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一文讀懂高光譜技術(shù)的詳細原理和應用
閱讀：2115 發(fā)布時間：2021-7-27
高光譜成像主要用于測量光與物質(zhì)相互作用后的反射光，因此也是一種表面測量技術(shù)。Headwall的Hyperspec®HSI屬于線掃描設備，可通過稱為儀器狹縫的狹長入光口觀察場景。狹縫一次捕獲一行場景，并通過傳感器獲取對應一行場景中每個點的光譜信息。通過將儀器狹縫瞄準到感興趣的區(qū)域，或?qū)⒁苿游矬w掃過儀器的前面（例如，裝有產(chǎn)品的傳送帶），進而可以對整個場景進行成像，并獲取整個場景內(nèi)逐個點的光譜信息。
在室外使用高光譜成像儀（HSI）時，太陽作為照亮感興趣區(qū)域或物體的寬光譜光源。HSI通常裝在無人飛行器（UAV）和有人駕駛飛機上以掃描大面積區(qū)域，或者安裝在帶有旋轉(zhuǎn)平臺的三腳架或其他堅固的地面支架上進行靜態(tài)掃描。在室內(nèi)使用傳感器時，則需要使用人造寬光譜光源，例如鹵鎢燈，并且需要同時使用將傳感器掃過樣品或樣品掃過傳感器的方法獲取數(shù)據(jù)。
成像系統(tǒng)的核心是使用一個高質(zhì)量的全息衍射光柵，該光柵和其他成像光學元件共同形成獲取光譜（中心位置圖片）。從左上角開始開始順時針方向的圖片分別為：用于航空遙感的成像系統(tǒng)集成在輕型無人機上測成像系統(tǒng)；安裝在三腳架頂部的地面可見到近紅外成像系統(tǒng)；以及用于對實驗室臺式小樣品進行成像的掃描套件。
典型應用：
高光譜設備可以檢測人眼不可見的紅外特定油漆或染料。同樣，相比于多光譜系統(tǒng)，60或300波段的HSI系統(tǒng)可以提供更豐富的材料反射光譜信息，以實現(xiàn)更精準的物質(zhì)表征檢測。如下圖即為實驗室中將一片新鮮動物組織放置于傳送帶上使用成像儀所獲取的圖像和光譜信息：
不同區(qū)域的光譜圖：
?。╝）組織樣品上被標記的純脂肪區(qū)域，大理石花紋和純瘦肉部分的區(qū)域；
（b）標記在（a）圖不同區(qū)域的光譜圖。
此外我們還可以提供直觀的軟件程序?qū)哂?光譜特征的不同物質(zhì)進行成像分析、分類和可視化。無論這些數(shù)據(jù)是從空中、地面上還是在實驗室獲得，您都可以在計算機屏幕上看到那些可能不能夠用眼睛分辨的細節(jié)。