快照光谱成像技术的几种类型介绍

快照光谱成像技术作为一种能同时获取空间信息和光谱信息的技术，具备非接触、高效率及高通量等优势。根据对目标辐射空谱调制的原理不同，快照光谱成像技术可分为直接成像技术和计算成像技术。本文对快照光谱成像技术的几种类型介绍做了介绍。

直接成像技术：

所谓直接成像技术，是指直接将目标辐射 f（x，y，λ）进行二维切片后投影并排布到探测器上。该技术的特点是通过获取目标辐射与投影像素之间的灰度映射，从而进行重构获得成像结果。利用直接成像技术所制造的滤光片堆栈型光谱仪的工作原理图，通过一组彼此存在一定倾斜角度的窄带滤光片堆栈替代传统的滤光片，该结构的引入可以很好的提升系统的时间分辨率，以达成相同的观测时间内直接获取目标场景多光谱成像信息的目的。

利用直接成像技术的快照式光谱仪具有算法简单、运行速度快、空谱调制关系明确等优点。缺点是目标数据立方体的分辨率与探测器分辨率直接相关，高光谱分辨率是以牺牲空间分辨率为代价的，因此导致重构后的数据立方体空间分辨率偏低。

计算成像技术：

相较于直接二维切片投影的直接成像技术，计算成像技术首先将目标的数据立方体f（x，y，λ）进行调制编码，再将投影映射为探测器的像元响应，最后成像数据经过计算解调从而获得重构后的数据立方体。例如计算层析光谱成像、快照式傅里叶变换光谱成像、编码孔径光谱成像、基于Sagnac 干涉原理的光谱成像和基于衍射光学元件的光谱成像都属于计算成像技术的范畴。与传统光谱仪不同，计算层析光谱仪前端物镜位置用大通光量光阑代替了原有的狭缝，再利用如Kinoform 光栅等全息色散元件将光谱信息与空间信息投影在探测器的不同方向上，最后通过重建算法重新构造出数据立方体。尽管计算测量技术的使用能够从原理上获得更高空间分辨率的光谱图像，但受限于复杂的重构算法，系统整体运行效率和最终图像质量都偏低。因此，该技术目前仍处于算法优化阶段，实际应用案例不多。