測量和航空領域等等。
  1、醫(yī)學診斷
  皮膚癌是常見的惡性腫瘤之一,由于它的早期表現(xiàn)同其他皮膚疾病相似,因此僅憑肉眼難以確診。而利用高光譜相機,則可以在五秒內(nèi)檢測到皮膚癌。相機應用高分辨率超光譜成像技術,可捕捉到肉眼看不到的表皮癥狀。相機在2秒內(nèi)可以掃描拍攝12平方厘米的皮膚,偵測任何皮膚癌的前兆?;颊吒鶕?jù)掃描的結果就能提前做好診療的準備。普通相機拍攝時只能捕捉到幾個窄波段圖像,而高光譜相機則可以捕捉幾十個。相機將拍攝到的圖像整合成三維圖像,因此皮膚上的任何腫瘤都將被精確地放大和定位。
  2、生物測量
  近年來隨著無人機發(fā)展的日漸成熟,無人機搭載高光譜相機的應用領域不斷拓展,例如,利用無人機搭載高光譜相機對土壤氮磷鉀進行了監(jiān)測研究,研究結果為土地的大范圍施肥提供決策依據(jù);通過無人機高光譜相機獲取水稻田的高光譜影像,進而分析水稻的葉片氮含量,所構建的模型精度為R2=0.85,研究結果為無人機高光譜遙感反演水稻氮水平提供了理論依據(jù);使用無人機搭載高光譜相機,可以測量樹上蘋果的糖含量,并在收獲季節(jié)之前預測質(zhì)量,確定其等級。

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