[发明专利]一种基于高光谱的叶片无损检测装置

说明书

本发明公开了一种基于高光谱的叶片无损检测装置，包括光源、物镜或者透镜、位移台、滤波片，聚焦透镜、成像光谱仪,待测样品放置在所述的位移台上，光源发出的光依次通过物镜或者透镜、位移台、待测样品,待测样品辐射的光通过滤波片，聚焦透镜进入成像光谱仪中。本发明利用光源照明样品，利用位移平台实现对样品的扫描，成像光谱仪采集样品辐射的光谱信号，可以快速地得到样品的光谱和空间位置信息。本发明采用了主动照明的方式，系统的信噪比较高，可以用来实现物体的定量检测。

技术领域

本发明属于高光谱检测领域，特别涉及一种基于线光源、推扫式成像光谱仪，以及精密位移台的高光谱无损检测叶片的分析装置及方法。

背景技术

高光谱图像包含了丰富的图像信息及光谱信息，通过高光谱技术可以实现无损叶片的光谱分析和图像处理，因此在农业食品检测等领域得到了广泛应用。

成像光谱仪，在20世纪80年代由美国喷气推进实验室提出，其在光谱仪的基础上，加入了成像技术，改变了传统探测仪器只能获取被测目标单一信息的缺点，可以得到物体的光谱信息和空间分布信息。按其扫描方式不同，成像光谱仪可以分为摆扫式，推扫式，凝视型三种。摆扫式成像光谱仪在x方向，用机械结构完成扫描，在y轴上，利用装置的移动完成扫描，瞬时视场角较小，容易获得高质量的图像，但是机械装置比较笨重。凝视型成像光谱仪，一般利用声光可调滤波片或者渐变滤波片来分光，可以同时进行二维视场扫描，结构简单，但是不能同时提取空间信息和光谱信息，其空间分辨率和光谱分辨率也有限。推扫式成像光谱仪，一般由狭缝、准直透镜、分光模块、聚焦透镜，消高阶衍射滤光片、面阵相机组成。面阵相机的一维完成空间扫描，另一维完成光谱扫描，然后由平台移动来形成二维空间扫描。其具有体积小，光谱结构简单、灵敏度高、信噪比高、光谱分辨率高等优点，但是其扫描视场较小。随着大面阵相机技术以及大视场技术的发展，推扫式成像光谱仪是成像光谱仪的主流发展方向。

成像光谱仪常用在航空和航天等观测系统上，实现对地目标观测，用来监控植物生长，鉴别植物种类，以及鉴别军事伪装等。其主要利用的是物体对光源的反射光谱，受光源影响较大，并且由于其空间分辨率受限，对物体的定量分析比较困难。基于此，一种基于高光谱的叶片无损检测装置。采用了线光源和堆扫式的方法。

发明内容

本发明利用线光源来激发样品，使其产生荧光、或者拉曼信号，然后利用推扫式成像光谱仪进行探测，从而实现对样品种类的识别。精密位移台用来实现对物体的一维空间扫描，结合面阵探测器的一个维度来实现对样品二维空间分布的识别。

本发明提出的一种基于高光谱的叶片无损检测装置，包括光源、物镜或者透镜、位移台、滤波片，聚焦透镜、成像光谱仪,待测样品放置在所述的位移台上，光源发出的光依次通过物镜或者透镜、位移台、待测样品,待测样品辐射的光通过滤波片，聚焦透镜进入成像光谱仪中。

更进一步具体实施方式中，光源为宽谱光源或者激光器。

更进一步具体实施方式中，还包括驱动控制器与位移台相连驱动位移台移动。

本发明提出的一种基于线光源激发的快速高通量高光谱检测方法，按照如下步骤

1)将光谱带的个数*面阵相机横向像素点的个数*步进的步数的数据立方转变为(面阵相机横向像素点的个数*步进的步数的数据立)*光谱带的个数二维矩阵；

2)对所述的步骤1)中的二维矩阵进行主成分分析法分解；

3)根据主成分分析法中的载荷矩阵判断判断异常组织的光谱形状，根据对应相应主成分的空间分布可以辅助判断异常组织的空间形状。