機器視覺中的光譜成像技術占據(jù)著重要位置。在各行各業(yè)中應用越來越廣泛。多光譜工業(yè)相機和高光譜工業(yè)相機應運而生。下面我們來看看多光譜和高光譜的區(qū)別及如何選擇。

多光譜與高光譜相機超越了傳統(tǒng) RGB 相機的局限，它們能夠捕捉人眼不可見的波長信息。這項技術通過提供更精細的分析和高維度數(shù)據(jù)解讀，正在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和半導體等多個領域發(fā)揮著越來越重要的作用。

光譜成像（Spectral Imaging）是一種利用不同波長范圍的光線來分析物體光學特性的技術。普通相機拍攝的是人眼可見的整個可見光波段，而光譜成像技術則將光線劃分為多個波長段進行感測，從而實現(xiàn)對物質(zhì)特性的分析與分類。

高光譜相機通過棱鏡光譜儀技術檢測數(shù)百個連續(xù)的波長段。光線通過狹縫（slit）限制其位置和大小，隨后經(jīng)過光柵（Grating）進行色散，分散后的光線被傳遞到傳感器上。

以AHS-003VIR為例，可在450nm至1700nm波長范圍內(nèi)采集最多512個波段的光譜數(shù)據(jù)。

高光譜相機通常一次拍攝僅捕捉分光后的單條線數(shù)據(jù)，因此為了拍攝所需區(qū)域，需要采用Push Broom（推掃式）方式進行拍攝。

Push Broom是高光譜相機中使用的一種線掃描技術，指的是相機或物體移動時，逐行掃描并一次拍攝一條線的數(shù)據(jù)。

隨后隨著相機或物體的移動，連續(xù)拍攝多條線，最終構建出二維圖像及三維數(shù)據(jù)。

多光譜相機的結構因制造商而異。以AVALDATA的AMS-013VIRLF2為例，其在傳感器上添加了濾光片，僅允許部分波長通過。

此外，一次拍攝可獲取1200nm、1300nm、1450nm和1600nm四個波段的數(shù)據(jù)。

每個波段內(nèi)可拍攝1至32條線，因此一次拍攝最多可采集128條線的數(shù)據(jù)，同樣需要采用Push Broom（推掃式）方式進行拍攝。一次拍攝可獲取4個波段的圖像。 多光譜相機查看器支持NDVI（歸一化植被指數(shù)）功能。

多光譜相機與高光譜相機的區(qū)別

多光譜（Multispectral）與高光譜（Hyperspectral）相機均可檢測可見光及不可見光（紅外、紫外等）中的特定波長，但主要區(qū)別在于波段數(shù)量與連續(xù)性。

• 多光譜相機

選擇性地檢測4個波段的寬波長范圍。該方式通過選取最適用的波段實現(xiàn)高效信息提取。因其在傳感器上附加濾光片，體積小巧且重量輕，適合特定應用場景。

• 高光譜相機

則可檢測多達1680個（視型號而定）連續(xù)波段，實現(xiàn)更細致、精準的光譜分析。其優(yōu)勢在于能夠識別肉眼或普通相機無法區(qū)分的微小物質(zhì)差異。輸出數(shù)據(jù)為立方體形式，支持ENVI文件格式，并可被支持該格式的第三方軟件廣泛應用。

主要應用領域

農(nóng)業(yè)：作物健康狀態(tài)及含水量分析

環(huán)境監(jiān)測：海洋與水質(zhì)分析，森林監(jiān)控

醫(yī)療與生物分析：皮膚診斷，血流監(jiān)測

食品質(zhì)量檢測：水果成熟度、肉類新鮮度檢測

犯罪相關：數(shù)字取證。

短波紅外與紫外線不同，屬于無損檢測范圍，因此可以在不損傷被測對象的情況下進行拍攝。

正因如此，光譜成像技術非常適合用于敏感樣品或高價值產(chǎn)品的檢測。

近年來，光譜成像技術在機器視覺領域越來越受到關注。高光譜相機在自動化檢測、質(zhì)量管理、回收分類、醫(yī)療診斷等多個領域的實際應用案例不斷增加。 該技術能夠捕捉到肉眼或普通相機難以察覺的微小差異，在精密分析和自動化檢測中發(fā)揮了重要作用。