Lambda高光譜成像系統簡介

高光譜成像技術是近二十年來發展起來的基于多窄波段的影像數據技術，其突出的應用是遙感探測領域，并在越來越多的民用領域有著更大的應用前景。它集中了光學、光電子學、電子學、信息處理、計算機科學等領域的先進技術，是傳統的二維成像技術和光譜技術有機的結合在一起的一門新興技術。

高光譜成像技術具有多波段（可達上百個波段）、波段窄（≤ 10-2λ）、光譜范圍廣（200-2500nm）和圖譜合一等特點。優勢在于采集到的圖像信息量豐富，識別度較高和數據描述模型多。由于物體的反射光譜具有“指紋”效應，不同物不同譜，同物一定同譜的原理來分辨不同的物質信息。物體的光譜特性與其內在的理化學特性緊密相關，由于物質成分和結構的差異就造成物質內部對不同波長光子的選擇性吸收和發射。完整而連續的光譜曲線可以更好地反映不同物質間這種內在的微觀差異，這也正是成像光譜技術實現地物精細探測的物理基礎。 漸變薄膜式高光譜相機是將不同波段的漸變薄膜鑲鍍在面陣探測器上， 可同時、快速獲取光譜和影像信息的無損檢測分析儀器。

Lambda 高光譜相機利用漸變鍍膜技術，無需傳統的光柵分光模塊，使得在光譜覆蓋范圍內的數十或數百條光譜波段對目標物體連續成像。在獲得物體空間特征成像的同時，也獲得了被測物體的光譜信息。Lambda 主要是針對戶外或較大物體的遠距離成像測試以及一些需要便攜操作的應用。系統結構包括：面陣探測器、驅動電源、運動控制模塊、數據采集模塊等集成于一體，大大減小了系統的體積與重量，外觀簡潔， 操作方便。實現了自動曝光、自動匹配掃描速度，同時可以通過攜帶的輔助攝像功能對監測范圍進行確定。在數據處理方面實現數據的預處理和數據選擇性的導出、不同的數據校準功能、圖像的等功能。

圖1 鍍膜式高光譜成像原理

圖2 基于線性漸變濾光片的成像光譜儀的工作原理圖

Lambda鍍膜式高光譜成像系統技術規格

相機參數

儀器型號			Lambda-VN		Lambda-VNS		Lambda-Nir
光譜范圍			420~1000nm		420~1000nm		1150~1650±5nm
光譜分辨率			10nm		10nm		20nm
光譜通道數			>100		>100		32/64
標配鏡頭	焦距(mm)		25（其它焦距可選*1）		25（其它焦距可選*1）		35（其它焦距可選*2）
	工作距離(mm)	150-∞			150-∞			300-∞
	視場角	19°			23°			15.6°
探測器			2048*2048 CMOS		2048*2048 sCMOS		640*512 InGaAs FPA
像素數 （空間維*掃描維）			1600*1200（1X） 800*600（2X）		1600*1200（1X） 800*600（2X）		640*512
像素尺寸			5.5*5.5μm		6.5*6.5μm		15*15μm
數字輸出			10bit		12bit		14bit
幀數			90fps		45fps		50fps
曝光時間范圍			28μs-1s		10μs-10s		10μs-1s
內置電腦接口			USB3.0+HDMI
鏡頭接口			C-Mount
系統電源			DC 16.8V
內置微型處理器			I7處理器、16G運存、256GSSD
內置電池			65Wh		65Wh		65Wh
系統功耗			45W		60W		60W

*1：16mm,35mm,50mm，其它可咨詢

*2：9mm,15mm,22mm,56mm，其它可咨詢

相機功能

● 可與標準C接口的成像鏡頭或顯微鏡直接集成，實現光譜影像（Mapping）的快速采集。

● 自動曝光、自動掃描速度匹配、自動采集并保存數據

● 可實現數據實時校準及模型運算功能（內置水體、植被等超過25個指數模型）

● 輔助取景攝像頭實現對拍攝區域的監控

● 內置電池

● 數據預覽及校正功能：輻射度校正、反射率校正、區域校正、鏡頭校準、均勻性校準

● 鏡頭可更換

● 數據格式完 美兼容Envi、SpecSight等數據分析軟件

● 目標光譜實時匹配搜索功能

● 內置WiFi支持Android智能手機、ipad、iphone無線遙控

● 千兆以太網：支持遠距圖像傳輸與遙控操作

圖3 Lambda 高光譜成像系統實體圖

圖4 Lambda 數據采集及光譜分析