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高光成像技术的原理是怎样的?高光谱成像技术有何特点?

发布时间:2023-05-05
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​高光谱成像技术把二维成像和光谱技术融为一体,具有多波段、高分辨率和图谱合一的优点。可提供空间域信息和光谱域信息,即“谱像合一”,并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相类比。本文对高光成像技术的原理及特点作了简要的介绍。

高光谱成像技术把二维成像和光谱技术融为一体,具有多波段、高分辨率和图谱合一的优点。可提供空间域信息和光谱域信息,即“谱像合一”,并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相类比。本文对高光成像技术的原理及特点作了简要的介绍。

高光谱成像仪

高光成像技术怎么理解?

高光谱技术与多光谱技术相比,高光谱成像技术极大地提高了光谱信息的丰富程度;在处理技术上,高光谱成像技术对于光谱数据处理更快速、有效。高光谱成像技术是一种综合性技术,它集合了微弱信号检测、计算机技术、精密光学机械、探测技术等。它能够获取连续的、窄波段的图像数据,并且结合了成像技术和光谱技术。高光谱成像技术的出现为遥感界带来了一场技术的革命,不能在宽波段遥感中被探测到的物体,高光谱成像技术实现了对它的检测。


高光成像技术的原理:

高光谱成像技术可以为每个像元提供数十甚至数百个窄波段光谱信息,这些光谱信息能够形成一条完整的连续的光谱曲线。高光谱图像数据是三维的,可以用“三维数据块”来描述。它不仅包含了以x和y为坐标轴的二维平面像素信息,还包含了以λ为坐标轴的三维波长信息。

因为高光谱技术是成像技术和光谱技术的结合,所以高光谱对所采集的样本的光谱信息不仅能够反映样本的大小、形状、缺陷等外部品质特征,还可以反映样品内部的物理结构和化学成分的差别。这些特征充分证明了高光谱成像技术在无损检测方面要优于其他检测技术。


高光谱成像技术的特点:

高光谱拥有分辨率高、波段多的特点,在可见光和近红外光谱区内,高光谱是由几百个波段组合成的,分辨率极高;而且高光谱波段划分精细,含有的有用信息多,所反映的检测样品也比较精确。

(1)检测速度快、对样品无损害、不需要化学试剂;建立被测理化指标与光谱数据的相对应的模型,样品不需要被损害,也不需要任何试剂,就可以快速检测出样本某个指标的含量。

(2)为定性和定量提供新的观念,传统的定性、定量以化学方法为主,过程复杂,人力物力耗费大,高光谱成像技术表现出与传统方法的完全不同,能够快速、无损的检测样品,为食品行业提供了新的观念。

(3)对于数据处理运用不同的方法得出的结果也不同;光谱信息的处理主要包括:预处理一校正集预测集的划分—特征波长的选取一模型的建立,其中预处理方法、特征波长的提取方法、建立模型的方法种类繁多,每一个过程选用的方法不同得到的结果也就不同,必须要不断的尝试各种方法,找到最佳的预处理、具有代表性的特征波长和最佳的建模方法,才能建立最好的模型。

(4)对样本数据要求比较高,如果高光谱图像数据之间的相关性太高以及样本数量少且不具有代表性的情况下,对后续的数据预处理和特征波长提取都会有比较不利的影响。样本的信息量大才能保证模型的可靠性和稳健性。

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