友思特分享 | 清晰光谱空间：全自动可调波长系统的高光谱成像优势

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高光谱成像技术

高光谱成像技术是一种捕获和分析宽波长信息的技术，能够对材料和特征进行详细的光谱分析和识别。高光谱成像技术的实现通过高光谱相机，其工作原理是使用多个光学传感器或光学滤波器分离不同波长的光，并捕获每个波段的图像，能够在一时间获得目标在不同谱段处的空间图像信息，即空间光谱分布。

图1 空间光谱分布图和常见获取方式

如图1所示，高光谱成像技术通过两种较为常见的方式获取空间内光谱分布信息。第一种是空间扫描Spatial scan，收集扫描不同位置下的光谱图，建立完整的空间光谱分布图。这种方式的缺点是扫描速度往往较慢，不适用于快速或迅速检测。另一种方法是快照式 Snapshot，一次只获得一个立体的高光谱图像，成像快，但是光谱分辨率低。

高光谱相机生成的图片包含了被测物体大量的有效信息，图片清晰度越高、对比度越明显，越有利于人们对被测物体的分析和研究。但如上介绍，获取高光谱的常见方式存在一定的弊端，内部波长分光机制不可调节，会影响成像图片的清晰度和质量，并进一步影响着对被测物体的分析。终端用户日益增长的需求，对高光谱成像技术提出了更高的技术考验。

友思特全自动可调波长系统

友思特波长选择器提供快速、精确和高分辨率的波长调谐功能，该模块允许用户以定制的方式自由连接相机和镜头，如下表所示。对于想要高光谱成像应用的客户，我们将根据实际的应用场景，以友思特全自动调谐波长选择器FWS-Poly为核心设备，定制一个具有更精准和更高分辨率全新的高光谱成像系统。

系统组成

CMOS相机

友思特工业相机 GV-51F0FA Rev.1.2，配备对光线敏感的 5.10 MPix Sony 全局快门传感器 IMX547，能提供出色的图像质量。GigE 相机 (1/1.8英寸, 2472 x 2064 px) 速度可达 24.0 fps，且符合 IP65/67 标准，非常适合自动化检测、快速检测等要求苛刻的相机应用。

波长调谐模块

友斯特全自动波长调谐选择器核心包含宽带角度带通滤光片和一个补偿板。带通滤光片能独立旋转，将准直的宽带光源转换为任意中心波长和带宽的光波组合；补偿板用于抵消经过两个旋转滤光片后的轻微错位的光斑。该技术能实现带宽从3-15nm范围内调节，波长从UV到NIR（255-1650nm）范围内调节，并且全程调节可以通过软件实现，具有非常尖锐的单波输出。

友思特高光谱成像系统的优势

远近视场切换

用户可选择可自由调节的镜头，满足远场和近场视野。

准确和可调的带宽

常见的高光谱相机，其带宽往往是固定或不规律的，以及不同带宽之前的扫描间隔也不规律。友思特高光谱成像模块基于全自动波长选择器实现，可以准确选择中心波长和恒定的扫描间隔，用户可以自定义选择带宽下的扫描间隔，根据实际测量需求选择不同的波长带宽，具有更高的灵活性。

优质的图像分辨率

友思特高光谱成像模块可以产生相同的图像质量输出，最大化呈现被测物体的图像和光谱信息，而其他高光谱相机模块无法复制与原始图像相同的分辨率，或者具有较低的图像分辨率。

设备集成灵活性

和商业化一体式高光谱相机相比，友思特高光谱成像模块可以根据用户的需求、工作距离和工作环境等条件作为单独的部件分开工作，也可以集成为一个系统，作为独立整机设备使用。

友思特高光谱成像系统应用领域

高光谱成像技术能够提供比普通RGB相机更为丰富的信息，适用于农业、环境检测、地质勘探、遥感、医学成像等领域。以下是友思特高光谱成像系统的检测示例：

1. 硅片

2. 桃子

3. 商标

审核编辑 黄宇