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高光譜成像技術(shù)在動物生理生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

來源:北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司   2018年11月02日 14:54  

 

    高光譜成像系統(tǒng)將可見光近紅外(VNIR或NIR)光譜與高分辨率成像相結(jié)合,采用推掃式(pushbroom)成像技術(shù)對運動的樣品或在運動中對靜止的樣品進(jìn)行逐線全波段光譜采集并同步生成圖像,獲取樣品化學(xué)成分的量化數(shù)據(jù)以及空間分布等詳細(xì)信息,圖像中每一象素都記錄了其對應(yīng)樣品點的化學(xué)組成、質(zhì)量、顏色等信息的光譜特征,用于對樣品進(jìn)行定性、定量分析。

 

  • 常用儀器

1.Specim IQ 手持式VNIR高光譜成像儀

    IQ手持式高光譜成像儀是一款極輕便型高光譜成像儀,產(chǎn)自于芬蘭SPECIM,曾獲得“紅點設(shè)計獎”、“inVISION創(chuàng)意獎”。他將高光譜數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和處理結(jié)果可視化集于一身,通過相機(jī)自帶的觸摸屏就可實時實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的采集和分析過程,實現(xiàn)智能化操作,克服了市場上高光譜相機(jī)操作復(fù)雜、使用不便等缺點。

2、 Specim FX10/FX17輕便型高光譜成像儀

    FX10/FX17高光譜成像儀為Specim 2016年研制生產(chǎn),是世界上成像速度快的輕便型高光譜成像儀,涵蓋400-1000nm(FX10)和900-1700nm(FX17)兩個波段,2017年inVISION雜志評為“機(jī)器視覺創(chuàng)新獎”

3、 sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)

    sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)是一套完整的高光譜成像分析工作站,整合了VNIR至SWIR高光譜成像技術(shù)、自動掃描技術(shù)及高光譜物質(zhì)分析技術(shù)(軟件),使用者只需要將放置在樣品盤中的待檢樣品置于推掃臺上,即可通過軟件進(jìn)行掃描控制,實時進(jìn)行光譜二維影像信息的獲取和保存,可同時對大量的樣品或不同形狀的樣品進(jìn)行光譜成像測量分析,包括組成成分/化學(xué)組成量化數(shù)據(jù)及其分布信息等,樣品大為200x300x45mm,對10mm以下樣品其分辨率可達(dá)30μm。

  • 應(yīng)用案例

案例一、高光譜成像技術(shù)研究了蛋的顏色和蛋殼強(qiáng)度值的測定以及裂紋蛋的識別,降低蛋類產(chǎn)品生產(chǎn)成本,提高質(zhì)量,并禽類飼料配比提供參考。

 

參考文獻(xiàn):《External characteristic determination of eggs and cracked eggs identification using spectral signature

案例二、當(dāng)患者的靜脈由于任何原因(例如深色膚色,頭發(fā)存在,高體脂或脫水狀況等)而不可見時,利用高光譜成像技術(shù)協(xié)助醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行靜脈定位過程。

 

參考文獻(xiàn):《Hyperspectral venous image quality assessment for optimum illumination range selection based on skin tone characteristics

案例三、利用高光譜技術(shù)篩選特異性結(jié)合蛋白,無損檢測活體斑馬魚幼體的Ca2+活性。

 

參考文獻(xiàn):《Imaging Ca2+ activity in mammalian cells and zebrafish with a novel red-emitting aequorin variant, Emitted photons were collected by an optic fiber

案例四、利用高光譜成像技術(shù)分析不同種類兩棲動物的體色反射率,分析其適應(yīng)環(huán)境和躲避天敵的機(jī)制。

 

參考文獻(xiàn):《Non-Invasive Measurement of Frog Skin Reflectivity in High Spatial Resolution Using a Dual Hyperspectral Approach

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