什么是高光譜成像技術(shù)？高光譜成像技術(shù)是新一代光電檢測(cè)技術(shù)。它不僅具有光譜分辨能力，還具有圖像分辨能力，利用光譜成像技術(shù)不僅可以對(duì)待檢測(cè)物體進(jìn)行定性和定量分析，而且還能進(jìn)對(duì)其進(jìn)行定位分析。那么，光譜成像技術(shù)的核心部件是什么？本文對(duì)高光譜成像技術(shù)的概念及其組成做了介紹，對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下！

什么是高光譜成像技術(shù)？

高光譜成像是新一代光電檢測(cè)技術(shù)，興起于20世紀(jì)80年代，目前仍在迅猛發(fā)展中。高光譜成像是相對(duì)多光譜成像而言，通過高光譜成像方法獲得的高光譜圖像與通過多光譜成像獲取的多光譜圖像相比具有更豐富的圖像和光譜信息。如果根據(jù)傳感器的光譜分辨率對(duì)光譜成像技術(shù)進(jìn)行分類，光譜成像技術(shù)一般可分成3類。

1.多光譜成像——光譜分辨率在△λ/λ=0.1數(shù)量級(jí)，這樣的傳感器在可見光和近紅外區(qū)域一般只有幾個(gè)波段。

2.高光譜成像——光譜分辨率在△λ/λ=0.01數(shù)量級(jí)，這樣的傳感器在可見光和近紅外區(qū)域有幾十到數(shù)百個(gè)波段，光譜分辨率可達(dá) nm 級(jí)。

3.超光譜成像_光譜分辨率在△λ/λ=0.001數(shù)量級(jí)，這樣的傳感器在可見光和近紅外區(qū)域可達(dá)數(shù)千個(gè)波段。

光譜成像技術(shù)的核心部件是什么？

高光譜成像系統(tǒng)的主要工作部件是成像光譜儀，它是一種新型傳感器，20世紀(jì)80年代初正式開始研制，研制這類儀器的目的是為獲取大量窄波段連續(xù)光譜圖像數(shù)據(jù)，使每個(gè)像元具有幾乎連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)。它是一系列光波波長(zhǎng)處的光學(xué)圖像，通常包含數(shù)十到數(shù)百個(gè)波段，光譜分辨率一般為1～10nm。由于高光譜成像所獲得的高光譜圖像能對(duì)圖像中的每個(gè)像素提供一條幾乎連續(xù)的光譜曲線，其在待測(cè)物上獲得空間信息的同時(shí)又能獲得比多光譜更為豐富光譜數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息可用來生成復(fù)雜模型，來進(jìn)行判別、分類、識(shí)別圖像中的材料。

通過高光譜成像獲取待測(cè)物的高光譜圖像包含了待測(cè)物的豐富的空間、光譜和輻射三重信息。這些信息不僅表現(xiàn)了地物空間分布的影像特征，同時(shí)也可能以其中某一像元或像元組為目標(biāo)獲取它們的輻射強(qiáng)度以及光譜特征。影像、輻射與光譜是高光譜圖像中的3個(gè)重要特征，這3個(gè)特征的有機(jī)結(jié)合就是高光譜圖像。下圖直觀地表示了上述三種信息要素之間的關(guān)系。

高光譜圖像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)立方體（塊）。通常圖像像素的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別用x和y來表示，光譜的波長(zhǎng)信息以λ（Z即軸）表示。下圖是一幅水果的高光譜圖像數(shù)據(jù)立方體示意圖。該數(shù)據(jù)立方體由沿著光譜軸的以一定光譜分辨率間隔的連續(xù)二維圖像組成。

一個(gè)典型的高光譜成像系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由光源、CCD攝像機(jī)、成像光譜儀、鏡頭、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)及控制裝置等組成。高光譜成像系統(tǒng)示意圖如下圖所示。