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​高光谱图像怎么理解?高光谱图像有什么特点?

发布时间:2024-02-23
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高光谱成像仪​在对样品进行检测时,不仅可以获得样品的光谱信息,还可以获得样品的图谱信息。本文对高光谱图像的含义及特点做了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

高光谱成像仪在对样品进行检测时,不仅可以获得样品的光谱信息,还可以获得样品的图谱信息。本文对高光谱图像的含义及特点做了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

高光谱成像仪

高光谱图像的含义:

高光谱图像相较于R、G、B或者传统的黑、白图像,增加了一维光谱维度信息数据,在二维空间维度信息的基础上,每个像素点都增加了一个以波长为横坐标,反射率为纵坐标的光谱曲线数据,由此形成的“三维图像”是一个图谱合二为一的立方体数据图像。高光谱成像系统会对图谱数据空间内的每个像元根据光谱分辨率经过色散对近百个波段完成连续的光谱覆盖,以实现对待测样本的一维光谱及二维空间成像。高光谱数据立方体是一个三维矩阵,不但有普通图像的二维空间信息,也可在一维光谱维度上获得单个像元或任意窄带波段的数据信息。


高光谱图像的特点:

高光谱成像技术针对不同成分、不同材料、不同结构的光谱吸收率都有一定的差异,在获取待测样本的大小、形状等表面特征外,还可获得反映样本内部的物理分子、化学成分、材料等较为显著的光谱特性。由于不用借助外部力量而获得样品本身的内部特点光谱,使得高光谱成像技术在无损检测方面有着巨大的优势。如今,高光谱成像技术已广泛运用到无损土壤检测、水利水电监测、地址勘探、海洋生态、食品食物安全、军事伪装战场等多个领域。与传统全色及多光谱图像相比,高光谱图像数据具有以下显著特点:

1.光谱波段范围较宽且分辨率较高

传统R、G、B或黑白图像的光谱范围一般都在可见光,波段数在几个至十几个,而高光谱仪获得图像的光谱范围可以从可见光、近红外、甚至延伸到中红外,波段数可达到几十至数百个,从而形成一条连续而饱满的光谱反射率曲线,连续性较强,分辨率在2nm-10nm之间;

2.高光谱图谱数据信息较为丰富

由于高光谱图像的光谱分辨率较高,波段较宽,由此产生了许多窄波段的光谱信息,这些光谱信息之间关联性较强,为高光谱图像数据带来了大量、丰富的信息;

3.高光谱图像有较为丰富的数学分类模型

高光谱图像的复杂性致使它的数据模型较为丰富,如图像分类模型、光谱差异模型、特征提取模型等,使得图谱数据的处理、分析、提取等更加丰富和灵活。

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