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。