高光譜成像或成像光譜學結合了數字成像和光譜學的力量。對于圖像中的每個像素，高光譜相機獲取大量(通常為幾十到幾百個)連續光譜帶的光強度(輻射率)。因此，圖像中的每個像素都包含連續光譜(輻射率或反射率)，可用于非常精確和詳細地表征場景中的物體。

手推掃帚

攝像機使用所謂的“推掃式”掃描模式逐行對場景進行成像。場景中的一條窄空間線一次成像，這條線在到達傳感器陣列之前被分成光譜分量。在二維傳感器陣列上，一維用于光譜分離，第二維用于在一個空間方向上成像。場景中的第二個空間維度來自相機在場景上的掃描(飛機運動)。結果可以看作是每個光譜通道的一個二維圖像，或者圖像中的每個像素都包含一個全光譜。

說明如何捕獲高光譜數據立方體的一條空間線。

工作原理

簡而言之，高光譜相機的操作如下：相機前光學元件將場景成像到一條狹縫上，該狹縫僅讓來自場景中一條窄線的光通過。準直后，色散元件(在我們的例子中是透射光柵)分離不同的波長，然后光聚焦到探測器陣列上。光學器件的凈效應是，對于沿著由狹縫定義的線的每個像素間隔，相應的光譜被投射到陣列上的一列檢測器上。因此，從陣列中讀出的數據包含一片高光譜圖像，在一個方向上具有光譜信息，在另一個方向上具有空間(圖像)信息。通過掃描整個場景，高光譜相機收集相鄰線條的切片，形成具有兩個空間維度和一個光譜維度的高光譜圖像或“立方體”。請注意，掃描通常是應用程序固有的：在遙感中，掃描是由飛機或衛星運動提供的。此外，在許多工業質量控制應用中，產品可以方便地通過傳送帶上的傳感器。

應用

高光譜相機能夠獲取遠超人眼光譜范圍的數據，該范圍受最大波長約 700nm 的限制。高光譜相機可以配置為成像 2500nm，因此包括大部分紅外光譜。對于許多應用，紅外區域的反射/吸收特性對于表征、量化或分類場景中的物體至關重要。

隨著傳感器開發和計算能力的最新進展，高光譜成像現在已準備好從緩慢且不可靠的研究原型邁出一步，以適用于從在線工業監測/分類/分類到實驗室測量、臨床儀器等各種應用的可靠而準確的分析儀器醫療診斷以及機載和衛星遙感工具。高光譜相機非常適合所有這些應用領域和許多其他領域。