高光谱成像技术正在走向成熟

由于高光谱成像需要复杂的分析，因此在工业应用中还没有广泛应用。该技术利用了有机材料根据其成分选择性地吸收光谱红外区域中不同波长的光这一事实。这就产生了独特的“指纹”，可以用来识别他们。

在高光谱成像中，通过连续地允许来自样品的红外(IR)光的窄波长带落在传感器上来构建一系列图像。这些图像被组合成一个三维的高光谱数据立方体。该数据立方体包含提取每个像素的化学成分所需的所有信息。大量的信息通常需要化学家或数学家来处理数据并分析结果。这一复杂的过程非常昂贵，以至于它只在少数应用中使用，比如垃圾分类回收。

新方法

现在，随着廉价、灵活、高速的数据处理软件的出现，这项技术已经得到了发展。光谱仪与对红外波长敏感的照相机结合在一起。摄谱仪允许将样品的反射光分成其组成波长。这种方法被称为“化学颜色成像”，使机器视觉工程师可以访问化学材料的属性。

该软件从复杂的数据立方体中提取数据，实时处理生成图像，其中每个像素的输出根据所观察材料的化学成分进行颜色编码。这是非常宝贵的，因为该系统揭示了其他机器视觉技术无法揭示的信息。

与其处理整个光谱的数据，不如调整到几个关键波长，以区分特定材料或识别生产加工阶段可能产生的已知污染物。通过减少数据处理，可以提高图像采集速度，同时减少检测时间。

数据处理软件的设计将相机系统变成一个直观配置的化学彩色相机。它提供了定义采集参数并获取初始图像数据的用户界面。从那里，高光谱数据与图像和图形反馈一起探索，以帮助定义提取关键信息的最佳模型。然后它将彩色编码的图像转换成标准化的机器视觉形式。利用灰度分析和斑点检测等图像处理方法进行在线处理可用于机器视觉应用中的颜色排序。

化学彩色成像的作用

高光谱成像的另一个好处是，许多包装材料对红外线是透明的，这意味着该技术可以用于检查包装内部的产品。该技术在食品和制药行业有潜在的应用，例如，包装线上的交叉污染可能会对消费者产生潜在的危及生命的后果，而对制造商的相关影响也可能是巨大的，包括声誉和昂贵的产品召回，以及在调查问题时可能关闭生产线。

罗伯•韦伯他是Stemmer Imaging公司的技术专家。这出现在控制工程欧洲网站于2016年11月28日发布，并为《纽约时报》编辑控制工程Chris Vavra, CFE Media的制作编辑，控制工程，cvavra@cfemedia.com．

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关键概念

• 高光谱影像是通过连续地让红外(IR)光的窄波长波段落在传感器上来构建图像。
• 高速数据处理软件已经开发出来，以使高光谱成像更便宜。
• 高光谱影像可用于检查包装内的产品，以满足安全要求。

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