Акустооптический гиперспектрометр с электронно-управляемым числом, положением и шириной спектральных каналов

Разрабатываемый акустооптический гиперспектрометр включает в себя аппаратную часть, обеспечивающую надежную регистрацию пространственно-спектральных характеристик объекта, и комплекс программно-методического обеспечения, содержащий программу управления прибором, калибровочные данные и методику калибровки, методику выбора характеристик прибора (числа и положения каналов, их ширины, хронограммы процесса регистрации), методику измерения и алгоритмов (программ) обработки данных. Концепция использования акустооптического гиперспектрометра как мультизадачного прибора основана на том, что для известных применений (регистрация индексов цвета и др.) проводится предварительная настройка прибора: формулировка решаемой задачи; определение из литературы или экспериментально спектральных характеристик объекта и фона; выбор информативных линий (участков) спектра; разработка процедуры измерения; дополнительная градуировка по эталонным образцам. Процедура измерения может оптимизироваться по результатам использования, т.е. прибор является настраиваемым. Область применения: лабораторные экспериментальные исследования в задачах контроля физических процессов, фармацевтики и неинвазивной диагностики в медицине, сельского хозяйства и экологических исследованиях, неразрушающем контроле материалов и оценке качества продукции, классификации и распознавании объектов по спектральным свойствам, анализе цвета, высокотемпературной термографии и корреляционной спектрометрии. Прибор позволит решать как известные задачи, требующие бесконтактного и высокопроизводительного спектрального анализа, так и разработать и исследовать методы решения новых задач. Отличительными особенностями предлагаемого к разработке прибора являются реализуемый впервые в мире режим многооконной функции пропускания, возможность произвольной адресации к спектральным каналам с электронно-управляемыми характеристиками функции пропускания, наличие комплексного отечественного программного обеспечения и кроссплатформенного комплекта разработчика, обеспечивающего полный цикл работы с гиперспектральными данными для исследовательских задач, а также особенности оптической схемы прибора, обеспечивающие повышение светосилы и высокое качество регистрируемых спектральных изображений. Альтернативным методом в задачах поиска веществ или компонентов объекта представляется анализ получаемых объективных оптических данных статистическими методами - посредством корреляционной обработки со спектрами известных компонент. Наиболее перспективной областью применения являются задачи распознавания образов по спектральным и геометрическим признакам. Возможность получения объективных спектрально-пространственных данных открывает путь к формированию каталогов признаков (размеченных датасетов) с дальнейшим распознаванием методами на основе искусственных нейронных сетей. В этом случае процесс сжатия информации и выделения наиболее существенной реализуется в ходе обучения моделей принятия решений.