Гиперспектральные камеры имеют несколько очень важных параметров, а именно:
1. Спектральный диапазон:
- Важность: Это один из самых основных и критических параметров гиперспектральных камер. Различные вещества будут демонстрировать уникальные спектральные характеристики в различных спектральных диапазонах, поэтому спектральный диапазон определяет типы веществ, которые гиперспектральные камеры могут обнаруживать и анализировать. Например, в сельскохозяйственной области для обнаружения влажности, содержания питательных веществ, а также вредителей и болезней сельскохозяйственных культур необходимо охватить спектральный диапазон от видимого света до ближнего инфракрасного; в геологоразведке для идентификации минералов может потребоваться более широкий спектральный диапазон, включая видимый свет, ближний инфракрасный и коротковолновый инфракрасный диапазоны.
-Например: некоторые гиперспектральные камеры имеют спектральный диапазон 400–1000 нм, что вполне может удовлетворить большинство потребностей обнаружения в видимом свете и ближнем инфракрасном диапазоне; в то время как некоторые гиперспектральные камеры, специально используемые в определенных областях, могут иметь более узкую конструкцию спектрального диапазона, например, гиперспектральные камеры ближнего инфракрасного диапазона 900–1700 нм, которые имеют преимущества при обнаружении спектральных характеристик ближнего инфракрасного диапазона определенных веществ.
2. Спектральное разрешение:
-Важность: Спектральное разрешение отражает способность гиперспектральной камеры различать свет с разными длинами волн. Более высокое спектральное разрешение позволяет более точно различать различия в спектральных характеристиках вещества, что имеет решающее значение для точной идентификации и анализа такой информации, как состав и структура вещества. Если спектральное разрешение низкое, некоторые схожие спектральные характеристики могут быть неразличимы, что влияет на точность результатов анализа.
-Например: Гиперспектральная камера со спектральным разрешением 2,5 нм может предоставить более подробную спектральную информацию при спектральном анализе вещества, например, иметь возможность более точно различать спектральные различия различной растительности в определенном диапазоне, что имеет большое значение для классификации растительности и оценки состояния ее здоровья.
3. Пространственное разрешение:
-Важность: Пространственное разрешение определяет минимальную пространственную деталь, которую гиперспектральная камера может четко отобразить, то есть способность различать пространственную морфологию и структуру объекта. В практических приложениях необходимо не только получать спектральную информацию об объекте, но и четко понимать пространственное распределение и морфологические характеристики объекта. Гиперспектральная камера с высоким пространственным разрешением может улавливать тонкую структуру и изменения объекта, что играет важную роль в обнаружении мельчайших дефектов и поражений.
-Пример: При промышленном контроле, например, в процессе производства электронных микросхем, необходимы гиперспектральные камеры с высоким пространственным разрешением для обнаружения мельчайших дефектов и изъянов на поверхности микросхемы; в медицинской сфере для обнаружения пораженных тканей также требуются гиперспектральные камеры с высоким пространственным разрешением для точного определения местоположения и анализа морфологии и структуры пораженных частей.
4. Отношение сигнал/шум:
- Важность: отношение сигнал/шум — это отношение сигнала к шуму, которое отражает качество сигнала, собранного гиперспектральной камерой. Более высокое отношение сигнал/шум означает более высокую силу сигнала и меньшую шумовую помеху, что позволяет получать более точные и надежные спектральные данные. Важность отношения сигнал/шум особенно заметна в условиях низкой освещенности или при обнаружении слабых сигналов.
- Пример: Гиперспектральная камера с отношением сигнал/шум 600:1 может лучше гарантировать качество собираемых спектральных данных в практических приложениях, снизить влияние шума на результаты анализа и, таким образом, повысить точность обнаружения и анализа.
5.Частота кадров (скорость съемки):
- Важность: Частота кадров указывает на количество изображений, которые гиперспектральная камера может получить за единицу времени, то есть скорость формирования изображений. Для некоторых сценариев применения, требующих мониторинга в реальном времени или быстрого обнаружения, гиперспектральные камеры с высокой частотой кадров могут быстрее получать спектральную информацию об объектах и своевременно отражать динамические изменения объектов. Например, в таких приложениях, как дистанционное зондирование с помощью дронов и обнаружение в реальном времени на промышленных производственных линиях, высокая частота кадров является очень важным параметром.
-Например: Гиперспектральная камера с полным спектральным захватом до 128 Гц имеет очевидные преимущества в мониторинге и быстром обнаружении динамических объектов. Она может быстро получать спектральную информацию об объектах и обеспечивать поддержку для анализа и принятия решений в реальном времени.
6. Тип детектора:
-Важность: Детектор является одним из основных компонентов гиперспектральной камеры. Различные типы детекторов имеют различные характеристики отклика на свет в разных диапазонах, и их рабочие характеристики также будут влиять на общую производительность гиперспектральной камеры. Распространенные типы детекторов включают КМОП и InGaAs. КМОП-детекторы обладают преимуществами высокой интеграции, низкого энергопотребления и относительно низкой стоимости и подходят для обнаружения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах; InGaAs-детекторы имеют высокую чувствительность и хорошую стабильность в ближнем инфракрасном диапазоне и подходят для сценариев применения с высокими требованиями к спектральной информации в ближнем инфракрасном диапазоне.
- Например: В области обнаружения видимого света и ближнего инфракрасного спектра в областях сельского хозяйства и продовольствия широко используются гиперспектральные камеры с КМОП-детекторами; в областях геологоразведки и анализа минералов более популярны гиперспектральные камеры с InGaAs-детекторами.