高光譜相機在不斷發(fā)展的科技進步中扮演著越來越重要的角色，其應(yīng)用范圍也日益廣泛。除了在醫(yī)學(xué)診斷、生物測量和航空領(lǐng)域的應(yīng)用外，高光譜相機還在紡織品檢測、印刷品檢測、果蔬分選等日常工作生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。一臺高品質(zhì)的高光譜相機能夠使工作變得更加簡單高效，從而提高生產(chǎn)效率并降低企業(yè)的人力物力成本，進而獲得更高的利益。高光譜成像技術(shù)在食品安全、自然災(zāi)害預(yù)測、環(huán)境保護、生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)林牧畜漁等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。然而，目前高光譜成像技術(shù)在更多場景中的應(yīng)用、推廣和產(chǎn)業(yè)化受到了成本和便捷性方面的限制。

首先，高光譜相機系統(tǒng)的復(fù)雜性和高成本是阻礙其市場增長的因素之一。高光譜相機的成本較高，并且需要對更大量的成像數(shù)據(jù)進行分析，這增加了整體系統(tǒng)成本，限制了市場的增長速度。

其次，使用體驗的便捷性也是一個問題。在購買高光譜相機之前，很難獲得廠家的技術(shù)支持并進行評估。這種情況限制了高光譜相機在國內(nèi)的推廣和使用。

另外，由于國內(nèi)廠家在高光譜相機技術(shù)方向上的發(fā)展不足，導(dǎo)致國內(nèi)幾乎沒有高光譜相機產(chǎn)品。這進一步限制了高光譜相機在國內(nèi)的發(fā)展。

然而，隨著應(yīng)用需求的擴展、傳感器設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新的推動，高光譜成像的產(chǎn)業(yè)鏈正在逐漸成熟發(fā)展，這將推動高光譜相機的推廣。如果高光譜相機能夠進入日常生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，例如智能手機、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，基于新技術(shù)的豐富應(yīng)用和智能功能將帶來人們生活方式的巨大變化，使高光譜成像得到廣泛宣傳與應(yīng)用。

高光譜相機技術(shù)類型有哪些?高光譜相機根據(jù)工作原理的不同，可以分為四種類型：點掃描相機(whiskbroom)、線掃描相機(pushbroom)、光譜掃描相機(基于光譜掃描的區(qū)域掃描或平面掃描)和快照相機。

點掃描相機通過一次捕捉一個單一像素來工作，成像設(shè)備是一個分光儀。當相機的光柵掃描樣本時，會生成包含樣本所有光譜信息的圖像。盡管這種方法的圖像采集過程耗時較長，但其具有很高的光譜分辨率，適用于需要兩個方向自由度的應(yīng)用，例如衛(wèi)星。

線掃描相機相比點掃描相機更快，能夠提供高光譜分辨率，一次捕捉一條線。成像設(shè)備是光譜儀和灰度相機。由于具有高光譜分辨率，成像速度較快，目前應(yīng)用最為廣泛。

光譜掃描相機能夠一次性收集給定波長的全部空間信息。它通過一張圖像或一個波長一次生成一個高光譜立方體。雖然每幅圖像的生成速度很快，但由于改變波長需要時間，因此光譜掃描生成立方體的速度較慢。成像設(shè)備是可調(diào)的濾光片和灰度相機。

高光譜相機能夠捕捉高光譜視頻，并且速度較快，是拍攝運動物體的理想選擇。目前應(yīng)用較多的是基于多通道濾光片的實現(xiàn)。雖然成像速度快，但這類相機通常提供有限的光譜分辨率和空間分辨率。

圖：高光譜相機類型及其各自采集和數(shù)據(jù)存儲的方法：(a)whiskbroom相機(點掃描);(b)pushbroom相機(線掃描);(c)基于光譜掃描的相機(區(qū)域掃描或平面掃描);(d)快照相機(單次拍攝)。