科技日报记者 刘园园
记者7月30日从西湖大学获悉，该校孵化的西湖智能视觉科技（杭州）有限公司最新研发出国内首款采用单曝光压缩光谱成像技术的高光谱成像相机。这款相机通过底层光学硬件和算法突破，实现智能成像系统的革新，形成了基于人工智能计算成像的新一代机器视觉感知系统。
“开始扫描。”随着指令下达，搭载这款高光谱成像相机的无人机缓缓升空，沿着河道匀速飞行。10分钟后，随着无人机平稳降落，河道的“体检报告”已经生成。回到实验室后，研究人员可通过高光谱反演模型，解析出流域总氮（TN）和总磷（TP）的空间分布特征。
“相较于过去的图像采集方法，高光谱成像技术的一大突破在于‘看得更清’，像是给相机装上了‘火眼金睛’。”西湖大学工学院感知与计算成像实验室负责人、公司创始人袁鑫说。
他介绍，当气象卫星在距地800公里的轨道上扫描时，其多光谱传感器仅能通过4至5个宽泛的光谱通道，如可见光、近红外、热红外等来描绘地球轮廓。使用这种“粗颗粒”的观测方式，每个像素都会覆盖数平方公里范围。传感器虽然能识别云层运动这样的宏观现象，却无法识别地表物质的微观特征。
“高光谱成像相机则能够把光线分成100多种不同的光谱波段，覆盖400至1000纳米可见光至近红外波段。单帧采集即可获得100个连续光谱通道信息，图像分辨率不低于1024×1024像素，细节十分清晰。”袁鑫介绍，这款高光谱成像相机能够通过解析物质的光谱特征，揭开肉眼不可见的物质真相。它的每个光谱波段都能捕捉物体对特定波长光的反射特性。
具体而言，这款高光谱成像相机能够识别出树叶上病虫害早期特征；能够分辨出水域中藻类繁殖的征兆、重金属污染的痕迹以及化学物质溶解迹象；能够快速筛查田间作物病害情况，并定位农田中的毒素富集区域，替代传统耗时耗力的采样检测。
据悉，目前该公司研发的高光谱成像相机已应用于智慧农业、环保监测、电力巡检等领域，并持续向工业质检、医疗科研等方向拓展。
（西湖大学供图）
