光譜成像技術有哪些類型？光譜成像技術是一種在測得的大量連續的光譜帶上同時獲得樣品空間信息的成像技術，每個光譜圖像的像素單元是光譜信息和圖像信息的結合。其根據光譜分辨率的不同，可以分為：多光譜成像、高光譜成像和超光譜成像三種類型。那么，高光譜成像技術的原理是怎么樣的？本文為大家作了介紹。

光譜成像技術的類型：

目前常用的光譜成像的波段范圍有兩種，可見光/近紅外區的波段范圍是400～1000nm，短波紅外區的波段范圍是900～2500nm。如果根據光譜分辨率對光譜成像技術進行分類，光譜成像技術一般可分成三類。

（1）多光譜成像：光譜分辨率在△λ/λ=0.1數量級，通常傳感器在可見光和近紅外光譜區域只有幾個到十幾個波段。

（2）高光譜成像：光譜分辨率在△λ/λ=0.01數量級，傳感器在可見光和近紅外光譜區域有幾十到數百個波段，光譜分辨率可達nm級。

（3）超光譜成像：光譜分辨率在△λ/λ=0.001數量級，傳感器在可見光和近紅外光譜區域可多達數千個波段，超光譜成像系統由于具有極高的光譜分辨率和較多的波段數，主要用于氣體化學成分測定、大氣微粒探測等實驗室科學研究領域。高光譜、多光譜成像系統應用范圍較廣，實用性較強，已經在食品檢測的領域得到了應用。

高光譜成像技術的原理：

高光譜成像技術（Hyperspectral Imaging，HSI）是運用最早、最突出的光譜成像技術，目前在不同行業和領域得到了廣泛的應用。如下圖所示，高光譜成像儀是光譜成像分析系統的核心，由成像光譜儀與CCD探測器結合而成，可高效快速獲取被測物的光譜和圖像信息。

在樣品圖像采集時，光譜成像儀接收被測物體表面反射和透射光在X軸上進行分光、在Y軸上進行成像，獲得光譜信息和一維影像。由于樣品的不斷移動，從而能夠得到連續的光譜信息以及一維影像，所有的數據被計算機圖譜采集平臺采集。將所有窄波段的光譜信息和圖像進行融合，最后得到了整個樣品的光譜圖像。光譜圖像采集可以通過系統的圖像獲取方式進行，主要分為點掃描（逐點光譜掃描）、線掃描（逐行空間掃描）和面掃描三種，具體工作原理如下圖所示。

高光譜成像技術高光譜圖像數據處理方法：

高光譜圖像數據塊能夠為被檢樣品提供詳盡的內外部信息，但同時由于波譜段多、數據量大、數據相關性強等特點，給數據處理造成了維數災難。目前，國內外大多數學者對數據處理的方法是：先選擇感興趣區域（ROI），在采用主成分分析法（PCA）、獨立成分分析法（ICA）以及遺傳算法（GA）等對感興趣區域數據進行分析降維，去除大量冗余信息，找出特征波長，并建立相應的判別模型。常用的建模方法有 BP神經網絡法（BPANN）、多元線性回歸法（MLR）以及偏最小二乘法（PLS）。