什么是高光譜成像技術(shù)？高光譜成像技術(shù)是利用高光譜成像儀逐一拍攝相鄰單波長(zhǎng)光信號(hào)，然后融合所有波長(zhǎng)的圖像以形成樣本的高光譜圖像，因而有著圖譜合一的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)高光譜成像技術(shù)的類型及優(yōu)勢(shì)做了介紹，對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下！

高光譜成像技術(shù)的簡(jiǎn)介：

光譜技術(shù)是一種基于光的散射、發(fā)射或吸收信息來(lái)檢測(cè)樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)或成分含量的技術(shù)，而成像技術(shù)則是通過(guò)探測(cè)器得到樣品的高清晰度圖像從而對(duì)其空間上的特性進(jìn)行分析。這兩種技術(shù)是光電技術(shù)中的兩個(gè)重要領(lǐng)域，原本按照各自的道路發(fā)展，然而從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，隨著遙感技術(shù)的興起，學(xué)者們開(kāi)始熱衷于對(duì)地表勘探和空間探索的研究，而單獨(dú)獲取光譜或圖像信息已經(jīng)無(wú)法滿足相關(guān)研究的需求了。因此將光譜以及圖像信息結(jié)合在一起的技術(shù)手段成為當(dāng)前的重要需求，這就極大地促進(jìn)了光譜與成像技術(shù)二者的結(jié)合，成像光譜技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。依據(jù)光譜分辨率，成像光譜技術(shù)能被分成以下三類：

1.超光譜成像技術(shù)：將可見(jiàn)/近紅外波段范圍分為上千個(gè)相鄰窄波長(zhǎng)，其分辨率Δλ= 0.001λ數(shù)量級(jí)。

2.高光譜成像技術(shù)：將可見(jiàn)/近紅外波段范圍分為幾十至數(shù)百個(gè)相鄰窄波長(zhǎng)，其分辨率△λ=0.01λ數(shù)量級(jí)。

3.多光譜成像技術(shù)：將可見(jiàn)/近紅外波段范圍僅分為幾個(gè)相鄰窄波長(zhǎng)，其分辨率△λ=0.1λ數(shù)量級(jí)。

高光成像技術(shù)的原理：

高光譜成像技術(shù)可以為每個(gè)像元提供數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)窄波段光譜信息，這些光譜信息能夠形成一條完整的連續(xù)的光譜曲線。高光譜圖像數(shù)據(jù)是三維的，可以用“三維數(shù)據(jù)塊”來(lái)描述。它不僅包含了以x和y為坐標(biāo)軸的二維平面像素信息，還包含了以λ為坐標(biāo)軸的三維波長(zhǎng)信息。

因?yàn)楦吖庾V技術(shù)是成像技術(shù)和光譜技術(shù)的結(jié)合，所以高光譜對(duì)所采集的樣本的光譜信息不僅能夠反映樣本的大小、形狀、缺陷等外部品質(zhì)特征，還可以反映樣品內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的差別。這些特征充分證明了高光譜成像技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)方面要優(yōu)于其他檢測(cè)技術(shù)。

高光譜成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：

1.光譜分辨率較高

高光譜成像所用的光譜儀在可見(jiàn)-近紅外光譜范圍內(nèi)被劃分為上百個(gè)波段，分辨率在2.8-5nm之間，波段的劃分跟多光譜技術(shù)相比顯得更為精細(xì)，并且是連續(xù)分布，能夠反映的信息量也得到了極大的提高。

2.波長(zhǎng)覆蓋范圍較廣

高光譜成像的光譜儀的光譜覆蓋范圍為：紫外（200-400nm）、可見(jiàn)光（400-760nm）、近紅外（760-2560nm）以及波長(zhǎng)范圍大于2560nm的區(qū)域，波長(zhǎng)覆蓋范圍很廣。

3.圖像和光譜信息集于一體，信息反映全面

高光譜成像技術(shù)是一種新興的信息融合檢測(cè)技術(shù)，它集光譜信息和圖像信息于一體。它在準(zhǔn)確的反映待測(cè)樣本表面上的圖像信息的同時(shí)也能夠夠采集到樣本內(nèi)部各點(diǎn)或線的光譜信息，使得其能夠進(jìn)一步的確定樣本內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成和成分信息，因此可以檢測(cè)出待測(cè)樣本的全部所需信息。

4.無(wú)需前處理、無(wú)污染、方便快捷

高光譜成像技術(shù)采用具有極強(qiáng)穿透能力的光，在對(duì)待測(cè)樣本進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，不需要對(duì)待測(cè)樣本進(jìn)行任何的處理，它能夠穿透塑料或者玻璃來(lái)對(duì)待測(cè)樣本直接的檢測(cè)，同時(shí)也不用使用任何的化學(xué)試劑。相對(duì)于傳統(tǒng)的分析方法而言，在不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染的同時(shí)也可以節(jié)約大量的化學(xué)試劑的使用費(fèi)用。儀器測(cè)定時(shí)間短。

5.無(wú)破壞性

無(wú)破壞性也是高光譜成像技術(shù)的一大特點(diǎn)，因?yàn)樗臒o(wú)破壞性使得高光譜成像技術(shù)可以對(duì)果蔬、谷物和肉類等多種農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。在農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏庫(kù)中安裝高光譜自動(dòng)檢測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)藏品的自動(dòng)檢測(cè)，節(jié)省大量人力、物力和時(shí)間。

6.測(cè)定速度快

高光譜圖像的原始光譜信息必須由計(jì)算機(jī)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的處理和分析，在獲得待測(cè)樣本的原始數(shù)據(jù)后即可立即獲得定性或定量的結(jié)果，整個(gè)分析所需時(shí)間大約在2分鐘之內(nèi)，并且能夠根據(jù)同一原始光譜數(shù)據(jù)的處理分析得出待測(cè)樣本各種組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)。