今天小編為大家詳細介紹高光譜成像技術行業基礎知識，希望對高光譜成像技術感興趣的朋友們有所幫助。

1.光譜學的基本定義

光譜學（Spectroscopy），是利用物質發射、吸收或反射的光、聲或粒子的現象，來研究物質或能量的方法，一般定義為研究不同波長的電磁波和物質之間相互作用的學科。光譜學被頻繁的用在物理和分析化學中，通過發射或吸收電磁波來鑒定物質。相互作用的圖被稱為頻譜圖，或者有時候被稱為光學頻譜。

光譜學是一個大學科，至今誕生已經有三百多年，近百年，與光譜相關的諾貝爾獎就有34次以上。光譜學相關的儀器、設備甚至智能硬件已經在我們日常生活中不可或缺。

由于光譜學分類和不同的技術路徑非常多，包括傅里葉變換光譜學、拉曼光譜、熒光光譜、太赫茲、光譜儀等。

2.??光譜成像技術

光源發出包含各個頻率（不同波長）的光，這些光照射到物體上，由于物體表面物質的物理性質導致一部分光被物體表面吸收，另一部分光被反射出去。其機理是物質內部不同的分子、原子和離子對應著不同特征分布的能級，在特定頻率的波譜下產生躍遷，由此引起不同波長的光譜發射和吸收，從而產生不同的光譜特征。

在同樣條件下，不同物質（對應不同的原子、分子或分子基團）的光譜特性具有唯一性和一些特性，依據這些特性就可以對被測物體進行分析。

傳統光譜技術，都是通過待測物自發光或者與光源的相互作用而進行分析的物體的，從空間維度上看，傳統光譜技術大多是針對一個單點位置，也就是單點的光譜儀。而光譜成像則是結合了光譜技術和成像技術，將光譜分辨能力和圖形分辨能力相結合，造就了空間維度上的面光譜分析，也就是現在的多光譜成像和高光譜成像技術。

1.??多光譜與高光譜

光譜成像技術，其本質是充分利用了物質對不同電磁波譜的吸收或輻射特性，在普通的二維空間成像的基礎上，增加了一維的光譜信息。成像光譜可以同時獲取影像信息與像元的光譜信息，根據光譜分辨率不同介紹下多光譜成像、高光譜成像技術；

多光譜技術（Multispectral）：目標物波段數在3~30之間（通常大于等于3個）；

高光譜成像（Hypespectral）：目標物波段數在100~300之間，光譜分辨率一般會更精細。

高光譜成像是一種基于光譜分析的新技術。它收集數百幅不同波長的圖像對于相同的空間區域。收集到的數據形成一個所謂的高光譜立方體，通常圖像的橫縱坐標分別表示光譜的波長和光譜強度。該數據立方體由沿著光譜軸的以一定光譜分辨率間隔的連續二維圖像組成。

1.??多光譜或高光譜簡單分類

（1）基于掃描方法（多次曝光），該方法還可分為3種形式：點掃描、線掃描、譜掃描；

（2）計算成像方法（單次曝光的高光譜成像）；

1.??高光譜與多光譜的區別

很多時候材料的反射率特征光譜相對于波長的變化可能非常復雜，而其他微小特征使用較粗糙的多光譜成像方法也有可能無法分辨。

1.??高光譜成像技術關鍵參數

對于多種多樣的光譜成像技術如何評價和了解，可以重點關注空間分辨率、光譜分辨率和準確率等主要參數，同時關注成像系統在設計復雜度、物理尺寸、系統成本、可量產性、可靠性方面?？偟膩碚f，就是得到一個穩定可靠的高質量的光譜圖像，是整個技術的核心。下面簡單介紹幾個關鍵參數。

空間分辨率（Spatial?Resolution）

空間分辨率是評價傳感器性能和圖像的重要指標之一，同樣也是用成像像素來表征空間分辨率，一般分辨率在一百萬以下。

審核編輯：符乾江