ImSpector成像光譜儀
- 公司名稱(chēng) 北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司
- 品牌 SPECIM/芬蘭
- 型號(hào)
- 產(chǎn)地
- 廠商性質(zhì) 代理商
- 更新時(shí)間 2022/7/15 13:33:53
- 訪問(wèn)次數(shù) 2246
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北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司成立于2002年，為中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)，致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究監(jiān)測(cè)技術(shù)推廣、研發(fā)與服務(wù)，特別是在光譜成像技術(shù)（高光譜成像技術(shù)、葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)、紅外熱成像技術(shù)、無(wú)人機(jī)遙感等）、植物表型分析技術(shù)、呼吸與能量代謝測(cè)量技術(shù)等方面，與專(zhuān)業(yè)企業(yè)PSI、Specim、Sable等合作，致力于植物科學(xué)、土壤與地球科學(xué)、動(dòng)物能量代謝、水體與藻類(lèi)及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域先進(jìn)儀器技術(shù)的引進(jìn)推廣和技術(shù)研發(fā)集成，為植物/作物表型分析、生態(tài)修復(fù)及生態(tài)保護(hù)、能量代謝測(cè)量等提供規(guī)劃設(shè)計(jì)、技術(shù)方案與系統(tǒng)集成、技術(shù)咨詢與科技服務(wù)。公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)80％以上具備碩士或碩士以上學(xué)位，并與*研究生院、中科院植物研究所、中科院動(dòng)物所、中科院地理科學(xué)與資源研究所、中國(guó)農(nóng)科院、中國(guó)林科院、中國(guó)環(huán)科院、中國(guó)水科院、清華大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、陜西師范大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)等建立了長(zhǎng)期的技術(shù)合作交流關(guān)系。
公司下設(shè)有葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與植物表型業(yè)務(wù)部、EcoTech®實(shí)驗(yàn)室、光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感事業(yè)部及無(wú)人機(jī)遙感研究中心（與陜西師范大學(xué)合作建立）、動(dòng)物能量代謝實(shí)驗(yàn)室、內(nèi)蒙古阿拉善蒙古牛生態(tài)牧業(yè)研究院及青島分公司。實(shí)驗(yàn)室擁有葉綠素?zé)晒獬上?、葉綠素?zé)晒鈨x、水體藻類(lèi)熒光儀、SPECIM高光譜儀、WORKSWELL紅外熱成像儀、EasyChem全自動(dòng)化學(xué)分析儀、MicroMac1000水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、ACE土壤呼吸自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、SoilBox便攜式土壤氣體通量測(cè)量系統(tǒng)、動(dòng)物呼吸測(cè)量系統(tǒng)、LCpro 光合作用測(cè)量?jī)x、Hood土壤入滲儀、年輪分析儀等各種儀器設(shè)備，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究分析、實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)等，歡迎與易科泰生態(tài)研究室開(kāi)展合作研究。
易科泰公司與歐洲PSI公司（葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與表型分析技術(shù)）、美國(guó)SABLE公司（動(dòng)物能量代謝技術(shù)）、歐洲SPECIM公司（高光譜成像技術(shù)）、歐洲WORKSWELL公司（紅外熱成像技術(shù)）、歐洲ATOMTRACE公司（LIBS元素分析技術(shù)）、歐洲BCN無(wú)人機(jī)遙感中心、歐洲ITRAX公司（樣芯密度掃描與元素分析）、美國(guó)VERIS公司、英國(guó)ADC公司、德國(guó)UGT公司、歐洲SYSTEA公司等著名生態(tài)儀器技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)機(jī)構(gòu)和廠商建立了密切的合作關(guān)系，在FluorCam葉綠素?zé)晒獬上衽c熒光測(cè)量技術(shù)、PlantScreen植物表型分析技術(shù)、高光譜成像技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)、光合作用與植物生理生態(tài)研究監(jiān)測(cè)、土壤呼吸與碳通量研究監(jiān)測(cè)、動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量、水質(zhì)分析與藻類(lèi)研究監(jiān)測(cè)、CoreScanner樣芯密度CT與元素分析技術(shù)、LIBS元素分析技術(shù)、無(wú)人機(jī)生態(tài)遙感技術(shù)等生態(tài)儀器技術(shù)及其系統(tǒng)方案集成有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，成為我國(guó)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地球科學(xué)、生態(tài)環(huán)境研究等領(lǐng)域科技進(jìn)步的重要研究技術(shù)支持力量。由公司研制生產(chǎn)的EcoDrone®無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)、SoilTron®多功能小型蒸滲儀技術(shù)、SoilBox®土壤呼吸測(cè)量技術(shù)、PhenoPlot®輕便型作物表型分析系統(tǒng)、SCG-N土壤剖面CO2／O2梯度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、植物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、動(dòng)物能量代謝測(cè)量技術(shù)等，在中科院修購(gòu)項(xiàng)目、*學(xué)科群項(xiàng)目、CERN網(wǎng)絡(luò)（生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)）等項(xiàng)目中發(fā)揮重要作用。
“工欲善其事，必先利其器”，易科泰公司將秉承“利其器，善其事”的經(jīng)營(yíng)理念，為國(guó)內(nèi)生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究與發(fā)展提供優(yōu)秀的技術(shù)方案和服務(wù)。
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土壤與植物生理生態(tài)研究監(jiān)測(cè)、環(huán)境氣象監(jiān)測(cè)、水文水質(zhì)及地下水監(jiān)測(cè)、水土保持研究監(jiān)測(cè)、荒漠化監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以及動(dòng)物生態(tài)研究等儀器技術(shù)的引進(jìn)推廣和系統(tǒng)集成,并為生態(tài)環(huán)境實(shí)驗(yàn)研究和規(guī)劃設(shè)計(jì)提供技術(shù)方案和分析測(cè)量。
ImSpector系列成像光譜儀，是全球高光譜成像技術(shù)Specim公司推出的高性能光譜儀，專(zhuān)為VIS（380-800nm）、VNIR（400-1000nm）和NIR（900-1700nm）波段設(shè)計(jì)。ImSpector成像光譜儀為世界各地的集成商和機(jī)器制造商提供了一種簡(jiǎn)單的、高性能的、高性價(jià)比的集成方法，當(dāng)它與科學(xué)灰度CCD/CMOS相機(jī)或InGaAs傳感器相結(jié)合時(shí)，即組成了一個(gè)線掃描光譜成像設(shè)備，應(yīng)用于日常使用的各種檢查、分類(lèi)和其他機(jī)器視覺(jué)解決方案。
ImSpector成像光譜儀優(yōu)化了每個(gè)模組的光譜分辨率、探測(cè)器尺寸、空間分辨率和成像速度，可提供市場(chǎng)上最高光學(xué)性能的無(wú)失真圖像，以滿足應(yīng)用要求。
可選前置光學(xué)鏡頭：
標(biāo)準(zhǔn)系列：OL8、OL12、OL17、OL23、OL35用于2/3英寸或更小探測(cè)器
增強(qiáng)系列：OLE9、OLE18.5、OLE23、OLE140用于2/3英寸或更大探測(cè)器
其他系列：OLES15、OLES22.5、OLES30、OLES56用于N17E
可選配件：
機(jī)械快門(mén)（增強(qiáng)系列）
收集光纖
帶阻濾波器，OBF 570(矩形14×12mm或圓形20mm ?和17mm ?)，用于V10和V10E
用于光源監(jiān)測(cè)的光纖漫射輻照度傳感器FODIS(增強(qiáng)系列)
技術(shù)參數(shù)：
ImSpector | V8 | V10E | V10H | N17E |
光學(xué)性能 | ||||
光譜范圍 | 380-800nm *1 | 400-1000nm *1 | 400-1000nm *2 | 900-1700nm *2 |
色散 | 66nm/mm | 97.5nm/mm | 139nm/mm | 110nm/mm |
光譜分辨率 | 6nm （80μm狹縫） *2 | 2.8nm （30μm狹縫） *2 | 11.2nm （80μm狹縫） | 5nm （30μm狹縫） |
成像尺寸 | 6.6(光譜)×8.8(空間)mm，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)?”圖像傳感器 | 最大6.15（光譜）×14.2（空間）mm | 4.3（光譜）×6.6（空間）mm，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)?”圖像傳感器 | 最大7.6（光譜）×14.2（空間）mm |
空間分辨率 | 光斑半徑＜30μm | 光斑半徑＜9μm | 光斑半徑＜40μm | 光斑半徑＜15μm |
像差 | 輕微像散 | 無(wú)像散 | 輕微像散 | 無(wú)像散 |
光譜線在空間軸上的彎曲 | Smile＜45μm | Smile＜1.5μm | Smile＜30μm | Smile＜5μm |
空間線在光譜軸上的彎曲 | Keystone＜40μm | Keystone＜1μm | Keystone＜20μm | Keystone＜5μm |
數(shù)值孔徑 | F/2.8 | F/2.4 | F/2.8 | F/2.0 |
默認(rèn)狹縫寬度 | 50μm（30，80，150可選） | 30μm（18，50，80，150μm可選） | 50μm（30，80，150μm可選） | 30μm（30，80，150μm可選） |
狹縫長(zhǎng)度 | 9.6mm | 14.2mm | 9.8mm | 14.2mm |
光輸入 | N/A | 遠(yuǎn)心鏡頭 | N/A | 遠(yuǎn)心鏡頭 |
效率 | ＞50%，不受偏振影響 | |||
雜散光 | ＜0.5%（鹵素?zé)簦?90nm長(zhǎng)通濾波） | ＜0.5%（鹵素?zé)簦?33nm陷波濾波） | ＜0.5%（鹵素?zé)簦?400nm長(zhǎng)通濾波） | |
機(jī)械性能 | ||||
尺寸 | D 35×139mm | W 60×H 60×L 175mm | D 35×L 139mm | W 60×H 60×L 220mm |
重量 | 300g | 1100g | 300g | 1500g |
機(jī)身 | 陽(yáng)極氧化鋁管 | |||
相機(jī)接口 | 標(biāo)準(zhǔn)C-mount適配器 | |||
用戶調(diào)節(jié) | 成像軸相對(duì)于探測(cè)器行，可調(diào)后焦距+/- 1mm | |||
環(huán)境性能 | ||||
存儲(chǔ)溫度 | -20…＋85℃ | |||
運(yùn)行溫度 | ＋5…＋40℃，無(wú)凝水 | |||
注：
1 可在探測(cè)器窗口前安裝帶阻濾波器
2 系統(tǒng)光譜和空間分辨率還取決于探測(cè)器的離散成像特性和透鏡質(zhì)量
應(yīng)用案例一：黃曲霉毒素B1自然污染的花生分類(lèi)
南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院Xueming He等研究人員，使用ImSpector V10e光譜儀+EMCCD相機(jī)組成400-1000nm高光譜成像系統(tǒng)，提取并整合光譜、顏色和紋理特征，并采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）方法測(cè)定參考AFB1水平，用以實(shí)現(xiàn)一種基于非破壞性高光譜成像方法來(lái)區(qū)分正常和自然黃曲霉毒素B1（AFB1）污染的花生。
對(duì)全光譜進(jìn)行了不同的預(yù)處理，線性判別分析（LDA）結(jié)果表明，先進(jìn)行Savitzky-Golay平滑（SGS），然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換（SNV）可以實(shí)現(xiàn)最佳判別，對(duì)校準(zhǔn)集和驗(yàn)證集的準(zhǔn)確率分別為90%和92%。最后，將偏最小二乘判別分析（PLS-DA）和支持向量機(jī)（SVM）的性能與LDA進(jìn)行了比較，帶有RBF核的支持向量機(jī)對(duì)校準(zhǔn)集和驗(yàn)證集的準(zhǔn)確率分別為93%和94%，結(jié)果最好。
本研究展示了高光譜成像在花生AFB1污染直接分類(lèi)中的應(yīng)用潛力，并證明紋理和光譜特征的結(jié)合可以改善建模結(jié)果。
應(yīng)用案例二：葡萄籽無(wú)損快速品種識(shí)別和可視化表達(dá)
浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院Yong He等研究人員，使用ImSpector N17E光譜儀+ Xeva 992相機(jī)組成HSI系統(tǒng)，分別采集了三個(gè)葡萄品種的14015、14300和15042顆葡萄種子在874-1734nm光譜范圍內(nèi)的高光譜圖像。通過(guò)小波變換對(duì)像素級(jí)光譜進(jìn)行預(yù)處理，然后提取每個(gè)葡萄籽的光譜。對(duì)高光譜圖像進(jìn)行主成分分析（PCA），使用前六個(gè)PCs的分?jǐn)?shù)用于定性識(shí)別不同品種之間的模式，前六個(gè)PCs的載荷用于識(shí)別有效波長(zhǎng)（EWs）。
使用支持向量機(jī)（SVM）建立基于EWs的光譜判別模型。結(jié)果表明，該方法能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出每種葡萄籽的品種，驗(yàn)證精度為94.3%，預(yù)測(cè)精度為88.7%。使用每個(gè)品種的外部驗(yàn)證圖像來(lái)評(píng)估所提出的模型，并形成分類(lèi)圖，其中每個(gè)單個(gè)葡萄籽被正確識(shí)別為屬于不同的品種。
總體結(jié)果表明，高光譜成像（HSI）技術(shù)結(jié)合多元分析可以作為一種有效的工具，用于葡萄籽的無(wú)損快速品種識(shí)別和可視化表達(dá)，該方法在開(kāi)發(fā)多光譜成像系統(tǒng)以供實(shí)際應(yīng)用方面具有很大潛力。
參考文獻(xiàn)：
[1] He X , Yan C , Jiang X , et al. Classification of aflatoxin B1 naturally contaminated peanut using visible and near-infrared hyperspectral imaging by integrating spectral and texture features[J]. Infrared Physics & Technology, 2021:103652.
[2] Yiying Z , Chu Z , Susu Z , et al. Non-Destructive and Rapid Variety Discrimination and Visualization of Single Grape Seed Using Near-Infrared Hyperspectral Imaging Technique and M*riate Analysis[J]. Molecules, 2018, 23(6):1352-.
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