高光譜成像技術(shù)是由光學(xué)成像技術(shù)及光譜技術(shù)結(jié)合發(fā)展而來，該技術(shù)可以準(zhǔn)確的獲取樣本的圖像信息及光譜信息，再通過相應(yīng)的分析軟件進(jìn)行處理，對樣本進(jìn)行定性與定量的分析。那么，你了解高光譜成像技術(shù)嗎？它的原理是怎么樣的？本文為大家做了詳細(xì)的介紹，對高光譜知識(shí)感興趣的朋友可以了解一下！

高光譜成像技術(shù)簡介：

光譜成像技術(shù)是由成像技術(shù)與光譜技術(shù)結(jié)合而來，能夠在連續(xù)光譜段上對同一被測物同時(shí)成像，在探測物體空間特征的同時(shí)又將每個(gè)空間像元色散形成幾十個(gè)到幾百個(gè)波段，用數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)波段來成像。而所謂的光譜分辨率是指成像的相對波段寬度，在一定的光譜區(qū)間內(nèi)，波段間隔分得愈細(xì)，波段愈多，光譜分辨率就愈高。根據(jù)光譜分辨率的不同，光譜成像儀可以分為多光譜成像儀、高光譜成像儀、超光譜成像儀。通常光譜通道越多，其分辨物體的能力越強(qiáng)。

高光譜成像技術(shù)是遙感技術(shù)中的一個(gè)重要部分，是高光譜分辨率遙感技術(shù)的簡稱，誕生于上世紀(jì)末。其利用成像光譜儀在若干個(gè)連續(xù)窄帶光譜波段上同時(shí)對待測目標(biāo)成像，所得數(shù)據(jù)包含了豐富的空間、輻射和光譜三重信息。相對于多光譜而言，它有更多的波段數(shù)目、更高的光譜分辨率。

高光譜成像技術(shù)的原理：

高光譜成像技術(shù)的基本組成分為兩部分：一部分是高光譜成像儀，另一部分是高光譜數(shù)據(jù)分析軟件。

高光譜成像儀中的光源一般為鹵素?zé)?，可以提供較集中的照射光源。收集圖像裝置一般為高光譜照相機(jī)，而其中最主要的部分為面陣電荷耦合器（CCD）傳感器，可以將所獲得的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以便程序?qū)D像進(jìn)行進(jìn)一步的分析與處理，其光譜范圍一般為400～800nm。系統(tǒng)中另外一個(gè)重要的組成部分為分光系統(tǒng)，目前主要應(yīng)用到了四種分光方式：棱鏡-光柵-棱鏡系統(tǒng)、傅立葉變換光譜儀、液晶調(diào)諧濾波器、層析成像光譜儀。

其中，棱鏡-光柵-棱鏡系統(tǒng)可同時(shí)呈現(xiàn)瞬時(shí)視場內(nèi)樣品的多個(gè)光譜圖像，技術(shù)較成熟，應(yīng)用也比較廣泛，但必須進(jìn)行推帚（平動(dòng)推掃），才可以最終獲得整個(gè)樣本的二維圖像及光譜數(shù)據(jù)。這就需要依賴儀器平動(dòng)裝置協(xié)助樣本的平面推動(dòng)，對裝置的平面穩(wěn)定性要求較高。傅里葉的優(yōu)點(diǎn)在于其可以在氙氣閃光燈曝光瞬間捕獲光譜圖像，減少了由于掃視等不自主眼動(dòng)導(dǎo)致的跨光譜重定位，同樣也免除了由于各種因素（如圖像的幾何變化及入射眼底光的耦合效率變化等）引起的閃光強(qiáng)度變化，降低了數(shù)據(jù)統(tǒng)一化的需要。液晶調(diào)諧濾波器置于光通路中便可將光源分成不同波長，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制下液晶調(diào)諧濾波器 的波長篩選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的改變，可一次呈現(xiàn)被測眼底某一設(shè)定波長內(nèi)整個(gè)觀察區(qū)域內(nèi)的二維圖像及光譜信息。但該技術(shù)在我國應(yīng)用尚受濾光片水平限制。層析成像光譜儀對空間及光譜數(shù)據(jù)的獲取時(shí)間也很短（通常以毫秒計(jì)算），降低了因動(dòng)眼引起的圖像獲取誤差，且任何時(shí)間內(nèi)幾乎所有收集的光（約70%）都可以通過探測器，使光能得到充分利用。

當(dāng)設(shè)備獲取圖像的時(shí)間較長時(shí)，由于受到電壓影響下光源不穩(wěn)定、曝光時(shí)間等各種因素的影響，所獲取的樣本的圖像信息及光譜信息均需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換或校正。操作系統(tǒng)自身光譜誤差因素對生物組織光譜的影響可通過光譜響應(yīng)校正借以消除。要使系統(tǒng)獲得的光譜數(shù)據(jù)具有可比性還需要通過透射率光譜反演處理。

計(jì)算機(jī)層析算法可以將所得空間向量及聲波信息重組為一個(gè)“數(shù)據(jù)立方體”，再利用光學(xué)衍射元件進(jìn)一步整合為一張電腦全息圖像[16]，可方便地從形態(tài)上對樣本進(jìn)行觀察，并從光譜角度對樣本進(jìn)行生化分析。