基于薄膜干涉分光技术的便携式多光谱成像系统

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1、基于薄膜干涉分光技术的便携式多光谱成像系统摘要：基于薄膜干涉分光技术开发了多光谱图像采集分析系统样机，样机由分光滤光片、CCD相机、逻辑控制组件和计算机终端软件等组成，并在农产品检测、成分检测等方面开展了多光谱检测技术的实验研宄。实验表明，多光谱成像系统能够进行高分辨率的光谱图像采集，并进行光谱重建和聚类等分析。在农产品检验中利用多光谱成像技术能够将霉变的黄豆与优质黄豆进行快速区分；在电解液浓度和成分检验中能够将不同浓度或不同成分的液体进行识别；在笔墨检验中能够将不同油墨的笔迹进行准确有效地判别。关键词：薄膜干涉；带通滤光片；多波段；光谱成像中图分类号：0438文献标志码：Adoi：1

2、0.3969/j.issn.10055630.2015.02.009PortablespectralimagingsystembasedonfilminterferencebandpasstechniqueLShaobo，LEIPeng,ZHANGYongxi,WUZenghui，HUWenwen(ShenyangAcademyofInstrumentationScienceCo.，Ltd.,Shenyang110043，China)Abstract：Onetypeofmultispectrumimagingsystembasedonfilminterferencetechniquei

3、sdiscussed.Aprototypeofmultispectrumimagingmachineisdeveloped，whichconsistsofabandpassfilter，aCCD,logiccontrolcomponentsandcomputeranalysissoftware.Experimentssuchasinspectionofagriculturalproductsandphysicalcompositionarecarriedout.Theresultshowsthattheimagingsystemcanrealizespectralimageacquis

4、itionatahighresolutionandanalyzethereflectancespectrumreconstructionandimageclassificationaccurately.Thesystemisalsoappliedintheinspectionexperimentofmouldybeans，electrolytecompositionanddensity,andscribbledsignatureswithdifferentpens.Keywords：filminterference；bandpassfilter；multiband；spectralim

5、aging引言多光谱成像技术是结合图像技术与光谱分析技术的新型光电检测分析技术，既可通过图像获得物体的形状、位置等物理信息，又可通过光谱分析获得物质组分、结构及化学成分等信息。近年来，由于其强大的检测分析能力，在航空遥感、自动控制、环境监测、食品安全、医疗卫生、农业、考古鉴定等各领域获得广泛的应用。国外关于多光谱技术的发展始于20世纪80年代，主要应用于航空航天等环境与资源遥感领域。典型的多光谱产品有:XybionElectronics公司开发的旋转滤光片轮式CCD多光谱相机系统[1];亚琛工业大学的16波段窄带滤光片多光谱实验装置[2]；USDAARS公司研制的CCD航空自然探测数字

6、视频系统ADVIS[3];Z/I影像公司的复合CCD面阵式DMC2001数字航空多光谱摄像机系统[4]等。我国的光谱成像技术始于20世纪90年代并在航空遥感领域取得突破性进展，主要表现在机载传感器的研制方面，如国家863计划308主题推出的先进机载对地观测系统（AEOS）以及现在资源1号、资源2号搭载的对地光谱成像系统。上述的光谱成像技术大多应用于航空航天对地观测或实验室科学研究领域，设备系统复杂，使用要求稳定性很高且专业性很强，故其在民用领域的推广应用程度很低。因此，本文在滤光片分光技术基础上开展基于薄膜干涉分光技术的多光谱成像技术研宄，整套技术和设备具有结构简单、便携易用的特点，并

7、在农产品检测、物质成分检测等方面进行多光谱成像技术的实验研究。光学仪器第37卷第2期吕少波，等：基于薄膜干涉分光技术的便携式多光谱成像系统1多光谱成像系统原理Fig.lSchematicdiagramofmultispectrumimagingsystem2带通滤光片透过率曲线Fig.2Spectraltransmittancesofbandpassfilters1多光谱成像系统的设计1.1多光谱成像系统原理图1为多光谱成像原理图：由自然光或照