光譜成像技術及其應用（一）

高光譜成像

葉綠素熒光成像

紅外熱成像

一、Specim高光譜成像技術

芬蘭Specim公司，國際高光譜成像技術的領導者，其產品技術涵蓋可見光-近紅外（VNIR）、短波紅外（SWIR）、中波紅外（MWIR）及長波紅外LWIR高光譜成像，廣泛應用于植物/作物科學、農業科學、中藥學、地質地球科學、生態與環境科學及工業領域等。

• 植物/作物表型組學研究分析

• 作物育種與種子品質檢測

• 食品檢測

• 植物/作物脅迫生理響應

• 作物病理學分析與病原檢測

• 中藥成分分析與品質檢測

• Specim IQ 手持式VNIR高光譜成像儀

IQ手持式高光譜成像儀是Specim于2017年研制生產的最新輕便型高光譜成像儀，集高光譜數據采集、數據處理和處理結果可視化于一體，一經問世即引起全球的關注，并榮獲德國設計協會“紅點設計獎”——國際公認的全球工業設計頂級獎項、連續兩年獲得“inVISION全球頂級創意獎”（inVISION Top Innovations 2018 award）。IQ同時在相機中直接集成了操作控制系統，通過相機自帶的觸摸屏就可實時實現基本數據的采集和分析過程，實現智能化操作，克服了市場上高光譜相機操作復雜、使用不便等缺點。

主要技術性能指標：

1) 機身小巧輕便，只有1.3kg，實現輕松手持操作；

2) 具備光譜和取景器雙鏡頭

3) 一體式設計，內置自動推掃、數據采集處理、操作系統、觸摸屏及操作鍵、GPS等

4) 現場實時快速檢測、全自動智能分析、高質量光譜大數據

5) 波段范圍400-1000nm，7nm光譜分辨率，204個波段

6) 圖像分辨率512x512像素，像素大小17.58um

7) 視野31度，物距15cm至無窮遠，1m視野55x55cm

8) 數據格式：Specim數據集，與ENVI等兼容

9) 32GB SD存儲卡，可通過USB輸出

10) 5200mAh鋰電電池

11) 防護級別：IP5x，可選配防護外套

應用案例：

Specim公司與德國波恩大學等機構合作，利用Specim IQ高光譜成像儀，對作物病害與表型進行了研究分析，并發表論文“Specim IQ: Evaluation of a New, Miniaturized Handheld Hyperspectral Camera and Its Application for Plant Phenotyping and Disease Detection”(Sensor, 2018)

•  Specim FX10/FX17輕便型高光譜成像儀

FX10/FX17高光譜成像儀為Specim 2016年研制生產，是世界上成像速度最快的輕便型高光譜成像儀，涵蓋400-1000nm（FX10）和900-1700nm（FX17）兩個波段，2017年被inVISION雜志評為“機器視覺最佳創新獎”。

SPECIM FX10&FX17高光譜成像系統將可見光近紅外（VNIR或NIR）光譜與高分辨率成像相結合，采用推掃式（pushbroom）成像技術對運動的樣品或在運動中對靜止的樣品進行逐線全波段光譜采集并同步生成圖像，獲取樣品化學成分的量化數據以及空間分布等詳細信息，圖像中每一象素都記錄了其對應樣品點的化學組成、質量、顏色等信息的光譜特征，用于對樣品進行定性、定量分析。