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高光譜工業相機是一種集成了光譜技術和成像技術的先進設備，能夠同時獲取目標物的空間信息和光譜信息。以下是對高光譜工業相機的詳細介紹：

一、定義與概述

高光譜相機通過在可見光、近紅外、短波紅外等光譜范圍內對物體進行連續光譜成像，捕獲目標物在不同波長下的反射、透射或輻射信息，從而實現對目標物屬性的詳細分析和識別。它在工業領域的應用，即為高光譜工業相機。

根據光譜波段數量的不同，光譜相機可分為高光譜相機和多光譜相機，兩者之間的主要區別在于它們記錄的波段數量和波段的寬度（即光譜分辨率）。

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按照標準定義，高光譜相機會記錄超過100 個波段，而多光譜相機記錄的波段則要少一些。視覺界普遍認為具有 2 到 100 個波段的成像可以稱為“多光譜”。但是這個定義沒有考慮光譜范圍的寬度或采樣率。這意味著，如果相機覆蓋 400–600 nm 的光譜范圍并會記錄50個波段，那么它不是高光譜相機，而如果它覆蓋400–800nm 且采樣率相同（意味著這次會記錄 100 個波段），那么它就是高光譜相機。

二、工作原理

高光譜工業相機的工作原理基于光譜分析技術，其核心技術主要包括分光系統和成像系統兩部分。具體過程如下：

1. 光源照射：使用特定波長范圍的光源照射被測物體。光源可以是連續光譜的光源，也可以是多個離散波長的光源。
2. 光譜分離：通過分光元件（如棱鏡、光柵等）將照射到物體上的光按照波長進行分離，形成一條條光譜帶。
3. 空間掃描：使用掃描機構（如推掃式或擺掃式）對物體進行空間掃描，逐點或逐行獲取物體的反射或透射光。
4. 光譜檢測：通過光譜探測器接收分離后的光譜信號，并將其轉換為電信號。光譜探測器通常使用光電二極管陣列或電荷耦合器件（CCD）等。
5. 數據處理：對獲取的光譜數據進行處理和分析，包括光譜定標、噪聲去除、數據壓縮等步驟，以得到高質量的高光譜圖像。

三、主要特點

1. 高光譜分辨率：高光譜工業相機能夠獲取數百甚至上千個窄波段的圖像信息，因此具有更高的光譜分辨率。
2. 成像速度快：快照式高光譜成像技術通過一次拍照即可獲取目標二維空間和一維光譜的全部信息，成像速度快，可進行實時監測。
3. 數據處理能力強：高光譜工業相機獲取的數據量巨大，因此需要強大的數據處理能力來提取有用的信息。

四、應用領域

高光譜工業相機在多個領域具有廣泛的應用前景，包括但不限于：

1. 質量控制：在制造業中，高光譜工業相機可用于檢測產品的缺陷、異物和污染等問題，提高產品質量。
2. 材料分析：通過高光譜成像技術，可以分析材料的成分、結構和性能等，為材料科學的研究和應用提供支持。
3. 環境監測：高光譜工業相機可用于監測大氣、水質和土壤等環境參數，評估環境質量和生態狀況。
4. 食品安全：在食品工業中，高光譜工業相機可用于檢測食品的成分、新鮮度、污染和摻假等問題，保障食品安全。

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上圖例子中，異物在榛子檢驗過程中被定位。這些異物在 NIR 中吸收更高的能量，因此在 NIR 圖像中顯得更暗。反觀普通的 RGB 彩色圖像，異物和榛子之間的差異則不明顯。

五、發展趨勢

隨著技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展，高光譜工業相機的發展趨勢呈現出以下幾個特點：

1. 分辨率不斷提高：隨著分光技術和探測器技術的不斷發展，高光譜工業相機的光譜分辨率和空間分辨率將不斷提高。
2. 成像速度加快：快照式高光譜成像技術將進一步發展和完善，成像速度將更快，能夠滿足更多實時監測和在線檢測的需求。
3. 數據處理能力增強：隨著大數據和人工智能技術的不斷發展，高光譜工業相機的數據處理能力將不斷增強，能夠更高效地提取和分析有用信息。
4. 應用領域擴大：高光譜工業相機的應用領域將進一步擴大，涵蓋更多行業和領域，為更多的研究和應用提供支持。

在機器視覺產品資料查詢平臺可查看高光譜工業相機的信息，如AVALDATA的一款型號為ABA-U20MIR.。另外在該平臺還可查看更多其他的高光譜工業相機。

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