光譜儀是一種廣泛用于生產(chǎn)、生活、農(nóng)業(yè)、天文學(xué)、汽車、生物、化學(xué)、食品、化工、醫(yī)學(xué)、色彩測(cè)量等領(lǐng)域的儀器，是最為簡(jiǎn)便、簡(jiǎn)便的儀器。目前市場(chǎng)上有許多高光譜成像和多光譜成像設(shè)備可供選擇，但是許多人并不了解?，F(xiàn)在，我們將討論光譜、超光譜成像、多光譜圖以及兩種成像方式之間的技術(shù)差異。

 

　　一、光譜、多光譜成像和高光譜成像

 

　　1、光譜（Spectrum）：全稱光學(xué)頻譜，是光譜學(xué)研究的一個(gè)重要分支，指的是在復(fù)色光經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開(kāi)的單色光按波長(zhǎng)（或頻率）大小而依次排列的圖案。其中，按照波長(zhǎng)區(qū)域可以分為可見(jiàn)光譜（380nm-780nm的光波）、紫外光（短于380nm的光波）、紅外光（長(zhǎng)于780nm的光波）。

 

　　2、多光譜成像：多光譜成像是一種能夠同時(shí)獲取光譜特征和空間圖像信息的技術(shù)，是光電成像系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。多光譜成像系統(tǒng)可提供具有3至20個(gè)非連續(xù)波段的圖像，并已在農(nóng)業(yè)和食品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

 

　　3、高光譜成像：高光譜成像是一種可以捕獲和分析一片空間區(qū)域內(nèi)逐點(diǎn)上光譜的精細(xì)技術(shù)，由于可以檢測(cè)到單個(gè)對(duì)象不同空間位置上的獨(dú)特光譜“特征”因此可以檢測(cè)到在視覺(jué)上無(wú)法區(qū)分的物質(zhì)二、多光譜成像技術(shù)和高光譜成像技術(shù)的異同點(diǎn)

 

　　相同點(diǎn)：

 

　　高光譜成像技術(shù)和多光譜成像技術(shù)都屬于光譜成像技術(shù)，在很多領(lǐng)域的圖像處理方面都得到了廣泛的運(yùn)用。

 

　　不同點(diǎn)：

 

　　1、光譜率不同：多光譜成像的光譜分辨率在delta_lambda=0.1數(shù)量級(jí)，這樣的傳感器在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域一般只有幾個(gè)非連續(xù)波段；高光譜成像的光譜分辨率在delta_lambda=0.01數(shù)量級(jí)，因此，高光譜圖像可能有數(shù)百或數(shù)千個(gè)波段，它的光譜分辨率可以達(dá)nm級(jí)，總之，相對(duì)于多光譜分辨率，高光譜成像的光譜分辨率會(huì)更高，如圖2所示。

 

　　2、波段不同：多光譜成像的每個(gè)波段都是使用遙感輻射計(jì)獲得的，圖像通常3到10個(gè)波段；高光譜成像一般來(lái)自成像光譜儀，由更窄的波段（10-20nm）組成，光譜圖像可能存在數(shù)百或者數(shù)千個(gè)波段，如圖3圖所示。

 

　　3、原理不同：多光譜的成像原理是每個(gè)帶是一幅灰度圖像，它表示根據(jù)用來(lái)產(chǎn)生該帶的傳感器的敏感度得到的場(chǎng)景亮度。在這樣一幅圖像中，每個(gè)像素都與一個(gè)由像素在不同帶的數(shù)值串，即一個(gè)矢量相關(guān)。這個(gè)數(shù)串就被稱為像素的光譜標(biāo)記；高光譜則是通過(guò)搭載在不同空間平臺(tái)上的高光譜傳感器，即成像光譜儀，在電磁波譜的紫外、可見(jiàn)光、近紅外和中紅外區(qū)域，以數(shù)十至數(shù)百個(gè)連續(xù)且細(xì)分的光譜波段對(duì)目標(biāo)區(qū)域同時(shí)成像，如圖5所示。杭州彩譜科技新推出的FigSpecR系列高光譜相機(jī)采用高透光率的光學(xué)設(shè)計(jì)，覆蓋400-1000nm波段，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器視覺(jué)，顏色檢測(cè)，可見(jiàn)光/近紅外檢測(cè)高光譜解決方案，并在食品、印刷，紡織等各種行業(yè)制品的表面顏色、紋理檢測(cè)得到了廣泛應(yīng)用。

 

　　總之，高光譜成像和多光譜成像都屬于光譜成像，但是，他們的光譜率、波段和原理方面卻是不同的。光譜率方面，高光譜的成像光譜率高于多光譜成像的光譜率；波段方面，高光譜的波段更窄，光譜圖像存在數(shù)百或數(shù)千個(gè)波段。成像方面，高光譜是通過(guò)光譜成像儀，連續(xù)細(xì)分光譜波段對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行成像。