PFD VNIR高光谱成像系统

PFD系列高光谱相机光谱范围涵盖400-1000 nm（VNIR）范围，具有高分辨率、高图像速率、灵活的波段选择和坚固的结构，是一款非常优秀的高光谱测量监测产品。该系统集成了Imspector成像光谱仪和面阵单色相机，它以推扫式行扫描成像获取数据，并为每个像素提供完整、连续的光谱信息。

PFD由一个400-1000nm波段范围的Imspector V10E光谱仪和一个高速CMOS探测器组成。光谱仪中使用的透射衍射光栅和光学透镜提供了高质量、低失真的图像，满足了苛刻条件下的规格要求。

这种光谱相机提供了工业质量控制应用所需的灵活性和高速采集。多个兴趣区域和binning的结合为用户提供了ZJ系统设置和控制的可能性。可以150fps的速率采集1312个空间通道的完整光谱数据，ZG可达100赫兹，空间分辨率高达1775像素。通过选择部分光谱范围，还可以达到1000 fps的采集速度。

主要特点

l 400 - 1000nm

l 光谱分辨率2.8 nm

l 空间分辨率1312像素

l 帧速率:65帧/秒(全帧)，binning条件下可达180帧/秒

l 传感器:CMOS

l 优良的信噪比与binning，大多数应用领域推荐使用

相机规格

附件配置：PFD系统提供多种附件供用户扩大应用领域

l 前置物镜：为整个光谱范围提供ZJ质量的图像和光谱数据

l 采集光纤：将相机转换成多点光谱仪，所有的点均在没有移动复用器的情况下同时测量

l 镜像扫描器或旋转平台：用于扫描静态目标和户外场景，或结合X-stage sample mover用于桌面和显微镜应用。

l LUMO软件：PFD支持LUMO软件，用于采集数据、设置参数、影像实时可视化、ENVI兼容格式数据立方，支持多款通用软件进一步处理分析。

应用领域

l 质量控制

l 食物及植被研究

l 在线分类和质量监控

l 植物与植被研究

l 环境监测

l 防伪检测

应用案例

使用遥感ZT分类方法是珊瑚礁调查研究的理想方法，高光谱成像对研究珊瑚礁的生长模式、颜色和珊瑚属、生态位等很有意义。以下案例使用PFD-VNIR对位于以色列埃拉特港北端亚喀巴湾8公里处的珊瑚礁海洋公园。研究地点被划分为相对较小的边缘礁 (礁约25米宽，2公里长)。位置的选择是基于过水干结构和相对平坦的珊瑚礁表面。

如上图： (A)用于初步参考和经验鉴定的真彩色图像，(B)原始高光谱图像，(C)图像中识别的AOIs分为两大类:样本用于分类模型构建(小AOIs，小圆点)，大AOIs用于验证。(D-F)是用来验证三种分类决议(分别为15类、10类和6类)的参考图。

右上图显示了不同珊瑚种类的光谱曲线，右下图为三个类解析输出的可视化表示。左边分别显示了15、10和6个类的参考引用图；正常分类结果显示在中间；GLS（气-液-固体色谱法）结果如右图所示。黄色刻度箭头表示1m的正方形区域。红色框中突出显示的是三个示例误差。

顶部的红框显示了黄色硬珊瑚和软珊瑚的组合。中间的红框显示错误分类，如混淆软珊瑚和死珊瑚；底部红框显示典型的“珊瑚内”错误分类;黄色珊瑚被错误地归类为棕色珊瑚。无论哪一种方法，都无法避免一些微小误差。比如暴露过度的岩块可能被绘制在一块礁岩上。

可以看到，通过对珊瑚光谱特性研究分析，再辅以彩色图像对比，其分类结果和标准参考结果及GLS方法极为接近，而且相比GLS方法，高光谱更为高效，便捷。