多光譜與高光譜成像性能數據有哪些?
發布時間:2023-06-21
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當多光譜成像方法提供至少幾個不同的波長通道時,它們被稱為多光譜成像。通常,這些沒有實質性的重疊(例如,與RGB圖像傳感器相反),并且它們通常不是連續的,即在波長通道之間存在響應性可以忽略不計的光譜區域。
(例如,人們可以選擇不使用大氣透射率較差的光譜波段。不同的波長波段在寬度和所達到的靈敏度方面可能有很大不同。通常,一個包括可見光譜區域之外的一些波長波段,即在紅外或紫外線區域中。
術語高光譜成像適用于通常具有大量或多或少等距波長通道的情況,通常形成連續波段,從而獲得完整的光學光譜。但是,這兩類方法之間的邊界尚未完全定義。
多光譜和高光譜成像的比較。高光譜成像儀器通常具有大量等距和連續波長通道,為每個像素提供光譜
在下文中,我們將討論光譜成像儀器最重要的性能數據。
空間和光譜分辨率
與任何成像儀器一樣,光譜成像儀器的空間分辨率有限 - 通常由某種圖像傳感器的像素數決定。
第二個關鍵性能參數是光譜分辨率。雖然多光譜成像設備通常具有相對較寬的波長波段,例如寬度為20nm甚至100nm,但高光譜成像儀可以提供更好的波長分辨率,例如幾納米甚至更小。
為了限制要處理的數據量,人們通常會接受一些關于空間和/或光譜分辨率的妥協。
敏感性
靈敏度通常至關重要,特別是在具有許多光譜通道的情況下。
儀器在靈敏度方面存在很大差異,即它們以有限量的光輸入記錄光譜分辨圖像的能力。請注意,在使用大量光譜通道的情況下,靈敏度暫時變得更加關鍵。假設寬帶輸入光,則在每個波長信道中獲得較少的光功率。
天文學需要特別高的靈敏度,以限制所需的觀測時間。然后,人們經常嘗試實現可以盡可能多地利用入射光的儀器。這可能需要的不僅僅是使用高靈敏度的光電探測器。例如,人們試圖避免掃描操作,其中光僅從一條線收集,甚至一次只收集一個點。
運動偽像
根據圖像采集方法的不同,當物體或成像儀器移動時,可能會發生各種類型的運動偽像。這些偽像最好使用快照成像器來抑制,該成像器可在相當有限的曝光時間內拍攝整個光譜圖像。
在曝光時間較長且可能連續采集(例如不同波長波段)的情況下,有時可以通過計算消除運動偽影 - 特別是如果例如成像儀器的運動是連續的并且眾所周知。
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