高光谱成像技术的发展现状及其在中药领域中的应用前景*
2021-03-27张小波
西部中医药 2021年10期
李 梦,李 静,张小波
中国中医科学院中药资源中心/道地药材国家重点实验室培育基地,北京100700
中医药是中华民族优秀传统文化的瑰宝,中药材是中医药事业继承和发展的物质基础,也是关系国计民生的战略性资源。近年来中药材质量控制问题也成为中药实现现代化、产业化以及国际化的关键,从中药材种源、采收加工、病虫害防治、有效成分检测等各个环节都需要科学严格的把关。高光谱成像技术近年来发展迅速,它结合了图像信息和光谱技术的优点,可同时获取物体内外部品质信息和空间信息,具有高效、客观、准确和无损伤等特点,已在农业、航天等多个领域广泛应用。
1 高光谱成像光谱仪的类别及分析研究方法
1.1 高光谱成像光谱仪的原理高光谱成像光谱仪的核心原理是光谱与图像合二为一,获得图像数据的同时,得到图像中每个像素的光谱信息,即高光谱数据三维立方体。此数据在X、Y平面上以像素点组成图像,在Z轴上按照光谱顺序排列[1]。高光谱成像仪主要由捕捉图像的传感器(CCD相机)、光谱仪、光源、计算机操作平台等组件组成,不同物体物体的化学成分与物质结构不同,当被光源照射时对于光的吸收与反射程度不同,进入镜头的光线在被光谱仪分成单色光源后投射到线阵或面阵探测器上作横向扫描,即可获取物体的连续波长信息[2]。图像信息在经过成像仪后由CCD相机录入,最后由软件输出的谱图是由探测器以波长顺序扫描而得的光谱序列,即前面提到的三维立方体。……
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