高光谱成像木材无损检测：心材与边材的识别

  高光谱成像技术是一种基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，来探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。

  高光谱图像是在光谱维度上进行了细致的分割，不仅仅是传统所谓的黑、白或R、G、B通道，而是多达几百个通道，例如：SPECIM FX17高光谱相机可以把900nm-1700nm的光谱范围分为224个通道。因此，通过高光谱相机获取到的是一个数据立方，不仅有图像信息，并且在光谱维度上进行展开获得几百个谱段信息。结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据，还可以获得任一个谱段下的图像信息。

高光谱成像：采集了目标的二维图像和每个像素点的光谱信息

  采用SPECIM FX17近红外高光谱相机，对心材、边材、节和木材缺陷等进行实时检测。

  由于其不同的特性，松木的心材和边材几乎可以被视为两种不同的木材。由于其疏松的结构，边材更容易受到水分、空气和溶剂的影响，导致其更容易受到喷漆或浸渍等处理的影响。心材更稳定耐用，因为它能够抵抗水分波动。当需要用到松木的坚固特性时，优先使用心材；而在需要对松木进行处理加工时，优先使用边材。为了充分使用松木原木，应按照其心材含量进行分类使用，不仅充分利用其特性，也能够增加木材加工商的收入。

  在此示例中，SPECIM FX17高光谱相机用于检测六块松木的心材。左边的图像显示了木材的原样；中间的图像用作参考（预先切下的木材，并使用重氮苯磺酸进行化学处理，以使心材中的苯酚着色）；右图显示了高光谱成像的结果。

  使用高光谱成像技术、光谱分析和建模算法将化学/分子特性描绘为图像中的颜色。边材更疏松的结构特性和对水分的敏感性，使其在1000 nm-1700 nm 之间的红外光谱范围内可以区分心材和边材。

  使用SPECIM FX17高光谱相机采集图像，并使用Perception STUDIO完成分析和建模。处理后的图像中，心材用绿色标注，边材用红色标注，树脂和节分别用蓝色和青色标注。结果清楚地表明了高光谱成像对松木心材和松边材的无损检测效果，而无需使用昂贵且不健康的化学品。