光谱成像技术及其应用（一）

高光谱成像

叶绿素荧光成像

红外热成像

一、Specim高光谱成像技术

芬兰Specim公司，国际高光谱成像技术的领导者，其产品技术涵盖可见光-近红外（VNIR）、短波红外（SWIR）、中波红外（MWIR）及长波红外LWIR高光谱成像，广泛应用于植物/作物科学、农业科学、中药学、地质地球科学、生态与环境科学及工业领域等。

• 植物/作物表型组学研究分析

• 作物育种与种子品质检测

• 食品检测

• 植物/作物胁迫生理响应

• 作物病理学分析与病原检测

• 中药成分分析与品质检测

• Specim IQ 手持式VNIR高光谱成像仪

IQ手持式高光谱成像仪是Specim于2017年研制生产的最新轻便型高光谱成像仪，集高光谱数据采集、数据处理和处理结果可视化于一体，一经问世即引起全球的关注，并荣获德国设计协会“红点设计奖”——国际公认的全球工业设计顶级奖项、连续两年获得“inVISION全球顶级创意奖”（inVISION Top Innovations 2018 award）。IQ同时在相机中直接集成了操作控制系统，通过相机自带的触摸屏就可实时实现基本数据的采集和分析过程，实现智能化操作，克服了市场上高光谱相机操作复杂、使用不便等缺点。

主要技术性能指标：

1) 机身小巧轻便，只有1.3kg，实现轻松手持操作；

2) 具备光谱和取景器双镜头

3) 一体式设计，内置自动推扫、数据采集处理、操作系统、触摸屏及操作键、GPS等

4) 现场实时快速检测、全自动智能分析、高质量光谱大数据

5) 波段范围400-1000nm，7nm光谱分辨率，204个波段

6) 图像分辨率512x512像素，像素大小17.58um

7) 视野31度，物距15cm至无穷远，1m视野55x55cm

8) 数据格式：Specim数据集，与ENVI等兼容

9) 32GB SD存储卡，可通过USB输出

10) 5200mAh锂电电池

11) 防护级别：IP5x，可选配防护外套

应用案例：

Specim公司与德国波恩大学等机构合作，利用Specim IQ高光谱成像仪，对作物病害与表型进行了研究分析，并发表论文“Specim IQ: Evaluation of a New, Miniaturized Handheld Hyperspectral Camera and Its Application for Plant Phenotyping and Disease Detection”(Sensor, 2018)

•  Specim FX10/FX17轻便型高光谱成像仪

FX10/FX17高光谱成像仪为Specim 2016年研制生产，是世界上成像速度最快的轻便型高光谱成像仪，涵盖400-1000nm（FX10）和900-1700nm（FX17）两个波段，2017年被inVISION杂志评为“机器视觉最佳创新奖”。

SPECIM FX10&FX17高光谱成像系统将可见光近红外（VNIR或NIR）光谱与高分辨率成像相结合，采用推扫式（pushbroom）成像技术对运动的样品或在运动中对静止的样品进行逐线全波段光谱采集并同步生成图像，获取样品化学成分的量化数据以及空间分布等详细信息，图像中每一象素都记录了其对应样品点的化学组成、质量、颜色等信息的光谱特征，用于对样品进行定性、定量分析。