高光譜成像技術作為一種無損檢測技術，可以同時獲取研究對象的光譜信息和空間信息，是圖像技術與光譜技術的完美結合，真正做到了“圖譜合一”，其中圖像信息可以檢測樣本的外部特征，光譜信息則可用于樣品內(nèi)部特征的檢測，同時可以將圖像信息和光譜信息進行特征融合，以此達到更好的檢測效果。那么，了解高光譜成像技術的原理嗎？

高光譜成像技術的原理：

高光譜成像技術集中了光學、電子學、信息處理以及計算機科學技術等，利用很多窄的電磁波波段的電磁光譜以成像的形式獲取物體特性有關數(shù)據(jù)，把傳統(tǒng)的二維成像技術和光譜技術有機地結合在一起而形成的先進技術。高光譜成像光源的波譜范圍可以在紫外（200～400nm）、可見光（400～760nm）、近紅外（760～2560nm）以及波長大于2560nm的區(qū)域，獲取大量窄波段連續(xù)光譜圖像數(shù)據(jù)，為每個像素提供一條完整而連續(xù)的光譜曲線。因此，高光譜圖像是三維的，如下圖所示，又稱為圖像塊，是一系列光波波長處的光學圖像。二維指的是圖像的空間信息（即x和y坐標軸）；第三維指的是波長信息（即λ軸），其波長分辨率通常精度可達到2～3nm。高光譜成像技術的獲取三維圖像塊方法分為兩種：一種是連續(xù)采集一系列波段光譜圖像完成三維立方圖像；另一種是采用“推掃式”成像方法，即用一條線掃描完整光譜范圍內(nèi)的物體空間信息。高光譜圖像同時具有樣本的圖像信息和光譜信息。圖像信息可以反映樣本缺陷特征，缺陷類型不同，對應的光譜吸收也不同，因此在某個特定波長下圖像對某個缺陷的反映會較顯著；而光譜信息能有效反映出樣品受到不同缺陷時之間的物理結構以及化學成分的差異。所以，高光譜圖像技術在樣品的無損檢測方面具有獨特優(yōu)勢。

高光譜成像技術的構成：

典型的高光譜成像檢測裝置是由1臺基于光譜儀的高光譜攝像機、1臺成像光譜儀、1個150W的光纖鹵素燈、1套高精度輸送的位移平臺和計算機等裝置組成，其中光纖鹵素燈是兩個連接光纖的對稱光源。高光譜攝像機的光譜采集范圍為400～1000、900～1700、900～2500nm。

高光譜圖像數(shù)據(jù)的分析方法：

由于高光譜圖像在采集時會形成相當巨大的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)間存在大量的冗余信息，故高光譜圖像首先要處理的關鍵部分在于如何獲取有用的信息。因此，數(shù)據(jù)降維必不可少，而最為有效方法就是提取最佳波段，從而可以在不損失重要信息的前提下最大限度地反映原始信息。數(shù)據(jù)降維方法主要有主成分分析法、判別分析法、特征波段法等。將高光譜數(shù)據(jù)降維處理后，采用相關分析、主成分分析、獨立分量分析、逐步多元回歸等方法來獲取最優(yōu)波段，最后選用人工神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機、偏最小二乘法和主成分回歸分析法等方法建立基于光譜和圖像信息的樣本內(nèi)外品質檢測的預測模型或識別模型，進而實現(xiàn)對樣品的無損檢測。