高光譜相機的分光方式及優缺點分析
發布時間:2023-04-12
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根據分光方式的不同,高光譜相機可以分為不同的類型。本文對這些類型以及各自的優缺點進行了簡單的分析,僅供參考。
根據分光方式的不同,高光譜相機可以分為不同的類型。本文對這些類型以及各自的優缺點進行了簡單的分析,僅供參考。
1.?透射光柵
優點:結構穩定,無移動部件,對入射光線的入射角度無特殊要求。一次采樣對一條線的全波長都可進行采樣,光譜分辨率可以做到2.5nm(以400-1000nm的光譜相機為例)
缺點:價格貴
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2.?濾光片-漸進式濾光片(干涉濾光片)
優點:便宜,透過率高。
缺點:同樣不能整個框幅一次采樣;光譜分辨率做不高,10-20nm左右,更關鍵的是,對入射光線要求的非常高,對于非垂直入射的光線,干涉濾光片的濾光效果會有非常大的變化。如果正入射時截止波長是600nm,非正入射時有可能截止波長會變差650nm。所以對入射光線的角度要求特別高,但是,高光譜的檢測通常都要求有一定的視場角和成像范圍。這樣在前端光路設計上會導致非常高的成本或者導致很高的光譜偏差。
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3.?濾光片-馬賽克濾光片
優點:透過率高,信噪比可以做的高;可以整個框幅的畫面多格波長一次成像(就是說一次獲得整幅圖像在不同光譜的數據);用馬賽克中一個濾光片的數據來代替整個濾光片的數據。
缺點:光譜分辨率低,和漸進式濾光片一樣,只能做到10-20nm(較好的情況下);光譜通道少,馬賽克由幾個濾光片組成,就有幾個通道(通常為4、9、16、25、36通道,還沒看到文獻說更高的);空間分辨率低,空間分辨率 = 傳感器分辨率/通道數。
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4.?可見光液晶可調諧濾波器LCTF/聲光可調諧濾波器AOTF/法布里珀羅濾波器等
優點:一次可以對整幅圖像進行單波長采樣;光譜通道的數量可以很多。
缺點:一次可以對整幅圖像進行單波長采樣,切換其它的波長需要時間,如果測量的是移動目標/非靜止目標,就不適用了;
光譜分辨率也很難做到很高,光譜分辨率做的高信號強度(光通量)會下降很大,很難保證信噪比。