高光谱成像技术的原理及成像系统的组成

高光谱成像技术结合了传统成像和光谱学技术的主要优点，可以同时获取待测物体的光谱信息与空间信息，其图谱合一的优势以及优越的光谱分辨能力为分析目标属性提供了充分的数据信息。本文对高光谱成像技术的原理及成像系统的组成作了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

高光谱成像技术的原理：

高光谱成像技术是基于数量多且波段窄的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间和一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。高光谱图像是指在光谱维度上进行细致的分割，不仅仅是传统的黑白或者R、G、B的区别，而是在光谱维度上也有N个通道。因此，通过高光谱设备获取到的是一个三维数据立方体，包含图像信息及光谱信息，在光谱维度上展开后还可以获得任一谱段的影像信息。

高光谱成像技术成像系统的组成：

典型的高光谱成像系统下如图，所示，主要包括光源、成像光谱仪、CCD相机、计算机与载物台等。

其中，光源为整个系统提供照明，一般由两个卤素灯组成；成像光谱仪中的光学元件把输入的宽带光分散成不同频率的单色光，并将其投射到CCD相机上实现光谱成像；载物台用于放置待测物品，整个系统由计算机进行控制。系统获取的高光谱图像可用一段连续波段的光学图像组成的立体三维图像来表示，如下图所示。其中XY平面的二维图像表示物体的空间信息，如形状大小、缺陷等。由于物品外部变化会影响反射光谱，故形状、颜色或缺陷在某一特定的波长下图谱会有变化；入坐标表示物体的光谱信息，将反映出待测物成分结构等内部品质。