多光譜、高光譜成像技術(shù)的區(qū)別光譜分析作為自然科學(xué)分析的重要手段，常常用來檢測物體的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等指標(biāo)。

傳統(tǒng)的光譜分析是通過待測物體的自發(fā)光或與光源的相互作用來分析物體的。從空間維度來看，傳統(tǒng)的光譜分析主要針對單點位置。圖像光譜測量結(jié)合了光譜技術(shù)和成像技術(shù)，結(jié)合了光譜分辨能力和圖形分辨能力，創(chuàng)造了空間維度的表面光譜分析，即當(dāng)前的多光譜成像和高光譜成像技術(shù)。

以下是光譜、多光譜和高光譜之間的區(qū)別：

光譜(Spectrum)：復(fù)色光通過色散系統(tǒng)(如棱鏡、光柵)分離成單色光，通過成像系統(tǒng)投射到探測器上，成為根據(jù)波長(或頻率)大小排列的圖案，稱為光譜。

根據(jù)波長的不同，光波有不同的名稱：波長在380和780nm之間的光波稱為可見光，短于380nm的光波稱為紫外線;長于780nm的是紅外線(紅外線分為近紅外線、中紅外線、遠紅外線等)。

多光譜技術(shù)(Multispectral)：它是一種光譜探測技術(shù)，可以同時獲得多個光學(xué)頻譜波段(通常大于或等于3個)，并在可見光的基礎(chǔ)上向紅外光和紫外光擴展。常見的實現(xiàn)方法是接收同一目標(biāo)在不同窄光譜波段范圍內(nèi)輻射或反射的光信號，并通過各種濾光片或分光器與數(shù)字圖像傳感器的組合獲得幾張不同光譜帶的照片。

最常見的多光譜照片是彩色相機拍攝的照片，如下圖所示，它包含了紅色(1)、綠色(2)和藍色(3)三個光譜波段的信息。如果在相機或探測器上添加更多的頻帶，如頻帶(4)和(5)，您可以獲得多個頻帶的多光譜照片。

結(jié)合成像硬件，多光譜技術(shù)可以圖像形式呈現(xiàn)多光譜信息。當(dāng)然，只能使用探測器獲取單個空間點的光譜信息。

高光譜成像(Hypespectral)：它是一種精細的技術(shù)，可以逐點捕獲和分析一個空間區(qū)域中的光譜。因為它可以檢測到單個對象不同空間位置上獨特的光譜“特征”，所以它可以檢測到視覺上無法區(qū)分的物質(zhì)。

高光譜示例：圖像由較窄的波段(10-20nm)組成。高光譜成像可能有數(shù)百或數(shù)千個波段。例如，人眼只能接收三個光譜頻段中物體的光能信號：紅色、綠色和藍色。也就是說，我們通常稱之為發(fā)光三原色，但我們無法區(qū)分純黃色和紅綠色混合色的區(qū)別，這也被稱為“同色異譜”。高光譜成像很容易區(qū)分區(qū)別。

在上圖中，有兩種黃色，一種是“純色”，另一種是紅色和綠色的混合物，可能無法在視覺上區(qū)分，但由于它們的光譜差異，光譜設(shè)備可以區(qū)分。

高光譜成像技術(shù)因其高精度、多波段、信息豐富等特點，廣泛應(yīng)用于科研、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境、工業(yè)檢測、智能檢測、食品安全、便攜式偽造鑒定、消費電子等領(lǐng)域，為各領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開辟了新的途徑。

這么多光譜和高光譜成像有什么區(qū)別?總結(jié)如下:

①波段數(shù)不同

多光譜圖像通常指3到20個波段;高光譜圖像可能有數(shù)百或數(shù)千個波段。

②光譜分辨率不同

多光譜的光譜分辨率較低。由于波段較寬，可以捕獲相對較少的信息;高光譜由較窄的波段(10-20nm)組成，具有較高的光譜分辨率，可以檢測物體的光譜效果，提供豐富的信息量和較大的應(yīng)用開發(fā)空間。

③采集速度不同

多光譜成像采集速度相對較快，高光譜成像采集波段較多，采集速度略慢。

④復(fù)雜程度不同

由于波段數(shù)量的限制，多光譜的復(fù)雜性較低，更容易理解和應(yīng)用，而高光譜需要更多的工作來處理。

多光譜和高光譜成像是捕捉光譜分辨率高于人眼感知圖像的兩種主要方法。高光譜成像涉及狹窄的光譜帶，通常是連續(xù)的光譜帶，包括數(shù)百或數(shù)千個光譜，而多光譜成像涉及不同帶寬的光譜帶——不一定是連續(xù)的。多光譜成像可以被認(rèn)為是高光譜成像的簡化子集。這兩種互補技術(shù)之間沒有競爭，因此可以根據(jù)實際應(yīng)用需要進行選擇。