高光譜相機是近距離靜態高光譜成像設備，它可以同時獲得所攝景物的圖像信息和每個像素的光譜信息，即“圖譜合一”，由空間中的像素點可以方便快速的獲取該像素點的光譜曲線，由光譜曲線可以快速得到目標物質的空間分布，快速實現了圖與譜的交互處理。本文對高光譜相機的成像原理及特點作了介紹。

高光譜相機的成像原理：

高光譜相機的成像過程并不復雜，簡單的來說高光譜照相機分為兩個部分——鏡頭和馬達。鏡頭和普通相機的功能一樣就是收集光源，末端通過CCD將光信號轉換成數字信號，最后存儲為圖片。與普通相機不同的是，高光譜照相機還有馬達，馬達的作用是可以帶動鏡頭上下移動。因為高光譜相機的鏡頭前面是一條狹縫，所以當相機不動時，視線中能看到的只有狹縫這一部分區域，馬達的作用就是移動鏡頭讓相機看到更多其他區域的圖像。

當光線通過狹縫進入相機內部后，首先要通過分光棱鏡，將全波段的光進行分解，變為多個波段的光（如藍波段、綠波段、紅波段，具體的分解情況根據相機的光譜采樣間隔的大小而定，高光相機一般有很小的光譜采樣間隔，一般為1～20nm，則可見光部分（400nm～700nm）將被分為15～300個波段），每個波段的光通過CCD會記錄其波段能量的大小，并以強度（灰度）的形式記錄下來。狹縫每次記錄一行圖像的數據，當每掃完一條狹縫，這一行狹縫中的每一個像素都會記錄自己位置上不同波段光的強度，繼而形成每個像素自己的光譜曲線。當馬達移動結束，就可以記錄狹縫移動過程所看到的整幅圖像的信息。

高光譜照相機最后采集的數據又叫做高光譜圖像立方體，它是由不同波段的圖像構成，箭頭指向的方向是它的波段方向，從可見光波段到近紅外波段，數據就是由這樣同一區域不同波段的幾十或者幾千張圖像疊加在一起構成的。通過高光譜圖像數據可以獲得任意樣本的光譜曲線，然后通過任意樣本的光譜曲線可以利用分類算法得到該種目標物質在空間的分布。我們分別在樣本中不同位置選取像素點，即可獲得該像素點所對應的光譜曲線，我們從中選取了綠色對應的光譜曲線，然后使用光譜角填圖算法，設置匹配相似度閾值為0.1，即可得到綠色樣本在圖像空間的分布。

三恩時高光譜相機的特點：

三恩時高光譜相機的型號有很多，下面以三恩時SP150M近紅外高光譜相機為例，為大家介紹三恩時高光譜相機的特點。

SP150M近紅外高光譜相機采用自主開發的高光譜成像技術，光譜范圍900-1700nm以推掃成像的方式，在同一時間獲得目標區域的所有光譜信息數據，具有光譜范圍廣、光譜線性度好、成像速度快、分辨率高等優點。

SP150M近紅外高光譜相機具有高速數據采集速度（全光譜段全譜段≥300fps），可以配合標準C-Mount鏡頭使用，實現光譜影像的快速采集。相機配置的數據采集軟件可實時獲取樣品光譜及影像信息。廣泛應用于教育科研、智慧農業、生態環保、智能制造、食品分析等領域。其特點如下：

1.光譜范圍廣，可覆蓋400-1700nm的近紅外光，波長分辨率優于6nm，多達256個光譜通道；

2.數據采集速度快，全譜段≥300fps，ROI后可實現3300Hz；

3.多種焦距鏡頭可選，8mm/16mm/25mm/35mm焦距鏡頭可根據用戶需求更換；

4.采用高衍射效率的透射光柵分光元件，可獲得更精準、更高分辨率的光譜數據；

5.采用12V直流供電方式，功耗小于15W；

6.可適配多種探測器；

7.全自動光譜數據采集與存儲；

8.采集軟件+SDK可提供便捷易用的二次開發支持。