了解高光譜成像技術(shù)關(guān)鍵參數(shù)
發(fā)布時間:2023-07-18
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對于多種多樣的光譜成像技術(shù)如何評價和了解,可以重點關(guān)注空間分辨率、光譜分辨率和準確率等主要參數(shù),同時關(guān)注成像系統(tǒng)在設(shè)計復(fù)雜度、物理尺寸、系統(tǒng)成本、可量產(chǎn)性、可靠性方面。總的來說,就是得到一個穩(wěn)定可靠的高質(zhì)量的光譜圖像,是整個技術(shù)的核心。
對于多種多樣的光譜成像技術(shù)如何評價和了解,可以重點關(guān)注空間分辨率、光譜分辨率和準確率等主要參數(shù),同時關(guān)注成像系統(tǒng)在設(shè)計復(fù)雜度、物理尺寸、系統(tǒng)成本、可量產(chǎn)性、可靠性方面。總的來說,就是得到一個穩(wěn)定可靠的高質(zhì)量的光譜圖像,是整個技術(shù)的核心。下面簡單介紹幾個關(guān)鍵參數(shù)。
空間分辨率(Spatial Resolution)
空間分辨率是評價傳感器性能和圖像的重要指標之一,同樣也是用成像像素來表征空間分辨率,一般分辨率在一百萬以下。
光譜分辨率(Spectral Resolution)
指光譜系統(tǒng)所選用的波段數(shù)多少、各波段的波長位置、及波長間隔的大小。即通道數(shù)、中心波長、帶寬三個因素共同決定光譜分辨率,可理解為能夠區(qū)分或識別光譜中各波段光的能力。與光譜儀的分辨能力密切相關(guān)。分得愈細,波段愈多,光譜分辨率就愈高。
光譜分辨率是一個概念,狹義的光譜分辨率僅指波段寬度,如何計算需要一個指標,半波寬度就是這個指標。
半峰全寬(Full width at half maximum)
英文簡稱FWHM,也稱作半高全寬、或半高寬、半波寬。指達到光譜峰高一半處的光譜寬度。如下圖。半波寬是衡量高光譜成像系統(tǒng)的一個關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),可表征其對光譜細分和區(qū)分的能力。多光譜常見半波寬在10-1λ量級 ,高光譜通常在10-2λ量級。
?FWHW示意圖
光譜采樣率
通俗理解為通道數(shù),即能獲取的不同中心波長的波段數(shù)。多光譜常見3-30個 ,高光譜通常在100-300個。相同條件下,高光譜成像系統(tǒng)支持的通道數(shù)的多少,由光譜調(diào)節(jié)精細度、靈活度決定。
可靠性
畢竟光譜信息屬于光與物體相互作用所產(chǎn)生的信息,比較敏感。那么穩(wěn)定性、一致性、抗震動等就變得非常重要。有很多的器件隨溫度變化、機械和時間變化形成的漂移是成像系統(tǒng)的主要誤差來源,實際應(yīng)用中的測試精度很大依賴于成像系統(tǒng)在此方面的穩(wěn)定性。主要關(guān)注溫度漂移特性、震動穩(wěn)定性等。沒有穩(wěn)定一致的物理數(shù)據(jù)采集,要保證基于數(shù)據(jù)的算法運行有良好應(yīng)用效果有很大難度。
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