高光譜成像
葉綠素?zé)晒獬上?/span>
紅外熱成像
一、Specim高光譜成像技術(shù)
芬蘭Specim公司，高光譜成像技術(shù)的者，其產(chǎn)品技術(shù)涵蓋可見(jiàn)光-近紅外（VNIR）、短波紅外（SWIR）、中波紅外（MWIR）及長(zhǎng)波紅外LWIR高光譜成像，廣泛應(yīng)用于植物/作物科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、中藥學(xué)、地質(zhì)地球科學(xué)、生態(tài)與環(huán)境科學(xué)及工業(yè)領(lǐng)域等。
1.Specim IQ 手持式VNIR高光譜成像儀
IQ手持式高光譜成像儀是Specim于2017年研制生產(chǎn)的輕便型高光譜成像儀，集高光譜數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和處理結(jié)果可視化于一體，一經(jīng)問(wèn)世即引起的關(guān)注，并榮獲德國(guó)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)“紅點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”——*的工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)項(xiàng)、連續(xù)兩年獲得“inVISION創(chuàng)意獎(jiǎng)”（inVISION Top Innovations 2018 award）。IQ同時(shí)在相機(jī)中直接集成了操作控制系統(tǒng)，通過(guò)相機(jī)自帶的觸摸屏就可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的采集和分析過(guò)程，實(shí)現(xiàn)智能化操作，克服了市場(chǎng)上高光譜相機(jī)操作復(fù)雜、使用不便等缺點(diǎn)。
主要技術(shù)性能指標(biāo)：
1) 機(jī)身小巧輕便，只有1.3kg，實(shí)現(xiàn)輕松手持操作；
2) 具備光譜和取景器雙鏡頭
3) 一體式設(shè)計(jì)，內(nèi)置自動(dòng)推掃、數(shù)據(jù)采集處理、操作系統(tǒng)、觸摸屏及操作鍵、GPS等
4) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)快速檢測(cè)、全自動(dòng)智能分析、高質(zhì)量光譜大數(shù)據(jù)
5) 波段范圍400-1000nm，7nm光譜分辨率，204個(gè)波段
6) 圖像分辨率512x512像素，像素大小17.58um
7) 視野31度，物距15cm至無(wú)窮遠(yuǎn)，1m視野55x55cm
8) 數(shù)據(jù)格式：Specim數(shù)據(jù)集，與ENVI等兼容
9) 32GB SD存儲(chǔ)卡，可通過(guò)USB輸出
10) 5200mAh鋰電電池
11) 防護(hù)級(jí)別：IP5x，可選配防護(hù)外套
應(yīng)用案例：
Specim公司與德國(guó)波恩大學(xué)等機(jī)構(gòu)合作，利用Specim IQ高光譜成像儀，對(duì)作物病害與表型進(jìn)行了研究分析，并發(fā)表論文“Specim IQ: Evaluation of a New, Miniaturized Handheld Hyperspectral Camera and Its Application for Plant Phenotyping and Disease Detection”(Sensor, 2018)
2. Specim FX10/FX17輕便型高光譜成像儀
FX10/FX17高光譜成像儀為Specim 2016年研制生產(chǎn)，是世界上成像速度快的輕便型高光譜成像儀，涵蓋400-1000nm（FX10）和900-1700nm（FX17）兩個(gè)波段，2017年被inVISION雜志評(píng)為“機(jī)器視覺(jué)創(chuàng)新獎(jiǎng)”。
SPECIM FX10&FX17高光譜成像系統(tǒng)將可見(jiàn)光近紅外（VNIR或NIR）光譜與高分辨率成像相結(jié)合，采用推掃式（pushbroom）成像技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)的樣品或在運(yùn)動(dòng)中對(duì)靜止的樣品進(jìn)行逐線(xiàn)全波段光譜采集并同步生成圖像，獲取樣品化學(xué)成分的量化數(shù)據(jù)以及空間分布等詳細(xì)信息，圖像中每一象素都記錄了其對(duì)應(yīng)樣品點(diǎn)的化學(xué)組成、質(zhì)量、顏色等信息的光譜特征，用于對(duì)樣品進(jìn)行定性、定量分析。
功能特點(diǎn)：
1) 擁有GigE Vision和CameraLink兩種接口選擇，配置軟件開(kāi)發(fā)包，滿(mǎn)足用戶(hù)的多樣化需求
2) 線(xiàn)陣推掃成像方式，在具有高速成像的同時(shí)，同一時(shí)間獲得目標(biāo)區(qū)域的所有光譜信息數(shù)據(jù)，保證每一個(gè)空間像素的光譜純潔度，為客戶(hù)提供更加真實(shí)準(zhǔn)確的高光譜數(shù)據(jù)
3) 采用高透光率的光學(xué)設(shè)計(jì)（F/1.7），把相機(jī)的聚光能力提升到了一個(gè)嶄新的標(biāo)準(zhǔn)，并且只需要一個(gè)線(xiàn)光源就可滿(mǎn)足設(shè)備需求
4) 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一進(jìn)行波長(zhǎng)標(biāo)定，保障每臺(tái)設(shè)備都可產(chǎn)生相同的可重復(fù)光譜數(shù)據(jù)，方便安裝和替換，無(wú)需返廠(chǎng)再次標(biāo)定
5) 高靈敏度快速光學(xué)結(jié)構(gòu)，成像速度快，全譜段采集速度為330行/秒
6) 采集方式靈活，具備多區(qū)域選擇功能（MRO），波段可選，既可選擇采集全部220波段，也可選擇感興趣的任一波段
7) 結(jié)構(gòu)緊湊小巧，操作簡(jiǎn)便
8) 高速成像、高信噪比
9) 可選配不同掃描平臺(tái)對(duì)植物、種子等進(jìn)行高光譜掃描成像分析，包括旋轉(zhuǎn)式掃描支架、實(shí)驗(yàn)室掃描平臺(tái)（有40x20cm和100x50cm兩種規(guī)格）等
主要技術(shù)指標(biāo)：
| FX10 | FX17 |
波段范圍 | 400-1000nm | 950-1700nm |
波段數(shù)量 | 224 | 224 |
光譜分辨率 FWHM | 5.5nm | 8nm |
空間分辨率 | 1024像素 | 640像素 |
幀頻 | 330 FPS | 670 FPS |
視野（FOV） | 38度 | 38度 |
光圈 | F/1.7 | F/1.7 |
信噪比（SNR） | 600:1 | 1000:1 |
端口 | CameraLink/GigE | CameraLink/GigE |
尺寸規(guī)格 | 150x85x71mm | 150x85x71 |
重量 | 1.26kg | 1.56kg |
3. sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)
sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)是一套完整的高光譜成像分析工作站，整合了VNIR至SWIR高光譜成像技術(shù)、自動(dòng)掃描技術(shù)及高光譜物質(zhì)分析技術(shù)（軟件），使用者只需要將放置在樣品盤(pán)中的待檢樣品置于推掃臺(tái)上，即可通過(guò)軟件進(jìn)行掃描控制，實(shí)時(shí)進(jìn)行光譜二維影像信息的獲取和保存，可同時(shí)對(duì)大量的樣品或不同形狀的樣品進(jìn)行光譜成像測(cè)量分析，包括組成成分/化學(xué)組成量化數(shù)據(jù)及其分布信息等，樣品大為200x300x45mm，對(duì)10mm以下樣品其分辨率可達(dá)30 μm。
主要技術(shù)指標(biāo)：
| VNIR | NIR | SWIR |
波段范圍 | 400-1000nm | 900-1700nm | 1000-2500nm |
光譜分辨率 FWHM | 2.8nm | 6nm | 10nm |
空間分辨率/行 | 1312像素 | 320像素 | 384像素 |
像素大小 | 38 - 152 μm | 30 - 600 μm | 24 - 600 μm |
視野 | 50-200mm | 10-200mm | 10-200mm |
掃描速度 | 大100行/秒，對(duì)應(yīng)3mm/s@30 μm像素、30mm/s@300 μm像素 | ||
掃描時(shí)間 | 320x320分辨率@256波段情況下小于7秒 | ||
照明 | Specim 線(xiàn)性散射光源 | ||
數(shù)據(jù)格式 | BIL格式，與ENVI兼容 | ||
校準(zhǔn) | 光譜出廠(chǎng)前已校準(zhǔn)，每次掃描分析前自動(dòng)參照標(biāo)定 | ||
應(yīng)用案例：
Priscila S.R.Aries、Everaldo P. Medeiros等利用近紅外sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)（波段范圍1000-2500nm），對(duì)棉花炭疽病等病原進(jìn)行了研究，論文發(fā)表在2018年J.Spectral Imaging（Near infrared hyperspectral images and pattern recognition techniques used?to identify etiological agents of cotton anthracnose and ramulosis）
Maxleene Sandasi、Alvaro Viljoen等，利用sisuCHEMA高光譜成像分析技術(shù)，對(duì)不同品種人參進(jìn)行了定性分析研究，認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單快速非損傷性鑒定檢測(cè)技術(shù)。論文發(fā)表在2016年Molecules（The Application of Vibrational Spectroscopy Techniques in the Qualitative Assessment of Material Traded as Ginseng）
Paul J.Williams等利用sisuCHEMA高光譜成像技術(shù)，對(duì)鐮刀霉屬生長(zhǎng)特性及其品種差異進(jìn)行了研究，論文發(fā)表在2012年Anal Bioanal Chem.上（Near-infrared (NIR) hyperspectral imaging and m*riate image analysis to study growth characteristics and differences between species and strains of members of the genus Fusarium）。
二、FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)
PSI公司科學(xué)家Nedbal教授與公司總裁Trtilek博士等將PAM葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與CCD技術(shù)結(jié)合在一起，研制成功了FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)（Nedbal等，2000），并于1997年為美國(guó)華盛頓大學(xué)提供了臺(tái)商業(yè)FluorCam系統(tǒng)。FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)成為上世紀(jì)90年代葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)的重要突破，使科學(xué)家們對(duì)光合作用與葉綠素?zé)晒獾难芯恳幌伦舆M(jìn)入二維世界，并成為現(xiàn)代基因組學(xué)、表型組學(xué)及遺傳育種研究的有力工具。（詳細(xì)介紹參見(jiàn)“FluorCam葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)及其應(yīng)用”）
易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供全面葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)方案：
三、紅外熱成像技術(shù)
所有高于零度（-273攝氏度）的物體都會(huì)發(fā)出紅外輻射（熱量），這種輻射熱可以用紅外輻射傳感器測(cè)量到，如易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供的Spectra-Thermo光譜與熱輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以用于監(jiān)測(cè)光合有效輻射、NDVI/PRI及葉片、冠層、樹(shù)干等的溫度。
紅外熱成像則可以對(duì)視野內(nèi)物體發(fā)出的紅外輻射熱進(jìn)行成像（參見(jiàn)上右圖），使物體表面溫度分布可視化（一般用偽彩顯示二維溫度變化）。
易科泰生態(tài)技術(shù)公司為植物科學(xué)研究提供紅外熱成像測(cè)量分析全面解決方案：
左圖：野外紅外熱成像監(jiān)測(cè)；右圖：稻田干旱脅迫紅外熱成像分析研究
左圖：小麥抗旱性監(jiān)測(cè)；右圖：無(wú)人機(jī)紅外熱成像遙感監(jiān)測(cè)作物干旱脅迫
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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