生產(chǎn)商廣泛使用紅綠藍(lán) (RGB) 相機(jī)。這些相機(jī)適合根據(jù)物體的形狀和顏色來(lái)表征物體。然而，由于只有三個(gè)可見(jiàn)波段可用，因此它們的識(shí)別能力很小。高光譜技術(shù)可用于要求更高的應(yīng)用，通過(guò)在寬光譜帶通上記錄數(shù)百個(gè)光譜通道(波段)來(lái)測(cè)量物體或場(chǎng)景。這些波段是連續(xù)的并且不限于光譜的可見(jiàn)部分。

高光譜成像 (HSI) 為用戶(hù)提供了大量信息，允許根據(jù)化學(xué)成分而不僅僅是尺寸、形狀和可見(jiàn)顏色來(lái)識(shí)別篩選的材料。每種材料都有其獨(dú)特的成分，因此對(duì)電磁頻譜有獨(dú)特的反應(yīng)。高光譜相機(jī)提取這種奇異的反應(yīng)，然后將其用作識(shí)別簽名，就像使用指紋來(lái)識(shí)別個(gè)人一樣。

圖 1：杏仁和殼的 VNIR 光譜。杏仁色(深藍(lán)色)和貝殼色(青色)的 RGB 分量?？蓽y(cè)量的 RGB 相機(jī)波段由各自的垂直線(xiàn)表示

上圖(圖1)說(shuō)明了RGB相機(jī)相對(duì)于高光譜相機(jī)的局限性。高光譜相機(jī)可測(cè)量完整的光譜特征，因此無(wú)論杏仁殼或杏仁的顏色如何，它都可以準(zhǔn)確測(cè)量杏仁與其殼之間的差異。在此示例中，與堅(jiān)果油相關(guān)的 930 nm 光譜特征為準(zhǔn)確分選提供了精確且選擇性的特征。RGB 相機(jī)僅限于三個(gè)色帶，完全缺少最相關(guān)的排序標(biāo)準(zhǔn)。

除了將靈敏度擴(kuò)展到近紅外 (NIR) 光譜區(qū)域之外，高光譜相機(jī)測(cè)量的數(shù)百個(gè)波段比僅用 RGB 相機(jī)的三個(gè)波段表示的彩色圖像能夠更準(zhǔn)確地描繪彩色圖像(圖 1)。 . 2). 超出可見(jiàn)光譜范圍的高光譜相機(jī)涵蓋 900 – 1700 nm 的近紅外范圍。這些相機(jī)提供適用于更強(qiáng)大模型的擴(kuò)展光譜數(shù)據(jù)(取決于應(yīng)用要求)。如圖 2 所示， 相機(jī)將是從杏仁和開(kāi)心果的外殼和外來(lái)污染物中分選的最佳儀器，其性能優(yōu)于基于 RGB 的模型。值得注意的是，其他應(yīng)用可能需要具有短波紅外、中波紅外(MWIR，2.7 – 5.7)靈敏度的高光譜相機(jī)。

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圖 2：基于 RGB 相機(jī)、高光譜相機(jī)數(shù)據(jù)的照片和模型預(yù)測(cè)。開(kāi)心果和堅(jiān)果分類(lèi)為綠色，貝殼分類(lèi)為藍(lán)色，木材分類(lèi)為黃色