成大高光譜影像設備 可架設微型衛星分析地面物

微型卫星是全球发展重点，体积小限制也多；成功大学团队结合超颖光学技术与机器学习理论，研发全新奈米级高光谱影像设备，未来可架设在微型卫星，从高空分析地面物质地成分。

成功大学今天发布新闻稿指出，成大电机系副教授林家祥、光电系副教授吴品颉团队，以研发超颖介面光学双重突破，被视为高光谱成像技术新里程碑，论文刊登在「自然（Nature）」子期刊「自然通讯」，受到全球关注。

成大团队结合超颖光学技术与机器学习理论，研发全新奈米级高光谱影像设备，未来可架设在微型卫星上，透过笔尖大小设备与运算，从高空分析地面物质地成分，这是研究杰出成果。

成大表示，当前卫星朝向低轨道与微型化发展，可扩大应用面，早期是军事目的，未来将和人类生活密不可分，希望下一步结合其他不同领域，发展出台湾第1颗自主高光谱微型卫星。

林家祥指出，一般卫星从高空拍摄地面，例如拍到绿色小点，可能很难分辨是绿地还是绿色坦克车，高光谱卫星却能借着不同波长，分析影像成分质地，正确判断。

目前，全球仅美国国家航空暨太空总署（NASA）等极少数单位拥有高光谱卫星，但庞大设备装在近乎掌上型微型卫星上，困难重重。

吴品颉表示，传统高光谱拍摄需要多种不同光学配件搭配镜头，拍摄不同波长成像，设备庞大。团队结合软硬体专长，开发微型高光谱成像技术，设计奈米级「多波长斜聚焦超颖介面镜」，由多重共振电浆子超颖原子（超颖介面）构成，用肉眼看不到的东西拍出高光谱影像。

设备缩小缺点是拍摄影像不够清楚，高光谱影像数据取得不易，无法透过大数据学习修补，团队再提出全新机器学习理论，借由「凸优化」，不需大数据就能深度学习，即使只输入4幅图像，也能将光谱通道数量，经由运算扩展至18个，重建高保真度光谱影像。

实验显示，新研发设备拍摄结果分析，与一般高光谱设备几乎完全一致，误差只有约2%，大大突破这项技术的限制。