高光譜成像技術(shù)，作為一種能夠獲取物體在數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜信息的成像技術(shù)，其成像方式與傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)有著顯著的區(qū)別。由于高光譜成像提供的是三維數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)成像僅能提供二維平面數(shù)據(jù)，在成像技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，逐漸形成了四種主要的高光譜成像技術(shù)路線：點(diǎn)掃描成像、線掃描成像（推掃式成像）、譜掃描成像以及快照式成像。本文將詳細(xì)探討這四種主要技術(shù)路線。

高光譜的主要技術(shù)路線

1. 點(diǎn)掃描成像

點(diǎn)掃描成像，又稱(chēng)為點(diǎn)掃描式高光譜成像，是一種逐點(diǎn)掃描的成像方式。在這種方法中，每次只對(duì)一個(gè)點(diǎn)的光譜信息（λ）進(jìn)行測(cè)量。該點(diǎn)的反射光經(jīng)過(guò)棱鏡散射后，由線陣傳感器完成信息的記錄。通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)在物體表面的橫向和豎向的移動(dòng)，從而完成對(duì)整個(gè)表面的光譜信息的描繪。這種成像方式雖然能夠獲得較大的視場(chǎng)范圍和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，但成像時(shí)間較長(zhǎng)，效率相對(duì)較低。

2. 線掃描成像（推掃式成像）

線掃描成像，又稱(chēng)為推掃式高光譜成像，是基于點(diǎn)掃描成像的改進(jìn)。在這種方法中，每次完成一條線對(duì)應(yīng)的光譜信息的測(cè)量，即同時(shí)獲取一維的空間信息（y）和光譜信息（λ）。線陣的光線相繼通過(guò)光譜儀的前置狹縫、透鏡及投射光柵變?yōu)殡S波長(zhǎng)展開(kāi)的單色光，由面陣傳感器完成信息的記錄。通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)測(cè)量線在物體表面的單向移動(dòng)，從而完成對(duì)整個(gè)表面的光譜信息的描繪。推掃式成像是目前研究和商用最為成熟的成像方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

3. 譜掃描成像

譜掃描成像，又稱(chēng)為凝視式高光譜成像，是一種通過(guò)可調(diào)諧濾波片或干涉型分光元件進(jìn)行光譜掃描的成像方式。在這種方法中，探測(cè)器也是面陣探測(cè)器，通過(guò)一定時(shí)間的掃描獲得完整的圖像。譜掃描成像具有結(jié)構(gòu)緊湊、光譜分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，但其光學(xué)效率相對(duì)較低，且需要一定的掃描時(shí)間來(lái)完成圖像的采集。

4. 快照式成像

快照式成像是一種新興的高光譜成像技術(shù)，它通過(guò)特殊元器件或探測(cè)形式對(duì)目標(biāo)或場(chǎng)景進(jìn)行編碼，再通過(guò)后續(xù)系統(tǒng)色散后對(duì)探測(cè)器采集數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，一次觀測(cè)即可收集整個(gè)三維數(shù)據(jù)立方體?？煺帐匠上窬哂刑綔y(cè)速度最快的特點(diǎn)，但其光譜分辨率相對(duì)較低，且數(shù)據(jù)的解碼速度較慢。盡管如此，快照式成像技術(shù)在未來(lái)仍然具有巨大的潛力，特別是在對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景中。