多光譜圖像在獲取物體空間尺寸信息的同時(shí)也獲取了其光譜信息。與傳統(tǒng)的RGB圖像相比，多光譜圖像能夠提供更豐富的圖像信息，更好地反映圖像的各種光學(xué)特征，具有更廣闊的應(yīng)用前景。其應(yīng)用已從最初的遙感領(lǐng)域逐步擴(kuò)展至紡織、藝術(shù)品存檔、生物醫(yī)學(xué)、高性能色彩再現(xiàn)等領(lǐng)域。
現(xiàn)有多光譜成像系統(tǒng)大多采用多個(gè)獨(dú)立的圖像傳感器來獲得多波段的光譜通道圖像，具有成本高、體積大以及像素配準(zhǔn)困難等問題。無錫譜視界科技有限公司推出的VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀采用多光譜濾波陣列（Multi-spectral Filter Array，MSFA）覆蓋的單個(gè)成像傳感器，一次曝光即可捕獲多個(gè)波段的光譜圖像，具有成像速度快、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
圖1 VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀原理圖、各波段透射率譜和實(shí)體圖
技術(shù)優(yōu)勢：
VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀采用芯片鍍膜的分光方式，可根據(jù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)9/25個(gè)波段、每秒90個(gè)數(shù)據(jù)立方體的光譜成像，高速獲取高光譜原始數(shù)據(jù)。該光譜儀體積小、重量輕、魯棒性好、具有超低功耗（僅1.8 W）、配備USB3.0接口，另可根據(jù)用戶需求提供板級相機(jī)，是無人機(jī)或手持設(shè)備等移動(dòng)應(yīng)用的，廣泛應(yīng)用于需要物質(zhì)分辨的各領(lǐng)域，比如醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品加工、廢物處理等。
表1 VisionStar像元級馬賽克成像光譜儀技術(shù)指標(biāo)
| 型號 | VisionStar |
| 性能參數(shù) | |
| 光譜分辨率 | 12 nm |
| 光譜通道數(shù) | 9 |
| 波段范圍 | 620-800 nm |
| 像元分辨率（H×V） | 340×340（1020×1020） |
| 幀頻 | 90 fps（8 bit）,，45 fps（10 bit） |
| 曝光時(shí)間 | 28 μs - 1 s |
| 相機(jī)參數(shù) | |
| 探測器類型 | CMOS全局快門 |
| 數(shù)據(jù)獲取形式 | 連拍/單拍 |
| 數(shù)據(jù)格式 | 8，10 bit RAW |
| 數(shù)據(jù)接口 | USB 3.0 |
| 功耗（典型值） | 1.5 W |
| 功耗 | |
| 典型值 | 1.5W |
| 環(huán)境 | |
| 工作溫度 | 0°C to 50°C |
| 儲(chǔ)存溫度 | -20°C to 60°C |
| 相對濕度 | 80% RH non-condensing |
| 機(jī)械參數(shù) | |
| 尺寸（mm） | 28×28×29 |
| 重量（g） | 38 |
| 軟件環(huán)境 | |
| 操作系統(tǒng) | Windows 10 (x86 and x64), Windows 7 (x86 and x64), Linux Ubuntu |
VisionStar圖像效果圖
圖2 VisionStar像元級成像光譜儀數(shù)據(jù)采集界面
圖3 VisionStar像元級成像光譜儀數(shù)據(jù)展示
VisionStar應(yīng)用場景
1）工業(yè)分選：果蔬品質(zhì)大小分選、塑料分選、煙絲分選、垃圾分選等。
2）生態(tài)環(huán)保：河湖水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測等。
3）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)：作物長勢監(jiān)測、作物病害監(jiān)測評估等。
4）精準(zhǔn)林草：林木長勢監(jiān)測、林木病蟲害監(jiān)測、林木分類等。
5）生物醫(yī)學(xué)：藥品檢測、舌苔檢測、皮膚檢測等。
6）刑偵物檢：指紋識別、字跡篡改修復(fù)、真假檢測等。
7）無人機(jī)等其他無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域等。
圖4 VisionStar工業(yè)果蔬品質(zhì)篩選
圖5 VisionStar機(jī)載作物長勢評估判別
