高光譜成像技術是光譜成像技術的一種，它將傳統二維成像技術和光譜技術有機結合在一起，既可以獲取目標物的二維空間信息，又可以獲得一維光譜信息。該技術具有空間可識別性、超多波段、高的光譜分辨率、光譜范圍廣和圖譜合一等眾多優點。那么，高光譜成像技術的原理是怎么樣的？按照分光原理不同可分為哪些類型？

高光譜成像技術的原理：

光譜根據分辨率的高低可以將其分成多光譜、高光譜、超光譜三種類型，這三種類型對應的光譜分辨率分別為10-1λ以內、10-2λ以內、10-3λ以內，而高光譜圖像就是由一系列連續的光波波長組成的光學圖像。因此高光譜成像就是指在特定的波長范圍內獲得由一系列連續的窄波段圖像組成的包含三維圖像數據塊的過程。一個典型的高光譜數據塊示意圖如下圖所示，進行高光譜成像時，成像儀通過接收被測物體表面反射和透射光以及在X軸上進行分光，在Y軸上進行成像，從而獲得包含一維光譜和二維圖像的高光譜三維數據塊。通常高光譜的光譜范圍主要包括可見光譜區域（400～760nm）和近紅外光譜區域（760～2560nm），目前其光譜分辨率可以達到2~3nm。在利用高光譜成像技術在獲得樣品圖像的同時，還能夠為圖像上每個像素點提供上千個波長點的光譜信息，因此包含了樣品內部豐富的成分含量信息，可以達到實現樣品的成分、含量、空間分布的無損測量的目的。

高光譜成像技術根據分光原理不同的分類：

根據分光原理的不同，可將高光譜成像技術分為色散型、干涉型、計算層析型等幾種類型。

1）色散型高光譜成像技

色散型高光譜成像技術主要包括色散棱鏡型、衍射光柵型以及聲光、液晶可調諧濾光片型（AOTF）等高光譜成像技術。色散型高光譜成像技術利用光柵、棱鏡等色散元件將經準直透鏡準直后的光線色散成連續分布的單色光，光線經聚焦會聚于探測元件上，最終得到每一個像元的強度。該技術出現較早，又其原理結構簡單，性能穩定，因此發展比較成熟。但是該系統內部狹縫的存在導致光譜分辨率、能量利用率以及信噪比很難提高成為制約該技術繼續發展的瓶頸問題。

2）干涉型高光譜成像技

干涉型高光譜成像技術也稱傅立葉變換型高光譜成像技術，主要包括傅里葉變換型（邁克爾遜干涉型、三角共路干涉型、雙折射偏振干涉型）、液晶可調諧濾光片型（LCTF）等高光譜成像技術。干涉型高光譜成像技術將獲取的干涉強度信息通過傅里葉變換轉換成目標的光譜信息，是間接光譜成像技術。干涉型的高光譜成像儀較上述色散型高光譜成像儀具有多通道、高通量、高光譜分辨率、高信噪比等優點。

3）計算層析型高光譜成像技術

計算層析型高光譜成像技術是隨著計算機技術、探測器水平以及醫學上斷層掃描技術的發展而出現的一種新興技術，目前還處于理論及方法研究階段。該技術將計算機斷層掃描技術應用于高光譜成像技術中，將目標圖像的數據立方體視作三維，物體，沿著一個或者多個方向投影到探測器上，再根據數據立方體與獲得的投影圖像之間的關系，選擇合適的重建算法重構出目標的三維數據立方體。其顯著的優點是其具有全視場性，不僅能夠保證較高的光通量及光能利用率，而且能夠快速精確的獲取目標物體的二維空間信息和一維光譜信息。