高光譜成像儀使用的硬件和軟件來幫助用戶建立更好的質量保證標記。硬件捕獲圖像,軟件進行處理,結合傳統的光譜技術和數字成像功能,為用戶提供可操作的數據。
傳統的機器視覺系統通常缺乏有效地捕捉和向用戶傳達細節和細微差別的能力。相反,智能成像技術在光譜和空間分辨率兩個主要領域使用了優秀的功能。
高光譜成像儀通過生成“數據立方體”來做到這一點。這些是在圖像中收集的像素,顯示了人類或傳統相機無法觀察到的微妙反射色差。一旦生成,這些多維數據集將使用機器學習進行分類、標記和優化,以便在未來更好地處理信息。
隨著高光譜成像儀的光譜分辨率的提高,其探測能力也有所增強。
高光譜成像儀有以下顯著優勢:
1.有著近似連續的地物光譜信息。高光譜影像在經過光譜反射率重建后,能獲取與被探測物近似的連續的光譜反射率曲線,與它的實測值相匹配,將實驗室中被探測物光譜分析模型應用到成像過程中。
2.對于地表覆蓋的探測和識別能力極大提高。高光譜數據能夠探測具有診斷性光譜吸收特征的物質,能準確的區分地表植被覆蓋類型,道路地面的材料等。
3.地形要素分類識別方法是多種多樣的。影像分類既可以采用如貝葉斯判別、決策樹、神經網絡、支持向量機的模式識別方法,也可以采用基于被探測物的光譜數據庫的光譜進行匹配的方法。
4.地形要素的定量和半定量分類識別將成為可能。在高光譜影像中能估計出多種被探測物的狀態參量,大大的提高了成像高定量分析的精度和可靠性。
高光譜能應用于果蔬農藥殘留的檢測嗎
高光譜這雙“火眼金睛”的本領可不僅僅是幫助鑒定、修復文物。因其能呈現人眼看不到的細節、辨別不同成分的物質,因此該技術在精準農業、水環境監測、地礦勘察等領域都有廣闊應用價值。
將一盆綠蘿展示在大家面前。從表面看,這盆綠蘿的葉子沒有什么特別之處,但經過高光譜儀的“眼睛”觀察,一塊白色區域就在電子屏上顯示出來。綠蘿中有幾片塑料做的葉子,肉眼幾乎難以發現,但由于它和正常葉子的光譜信息有很大差別,就躲不過高光譜的“眼睛”。
利用該原理,高光譜還能用在果蔬農藥殘留的檢測上。有沒有殘留農藥、殘留多少農藥,呈現的光譜特征會有細微的差別,通過分析這些差別,專業人員就能做出科學的判斷。
相較于傳統食品安全取樣化驗等檢測方式,高光譜技術檢測具有無接觸、無損傷的優點,可以大大提升檢測效率。此外,根據不同生長日期或產地的果蔬光譜特征也不同的原理,高光譜技術還能用于檢測果蔬新鮮度、進行產地溯源等。
基于高光譜原理,科研人員目前正在研發可供智能手機使用的高光譜檢測應用系統。希望在未來,手機也能有高光譜檢測功能,結合云計算、大數據,人們能夠隨時隨地用手機快速檢測食品安全問題。這樣,農民拿手機就能檢測果蔬病蟲害信息,并把這些數據發送到云端,后方科研人員可以根據這些信息預知哪里可能爆發病蟲害。
從果蔬農藥殘留檢測到化妝品重金屬檢測,水體、土壤等環境污染監測,再到牙齒、皮膚等醫學檢測,高光譜技術應用有很大的想象空間。不同空氣顆粒反射的光譜不同,未來人們甚至都能通過手機及時、準確地監測霧霾。
高光譜技術屬于遙感技術范疇。通常人們提到遙感,就往往聯想到衛星遙感、航空遙感等,認為遙感和老百姓的日常生活沒有直接關系,其實不然。3S技術(地理信息系統、全球定位系統、遙感)中,前兩個“S”已經與人們的生活息息相關,人們已在手機中普遍應用,現在缺少的是第三個“S”與老百姓的生活關聯起來。高光譜遙感技術的應用,表明遙感技術正在走進人們的生活。而現在我們所做的,就是要使高光譜遙感技術飛入尋常百姓家。遙感與智能手機的結合,將使“遙感”無處不在。