高光譜成像技術(shù)是一種新興無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，它能夠同步獲取待測(cè)樣本在紫外到近紅外光譜覆蓋范圍內(nèi)的空間信息和光譜信息，具有“圖譜合一”的特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于不同行業(yè)樣品的內(nèi)外品質(zhì)檢測(cè)。本文對(duì)高光譜成像技術(shù)及其特點(diǎn)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)介紹：

高光譜成像技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，最初用于遙感探測(cè)，后逐步發(fā)展到民用領(lǐng)域。經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程，大致可以分為灰度圖像、彩色圖像、多光譜圖像以及高光譜圖像這四個(gè)階段。其中灰度圖像是圖像發(fā)展的開端，它是由n×m值都在0到255范圍內(nèi)的二維數(shù)組組成。之后就由灰度圖像發(fā)展到彩色圖像，彩色圖像是由nxm×3的數(shù)組組成，就如同三個(gè)灰度圖像疊加到一起，但是每個(gè)灰度圖像分別表示紅色、綠色和藍(lán)色三個(gè)色彩通道，并且每個(gè)的像素點(diǎn)的值的大小也都在0到255之間，所以彩色圖像一般也叫做RGB圖像。第三個(gè)時(shí)期就是多光譜圖像，它是由多個(gè)波段組成，不再單一的由RGB三個(gè)通道，這就增加了樣品的信息量。第四個(gè)時(shí)期就是高光譜圖像，它的波段比多光譜圖像的波段更多，分辨率也更高，反映出的信息也就更豐富。

高光譜圖像采集方式根據(jù)光譜相機(jī)和光源擺放的位置不同有不同類型，主要分為反射、透射和漫透射三種方式。在圖像采集的過程中，圖像采集模塊對(duì)由實(shí)驗(yàn)對(duì)象表面反射或者透射而來的光線進(jìn)行采集，CCD相機(jī)將采集的圖像信息由光強(qiáng)信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備將其以圖像顯示出來。其中主要流程是光在進(jìn)入光譜儀之后，經(jīng)過前透鏡的校準(zhǔn)，然后在光譜儀部分被分散成不同的波長(zhǎng)，最終得到的圖像是一個(gè)三維矩陣，其中兩個(gè)維度作為空間維度，另外的一個(gè)維度表征的是光譜維度。在三維矩陣中，空間維度是由不同的像素點(diǎn)組成的，這些像素點(diǎn)代表著樣本在不同波段光下不同的反射率，光譜維度代表著不同波長(zhǎng)下的樣本對(duì)光的吸收效應(yīng)，可以由此看出不同物質(zhì)的特性，故可以通過分析光譜特性來對(duì)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)測(cè)分類。

在目前的情況下，高光譜成像系統(tǒng)一共有兩種，第一種是基于濾波器高光譜成像系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要是在相同波段下進(jìn)行整張圖像的采樣，通過反復(fù)采集得到最后的高光譜圖像，這就使的該方法存在采集速度慢、數(shù)據(jù)信息少等缺點(diǎn)。其二就是基于成像光譜儀的高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)每次采集一條直線上所有波段的數(shù)據(jù)，通過推掃式成像，讀取出整張圖像，這種采集方法具有采集速度快，數(shù)據(jù)信息大等優(yōu)點(diǎn)。

高光譜成像技術(shù)的特點(diǎn)：

高光譜成像技術(shù)作為目前常用的檢測(cè)手段之一，它具有以下特點(diǎn)：

1.具有特別高的光譜分辨率

高光譜成像技術(shù)采樣間隔在10nm左右，能反映待測(cè)樣品的細(xì)微特征，可以為檢測(cè)、預(yù)測(cè)提供很好的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2.波段多

在可見-近紅外區(qū)間具有數(shù)百個(gè)波段。

3.數(shù)據(jù)量大

在同一波長(zhǎng)范圍，高光譜技術(shù)可將光譜區(qū)間分為數(shù)百個(gè)波段，數(shù)據(jù)量特大量增加，加大對(duì)樣品分析的可能性。

4.冗余信息增加

在精細(xì)化波段的同時(shí)，波段間的相關(guān)性隨之增加，冗余信息含量增多。

5.同時(shí)提供圖像信息和光譜信息

依據(jù)高光譜成像技術(shù)的原理，它將二維成像技術(shù)與一維光譜曲線結(jié)合構(gòu)成三維數(shù)據(jù)，多方面采集樣品特征。