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什么是高光谱成像技术?高光谱成像技术什么优势?

发布时间:2023-07-07
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什么是高光谱成像技术?高光谱成像技术是集图像学和光谱学于一身的新技术,能够快速、准确、无损地获得产品内外品质信息,从而实现产品的全方位检测。那么,高光谱成像技术什么优势?本文对高光谱成像技术及其优势做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

什么是高光谱成像技术?高光谱成像技术是集图像学和光谱学于一身的新技术,能够快速、准确、无损地获得产品内外品质信息,从而实现产品的全方位检测。那么,高光谱成像技术什么优势?本文对高光谱成像技术及其优势做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

高光谱成像系统

什么是高光谱成像技术?

高光谱成像技术(Hyperspectral Image Technique)是近二十年来发展起来的基于超多波段的影像数据技术,它将传统的二维成像技术和光谱技术有机的结合在一起,融合了光学、光电子学、电子学、信号学处理、计算机技术等多种学科。通过借助光谱仪,可在紫外(200~400nm)、可见光近红外(400~1000nm)、红外(900~1700,1000~2500nm)范围内获得许多光谱连续、分辨率高的图像数据,为每个像元提供了数十至数百个窄波段,最终产生一条完整连续的光谱曲线,不仅可以获得物体特征图像信息,还可获取十分重要的光谱数据。目前光谱覆盖范围在400~

1000nm的可见—近红外、900~1700nm之间的红外光谱技术应用较广,下图为一个简单的高光谱成像系统组成。

高光谱成像系统

高光谱成像技术的特点:

1.波段多,波段宽度窄。成像光谱仪在可见光和近红外光谱区内有数十甚至数百个波段。与传统的遥感相比,高光谱分辨率的成像光谱仪为每一个成像象元提供很窄的(一般<10nm)成像波段,波段数与多光谱遥感相比大大增多,在可见光和近红外波段可达几十到几百个,且在某个光谱区间是连续分布的,这不只是简单的数量增加,而是有关地物光谱空间信息量的增加。

2.光谱响应范围广,光谱分辨率高。成像光谱仪响应的电磁波长从可见光延伸到近红外,甚至到中红外。成像光谱仪采样的间隔小,光谱分辨率达到纳米级,一般为10nm左右。

精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特征。

3.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。在成像高光谱遥感中,以波长为横轴,反射值为纵轴建立坐标系,可以使高光谱图像中的每一个像元在各通道的反射值都能产生1条完整、连续的光谱曲线,即所谓的“谱像合一”。

4.数据量大,信息冗余多。高光谱数据的波段众多,其数据量巨大,而且由于相邻波段的相关性高,信息冗余度增加。

5.数据描述模型多,分析更加灵活。高光谱影像通常有三种描述模型:图像模型、光谱模型与特征模型。


高光谱成像技术的优势:

高光谱成像技术的优势在于:

(1)光谱分辨率高,可达nm级,波段多且连续;

(2)采集到的图像信息量丰富,识别度较高,以及数据描述模型多,通过图像信息可以清晰地反映出物品的形状、颜色、纹理等外部特征指标,而通过光谱数据,可以获取样品内部的信息,如物质组成、质变等;

(3)可以在快速检测的同时很好地保存物品的完整性,只需将光谱数据和被测标准理化值通过建立模型来寻找相关性,而不对其造成破坏和污染。

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