高光成像技術(shù)的原理是怎樣的?高光譜成像技術(shù)有何特點(diǎn)?
發(fā)布時間:2023-05-05
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?高光譜成像技術(shù)把二維成像和光譜技術(shù)融為一體,具有多波段、高分辨率和圖譜合一的優(yōu)點(diǎn)??商峁┛臻g域信息和光譜域信息,即“譜像合一”,并且由成像光譜儀得到的光譜曲線可以與地面實(shí)測的同類地物光譜曲線相類比。本文對高光成像技術(shù)的原理及特點(diǎn)作了簡要的介紹。
高光譜成像技術(shù)把二維成像和光譜技術(shù)融為一體,具有多波段、高分辨率和圖譜合一的優(yōu)點(diǎn)??商峁┛臻g域信息和光譜域信息,即“譜像合一”,并且由成像光譜儀得到的光譜曲線可以與地面實(shí)測的同類地物光譜曲線相類比。本文對高光成像技術(shù)的原理及特點(diǎn)作了簡要的介紹。
高光成像技術(shù)怎么理解?
高光譜技術(shù)與多光譜技術(shù)相比,高光譜成像技術(shù)極大地提高了光譜信息的豐富程度;在處理技術(shù)上,高光譜成像技術(shù)對于光譜數(shù)據(jù)處理更快速、有效。高光譜成像技術(shù)是一種綜合性技術(shù),它集合了微弱信號檢測、計算機(jī)技術(shù)、精密光學(xué)機(jī)械、探測技術(shù)等。它能夠獲取連續(xù)的、窄波段的圖像數(shù)據(jù),并且結(jié)合了成像技術(shù)和光譜技術(shù)。高光譜成像技術(shù)的出現(xiàn)為遙感界帶來了一場技術(shù)的革命,不能在寬波段遙感中被探測到的物體,高光譜成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對它的檢測。
高光成像技術(shù)的原理:
高光譜成像技術(shù)可以為每個像元提供數(shù)十甚至數(shù)百個窄波段光譜信息,這些光譜信息能夠形成一條完整的連續(xù)的光譜曲線。高光譜圖像數(shù)據(jù)是三維的,可以用“三維數(shù)據(jù)塊”來描述。它不僅包含了以x和y為坐標(biāo)軸的二維平面像素信息,還包含了以λ為坐標(biāo)軸的三維波長信息。
因為高光譜技術(shù)是成像技術(shù)和光譜技術(shù)的結(jié)合,所以高光譜對所采集的樣本的光譜信息不僅能夠反映樣本的大小、形狀、缺陷等外部品質(zhì)特征,還可以反映樣品內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的差別。這些特征充分證明了高光譜成像技術(shù)在無損檢測方面要優(yōu)于其他檢測技術(shù)。
高光譜成像技術(shù)的特點(diǎn):
高光譜擁有分辨率高、波段多的特點(diǎn),在可見光和近紅外光譜區(qū)內(nèi),高光譜是由幾百個波段組合成的,分辨率極高;而且高光譜波段劃分精細(xì),含有的有用信息多,所反映的檢測樣品也比較精確。
(1)檢測速度快、對樣品無損害、不需要化學(xué)試劑;建立被測理化指標(biāo)與光譜數(shù)據(jù)的相對應(yīng)的模型,樣品不需要被損害,也不需要任何試劑,就可以快速檢測出樣本某個指標(biāo)的含量。
(2)為定性和定量提供新的觀念,傳統(tǒng)的定性、定量以化學(xué)方法為主,過程復(fù)雜,人力物力耗費(fèi)大,高光譜成像技術(shù)表現(xiàn)出與傳統(tǒng)方法的完全不同,能夠快速、無損的檢測樣品,為食品行業(yè)提供了新的觀念。
(3)對于數(shù)據(jù)處理運(yùn)用不同的方法得出的結(jié)果也不同;光譜信息的處理主要包括:預(yù)處理一校正集預(yù)測集的劃分—特征波長的選取一模型的建立,其中預(yù)處理方法、特征波長的提取方法、建立模型的方法種類繁多,每一個過程選用的方法不同得到的結(jié)果也就不同,必須要不斷的嘗試各種方法,找到最佳的預(yù)處理、具有代表性的特征波長和最佳的建模方法,才能建立最好的模型。
(4)對樣本數(shù)據(jù)要求比較高,如果高光譜圖像數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性太高以及樣本數(shù)量少且不具有代表性的情況下,對后續(xù)的數(shù)據(jù)預(yù)處理和特征波長提取都會有比較不利的影響。樣本的信息量大才能保證模型的可靠性和穩(wěn)健性。
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