高光譜成像技術(shù)是一種新興的、非接觸式的無損檢測(cè)技術(shù)，它能夠同時(shí)體現(xiàn)一維表征像元光譜信息和目標(biāo)二維空間景象的物理屬性，并且具有較高的分辨率和圖譜合一的屬性，可以對(duì)樣品的內(nèi)外質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，是多信息融合檢測(cè)樣品質(zhì)量的重要技術(shù)之一。本文對(duì)高光譜圖像技術(shù)的成像原理及數(shù)據(jù)處理方法，感興趣的朋友可以了解一下！

什么是高光譜圖像技術(shù)？

20世紀(jì)中期，高光譜技術(shù)出現(xiàn)，其中包含了光學(xué)技術(shù)，涵蓋了電子學(xué)技術(shù)，涉及了信息處理等重要技術(shù)。所以可以說，高光譜圖像技術(shù)就是在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上延伸而成的技術(shù)，即用在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)上十分有效。所以，農(nóng)畜產(chǎn)品等也會(huì)用該技術(shù)檢測(cè)，通過光波掃描，隨即全面接收產(chǎn)品信息，快捷方便并且趨于科學(xué)化。

所以，基于上述及其它被涉及的領(lǐng)域，專家們普遍覺得，高光譜圖像技術(shù)的發(fā)展方向，即在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中是十分可觀的。

高光譜圖像技術(shù)的系統(tǒng)組成：

高光譜圖像是一系列光波波長(zhǎng)處的光學(xué)圖像。該圖像比多光譜圖像有更高的分辨率，其精度達(dá)到了2～3nm的水平。高光譜圖像數(shù)據(jù)是三維的，又稱圖像塊。其中二維是像素的橫縱坐標(biāo)信息，第三維是其波長(zhǎng)信息。

高光譜圖像的系統(tǒng)硬件有計(jì)算機(jī)、光源、CCD 攝像頭、圖像采集卡及單色儀等。根據(jù)單色儀的差別，分兩種方法來組建機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)高光譜圖像系統(tǒng)。

第一種是基于濾波器或?yàn)V波片的高光譜圖像系統(tǒng)，采用的成像裝置由光學(xué)濾波元件及CCD攝像頭組成。經(jīng)過連續(xù)的采集，一系列波段樣品的二維圖像如下圖所示。

第二種是基于成像光譜儀的高光譜圖像系統(tǒng)，主要由成像光譜儀以及CCD攝像頭組成。CCD攝像頭以線列或面列探測(cè)器為敏感元件。成像光譜儀將檢測(cè)機(jī)械反射或透射來的不同光分成不同單色光源后再進(jìn)入CCD攝像頭中。采用掃帚式成像的方法得到高光譜圖像，如下圖所示。

高光譜圖像技術(shù)的成像原理及數(shù)據(jù)處理方法：

高光譜成像儀，高光譜成像的重要部分，分為成像光譜儀、CCD 探測(cè)器，這種裝置可以很高效的收取樣品的信息。樣品圖像采集中，其收集的農(nóng)產(chǎn)品表面反射的光可以在坐標(biāo)軸上成像。這些連續(xù)的圖像和光譜信息最后都會(huì)被一起采集，進(jìn)行融合后，就會(huì)得到最后的光譜圖像。

大多數(shù)專家會(huì)采用的步驟是：a.選擇興趣區(qū)域；b.采用主成分分析法、獨(dú)立成分分析法（ICA）以及遺傳算法（GA）等對(duì)感興趣區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行分析降維，去除冗余信息，找出特征波長(zhǎng)，建立判別模型。常用的建模方法有：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，偏最小二乘法。