高光譜成像技術(shù)在動物生理生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

    高光譜成像系統(tǒng)將可見光近紅外（VNIR或NIR）光譜與高分辨率成像相結(jié)合，采用推掃式（pushbroom）成像技術(shù)對運動的樣品或在運動中對靜止的樣品進行逐線全波段光譜采集并同步生成圖像，獲取樣品化學(xué)成分的量化數(shù)據(jù)以及空間分布等詳細信息，圖像中每一象素都記錄了其對應(yīng)樣品點的化學(xué)組成、質(zhì)量、顏色等信息的光譜特征，用于對樣品進行定性、定量分析。

• 常用儀器

1.Specim IQ 手持式VNIR高光譜成像儀

    IQ手持式高光譜成像儀是一款極輕便型高光譜成像儀，產(chǎn)自于芬蘭SPECIM，曾獲得“紅點設(shè)計獎”、“inVISION創(chuàng)意獎”。他將高光譜數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和處理結(jié)果可視化集于一身，通過相機自帶的觸摸屏就可實時實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的采集和分析過程，實現(xiàn)智能化操作，克服了市場上高光譜相機操作復(fù)雜、使用不便等缺點。

2、 Specim FX10/FX17輕便型高光譜成像儀

    FX10/FX17高光譜成像儀為Specim 2016年研制生產(chǎn)，是世界上成像速度快的輕便型高光譜成像儀，涵蓋400-1000nm（FX10）和900-1700nm（FX17）兩個波段，2017年被inVISION雜志評為“機器視覺創(chuàng)新獎”

3、 sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)

    sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)是一套完整的高光譜成像分析工作站，整合了VNIR至SWIR高光譜成像技術(shù)、自動掃描技術(shù)及高光譜物質(zhì)分析技術(shù)（軟件），使用者只需要將放置在樣品盤中的待檢樣品置于推掃臺上，即可通過軟件進行掃描控制，實時進行光譜二維影像信息的獲取和保存，可同時對大量的樣品或不同形狀的樣品進行光譜成像測量分析，包括組成成分/化學(xué)組成量化數(shù)據(jù)及其分布信息等，樣品大為200x300x45mm，對10mm以下樣品其分辨率可達30μm。

• 應(yīng)用案例

案例一、高光譜成像技術(shù)研究了蛋的顏色和蛋殼強度值的測定以及裂紋蛋的識別，降低蛋類產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高質(zhì)量，并禽類飼料配比提供參考。

參考文獻：《External characteristic determination of eggs and cracked eggs identification using spectral signature》

案例二、當(dāng)患者的靜脈由于任何原因（例如深色膚色，頭發(fā)存在，高體脂或脫水狀況等）而不可見時，利用高光譜成像技術(shù)協(xié)助醫(yī)務(wù)人員進行靜脈定位過程。

參考文獻：《Hyperspectral venous image quality assessment for optimum illumination range selection based on skin tone characteristics》

案例三、利用高光譜技術(shù)篩選特異性結(jié)合蛋白，無損檢測活體斑馬魚幼體的Ca²⁺活性。

參考文獻：《Imaging Ca2+ activity in mammalian cells and zebrafish with a novel red-emitting aequorin variant, Emitted photons were collected by an optic fiber》

案例四、利用高光譜成像技術(shù)分析不同種類兩棲動物的體色反射率，分析其適應(yīng)環(huán)境和躲避天敵的機制。

參考文獻：《Non-Invasive Measurement of Frog Skin Reflectivity in High Spatial Resolution Using a Dual Hyperspectral Approach》