光譜儀可以準確的獲取樣本信息的圖譜數據，具有“圖譜合一”特點。那么，光譜儀的高光譜圖像數據有什么特點？本文為大家做了介紹。

光譜儀的高光譜圖像數據的特點：

高光譜圖像是一個具有“圖譜合一”特點的三維數據立方體，因此高光譜圖像的處理和分析既可以在指定波長情況下在空間域進行圖像處理和分析，又可以在指定像素坐標位置情況下在光譜域進行光譜處理和分析，也可以同時在空間域和光譜域進行處理和分析。

下圖顯示了高光譜圖像處理的一般流程。一般來講，高光譜圖像處理流程包括高光譜圖像數據獲取與校正層、高光譜圖像處理與分析層和應用層三個層面。其中高光譜圖像數據獲取與校正層包括樣品高光譜圖像和參考圖像的獲取、高光譜圖像校正；高光譜圖像處理與分析層包括光譜處理與分析和圖像處理與分析；應用層包括內部品質與安全性檢測和外部缺陷識別與提取。

高光譜圖像校正：

高光譜成像系統獲取的是未經過校正的原始高光譜圖像。由于相機暗電流的存在，以及不同的采集系統對檢測光的敏感程度不同，故即便是在相同的外界條件下采集同一個樣品，不同高光譜成像系統所獲取的高光譜圖像也不一定相同。因此為了使高光譜數據更具穩定性和可比性，常常需要利用參考圖像把原始高光譜圖像校正成為高光譜反射率圖像。校正公式如下所示：

其中：Rnorm為校正后的光譜圖像，Rraw為原始光譜圖像，Rdark為關上光源，擰上鏡頭蓋后采集的全暗參考圖像，Rwhite為掃描反射率為99%的標準白板得到的全白參考圖像。

高光譜成像技術的特點：

高光譜成像系統把傳統二維成像技術和光譜分析技術結合在了一起，可以同時獲得目標物的二維空間分布信息和連續波段上的光譜輻射信息。高光譜成像技術的出現成功解決了傳統技術領域中“成像無光譜”和“光譜不成像”的問題，高光譜成像技術的特點主要表現在：

1.光譜分辨率高

光譜分辨率是指將目標物光譜特征、譜帶分解為離散成分的能力。通常情況下，成像范圍內波段劃分得越細越多，光譜分辨率就越高，自動區分和識別目標外部特征及組分的能力也就越強。高光譜成像光譜儀的光譜分辨率可以達到納米級別，通常情況下均低于20nm，也有部分儀器可以達到2.5nm，國內的高光譜成像光譜儀的光譜分辨率一般可以控制在5nm以內。

2.光譜波段多且連續

不同于傳統全色和多光譜儀器在可見光、反射紅外區域內光譜波段數的局限性，高光譜成像光譜儀可以獲取到完整的可見光到熱紅外波段的多而窄的連續光譜波段，波段數量可以達到成百上千，且這些光譜波段會在成像范圍內連續成像，保證可以從高光譜圖像中獲取到目標物的完整、連續、精細的光譜曲線。

3.“圖譜合一”

高光譜圖像是一個三維的數據立方體，它即包含了與目標相關的、豐富的空間分布影像信息，同時又可以從目標物圖像的某一像元提取獲得相應的輻射強度和光譜分布信息，在繁復的科研工作中實現了“圖譜合一”，在圖像、數據、光譜分析處理中極具優勢。

4.數據量大

高光譜圖像具有獨特三維數據結構，它在二維的空間信息分布的基礎上，各個像元又能分別提取出相應的輻射強度和光譜分布信息，這使得其在數據信息的存儲量上要遠遠多于常規的二維圖像。巨大的信息存儲，一方面可以反映出其表達更多的地物目標細節；另一方面，這也使得冗余數據量增加，加大了信息處理的復雜度。

高光譜成像技術源自于遙感領域對遙感圖像處理和地物目標探測技術的進一步發展。高光譜成像光譜儀具有更高的光譜分辨率，能夠提供更為豐富的地物細節，更有利于地物理化特性的反演，這使得高光譜成像技術在海洋遙感、大氣和環境遙感、植被研究、精細農業、文物修復、食品安全、軍事偵查、識別偽裝、刑偵檢測等各個方面顯示出了巨大的應用潛力，受到了國內外專家學者的廣泛關注。