显微高光谱成像系统

GaiaMicro系列显微高光谱系统

江苏双利合谱科技有限公司

Jiangsu Dualix Spectral Imaging Technology Co.,L

双利合谱介绍

江苏双利合谱科技有限公司是一家集光学、精密机械、电子、计算机技术等于一体的国家级高新技术企业，成立于2014年，原北京卓立汉光仪器有限公司高光谱事业部，在光栅光谱仪等核心技术基础上，不断发展创新，聚焦光栅分光式、马赛克快照式等高光谱测量技术，为广大客户提供门类齐全的高光谱系统解决方案，重点聚焦高光谱成像的高端分析仪器研发、生产与销售的高新技术企业。双利合谱自成立之日起，一直坚持走以自主技术开发为主的创新型发展道路，建立了产学研一体化的结构。在精准农业、水质监测、食品检测、目标识别、工业分选、文物保护、刑侦物证鉴定等领域、行业为客户提供优质的产品和定制化的解决方案。

合作方式与核心竞争力

配套资源

典型、独特的光谱/图像处理算法全面的教学演示训练系统分析软件

健全的方案架构·从原理基础到高级的建模实验系统性方案·从理论到实践的渐进式系统学习方案

全面的战略合作·长期人才储备和输出体系·多元化/体系化的实训方式

文档教程

优质的技术支持

实验指导教案原理/实训课程体系

专业的售前咨询 高效的售后培训

简介

原理介绍

显微高光成像系统能提供卓越的高光谱格式的显微图像及光谱信息，通过数据处理分析等进而挖掘在微观状态下的更多细节信息。不同类型的显微镜在景深、视场平坦度、清晰度、消色差、抑制杂散光等方面的具有明显的优势特性，同时再结合高光谱推扫成像的技术特点，二者紧密结合则会充分展现出显微高光谱成像系统的优越性能。为科研、医疗、食品安全等行业的研究和应用提供独特的检查手段。

基本结构

基本结构分为以下两大类别

·基于焦平面扫描的成像

以GaiaField系列高光谱为主的成像系统，利用自有专利技术的内置扫描（发明专利号：2015105650509）结构实现目标的高光谱成像，以及使用内置的调焦电机实现焦距的调试和层析测试的应用，实现对目标的原位、层析成像应用；

·基于精密电控二维扫描平台的外置推扫成像

以lmage系列高光谱相机为主的成像系统，利用具有高细分精度的大行程二维电控样品台和自主开发的软件控制平台，实现Mapping影像的获取，同时可实现条带间的拼接，最终输出高精度的影像；

·显微平台的多样化

以生物显微镜、金相显微镜、体式显微镜等为代表各类型均可兼容应用。
消色差物镜、反射物镜、透射式物镜等均可依据需求进行系统集成开发。

优势描述

●精准调焦、自动曝光、自动匹配扫描速度等；
·一键自动校准：反射率校准、均匀性校准、区域校准、辐射度校准等；
·原位成像；
·层析成像；
·明场、暗场、反射、透射成像；
·光谱范围： 380~800\mathsf{n m}/400-1000\mathsf{n m}/900~1700\mathsf{n m}; ·在加配电控二维样品台时，可实现大面积Mapping扫描成像；
·可扫描最大成像区域： 50mmx50mm/100mmx100mm ·可加配高清RGB相机，辅助对目标空间定位和图像处理；
·可加配不同的激发、荧光滤光片；
·深度制冷型探测器满足可见、近红外的荧光测试需求；
·制冷/非制冷等多种类型探测器可选；
·条带图像拼接；
·图像分辨比例尺指示；
·高帧速相机提供高效的采集速率；
·高细分精度位移平台提供高质量的图像拼接处理需求；
·可满足显微及显微荧光的成像应用；
·显微镜（金相显微镜、体式显微镜、生物显微镜、荧光显微镜）

主要技术参数

成像镜头

可见-近红外消色差物镜

无限远校正的可见-近红外成像显微物镜可提供5倍、10倍、20倍、50倍、100倍的放大倍率。高数值孔径(NA)和高放大倍率，非常适合聚焦或准直光学的应用。在整个可见-近红外光谱范围内具有衍射极限性能，具有平坦的视场且对可见光谱中的两个波长进行了像差校正，因此具有更好的球差和色差校正以及极高的视场平整度，消色差物镜镀有超宽带增透膜，非常适用于成像应用。另外，其能够把光聚焦成一个衍射极限光斑，可将单色光等有效耦合到波导或光纤中，为明场、暗场显微镜成像提供了出色的性能。

反射物镜

反射镜构成的物镜，由于没有玻璃色散引起的色差的影响，可以用于 350\mathsf{n m}~2500\mathsf{n m} 的宽波长范围，可以用于显微分光或半导体的故障解析。使用安装在镜筒正中间的调节环，可以改变镜筒长度。通过调整，可以用于镜筒长为 80\mathsf{mm} 到无限远的各种显微镜筒。

透射式红外物镜

提供具有5X、 10x 20x 、50×放大倍率的三丰平场复消色差物镜，无色差平坦视场，工作波长范围 800\mathsf{n m}\mathsf{-}1800\mathsf{n m} 。长工作距离使得透镜表面和物体之间具有宽间距，使其非常适用于机器视觉应用。每个物镜刻有等级、放大率、数值孔径、波长范围。

显微荧光高光谱成像系统

细胞学和病理学研究，通常是用肉眼或使用显微镜测试细胞、组织或器官标本，研究它们受疾病影响时发生的变化。通过专业的显微镜，相机和成像软件系统提供特别适合病理研究应用的解决方案。

荧光测量对许多生物学（叶绿素和类胡萝卜素）、生物医学（病变的荧光诊断）和环境监测是必要的测量手段。对于大多数荧光应用来说，产生的荧光能量只相当于激发光能量的 3% 左右。荧光的光子能量比激发光的光子能量要小（所以波长要长），而且一般都是散射光（在各个方向上辐射能量）。

受检测物体可以包括物体如生物样品、植物或昆虫、玻璃或金属材料，以进行检测或作为检测目标。

设备结构说明

荧光信号通常很弱，需要信噪比很好的探测器来进行探测，同时还需要显微镜的光学成像质量（清晰度、景深、倍率、信噪比等）很高。通常建议选用生物显微镜作为平台。

设备结构说明

组成部件：辅助光源（LED、激光、汞灯（100WHBO超高压球型汞灯）、氙灯（光源选配））、滤光片组、荧光滤光片组、荧光/生物显微镜、物镜（平场荧光物镜：5X,10X,20X,40X，100X），GaiaField系列高光谱相机、系统支架、二维样品台（标配：XY轴二维手动；选配：XY轴二维电控）等。

·高光谱相机

利用GaiaField系列产品中的内置推扫结构完成图像的扫描成像工作。笔记本电脑或者台式机直接对GaiaField相机进行控制，完成数据的采集、校准等流程。利用lmage系列高光谱相机，实现大面样品扫描成像和拼接可选配外置精密电控二维扫描平台来完成。

·光源

LED光源： 350\mathsf{n m}~600\mathsf{n m} 波段不同功率的LED光源及组合体。

四波长高功率LED光源适用于需要多达4个波长光源的应用。高信噪比、更好的稳定性、更长的使用寿命、更低的更换成本、无需循环维护的简单操作、以及无需主动冷却或热过滤。

·激发滤光片的选择

激发滤光片是放置于荧光显微镜的照明路径内。其目的是只允许荧光激发波长峰值周围的窄带波长通过。

·发射滤光片的选择

发射滤光片是放置于荧光显微镜的成像路径内。其目的是用于过滤受检测荧光团的整个激发能量范围，以及透射该荧光团的发射能量范围。

·显微物镜

一般选用无限远平场半复消物镜，图像鲜艳清晰、背景纯黑，紫外荧光方面更有突出表现，是各类细胞、病理切片专业荧光观察的最佳选择。

·二向色性滤光片 (分光器）

二向色性滤光片或分光器是以45°角放置于激发滤光片与发射滤光片之间。其目的是用于将激发信号反射至受检测的荧光团，然后将发射信号透射至检测设备。

部分荧光滤光模块参数供参考，可以满足绝大部分常规科研的需要，亦可根据专项检测分析的特殊要求，提供对应荧光探针观察的专用模块。

应用案例

细胞&细胞核分析

高光谱成像技术具有"图谱合一"的优势，对组织进行检查时，因病变会引起组织成分信息(例如蛋白质、核酸、糖和水分)在含量和结构形态等方面的变化，进而引发光谱曲线在波形、峰强和波长等方面的改变。因此，高光谱成像技术能够在组织细胞形态未发生明显变化之前获取到细胞的异常信息，具有超前性，为鉴别正常组织和病变组织提供了强有力的依据。HSI在非侵入性癌症检测、糖尿病足溃疡、心脏和循环系统病理学及其他疾病检测、手术指导等方面发挥了重要作用，在医学诊断和临床研究领域展现了巨大的应用潜力。

矿物岩石的荧光样本图像

图矿物岩石的显微荧光图像<br>图矿物岩石的显微荧光光谱

肺癌细胞的荧光高光谱研究

获取在405nm波长激发光下，肺癌组、良性肺病组、健康组的血清自体荧光高光谱图像及其荧光谱特征，探索其荧光光谱差异，寻找特征性荧光光谱的物质来源，探索荧光高光谱成像技术用于肺癌的辅助诊断、疗效观察等方面的临床价值。

通过对不同癌细胞进行显微荧光数据的采集，可对不同的癌细胞进行分类识别。

纺织品成分定性鉴别

针对目前对纺织品成分鉴别快速、无损、在线检测的需求，提出了一种以高光谱成像系统结合化学计量学方法鉴别纺织品成分的方法。提出高光谱成像系统进行纺织品成分定性鉴别的技术路线。

图织物（布）的50X物镜下的显微图像

图织物（布）的50X物镜下的特征光谱

OLED检测

OLED是指有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体。其在正式投入使用或被组装成成品前，都需要对其外观进行缺陷的检测，利用显微高光谱设备实现快速无损检测。OLED手机屏，分别测量了不同物镜下显微高光谱图像。分别选择图像中红、绿、蓝色区域作为ROI显示光谱

图OLED手机屏20X物镜下显示

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江苏双利合谱科技有限公司

JiangsuDualixSpectral ImagingTechnologyCo.,Ltd.

无锡：江苏省无锡市南湖大道飞宏路58-1-108丨电话：051068790503
南京：江苏省南京市玄武区童卫路4号南京农业生物高新技术创业中心1号楼423室丨电话：13601908732
深圳：深圳市龙华新区民治梅龙路七星商业广场B1101室丨电话：075583205020
成都：成都市顺城大街206号四川国际大厦七楼G座丨电话：02884895322
西安：陕西省西安市高新区高新六路38号腾飞创新中心B座206室丨电话：02989562755
郑州：河南省郑州市中原区建设西路92号荣成大厦1215室丨电话：15003896875
北京：北京市通州区金桥产业基地联东U谷中试区68B丨电话：01056370168696

无人机载日光诱导叶绿素荧光谱及反射谱系统

Gaiasky-SP-SIF

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江苏双利合谱科技有限公司是一家集光学、精密机械、电子、计算机技术等于一体的国家级高新技术企业，成立于2014年，原北京卓立汉光仪器有限公司高光谱事业部，在光栅光谱仪等核心技术基础上，不断发展创新，聚焦光栅分光式、马赛克快照式等高光谱测量技术，为广大客户提供门类齐全的高光谱系统解决方案，重点聚焦高光谱成像的高端分析仪器研发、生产与销售的高新技术企业。双利合谱自成立之日起，一直坚持走以自主技术开发为主的创新型发展道路，建立了产学研一体化的结构。在精准农业、水质监测、食品检测、目标识别、工业分选、文物保护、刑侦物证鉴定等领域、行业为客户提供优质的产品和定制化的解决方案。

合作方式与核心竞争力

配套资源

典型、独特的光谱/图像处理算法全面的教学演示训练系统分析软件

健全的方案架构

从原理基础到高级的建模实验系统性方案从理论到实践的渐进式系统学习方案

全面的战略合作·长期人才储备和输出体系·多元化/体系化的实训方式

文档教程

实验指导教案原理/实训课程体系

优质的技术支持

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Gaiasky-SP-SIF无人机载日光诱导叶绿素荧光系统

基本原理

日光诱导叶绿素荧光监测系统与旋翼无人机的结合开辟了精准农业监测的新型应用。叶绿素荧光包含丰富的光合信息，通过提取能够表征植被、农作物、叶片、树木冠层等反射光谱信号中的荧光信息，再结合荧光参数、叶绿素等生理生化参数（地面瞬时环境条件下测定），可判断不同环境下（肥料、水分、病胁迫、病虫害等）作物的叶绿素荧光光谱特征及其荧光指标与其他参数（对冠层温度、表面的辐照度、叶绿素含量测量）之间的关系，因此机载叶绿素荧光监测技术是高效、适时、快速、灵敏、无损探测作物植被等生理状态及其与所处环境关系的理想监测技术，可广泛应用于评价植被等的健康状态。

系统结构介绍

模块化集成，结构标准化，无需调试、调整系统结构，只需按照要求安装在无人机上即可，通过无线图传数据线实现系统与无人机、地面监控平台的互通。通过无人机云台给系统提供独立的供电。下行光纤与独立模块固定便于成像镜头的切换，辅助相机集成在独立模块上，以便观察、监控采集区域。上行余弦校正功能实现模块化，实时采集太阳光照信号，其透过率高，匀化效果好，适应波段范围广。GPS信息可以精准定位采集区域的位置信息。

图系统搭载在无人机上

技术优势

·系统集成度高；
·系统操控性好，操作简单；
·辅助监控，精准定位采集区域；
·一键采集；
·反射、荧光光谱显示及输出；
·定点巡航；
·绝对辐射定标；·实时太阳光余弦校正模块；
·GPS模块；
35\mathsf{mm}/50\mathsf{mm} 成像镜头及裸光纤模式切换；
·特殊光纤结构，快速完成上行下行信号的切换，确保上下行实现同步采集；
·可无人机、地面两用；
·高清图传数传一体结构确保对系统控制（操控、数据回传等）；
·多种数据处理模型；

基本原理

无人机载日光诱导叶绿素荧光（SIF）自动观测系统（专利号：2020202517297）（GaiaSky-SIF）的硬件构成包括光纤光谱仪、光纤、光路切换模组及开关、监控相机、采集控制单元以及校准模组等部分。目前主要采用高灵敏度光纤光谱仪及其配件，可用于植被叶绿素荧光及高光谱野外连续稳定的高频观测。系统可实现在无人机载平台下的植被冠层高频高／超光谱观测。观测频率可达到{\sf10s}/ 次，一次飞行可观多条光谱。同时，该系统上行和下行两个通道双余弦观测，地物的检测范围大幅提高，市场唯一商业化的产品。

·日光诱导叶绿素荧光SIF(Sun/Solar-induced ChlorophyllFluorescence)是植物在太阳光照条件下，由光合中心发射出的光谱信号 (650{-}800 \mathsf{n m}) ，具有红光 .690 \mathsf{n m} 左右)和近红外(760nm左右)两个波峰，能直接反映植物实际光合作用的动态变化。
·SIF遥感是近年迅速发展起来的植被遥感技术，可弥补当前植被遥感观测的不足，为陆地生态系统碳循环和植被监测等提供了新的思路和技术。
·以基于“绿度”观测的植被指数(如NDVI)为代表的植被遥感在过去30年极大地促进了从宏观尺度上来理解和认识地球生物圈，但其只能通过“绿度”来探测植物“潜在光合作用”。
·叶绿素荧光在植被光合生理探测方面具有独特的技术优势，是“实际光合作用”的直接探测方法。
·可以说植被叶绿素荧光遥感是近10年来植被遥感领域最具突破性的研究前沿。随着研究和技术的发展，SIF遥感最近10几年来得到了长足的进步。

<br>图理论分析

How can we derive fluorescence from existing (atmospheric) satellite instruments?

图测试原理图

图采集示意

PiccoloDFOVdoublespectrometersystem <br>图光纤结构

图区城信息获取(非成像)

辐射定标：

整个光路系统需进行辐射定标，以将光谱仪采集的DN值转化成辐照度 \left({\sf m W}/{\sf m}^{2} /{\sf n m}\right) ）或者辐亮度的单位 (m\mathsf{W}/\mathsf{m}^{2}/\mathsf{n m}/ sr)。辐射定标需对裸光纤和连接余弦校正器的光路分别定标。辐射定标是指用一台已知光谱输出功率的灯来校准光谱仪每个像元下的响应强度。绝对辐射定标改变了整个光谱的形状和大小，校正了仪器的单个仪器响应函数（IRF），并将光谱仪所测的DigitalNumber（DN）转化为物理量。定标系数由以下公式计算：

其中 \upalpha 为计算的辐射定标系数，L为标准光源的辐亮度或辐照度，DC为光谱仪在不进光的情况下所测的暗电流值。通过辐射校准后的光谱的单位是单位面积单位波长的功率输出，标准光源通常单位表达为 \mu{\mathsf{W}}/{\mathsf{cm}}^{2} /\mathsf{n m} ，最好将其数值乘以10以使单位转化为 \mathsf{m W}/\mathsf{m}^{2}/\mathsf{n m} ，辐亮度转化关系相同。

大尺度、高通量植物叶绿素荧光成像测量分析提供完美的解决方案，完全适用于陆空双基高光谱遥感分析。主要应用于以下领域：

·植物光合作用和荧光测量·植物制图和植被健康特征·森林资源调查评估·农作物生长评估·陆空双基高光谱遥感监测

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GaiaSky-Mini3-NIR

机载高光谱成像系统

Jiangsu Dualix Spectral Imaging Technology Co.,Ltd.

五大理由

选择GaiaSky-Mini3-NIR

融合一体的软件操作界面

软件架构基于大疆第三方开发工具包DJIPSDK为基础，无人机飞控软件和高光谱相机软件融合一体，实现无人机遥控器控制高光谱相机。

一体化设计， 便捷安装

内部高度集成微处理器、高精度分光光谱仪、高精度扫描装置等，同时将相机搭载在自主设计的多轴增稳云台上为其成像提供高质量的数据保障。通过SkyPortV2接口实现相机和无人机的快速稳定通讯。

大区域高精度正射拼接

自研的高光谱数据拼接软件通过数据配准、空三处理、掩膜等算法可以将采集到的高光谱数据完美拼接。

国际首创一悬停内置推扫式成像

100米高真彩色显示，单象元尺寸4cm×4cm@25mm

200米高红光选803nm显示，蓝绿光不变，单象元尺寸 8cm×8cm@25mm

300米高红光 879\mathsf{n m} ，绿光 600\mathsf{n m} 显示，蓝光459nm不 变，单象元尺寸12cm×12cm@25mm

高性能分光探测系统

采用透射式光栅分光的技术，使平行光通过光谱仪中的透射光栅在垂直于狭缝方向发生色散，变为在垂直于狭缝方向随波长展开的高精度单色光，获取真实的地物反射信息。

一体化设计，便捷安装

大区域高精度自动正射拼接

案例介绍

地物分类

高光谱成像系统

GaiaSorter“盖亚”高光谱分选仪 GaiaSorter-Dual"盖亚”双相机全波段高光谱分选仪

双利合谱介绍

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合作方式与核心竞争力

配套资源

典型、独特的光谱/图像处理算法全面的教学演示训练系统分析软件

健全的方案架构

·从原理基础到高级的建模实验系统性方案·从理论到实践的渐进式系统学习方案

全面的战略合作长期人才储备和输出体系多元化/体系化的实训方式

文档教程

优质的技术支持

实验指导教案原理/实训课程体系

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GaiaSorter“盖亚”高光谱分选仪

图高光谱分选仪

结构示意图如下：<br>图结构原理图

GaiaSorter“盖亚”高光谱分选仪的核心部件包括均匀光源、光谱相机、电控移动平台（或传送带）、计算机及控制软件等部分。工作原理是通过光源照射在放置于电控移动平台（或传送带）上的待测物体（样品），样品的反射光通过镜头被光谱相机捕获，得到一维的影像以及光谱信息，随着电控移动平台（或传送带）带动样品连续运行，从而能够得到连续的一维影像以及实时的光谱信息，所有的数据被计算机软件所记录，最终获得一个包含了影像信息和光谱信息的三维数据立方体。

通过对数据的分析，可进行针对果蔬的水分、糖酸度等内、外部信息以及其他类型物品分级（塑料分选、茶叶品质、粮食异物等）、分选所需信息的获取，并通过后续的控制开发，从而实现对物品的全自动化分选。

GaiaSorter“盖亚”高光谱分选仪的标准配置针对大小为 300mm （长） 1x300~\mathsf{mm} （宽 ){x}200~\mathsf{mm} （高）的物品的测量，光谱范围有 400{-}10000m ， 900{-}170000 和1000-2500\mathsf{n m} 三个标准光谱波段，并通过选配小型传送带装置，可实现小批量的连续测量。

GaiaSorter-Dual可以搭载image- λ 系列和RT系列高光谱相机，也可搭载Gaiafield系列便携式高光谱相机，依靠多年的行业经验积累，自主设计开发、拥有系统结构、外观、软件著作权等权益的一套高端成像系统，目的是为了满足行业、标准品等能够实现双相机全波段一次性成像等应用需求，相机具体规格参见相关产品规格表。

GaiaSorter-Dual“盖亚”双相机全波段高光谱分选仪

图全波段高光谱分析仪

GaiaSorter-Dual“盖亚”双相机全波段高光谱分选仪的核心部件包括： 350\mathsf{n m}-2500\mathsf{n m} 全波段光谱范围的穹顶均匀光源、400-1000nm-2500\mathsf{n m} 全波段光谱相机、大行程电控移动平台（或传送带）、标准线性透射光源、计算机及控制软件等部分。

工作原理：通过光源照射在放置于电控移动平台（或传送带）上的待测物体（样品），样品的反射光通过镜头后，会被光谱相机捕获，得到一维的影像以及光谱信息，随着电控移动平台（或传送带）带动样品连续运行，从而能够得到连续的一维影像以及实时的光谱信息，所有的数据被计算机软件所记录，最终获得一个包含了影像信息和光谱信息的三维数据立方体，数据在采集过程中，自动进行相机切换，自动进行电控平移台扫描速度切换，数据独立保存和批处理等。

通过对数据的分析，可进行针对果蔬的水分、糖酸度等内、外部信息以及其他类型物品（如塑料、烟草、岩石等）分级、分选所需信息的获取，并通过后续的控制开发及建模等软件算法处理，从而实现对物品的全自动化分选。

系统优势：

·配备全波段光谱相机（400nm-1000nm、900-1700或1000-2500nm）
·光谱相机类型、电控平移台扫描速度、文件保存路径等自动切换功能
·数据采集时实现相机的自动切换
·双相机数据文件的自动保存
·可见相机自动白帧/暗背景数据 ·可提供二次开发相关资料(SDK)
·红外相机自动采集白帧/暗背景数据。一键式反射率校准
·红外相机自动暗背景采集 ·多种应用模式可选（单相机、双相机模式）
·近红外相机噪声坏点修复功能 ·调焦参考板
·自动光谱反射率校准 ·图像融合
·反射、透射模式应用测试 ·光谱拼接
·兼容兼顾多相机应用模式

图双相机结构

GaiaSorter-Dual“盖亚”双相机全波段高光谱分选仪的标准配置针对大小为 300mm （长 ){x}300\;mm （宽） ){x}100\mm （高）的物品的测量（可选漫反射／穹顶光源），光谱范围 350\mathsf{n m}~2500\mathsf{n m} 可同时搭载两套不同波段相机，采用上下分体设计，样品平移机构可更换为传送带装置，实现批量的连续量测，透射模式下，同样配置相应的构造来支撑对应的应用需求。相机可依据视场需求来实现电动升降。

GaiaSorter-Dual可以搭载image -λ 系列高光谱相机，也可搭载Gaiafield系列便携式高光谱相机，使用暗箱可以获取目标的全部段或者部分波段的标准光谱信息和图像信息，同时减少外部环境对样品的影响，提升标准光谱（库）数据的准确度，相机具体规格参见相关产品规格表。

双相机软件界面：

自动初始化、模式切换、参数设置、调焦、白帧、暗背景、校准、预览、光谱图像查看等等功能；

定制 （标准） 暗箱

测试植物表型、绝缘体材料、大面积烟草烟叶等体积较大的目标时，标准的暗箱无法满足应用，为此设计定制版本的平台来满足用户的实际需求。简易平台可以搭载“image-入”系列的高光谱相机并配合不同尺寸的精密电控平台来实现高光谱数据影像的获取，也可以兼容“GaiaField”系列高光谱相机，利用GF内置推扫结构或与外置电控平台分别实现扫描成像的应用（分别对应：相机移动、样品移动）。为用户提供了“一机多用”的开放式平台，节约了成本，提升了效率。

图定制暗箱系统(样品移动)

图定制暗箱系统(相机移动)

HSIA-DB高光谱暗箱

对需要在完全密闭的环境下进行测试的样品而言，高光谱暗箱提供了非常好的全光谱波段的匀化光源，以及精密的电控扫描机构，大尺寸、可升降式的样品台。系统可兼容我司的Image-入系列、GaiaField系列产品。

如用户对研究对象进行荧光高光谱研究，本暗箱兼容并预留相应的模块来满足荧光高光谱成像、普通RGB、镀膜式相机等成像的目的。针对不同的用户群体，实现硬件模块化、功能多样化。

图高光谱暗箱

附件

GaiaSorter“盖亚”系统高光谱分选系统针对不同的应用需求，需要考虑不同的光源（面光源、穹顶光源、透射光源），请按照实际应用需求进行选配，以便达到最佳效果。

同时，标准暗箱可选用不同波段的LED、白光LED、紫外灯等作为照明光源、详细方案可与我司联系。标准DB暗箱不支持穹顶光源。

分选仪应用

·果蔬的水分、糖酸度、机械损伤、碰伤、内部腐败、变质、虫害以及肉类等畜产品的外物污染、残留骨头分选
·果蔬的颜色、形状、大小等的分选
·批量的异物检测(茶叶、粮食、食用油、医药等)
·可用于塑料、垃圾、矿石、木材等分选、精选
·艺术品检测
·离线、在线机台相结合
·植物表型监测

应用案例：

1.烟草烟叶分选

烟梗含量检测大多采用在生产线采样，然后进行粉碎，分离出烟梗，再通过称重的方法得出烟叶含梗量，不仅周期长，操作复杂，还会影响生产的正常进行，对于超标的烟叶无法及时从生产线上剔除。本研究的目的是通过利用成像高光谱技术无损监测技术对不同品种烟丝、梗丝进行分析研究，以其通过成像高光谱技术可快速识别不同品种的烟丝、烟梗丝。

图不同样品在可见近红外、短波红外的光谱反射率曲线

图手机拍摄(左)、可见近红外相机拍摄(中)、短波红外相机拍摄(右)的伪彩色图像

图分类结果(左：RGB图；中：可见近红外分类结果；右：短波红外分类结果)

(左：可见近红外分类结果；右：短波红外分类结果)图不同品种的烟丝、梗丝所占比例

2.水果损伤检测

苹果、雪梨、桃等水果很容易在生产、运输等环节受到损伤，而普通的RGB相机很难通过机器视觉方式解决问题，利用高光谱成像技术可以对样品无损伤的情况下进行品质监测。

说明：利用主成分分析方法分析不同品种水果损伤后不同时间段的主成分图（以第1主成分为例）。

3.不同缺陷水果光谱差异分析<br>4.绿皮马铃薯检测分析

说明：存在不同缺陷的桃子的光谱曲线差异

说明：图为合格马铃薯和绿皮马铃薯的透射率光谱、反射率光谱。从图中可知，合格马铃薯和绿皮马铃薯的投射率光谱存在显著差异，而反射率光谱则差异并不显著。

5.不同产地麻疯树种子的检测<br>说明：不同产地的麻疯树的种子在近红外区域有着显著差异。

6.泡菜内部缺陷研究

说明：从外表看，浸泡过后的黄瓜好与坏并无差别，因此，其光谱反射率差异并不明显，然而，坏黄瓜内部存在一定的缺陷，通过透射光获取其透射率，可以显著区分好黄瓜与坏黄瓜。

7.草莓成熟度检测

说明：分析成熟草莓、中等成熟草莓、不成熟草莓在 400{-}1000\ nm 和900-1700\mathsf{n m} 光谱范围内的光谱反射率差异，从图中可知，无论是 400{-}10000m 还是900-1700\mathsf{n m} ，不同成熟度的草莓，其光谱反射率差异均较为显著；不同成熟度的草莓，其特征波段有相同的波段也有不同的波段。

8.新鲜、冷冻猪肉光谱检测

说明：分析新鲜猪肉、冷冻一周、两周、三周、四周猪肉在900-1700nm处的光谱反射率差异。从图中可知，冷冻一周的猪肉与新鲜猪肉光谱差异并不大，但冷冻两周以上，其光谱则存在显著差异。右图为分类样本的伪彩色图和猪肉新鲜度可视化效果图，蓝色代表新鲜，红色代表冷冻。

9.肉类掺假检测

牛肉、羊肉、鸡肉等掺和在一起时，很难通过视觉、味觉等发现其差异，利用高光谱成像技术可以快速判断肉质属性、分布、含量多少等信息。

说明：羊肉掺假鸭肉掺假可视化图像和不同掺假比例样品特征光谱

10.谷类食品中有害物质检测

说明：混杂于谷类中的物质快速检测（谷类为蓝色，动物污染物为红色，植物杂质为黄色，纤维垃圾为绿色，其他污染物为粉色）。

11.医药品检测分析

说明：在药品检测方面主要是检测药品份量不足或者药品掺假等品质监测。

12.垃圾塑料分选

说明：在SWIR(1000-2500nm）范围可以实现对大多数透明或浅色塑料的分类识别。通过7个特征波长(1661、1706、1715、1881、1907、2014、2128）反射率比值进行分析可对ABS、PET、PVC、PP、PS、PE的有效识别，判别准确率达到96.6%

13.矿物岩石分选

矿物岩石在可见－近红外波段的特征信息非常少，其特征的主峰位置分布在中长波的范围内，而部分矿物岩石的倍频峰正好在 2000\mathsf{n m} 附近，通过这种手段来印证矿物的属性进而对其精准的分类和识别。

图不同矿石品种的光谱曲线(400-1000nm)及RGB伪彩图

(640/550/460nm)

图1000-2500nm伪彩色图及分类效果图(左伪彩色图，中分4类，右分5类)

对1000nm-2500nm波段相机采集的数据进行分类，因选取了4个不同的小颗粒光谱作为特征样本，以此特征样本的光谱为标准，与自身样本组和另外一组样本进行同类成分匹配，同颜色标记为同类性质的。

不同矿石品种的光谱曲线(1000-2500nm)及RGB伪彩图(1985/1609/1318n

400nm-1000nm伪彩色图及分类效果图（左伪彩色图，中分4类，右分5类）

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