焦點(diǎn)熱文：什么是高光譜圖像？有哪些特點(diǎn)？

來(lái)源：CSDN 時(shí)間：2023-04-20 14:13:05

【資料圖】

本部分主要介紹什么是高光譜圖像，成像原理，以及高光譜圖像的特點(diǎn)。

高光譜圖像

所謂高光譜圖像就是在光譜的維度進(jìn)行了細(xì)致的分割，不僅僅是傳統(tǒng)的黑，白，或者R、G、B的區(qū)別，而是在光譜維度上也有N個(gè)通道，例如：我們可以把400nm-1000nm分為300個(gè)通道，一次，通過(guò)高光譜設(shè)備獲取的是一個(gè)數(shù)據(jù)立方，不僅有圖像的信息，并且在光譜維度上進(jìn)行展開(kāi)，結(jié)果不僅可以獲得圖像上每個(gè)點(diǎn)的光譜數(shù)據(jù)，還可以獲得任意一個(gè)譜段的影像信息。高光譜成像技術(shù)是基于非常多的窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù)，它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測(cè)目標(biāo)的二維幾何空間和光譜信息，獲取高分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。

高光譜成像原理

以光柵色分光原理為例：

在經(jīng)典物理學(xué)中，光波穿過(guò)狹縫、小孔或者圓盤(pán)之類(lèi)的障礙物時(shí)，不同波長(zhǎng)的光會(huì)發(fā)生不同程度的彎散傳播，再通過(guò)光柵進(jìn)行衍射分光，形成一條條譜帶。也就是說(shuō)：空間中的一維信息通過(guò)鏡頭和狹縫后，不同波長(zhǎng)的光按照不同程度的彎散傳播，這一維圖像上的每個(gè)點(diǎn)，再通過(guò)光柵進(jìn)行衍射分光，形成一個(gè)譜帶，照射到探測(cè)器上，探測(cè)器上的每個(gè)像素位置和強(qiáng)度表征光譜和強(qiáng)度。一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)譜段，一條線(xiàn)就對(duì)應(yīng)一個(gè)譜面，因此探測(cè)器每次成像是空間一條線(xiàn)上的光譜信息，為了獲得空間二維圖像再通過(guò)機(jī)械推掃，完成整個(gè)平面的圖像和光譜數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式：

三維數(shù)據(jù)中每一個(gè)像素，從光譜維這個(gè)角度來(lái)看，可以看成一種物質(zhì)在不同波段光譜信號(hào)下的表現(xiàn)，如下圖中的土壤、水體、植被等。

分類(lèi)原理

不同物質(zhì)在不同波段光譜信號(hào)下的不同表現(xiàn)，可以繪制成一條關(guān)于光譜波段和光譜值之間的曲線(xiàn)，根據(jù)曲線(xiàn)的差異，我們可以高光譜圖像中不同物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。

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