基于高光谱成像技术的种子霉发、芽变识别分析报告（一）
基于高光谱成像技术的种子霉发、芽变识别分析报告（一）
一、基于高光谱成像技术的种子霉发、芽变识别分析报告（一）测试原理及方法：
高光谱成像技术是近二十年来发展起来的基于非常多窄波段的影像数据技术，其*突出的应用是遥感探测领域，并在越来越多的民用领域有着更大的应用前景。它集中了光学、光电子学、电子学、信息处理、计算机科学等领域的先进技术，是传统的二维成像技术和光谱技术有机的结合在一起的一门新兴技术。
高光谱成像技术的定义是在多光谱成像的基础上，在从紫外到近红外（200-2500nm）的光谱范围内，利用成像光谱仪，在光谱覆盖范围内的数十或数百条光谱波段对目标物体连续成像。在获得物体空间特征成像的同时，也获得了被测物体的光谱信息。
目标物体-成像物镜-入射狭缝-准直透镜-PGP-聚焦透镜-CCD棱镜-光栅-棱镜：PGP
图1 成像原理图
光谱仪的光谱分辨率由狭缝的宽度和光学光谱仪产生的线性色散确定。*小光谱分辨率是由光学系统的成像性能确定的（点扩展大小）。
成像过程为：每次成一条线上的像后（X方向），在检测系统输送带前进的过程中，排列的探测器扫出一条带状轨迹从而完成纵向扫描（Y方向）。综合横纵扫描信息就可以得到样品的三维高光谱图像数据。
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图2 像立方体
高光谱仪配置：镜头：22mm镀膜消色差镜头；光谱范围：400nm-1000nm，光谱分辨率: 4nm@435.8nm（@400-1000nm），像面尺寸（光谱x空间）：6.15 x 14.2 mm，相对孔径：F/2.4，狭缝长度14.2 mm. 内置控制、扫描机构；内置电池；
SpecView软件：控制完成自动曝光、自动对焦、自动扫描速度匹配；数据处理：黑白、辐射度、均匀性、镜头等校准；光谱查看。
GaiaField便携式高光谱系统是双利合谱自行研制的超便携式高光谱成像仪器。它的核心由三部分构成，分别是：多维运动控制器，光谱相机和成像光谱仪。使用此系统进行扫描，在获得目标影像信息的基础上，还可以获得数百甚至上千波段的光谱信息。
GaiaField系统有着轻便灵活，续航能力出色的特点。广泛适用于，目标识别、伪装与反伪装等**领域，地面物体与水体遥测、现代精细农业等生态环境监测领域，以及刑侦、文物保护、生物医学等领域。
覆盖可见光与近红外全波段可提供超过700个光谱通道，可自由选择GaiaField便携式高光谱系统采用了高分辨率的成像光谱仪。在可见光波段，光谱分辨率高达3nm，即使在短波红外波段也能达到10nm。因而全波段内可以获得超过700个的光谱通道，更多的光谱通道意味着更多的信息，有助于研究人员通过对连续光谱的分析、反演，获得更多的高价值数据细节。
图4 高光谱成像仪采集的影像效果图
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独有的软硬件功能：
辅助摄像头功能
通过辅助摄像头观察目标拍摄区域
当前狭缝位置指示
选择自动曝光与自动调焦区域，直观方便，仅需鼠标即可完成操作。
图 5 辅助摄像头观察目标拍摄区域
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自动扫描速度匹配、自动曝光：
自动曝光：根据当前光照环境，进行曝光测试，获得精准的曝光时间。在得到*佳信噪比的同时，又可避免过度曝光造成数据作废。同时软件具有实时过度曝光监视功能。
自动扫描速度匹配：根据当前的曝光时间等参数，进行测试拍摄，得到实时帧速，进而计算出合适的扫描速度。从而避免了扫描图像的变形（拉伸或压缩）。
图 6 采集数据自动曝光、速度匹配
