多光谱与高光谱工业相机技术原理与差异

多光谱与高光谱工业相机通过捕捉传统RGB相机无法获取的波长信息，实现了更精细的分析和高维数据解读。该技术正迅速在农业、医疗、半导体等多个领域得到广泛应用。下面将通过介绍两种技术的原理、差异及主要应用案例。

光谱成像（Spectral Imaging）是一种利用不同波长范围的光线来分析物体光学特性的技术。普通相机拍摄的是人眼可见的整个可见光波段，而光谱成像技术则将光线划分为多个波长段进行感测，从而实现对物质特性的分析与分类。

1、高光谱相机通过棱镜光谱仪技术检测数百个连续的波长段。

光线通过狭缝（slit）限制其位置和大小，随后经过光栅（Grating）进行色散，分散后的光线被传递到传感器上。

2、多光谱相机的结构因制造商而异。以AVALDATA的AMS-013VIRLF2为例，其在传感器上添加了滤光片，仅允许部分波长通过。

此外，一次拍摄可获取1200nm、1300nm、1450nm和1600nm四个波段的数据。

每个波段内可拍摄1至32条线，因此一次拍摄最多可采集128条线的数据，同样需要采用Push Broom（推扫式）方式进行拍摄。

多光谱（Multispectral）与高光谱（Hyperspectral）相机均可检测可见光及不可见光（红外、紫外等）中的特定波长，但主要区别在于波段数量与连续性。

· 多光谱相机选择性地检测4个波段的宽波长范围。该方式通过选取最适用的波段实现高效信息提取。因其在传感器上附加滤光片，体积小巧且重量轻，适合特定应用场景。

· 高光谱相机则可检测多达1680个（视型号而定）连续波段，实现更细致、精准的光谱分析。其优势在于能够识别肉眼或普通相机无法区分的微小物质差异。输出数据为立方体形式，支持ENVI文件格式，并可被支持该格式的第三方软件广泛应用。

为了从普通RGB相机获取光谱信息，通常需要使用额外的滤光片或特定波长的照明设备。为了获得多波长数据，环境配置往往需要投入大量时间和精力。

而光谱相机能够一次拍摄同时获取多个波长的信息，相较于普通相机，测试条件的搭建更加简便高效。

一般的高光谱相机通常分为可见光和短波红外两个类型，需分别配备不同的相机；而本公司高光谱相机覆盖从可见光到短波红外的波长范围，单台相机即可同时获取两个波段的信息，极大提升了使用效率。

· 农业：作物健康状态及含水量分析

· 环境监测：海洋与水质分析，森林监控

· 医疗与生物分析：皮肤诊断，血流监测

· 食品质量检测：水果成熟度、肉类新鲜度检测

· 犯罪相关：数字取证