高光谱相机图像快速鉴别东北稻米品种

高光谱相机是一种利用光谱技术对目标进行连续、多光谱成像的设备。与普通相机相比，高光谱相机具有更高的光谱分辨率和多维度信息获取能力，能够更好地识别和区分不同物质。在农业领域，高光谱相机被广泛应用于作物生长状况监测、病虫害预警等方面，为农业生产提供有力支持。

技术原理

高光谱相机通过将目标物体反射的光线以不同的波长进行成像，从而获得连续的光谱信息。在拍摄过程中，高光谱相机采用多个窄带滤波器，以获取目标在不同波长下的反射率曲线。通过对这些曲线进行分析，可以确定目标物体的类型、生长状况等特征。此外，高光谱图像识别技术还涉及到一系列复杂的算法和技术，如特征提取、模式识别等。

产品优势

高光谱相机在稻米品种检测方面具有以下优势：

高速检测：高光谱相机能够快速获取目标的多维度信息，并利用先进的技术实现快速检测，大大缩短了检测时间。

准确性高：由于高光谱相机可以获取连续的光谱信息，因此能够更准确地识别和区分不同的稻米品种，有效避免了误判和漏判。

应用广泛：高光谱相机不仅适用于稻米品种检测，还可应用于其他农作物品种的鉴定和分类，具有广泛的应用前景。

稻米的高光谱图像

运用高光谱图像法获得3种稻米可见光波段(400~720nm)的特征光谱图像，通过提取图像的特征参数，实现对稻米品种分类鉴别，为稻米的快速分类鉴别提供了一种新方法。

样品(400~720nm)光谱图

相对反射率的计算

校正后的高光谱图像相对反射率(R)的计算公式如下：

用ENVI软件提取不同波段的高光谱图像DN值(DN值为遥感影像像元亮度值)，对于每个高光谱图像按2×5(即2行5列)的顺序取10粒稻米中心的DN值，以10次的截尾平均数(去掉一个最高值和最低值求取平均数)作为每个高光谱图像的DN值，代入式(1)中得到样本各个部分不同波段高光谱图像的相对反射率(R)，求其平均值，表示此波段下样本的相对反射率(R)。绘制3次重复实验的400~720nm的相对反射率(R)曲线，如下图所示。

相对反射率曲线

结合3次实验的图像可以看出，通过在不同波段下探测反映出不同的反射率，3种样品曲线总体趋势相同，但不同品种之间的相对反射率有所差异，本实验中3种样品的相对反射率从图中明显可以看出样品3>样品2>样品1，3种样品均会在480~550nm产生一个较为明显的特征峰，且在这个波段内，样品的相对反射率差异最为明显。

结论

对不同波段的高光谱图像进行分析，分别得到了3条互有差异的相对反射率曲线，基于相对反射率曲线，在可见光波段实现了水稻品种的区分。反射率大小的差异可能与不同来源和生长条件(温度、降雨量和光照时间)的水稻的水分和蛋白质含量及其他成分的不同有关。

利用高光谱相机图像快速鉴别东北稻米品种是一种非常有效的技术手段。通过这种技术手段，我们可以更好地管理作物、提高作物的产量与品质，同时也可以为农业科研人员提供更好的研究工具。