光谱成像(Spectral Imaging)技术是指利用多个光谱通道进行图像采集、显示、处理和分析解释的技术,融合了光谱学、光学、计算机技术、电子技术与精密机械等的学科特点和应用。本文从波段数量的角度介绍了光谱成像技术的类型。
一般来说,光谱成像(Spectral Imaging)技术是指利用多个光谱通道进行图像采集、显示、处理和分析解释的技术。如下图所示,探测器件随着波长的扫描而采集相应图像,则可以得到光谱图像序列。利用光谱图像序列进行分析处理,不但可以得到光谱信息,还可以得到图像信息,因此光谱成像技术是光谱分析与图像分析的有机结合。 利用光谱图像序列进行分析处理,不但可以得到光谱信息,还可以得到图像信息,因此光谱成像技术是光谱分析与图像分析的有机结合。
光谱成像技术,有时又称成像光谱技术,融合了光谱技术与成像技术,交叉涵盖了光谱学、光学、计算机技术、电子技术与精密机械等多种学科,能够同时获得目标得两维空间信息与一维光谱信息。本文主要介绍了光谱成像技术的分类。
光谱,全称光学频谱,是光谱学研究的一个重要分支,指的是在复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案。其中,按照波长区域可以分为可见光谱(380nm-780nm的光波)、紫外光(短于380nm的光波)、红外光(长于780nm的光波)。
按照光谱分辨率的不同,光谱成像技术可以分为多光谱、高光谱、超光谱三种,同时也出现了很多相关的产品。具体来说,
1. 多光谱成像技术
光谱范围为可见光和不可见光,是一种能够同时获取光谱特征和空间图像信息的技术,是光电成像系统发展的重要方向。多光谱成像系统可提供具有几个或几十个非连续波段的图像,并已在农业和食品领域得到广泛应用。
2. 高光谱成像技术
光谱范围为可见光和近红外光,是一种可以捕获和分析一片空间区域内逐点上光谱的精细技术,由于可以检测到单个对象不同空间位置上的独特光谱“特征”,因此可以检测到在视觉上无法区分的物质。
3. 超光谱成像技术
光谱范围为可见光,近红外,短波红外,中波红外,热红外,超光谱成像系统可提供成千上万个非连续波段的图像,主要应用于复杂的图像分析。