高光譜成像技術(shù)作為一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以同時(shí)獲取研究對(duì)象的光譜信息和空間信息，是圖像技術(shù)與光譜技術(shù)的完美結(jié)合，真正做到了“圖譜合一”，其中圖像信息可以檢測(cè)樣本的外部特征，光譜信息則可用于樣品內(nèi)部特征的檢測(cè)，同時(shí)可以將圖像信息和光譜信息進(jìn)行特征融合，以此達(dá)到更好的檢測(cè)效果。那么，了解高光譜成像技術(shù)的原理嗎？

高光譜成像技術(shù)的原理：

高光譜成像技術(shù)集中了光學(xué)、電子學(xué)、信息處理以及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等，利用很多窄的電磁波波段的電磁光譜以成像的形式獲取物體特性有關(guān)數(shù)據(jù)，把傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)和光譜技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起而形成的先進(jìn)技術(shù)。高光譜成像光源的波譜范圍可以在紫外（200～400nm）、可見(jiàn)光（400～760nm）、近紅外（760～2560nm）以及波長(zhǎng)大于2560nm的區(qū)域，獲取大量窄波段連續(xù)光譜圖像數(shù)據(jù)，為每個(gè)像素提供一條完整而連續(xù)的光譜曲線(xiàn)。因此，高光譜圖像是三維的，如下圖所示，又稱(chēng)為圖像塊，是一系列光波波長(zhǎng)處的光學(xué)圖像。二維指的是圖像的空間信息（即x和y坐標(biāo)軸）；第三維指的是波長(zhǎng)信息（即λ軸），其波長(zhǎng)分辨率通常精度可達(dá)到2～3nm。高光譜成像技術(shù)的獲取三維圖像塊方法分為兩種：一種是連續(xù)采集一系列波段光譜圖像完成三維立方圖像；另一種是采用“推掃式”成像方法，即用一條線(xiàn)掃描完整光譜范圍內(nèi)的物體空間信息。高光譜圖像同時(shí)具有樣本的圖像信息和光譜信息。圖像信息可以反映樣本缺陷特征，缺陷類(lèi)型不同，對(duì)應(yīng)的光譜吸收也不同，因此在某個(gè)特定波長(zhǎng)下圖像對(duì)某個(gè)缺陷的反映會(huì)較顯著；而光譜信息能有效反映出樣品受到不同缺陷時(shí)之間的物理結(jié)構(gòu)以及化學(xué)成分的差異。所以，高光譜圖像技術(shù)在樣品的無(wú)損檢測(cè)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

高光譜成像技術(shù)的構(gòu)成：

典型的高光譜成像檢測(cè)裝置是由1臺(tái)基于光譜儀的高光譜攝像機(jī)、1臺(tái)成像光譜儀、1個(gè)150W的光纖鹵素?zé)簟?套高精度輸送的位移平臺(tái)和計(jì)算機(jī)等裝置組成，其中光纖鹵素?zé)羰莾蓚€(gè)連接光纖的對(duì)稱(chēng)光源。高光譜攝像機(jī)的光譜采集范圍為400～1000、900～1700、900～2500nm。

高光譜圖像數(shù)據(jù)的分析方法：

由于高光譜圖像在采集時(shí)會(huì)形成相當(dāng)巨大的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)間存在大量的冗余信息，故高光譜圖像首先要處理的關(guān)鍵部分在于如何獲取有用的信息。因此，數(shù)據(jù)降維必不可少，而最為有效方法就是提取最佳波段，從而可以在不損失重要信息的前提下最大限度地反映原始信息。數(shù)據(jù)降維方法主要有主成分分析法、判別分析法、特征波段法等。將高光譜數(shù)據(jù)降維處理后，采用相關(guān)分析、主成分分析、獨(dú)立分量分析、逐步多元回歸等方法來(lái)獲取最優(yōu)波段，最后選用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、偏最小二乘法和主成分回歸分析法等方法建立基于光譜和圖像信息的樣本內(nèi)外品質(zhì)檢測(cè)的預(yù)測(cè)模型或識(shí)別模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的無(wú)損檢測(cè)。