高光譜相機（英：Hyperspectral camera）是基于非常多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù)脂崔。歐盟關(guān)于面料和紡織品回收的新指南自2018年開始
生效滤淳。這個對環(huán)境非常重要的項目的目標是從2025年起重新利用全世界所有的紡織品。芬蘭公司Specim的高光譜成像為成功實現(xiàn)這一
雄心勃勃的目標提供了技術(shù)要求砌左。
紡織業(yè)造成的污染是世界人類日益遭受的染的重要組成部分脖咐。原因是多方面的。一方面绊困，織物和服裝的生產(chǎn)需要大量的資源文搂，特別是棉
花的生產(chǎn)需要大量的水。一方面秤朗，很大一部分使用過的和新的紡織品——目前估計每年大約有1600萬噸——最終被扔進了垃圾填埋
場煤蹭，盡管至少部分材料是可以再利用的。此外取视，微塑料作為合成紡織纖維的殘留物越來越多地進入土壤和水中硝皂，通過食物鏈危及整個動
物物種和人類的生存。越來越頻繁替換新衣服的趨勢是造成這種負面發(fā)展的部分原因作谭。時裝業(yè)的公司每年都推出越來越多的時裝系列稽物。
過去，市場上只有一個新的夏冬系列折欠，現(xiàn)在每年推出多達25個新品也不再是奇怪的事贝或。
為了減少這些發(fā)展對環(huán)境的嚴重后果，有必要大幅度提高紡織品回收的速度锐秦。這以當前手工方法無法實現(xiàn),因為員工不能在所需的速度
和耐力下區(qū)分不同的物質(zhì),此外,不同類型的紡織品有特殊知識要求: 完全基于外觀來可靠識別和分離不同類型的纖維和混紡織物幾乎是
不可能的咪奖。更糟糕的是，這些工作場所通常非常不衛(wèi)生酱床，甚至有潛在的危險羊赵，因為要分類的紡織品可能含有毒素。因此扇谣，從長遠來看昧捷，
人工分揀紡織品是極其昂貴的闲昭。
歐盟反對紡織廢料的新準則
歐盟(European Union)在2018年通過了打擊紡織品廢物的新準則，并為其成員國設定了一個最后期限:到2025年靡挥，它們應該完全回收所
有紡織品序矩。根據(jù)目前的技術(shù)水平，這個雄心勃勃的目標只能通過幾種方法來實現(xiàn)芹血。Esko Herrala知道贮泞，高光譜成像就是其中一種技術(shù)。
多年來幔烛，芬蘭公司Specim的聯(lián)合創(chuàng)始人和高級應用專家一直在處理如何經(jīng)濟和安全地分離和回收不同材料的問題。他在“Committee for
the Future”（ 未來委員會）為芬蘭議會編寫的一份報告中就這一主題作出了貢獻囊蓝。本報告的目的是了解芬蘭如何從視覺產(chǎn)業(yè)中獲益饿悬，
以及該技術(shù)可以應用于哪些領(lǐng)域。
Herrala說:“我負責報告的循環(huán)經(jīng)濟部分聚霜，我演示了光電子系統(tǒng)在垃圾分類領(lǐng)域的各種可能用途狡恬。” 2019年蝎宇，在Helsinki Parliament（赫
爾辛基議會）的報告結(jié)果中弟劲，芬蘭政府將紡織品分類定義為優(yōu)先應用領(lǐng)域，并設定了到2023年收集和回收全國所有紡織品廢物的目
標姥芥⊥闷颍“芬蘭已經(jīng)是塑料和建筑垃圾分類領(lǐng)域的世界領(lǐng)先國家之一，也希望利用紡織回收的巨大經(jīng)濟潛力凉唐，以創(chuàng)新的解決方案庸追，”Specim
的聯(lián)合創(chuàng)始人解釋說。
高光譜近紅外系統(tǒng)作為解決方案
從2019年底開始台囱，Specim深入開展工作淡溯，尋找合適的合作伙伴。對于近紅外高光譜相機的制造商來說簿训，這項技術(shù)顯然可以作為紡織品
分類的一種可能解決方案咱娶。“首先强品，你必須知道不同的紡織品有各自的光譜特征膘侮，可以用來對織物進行分類≡穸織物要么由天然纖維(如棉
花)喻喳，要么由動物纖維(如羊毛)，要么由合成纖維(如聚酯)制成困曙”砺祝混紡面料通常也由不同類型的纖維制成谦去，”Herrala解釋道”暮撸“不同的材料
在化學和分子結(jié)構(gòu)上有所不同鳄哭。因此，這些物質(zhì)對不同波長的電磁波的反應不同纲熏，它們吸收妆丘、反射或讓電磁波通過的方式也不同【志ⅲ”
不同的紡織品有各自的光譜特征勺拣，可以用來對織物進行分類
這些特性可以用高光譜成像系統(tǒng)對紡織品進行基于反射光的光譜分析。具有近紅外波段(NIR)波長的特殊照相機與光譜儀相結(jié)合鱼填，可以
清楚地識別被檢測材料的化學成分药有，從而形成紡織品自動分類的基礎(chǔ)。
“高光譜近紅外圖像處理系統(tǒng)與合適的分類算法相結(jié)合苹丸，可以區(qū)分不同面料和顏色的物質(zhì)愤惰，以及天然、動物和合成纖維的識別赘理，”Herrala
解釋說宦言。“這項技術(shù)甚至可以提供混紡織物中合成纖維和天然纖維比例的定量信息商模〉焱”
高光譜技術(shù)可以區(qū)分合成纖維、植物纖維和動物纖維
特定要求
Herrala回憶說阻桅，為紡織品分類提供可靠解決方案的開發(fā)凉倚，給specm提出了特定的要求:“在分類塑料時，黑色材料會大量吸收光線嫂沉，這使
得區(qū)分不同類型的黑色塑料變得更加困難稽寒。黑色面料也會出現(xiàn)這個問題。我們可以通過使用其他波長在中紅外范圍內(nèi)的相機(MWIR趟章、
中波紅外)來解決這個問題杏糙，但由于此類相機的成本較高，需要根據(jù)個別使用情況檢查所需的成本效益蚓土『晔蹋”
另一個困難是區(qū)分不同的物質(zhì)時，他們是潮濕的或濕的蜀漆×潞樱“我們使用了干和濕材料來測試系統(tǒng)，然后用干和濕紡織品測試分類算法。這
一方法得到了有用的結(jié)果绷耍，但我們?nèi)匀粌A向于對相對干燥的材料進行分類吐限。”
Herrala表示褂始，對所謂的多層紡織品進行分類仍未解決诸典，目前這項技術(shù)已達到極限。
解決方案: SPECIM FX17
憑借基于InGaAs的光譜相機FX17, Specim為紡織品分類傳感器提供了完美的解決方案崎苗。這款相機的工作波長范圍從900到1700nm狐粱，除
了一些合成黑色紡織品，如黑色聚酯或黑色尼龍胆数，完全覆蓋了傳統(tǒng)織物的不同光譜特征肌蜻。
由于一個特殊的技術(shù)特性,FX17相機也是非常靈活的關(guān)于記錄速度:它提供了用戶選擇的選擇和評估從224波長通道數(shù)和只使用那些手頭
特別有意義的應用程序由于材料測試對象的屬性。使用的波長的數(shù)量對解決的速度有直接的影響:使用的波長越少幅慌，評價越快宋欺。這個特
性被稱為多感興趣區(qū)域(MROI)，這意味著FX17在使用所有224個波段時可以達到每秒670條線的記錄速度胰伍，然而，隨著波段的減少酸休，
甚至每秒數(shù)千條線都是可能的骂租。在只有4個波段的情況下，記錄速度可以達到每秒15,000條線斑司。
FX17的另一個特點是通過調(diào)整相機配置渗饮，根據(jù)其空間分類和不同的分辨率，增加了不同類型織物檢測的可靠性宿刮，從而使測量結(jié)果在相
機中統(tǒng)計平均互站，Herrala解釋道: “特別是在紡織品檢測方面，經(jīng)常會出現(xiàn)反射或陰影的問題僵缺，這可能是由紡織品在運輸和傳送帶上區(qū)分
時的紐扣胡桃、鉚釘或污垢造成的。如果不使用單個測量值的結(jié)果進行分類磕潮，而是使用所檢查區(qū)域的統(tǒng)計平均值翠胰，則更有可能得到正確的結(jié)
果。FX17提供了這種可能性自脯≈埃”
由于FX17相機的其他特點,如1000:1的優(yōu)秀信噪比和高吞吐量,從而導致更少的光照射測試所需的區(qū)域,或更高的分類速度,這個相機已經(jīng)
被證明是一個優(yōu)秀的傳感器用于紡織排序。
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