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机器视觉技术之高光谱成像

时间:2022-04-15        阅读

机器视觉技术之高光谱成像技术介绍:

与其他光谱成像一样,高光谱成像收集和处理来自电磁波谱的信息。

人眼只能感知可见光,当光线进入眼睛时,它落在视网膜上,视网膜是位于眼睛后部的最内层,由三种类型的光敏感细胞组成。

传统相机的图像也是由3个信号(红、绿、蓝)产生的,这3个信号与视网膜中的图像非常接近。通过将红、绿、蓝三种光组合在一起,相机可以重现多种颜色。

但是电磁波谱比可见光要广泛得多。光谱的其他部分可以提供有价值的信息。

例如,短波长的x射线能够穿透物质并提供物体内部结构的视觉图像。另一个例子是长波红外辐射,可用于热感测或夜视。

在机器视觉中,我们可以将光谱中不同部分的信息结合起来,以扩展传统相机的功能。

为此,我们需要在RGB信号上增加通道。通道的宽度和数量可以有很大的变化,从几个(多光谱)到数百个(高光谱)甚至数千个(超光谱)通道,波长范围从热红外到紫外。

高光谱成像的优点:

●广泛的功能:高光谱相机揭示了在光谱中看不到的细节。

●成像光谱学:高光谱相机将成像和光谱学结合起来,使其能够将材料可视化并确定其特性,即提供空间和光谱信息。

●多功能性:高光谱相机可以优化特定的应用。

高光谱成像的缺点:

●高成本:高光谱相机比标准RGB相机贵几倍。

●图像尺寸大:高光谱相机需要显著的数据存储和处理能力。

●复杂性:要将接收到的信息调整为人类可读的形式,需要额外的处理算法。

高光谱成像有很多应用,包括:

●遥感:安装在卫星或无人机上的高光谱照相机从上方收集视觉信息。这可以用于特定的目的,如陆地石油勘探的地表扫描,以及水和海岸管理(如叶绿素含量)。

●工业应用中的质量控制:这包括检测材料缺陷、食品药品和自动垃圾分类等。

●医学应用:在这里,高光谱成像是一种新兴的技术,特别是在疾病诊断和图像引导的外科手术。


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