清晰光譜空間:全自動可調(diào)波長系統(tǒng)的高光譜成像優(yōu)勢
高光譜成像技術(shù)是一種捕獲和分析寬波長信息的技術(shù),能夠?qū)Σ牧虾吞卣鬟M行詳細的光譜分析和識別。高光譜成像技術(shù)的實現(xiàn)通過高光譜相機,其工作原理是使用多個光學傳感器或光學濾波器分離不同波長的光,并捕獲每個波段的圖像,能夠在一時間獲得目標在不同譜段處的空間圖像信息,即空間光譜分布。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202403/456569.htm圖1 空間光譜分布圖和常見獲取方式
如圖1所示,高光譜成像技術(shù)通過兩種較為常見的方式獲取空間內(nèi)光譜分布信息。第一種是空間掃描Spatial scan,收集掃描不同位置下的光譜圖,建立完整的空間光譜分布圖。這種方式的缺點是掃描速度往往較慢,不適用于快速或迅速檢測。另一種方法是快照式 Snapshot,一次只獲得一個立體的高光譜圖像,成像快,但是光譜分辨率低。
高光譜相機生成的圖片包含了被測物體大量的有效信息,圖片清晰度越高、對比度越明顯,越有利于人們對被測物體的分析和研究。但如上介紹,獲取高光譜的常見方式存在一定的弊端,內(nèi)部波長分光機制不可調(diào)節(jié),會影響成像圖片的清晰度和質(zhì)量,并進一步影響著對被測物體的分析。終端用戶日益增長的需求,對高光譜成像技術(shù)提出了更高的技術(shù)考驗。
友思特全自動可調(diào)波長系統(tǒng)
友思特波長選擇器提供快速、精確和高分辨率的波長調(diào)諧功能,該模塊允許用戶以定制的方式自由連接相機和鏡頭,如下表所示。對于想要高光譜成像應用的客戶,我們將根據(jù)實際的應用場景,以友思特全自動調(diào)諧波長選擇器FWS-Poly為核心設(shè)備,定制一個具有更精準和更高分辨率全新的高光譜成像系統(tǒng)。
系統(tǒng)組成
· CMOS相機
友思特工業(yè)相機 GV-51F0FA Rev.1.2,配備對光線敏感的 5.10 MPix Sony 全局快門傳感器 IMX547,能提供出色的圖像質(zhì)量。GigE 相機 (1/1.8英寸, 2472 x 2064 px) 速度可達 24.0 fps,且符合 IP65/67 標準,非常適合自動化檢測、快速檢測等要求苛刻的相機應用。
· 波長調(diào)諧模塊
友思特全自動波長調(diào)諧選擇器核心包含寬帶角度帶通濾光片和一個補償板。帶通濾光片能獨立旋轉(zhuǎn),將準直的寬帶光源轉(zhuǎn)換為任意中心波長和帶寬的光波組合;補償板用于抵消經(jīng)過兩個旋轉(zhuǎn)濾光片后的輕微錯位的光斑。該技術(shù)能實現(xiàn)帶寬從3-15nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié),波長從UV到NIR(255-1650nm)范圍內(nèi)調(diào)節(jié),并且全程調(diào)節(jié)可以通過軟件實現(xiàn),具有非常尖銳的單波輸出。
友思特高光譜成像系統(tǒng)的優(yōu)勢
遠近視場切換:用戶可選擇可自由調(diào)節(jié)的鏡頭,滿足遠場和近場視野。
準確和可調(diào)的帶寬:常見的高光譜相機,其帶寬往往是固定或不規(guī)律的,以及不同帶寬之前的掃描間隔也不規(guī)律。友思特高光譜成像模塊基于全自動波長選擇器實現(xiàn),可以準確選擇中心波長和恒定的掃描間隔,用戶可以自定義選擇帶寬下的掃描間隔,根據(jù)實際測量需求選擇不同的波長帶寬,具有更高的靈活性。
優(yōu)質(zhì)的圖像分辨率:友思特高光譜成像模塊可以產(chǎn)生相同的圖像質(zhì)量輸出,最大化呈現(xiàn)被測物體的圖像和光譜信息,而其他高光譜相機模塊無法復制與原始圖像相同的分辨率,或者具有較低的圖像分辨率。
設(shè)備集成靈活性:和商業(yè)化一體式高光譜相機相比,友思特高光譜成像模塊可以根據(jù)用戶的需求、工作距離和工作環(huán)境等條件作為單獨的部件分開工作,也可以集成為一個系統(tǒng),作為獨立整機設(shè)備使用。
友思特高光譜成像系統(tǒng)應用領(lǐng)域
高光譜成像技術(shù)能夠提供比普通RGB相機更為豐富的信息,適用于農(nóng)業(yè)、環(huán)境檢測、地質(zhì)勘探、遙感、醫(yī)學成像等領(lǐng)域。以下是友思特高光譜成像系統(tǒng)的檢測示例:
1. 硅片
2. 桃子
3. 商標
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