高光譜圖像怎么理解？高光譜數(shù)據(jù)是三維圖像塊，其中的二維代表是圖像像素信息（以坐標(biāo)x和y表示），第三維是波長(zhǎng)信息（以λ表示），高光譜圖像是一系列光波波長(zhǎng)處的光學(xué)圖像。那么，高光譜圖像有什么特點(diǎn)？下文為大家做了介紹。

高光譜圖像怎么理解？

高光譜圖像相較于R、G、B或者傳統(tǒng)的黑、白圖像，增加了一維光譜維度信息數(shù)據(jù)，在二維空間維度信息的基礎(chǔ)上，每個(gè)像素點(diǎn)都增加了一個(gè)以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，反射率為縱坐標(biāo)的光譜曲線(xiàn)數(shù)據(jù)，由此形成的“三維圖像”是一個(gè)圖譜合二為一的立方體數(shù)據(jù)圖像，高光譜成像系統(tǒng)會(huì)對(duì)圖譜數(shù)據(jù)空間內(nèi)的每個(gè)像元根據(jù)光譜分辨率經(jīng)過(guò)色散對(duì)近百個(gè)波段完成連續(xù)的光譜覆蓋，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)樣本的一維光譜及二維空間成像，如下圖為高光譜數(shù)據(jù)立方體。

高光譜數(shù)據(jù)立方體是一個(gè)三維矩陣，圖像平面的長(zhǎng)和寬分別對(duì)應(yīng)的為H、W，光譜波段數(shù)為L(zhǎng)，圖像的像素點(diǎn)數(shù)P=H×W。因此，通過(guò)高光譜成像系統(tǒng)獲取到的是一個(gè)H×W×L的立方體數(shù)據(jù)，不但有普通圖像的二維空間信息，也可在一維光譜維度上獲得單個(gè)像元或任意窄帶波段的數(shù)據(jù)信息。

高光譜圖像的特點(diǎn)：

高光譜成像技術(shù)針對(duì)不同成分、不同材料、不同結(jié)構(gòu)的光譜吸收率都有一定的差異，在獲取待測(cè)樣本的大小、形狀等表面特征外，還可獲得反映樣本內(nèi)部的物理分子、化學(xué)成分、材料等較為顯著的光譜特性，由于不用借助外部力量而獲得樣品本身的內(nèi)部特點(diǎn)光譜，使得高光譜成像技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。如今，高光譜成像技術(shù)已廣泛運(yùn)用到無(wú)損土壤檢測(cè)、水利水電監(jiān)測(cè)、地址勘探、海洋生態(tài)、食品食物安全、軍事偽裝戰(zhàn)場(chǎng)等多個(gè)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)全色及多光譜圖像相比，高光譜圖像數(shù)據(jù)具有以下顯著特點(diǎn)：

1.光譜波段范圍較寬且分辨率較高

傳統(tǒng)R、G、B或黑白圖像的光譜范圍一般都在可見(jiàn)光，波段數(shù)在幾個(gè)至十幾個(gè)，而高光譜儀獲得圖像的光譜范圍可以從可見(jiàn)光、近紅外、甚至延伸到中紅外，波段數(shù)可達(dá)到幾十至數(shù)百個(gè)，從而形成一條連續(xù)而飽滿(mǎn)的光譜反射率曲線(xiàn)，連續(xù)性較強(qiáng)，分辨率在2nm-10nm之間。

2.高光譜圖譜數(shù)據(jù)信息較為豐富

由于高光譜圖像的光譜分辨率較高，波段較寬，由此產(chǎn)生了許多窄波段的光譜信息，這些光譜信息之間關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，為高光譜圖像數(shù)據(jù)帶來(lái)了大量、豐富的信息。

3.高光譜圖像有較為豐富的數(shù)學(xué)分類(lèi)模型

高光譜圖像的復(fù)雜性致使它的數(shù)據(jù)模型較為豐富，如圖像分類(lèi)模型、光譜差異模型、特征提取模型等，使得圖譜數(shù)據(jù)的處理、分析、提取等更加豐富和靈活。