光譜成像是從物體獲取空間和時間數(shù)據(jù)信息以獲取信息的科學(xué)技術(shù)。目前，數(shù)字成像是最先進(jìn)和適用的方法，它使用數(shù)碼相機(jī)記錄數(shù)據(jù)，例如電荷耦合器件(CCD)。

在生物學(xué)研究中，圖像可以通過光學(xué)顯微鏡等普通光學(xué)方法測量，也可以通過提供有關(guān)物體的額外物理或化學(xué)信息的更先進(jìn)的方法測量;示例包括光學(xué)相干斷層掃描和壽命成像。由于光譜成像的廣泛使用，我們將以下討論限制在光學(xué)顯微鏡，主要是在可見光范圍內(nèi)。

圖像的質(zhì)量決定了可以從中提取的信息量，下表描述了表征所采集圖像的最常見參數(shù)：

1個空間分辨率決定了對象中最接近的可區(qū)分特征。它主要取決于波長 (λ)、物鏡的數(shù)值孔徑 (NA)、放大倍率和陣列檢測器(通常是 CCD 相機(jī))的像素大小。后兩者之所以起作用，是因為它們決定了必須足夠高才能實現(xiàn)全分辨率的采樣頻率?？臻g分辨率還取決于信號質(zhì)量。

2個最低可檢測信號取決于檢測器的量子效率(越高越好)、系統(tǒng)的噪聲水平(越低越好)、光學(xué)器件的 NA(越高越好)以及光學(xué)器件的質(zhì)量。這在光子數(shù)量有限或可用于測量的總時間有限(例如，由于氧氣引起的熒光猝滅或活細(xì)胞成像)的應(yīng)用中尤為重要。

3個所采集數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍決定了可以在圖像中檢測到的不同強(qiáng)度級別的數(shù)量。它取決于每個像素的最大可能電子數(shù)和最低可檢測信號(基本上是這兩個值的比率)。然而，如果測得的信號很低，以至于與像素相關(guān)聯(lián)的 CCD 阱僅被部分填充，則動態(tài)范圍將相應(yīng)地受到限制。例如，如果 CCD 阱僅達(dá)到其最大容量的 10%，則動態(tài)范圍將降低至其標(biāo)稱值的 10%。

4個視野 (FOV) 決定了可以成像的最大區(qū)域。

5個其他參數(shù)包括曝光時間范圍(通常由檢測器確定)和 CCD 像素的合并以獲得靈敏度(通過權(quán)衡空間分辨率)。