借助高光譜成像儀，可以對(duì)物體進(jìn)行光譜分析，以確定有機(jī)或無(wú)機(jī)雜質(zhì)——不僅在表面，而且部分在被檢材料內(nèi)部。

近年來，傳統(tǒng)的圖像處理系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?？梢浴翱础钡臋C(jī)器比沒有圖像處理的系統(tǒng)能做的更多，這種知識(shí)現(xiàn)在已經(jīng)在開發(fā)人員和設(shè)計(jì)人員中建立起來。傳統(tǒng)的2D和3D視覺系統(tǒng)通過識(shí)別表面上的某些錯(cuò)誤特征來檢查物體的質(zhì)量，而高光譜成像 (HSI) 則更進(jìn)一步。

高光譜成像儀通常使用100種或更多不同的波長(zhǎng)和光譜儀，該光譜儀將從物體反射的光分成光譜，并在相機(jī)傳感器上再現(xiàn)。HSI系統(tǒng)將生成的圖像組合成一個(gè)三維高光譜數(shù)據(jù)立方體，該數(shù)據(jù)立方體可以包含非常大量的數(shù)據(jù)。結(jié)果是所考慮物體的化學(xué)指紋，這使得分析的材料特性能夠被精確地確定。在特殊評(píng)估軟件的幫助下，每個(gè)已識(shí)別的化學(xué)成分可以在拍攝的圖像中用自己的顏色標(biāo)記，以便以簡(jiǎn)單的方式為用戶可視化現(xiàn)有物質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)稱為化學(xué)彩色成像 (CCI)。

高光譜成像儀的多種應(yīng)用

“高光譜成像可用于各種工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，在某些情況下可為傳統(tǒng)圖像處理系統(tǒng)無(wú)法完成的任務(wù)提供解決方案。另一方面，HSI系統(tǒng)能夠分析化學(xué)性質(zhì)，因此可以非?？煽康刈R(shí)別材料。通過這項(xiàng)技術(shù)，可以在很大程度上實(shí)時(shí)記錄成分的濃度和分布。”

高光譜成像系統(tǒng)的一個(gè)特殊特性使其對(duì)某些應(yīng)用特別有吸引力：一些物質(zhì)對(duì)可見光不透明，但可以被紅外光穿透。這使得即使通過適當(dāng)設(shè)計(jì)的包裝也能檢查包裝內(nèi)容物的化學(xué)成分。這種特性發(fā)揮作用的應(yīng)用主要存在于制藥和食品行業(yè)，但也存在于許多其他工業(yè)領(lǐng)域。

制藥行業(yè)的故障檢測(cè)

與許多其他領(lǐng)域一樣，全球制藥行業(yè)的生產(chǎn)速度正在迅速提高。為了降低產(chǎn)品召回的風(fēng)險(xiǎn)并保護(hù)消費(fèi)者免受受污染藥物的侵害，該行業(yè)實(shí)施了特別嚴(yán)格的安全法規(guī)。因此，一段時(shí)間以來，圖像處理系統(tǒng)一直是醫(yī)藥產(chǎn)品制造過程中的最先進(jìn)技術(shù)，以便根據(jù)形狀、大小或重量等標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)評(píng)估產(chǎn)品。然而，使用高光譜成像和CCI系統(tǒng)可以進(jìn)一步優(yōu)化藥物生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)：可以100% 檢查藥物的分子特性。

HSI系統(tǒng)在制藥行業(yè)的典型應(yīng)用是檢查緩釋片的正確包衣。這種形式的藥物在長(zhǎng)時(shí)間給藥后釋放活性成分或釋放到體內(nèi)的特定目標(biāo)。片劑的緩釋包衣對(duì)于這種活性成分的控制釋放具有決定性作用：如果它被損壞或完全缺失，藥物進(jìn)入體內(nèi)的速度會(huì)比預(yù)期的更快，并且無(wú)法發(fā)揮其長(zhǎng)期作用。

通過結(jié)合HSI和CCI技術(shù)，可以可靠地控制延遲藥物的質(zhì)量。這種質(zhì)量檢查甚至可以通過泡罩包裝進(jìn)行，只要泡罩材料不是由鋁制成，鋁會(huì)反射近紅外輻射。

測(cè)試緩凝劑涂層只是 HSI 技術(shù)在制藥行業(yè)的眾多可能用例之一。它還可用于可靠地檢查泡罩中包裝的藥片數(shù)量是否正確，它們是否完好無(wú)損且沒有任何污染，藥物膠囊中的成分是否正確或是否完全密封?！案吖庾V成像在制藥領(lǐng)域提供了許多應(yīng)用選擇，從而提高了患者和制造商的安全性。”

糧食生產(chǎn)更加安全

與制藥行業(yè)類似的準(zhǔn)則也適用于食品生產(chǎn)：為了排除對(duì)消費(fèi)者的健康風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)品中必須檢測(cè)到任何污染。食品還必須準(zhǔn)確包含制造商想要的成分以及產(chǎn)品說明中為消費(fèi)者定義的成分。

HSI 和 CCI 還為該行業(yè)提供眾多應(yīng)用選項(xiàng)。這些技術(shù)使得在分選土豆、胡蘿卜或其他蔬菜時(shí)更容易發(fā)現(xiàn)食物中的任何污染物并識(shí)別不需要的物體，例如石頭或泥土，以及堅(jiān)果生產(chǎn)過程中的殼部分或其他物質(zhì)，即使是在高速生產(chǎn)線上也是如此. 如果食物存放時(shí)間過長(zhǎng)，蛆蟲也會(huì)滋生，或者新鮮水果會(huì)開始腐爛，在食品生產(chǎn)中，任務(wù)通常不僅意味著檢測(cè)任何污染，而且還要識(shí)別腐爛的、未成熟的或受害蟲或霉菌感染的商品。使用高光譜成像系統(tǒng)可以安全地排除這些和許多其他質(zhì)量缺陷。

香腸和奶酪等工業(yè)生產(chǎn)的食品通常以收縮包裝形式出售。與制藥行業(yè)類似，HSI 系統(tǒng)在許多情況下也允許通過包裝進(jìn)行質(zhì)量檢查。這里的一項(xiàng)特殊任務(wù)是檢查熱封接頭，以保證食品絕對(duì)緊密包裝。即使這些密封接頭受到最小的污染或損壞，也可能導(dǎo)致包裝泄漏和貨物在計(jì)算出的最佳食用日期之前變質(zhì)。滯銷產(chǎn)品或昂貴的產(chǎn)品召回可能會(huì)給該領(lǐng)域的制造商帶來后果，在許多情況下可以通過使用高光譜成像來避免。

用于塑料分選的HSI系統(tǒng)

即使在其使用壽命結(jié)束時(shí)，塑料仍然非常有價(jià)值，不能簡(jiǎn)單地將它們?nèi)拥簟Ｈ绻原h(huán)保的方式充分利用目前沉積的塑料廢物的全部潛力，采用最好的回收和能源回收方法和技術(shù)，則可以回收數(shù)百萬(wàn)噸塑料。這也可以產(chǎn)生大量的熱量和電力。

回收塑料可在許多日常用品中重復(fù)使用，例如服裝、汽車零件、包裝產(chǎn)品和許多其他用途。