多光譜圖像在獲取物體空間尺寸信息的同時也獲取了其光譜信息。與傳統(tǒng)的RGB圖像相比,多光譜圖像能夠提供更豐富的圖像信息,更好地反映圖像的各種光學特征,具有更廣闊的應用前景。其應用已從最初的遙感領域逐步擴展至紡織、藝術品存檔、生物醫(yī)學、高性能色彩再現(xiàn)等領域。
現(xiàn)有多光譜成像系統(tǒng)大多采用多個獨立的圖像傳感器來獲得多波段的光譜通道圖像,具有成本高、體積大以及像素配準困難等問題。無錫譜視界科技有限公司推出的VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀采用多光譜濾波陣列(Multi-spectral Filter Array,MSFA)覆蓋的單個成像傳感器,一次曝光即可捕獲多個波段的光譜圖像,具有成像速度快、體積小、成本低等優(yōu)點。

圖1 VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀原理圖、各波段透射率譜和實體圖
技術優(yōu)勢:
VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀采用芯片鍍膜的分光方式,可根據(jù)應用實現(xiàn)9/25個波段、每秒90個數(shù)據(jù)立方體的光譜成像,高速獲取高光譜原始數(shù)據(jù)。該光譜儀體積小、重量輕、魯棒性好、具有超低功耗(僅1.8 W)、配備USB3.0接口,另可根據(jù)用戶需求提供板級相機,是無人機或手持設備等移動應用的,廣泛應用于需要物質(zhì)分辨的各領域,比如醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品加工、廢物處理等。
表1 VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀技術指標
型號 | VisionStar |
性能參數(shù) |
光譜分辨率 | 12 nm |
光譜通道數(shù) | 9 |
波段范圍 | 620-800 nm |
像元分辨率(H×V) | 340×340(1020×1020) |
幀頻 | 90 fps(8 bit),,45 fps(10 bit) |
曝光時間 | 28 μs - 1 s |
相機參數(shù) |
探測器類型 | CMOS全局快門 |
數(shù)據(jù)獲取形式 | 連拍/單拍 |
數(shù)據(jù)格式 | 8,10 bit RAW |
數(shù)據(jù)接口 | USB 3.0 |
功耗(典型值) | 1.5 W |
功耗 |
典型值 | 1.5W |
環(huán)境 |
工作溫度 | 0°C to 50°C |
儲存溫度 | -20°C to 60°C |
相對濕度 | 80% RH non-condensing |
機械參數(shù) |
尺寸(mm) | 28×28×29 |
重量(g) | 38 |
軟件環(huán)境 |
操作系統(tǒng) | Windows 10 (x86 and x64), Windows 7 (x86 and x64), Linux Ubuntu |
VisionStar圖像效果圖

圖2 VisionStar像元級成像光譜儀數(shù)據(jù)采集界面

圖3 VisionStar像元級成像光譜儀數(shù)據(jù)展示
VisionStar應用場景
1)工業(yè)分選:果蔬品質(zhì)大小分選、塑料分選、煙絲分選、垃圾分選等。
2)生態(tài)環(huán)保:河湖水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測等。
3)精準農(nóng)業(yè):作物長勢監(jiān)測、作物病害監(jiān)測評估等。
4)精準林草:林木長勢監(jiān)測、林木病蟲害監(jiān)測、林木分類等。
5)生物醫(yī)學:藥品檢測、舌苔檢測、皮膚檢測等。
6)刑偵物檢:指紋識別、字跡篡改修復、真假檢測等。
7)無人機等其他無人機應用領域等。

圖4 VisionStar工業(yè)果蔬品質(zhì)篩選

圖5 VisionStar機載作物長勢評估判別