多光谱与高光谱工业相机的区别
机器视觉中的光谱成像技术占据着重要位置。在各行各业中应用越来越广泛。多光谱工业相机和高光谱工业相机应运而生。下面我们来看看多光谱和高光谱的区别及如何选择。
多光谱与高光谱相机超越了传统 RGB 相机的局限,它们能够捕捉人眼不可见的波长信息。这项技术通过提供更精细的分析和高维度数据解读,正在农业、医疗和半导体等多个领域发挥着越来越重要的作用。
光谱成像(Spectral Imaging)是一种利用不同波长范围的光线来分析物体光学特性的技术。普通相机拍摄的是人眼可见的整个可见光波段,而光谱成像技术则将光线划分为多个波长段进行感测,从而实现对物质特性的分析与分类。
高光谱相机通过棱镜光谱仪技术检测数百个连续的波长段。光线通过狭缝(slit)限制其位置和大小,随后经过光栅(Grating)进行色散,分散后的光线被传递到传感器上。
以AHS-003VIR为例,可在450nm至1700nm波长范围内采集最多512个波段的光谱数据。
高光谱相机通常一次拍摄仅捕捉分光后的单条线数据,因此为了拍摄所需区域,需要采用Push Broom(推扫式)方式进行拍摄。
Push Broom是高光谱相机中使用的一种线扫描技术,指的是相机或物体移动时,逐行扫描并一次拍摄一条线的数据。
随后随着相机或物体的移动,连续拍摄多条线,最终构建出二维图像及三维数据。
多光谱相机的结构因制造商而异。以AVALDATA的AMS-013VIRLF2为例,其在传感器上添加了滤光片,仅允许部分波长通过。
此外,一次拍摄可获取1200nm、1300nm、1450nm和1600nm四个波段的数据。
每个波段内可拍摄1至32条线,因此一次拍摄最多可采集128条线的数据,同样需要采用Push Broom(推扫式)方式进行拍摄。一次拍摄可获取4个波段的图像。 多光谱相机查看器支持NDVI(归一化植被指数)功能。
多光谱相机与高光谱相机的区别
多光谱(Multispectral)与高光谱(Hyperspectral)相机均可检测可见光及不可见光(红外、紫外等)中的特定波长,但主要区别在于波段数量与连续性。
- 多光谱相机
选择性地检测4个波段的宽波长范围。该方式通过选取最适用的波段实现高效信息提取。因其在传感器上附加滤光片,体积小巧且重量轻,适合特定应用场景。
- 高光谱相机
则可检测多达1680个(视型号而定)连续波段,实现更细致、精准的光谱分析。其优势在于能够识别肉眼或普通相机无法区分的微小物质差异。输出数据为立方体形式,支持ENVI文件格式,并可被支持该格式的第三方软件广泛应用。
主要应用领域
农业:作物健康状态及含水量分析
环境监测:海洋与水质分析,森林监控
医疗与生物分析:皮肤诊断,血流监测
食品质量检测:水果成熟度、肉类新鲜度检测
犯罪相关:数字取证。
短波红外与紫外线不同,属于无损检测范围,因此可以在不损伤被测对象的情况下进行拍摄。
正因如此,光谱成像技术非常适合用于敏感样品或高价值产品的检测。
近年来,光谱成像技术在机器视觉领域越来越受到关注。高光谱相机在自动化检测、质量管理、回收分类、医疗诊断等多个领域的实际应用案例不断增加。 该技术能够捕捉到肉眼或普通相机难以察觉的微小差异,在精密分析和自动化检测中发挥了重要作用。
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