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來源:賽斯拜克 發(fā)表時(shí)間:2023-10-19 瀏覽量:499 作者:awei
高光譜成像掃描是一種將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)。其基本原理是通過鏡頭將光照射到被掃描物體上,被掃描物體對(duì)光產(chǎn)生反射或透射,從而獲取物體表面的反射或透射光譜信息。
具體來說,高光譜成像掃描原理包括以下幾點(diǎn):
光柵色分光原理:在經(jīng)典物理學(xué)中,光波穿過狹縫、小孔或者圓盤之類的障礙物時(shí),不同波長的光會(huì)發(fā)生不同程度的彎散傳播,再通過光柵進(jìn)行折射分光,形成一條條譜帶。也就是說,空間中的一維信息通過鏡頭和狹縫后,不同波長的光按照不同程度的彎散傳播,這一維圖像上的每個(gè)點(diǎn),再通過光柵進(jìn)行衍射分光,形成一個(gè)譜帶,照射到探測(cè)器上,探測(cè)器上的每個(gè)像素位置和強(qiáng)度表征光譜和強(qiáng)度。一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)譜段,一條線就對(duì)應(yīng)一個(gè)譜面。
2.探測(cè)器的應(yīng)用:高光譜成像掃描中,探測(cè)器是非常關(guān)鍵的部分,其負(fù)責(zé)捕捉并轉(zhuǎn)換這些光信號(hào)為電信號(hào)。通常,一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)譜段,一條線就對(duì)應(yīng)一個(gè)譜面,因此,一個(gè)高光譜成像掃描系統(tǒng)需要一個(gè)能夠捕捉大量光譜信息的探測(cè)器。常見的探測(cè)器有光電倍增管(PMT)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)和電荷耦合器件(CCD)等。
3.成像光譜儀:高光譜成像掃描儀基于探測(cè)器和成像光譜儀,其中高光譜成像儀用到一種技術(shù)——線掃描。通過搭載設(shè)備中的掃描儀和移動(dòng)方向成垂直移動(dòng)獲得物體二維信息。推掃式掃描是按照設(shè)備以掃描方向(垂直于運(yùn)動(dòng)方向)地排列掃描物體。高光譜儀內(nèi)部還有一個(gè)特殊的器件——電荷耦合器件(CCD)是一種利用光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。
4.數(shù)據(jù)處理:高光譜成像掃描系統(tǒng)獲取到的是一維數(shù)據(jù),需要通過特定的算法將其轉(zhuǎn)換為二維圖像,以便人們可以更直觀地觀察和理解數(shù)據(jù)。這些算法包括光譜 unwrapping、大氣校正、輻射定標(biāo)等,用于提高圖像的質(zhì)量和解釋能力。
高光譜成像掃描是一種結(jié)合了成像技術(shù)和光譜技術(shù)的方法,能夠獲取目標(biāo)物體在光譜維度上的細(xì)信息通過使用高光譜成像掃描技術(shù),我們不僅可以獲取物體的圖像,還可以獲得其特定波長的反射或透射信息,這使得我們可以更深入地了解物體的物理和化學(xué)特性。