高光譜成像儀有哪些信息優(yōu)勢(shì)？

高光譜成像儀的光譜影像集通常包含了數(shù)十幅單色光影像，并且這些數(shù)字影像中的信息是相互關(guān)聯(lián)的，因此它在信息數(shù)量和質(zhì)量上占有明顯優(yōu)勢(shì)。都有哪些呢？本文進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)。

常規(guī)成像檢驗(yàn)技術(shù)通常記錄物體在一個(gè)較大光譜范圍內(nèi)的平均光亮度分布(配光方法或熒光方法)，或依靠光學(xué)檢驗(yàn)原理選擇最佳成像波段并通過(guò)一個(gè)光學(xué)濾光鏡記錄物體在這個(gè)窄波段單色亮度分布(分色、紫外反射、紅外反射或熒光方法)，或記錄紅/綠/藍(lán)三色波段亮度分布(彩色照相)，其記錄的影像基本不含或含有極少物質(zhì)光譜信息。光譜成像能夠記錄物體在所有波段的單色影像，使得最佳成像波段的選擇可以放在影像被記錄后的影像分析處理步驟進(jìn)行。這對(duì)未知光譜性質(zhì)的物質(zhì)檢材是非常有意義的，由于常規(guī)光學(xué)檢驗(yàn)是以物質(zhì)光譜性質(zhì)為選擇最佳波段的依據(jù)，對(duì)未知光譜性質(zhì)的物13:44意義的，由于常規(guī)光學(xué)檢驗(yàn)是以物質(zhì)光譜性質(zhì)為選擇最佳波段的依據(jù)，對(duì)未知光譜性質(zhì)的物質(zhì)很難作出正確的選擇。光譜成像可以在攝取影像后再測(cè)量得到被檢驗(yàn)物體上各種物質(zhì)的光譜性質(zhì)，因此在影像分析處理時(shí)可以非常容易地選擇最佳波段并得到相應(yīng)結(jié)果影像。因此，以光譜影像集含有的亮度分布和光譜信息為基礎(chǔ)，配合影像分析處理技術(shù)，可以使物證成像檢驗(yàn)?zāi)芰μ嵘揭粋€(gè)全新的水平。

光譜成像檢驗(yàn)?zāi)芰h(yuǎn)高于常規(guī)成像，是因?yàn)榍罢呓M合了光譜技術(shù)和數(shù)字成像技術(shù)。常規(guī)分光譜照相技術(shù)一直是成像檢驗(yàn)努力的重點(diǎn)方向之一，過(guò)去這方面的理論研究有較大進(jìn)步，但在實(shí)際應(yīng)用中其控制能力受到傳統(tǒng)膠片照相記錄技術(shù)限制。1987年報(bào)道的窄波段分光照相技術(shù)是常規(guī)分光譜照相技術(shù)的典型代表。這種常規(guī)分光照相方法用光柵干涉儀分離的窄波段單色光照射被檢驗(yàn)物體，并且用感光膠片記錄物體在400~900nm范圍10~20nm 波長(zhǎng)間隔、5~10nm 帶寬的單色光反射亮度，也能夠獲得數(shù)十張以膠片或照片形式存在的單色影像構(gòu)成的影像組。窄波段分光照相技術(shù)在控制影像亮度分布的理論方面與新的光譜成像檢驗(yàn)有相似之處，但在應(yīng)用能力和效果上有質(zhì)的差別。

首先，窄波段分光照相的影像組不是數(shù)字影像，各個(gè)單色影像的亮度數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)不易測(cè)量利用，獲得光譜測(cè)量數(shù)據(jù)較困難且不準(zhǔn)確(當(dāng)然，采用現(xiàn)在的數(shù)字掃描方式將負(fù)片影像數(shù)字化，可以使它們類似于光譜影像集)。

其次，窄波段分光方法只能記錄反射光亮度，不能記錄熒光亮度分布影像。最后，窄波段分光照相不能用計(jì)算機(jī)控制操作，影像記錄過(guò)程復(fù)雜費(fèi)時(shí)，影像分析處理也相對(duì)困難一些。高光譜成像儀優(yōu)于窄波段分光照相的關(guān)鍵是前者使用了 CCD 數(shù)字照相機(jī)和液晶可調(diào)波長(zhǎng)濾光鏡。相對(duì)于使用窄波段干涉濾光鏡的常規(guī)分光照相方法，一個(gè)液晶可調(diào)波長(zhǎng)濾光鏡可以替代很多干涉濾光鏡，并且能夠更加靈活進(jìn)入所需要的波段，因此使光譜成像方法具有更高的靈敏度。