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高光譜成像技術(shù)是一項(xiàng)令人振奮的新技術(shù)，非常有前景，尤其是結(jié)合現(xiàn)代機(jī)器學(xué)習(xí)軟件和執(zhí)行器（如：機(jī)器人或空氣噴氣機(jī)）使用時(shí)，高光譜成像技術(shù)有能力革新工業(yè)分類(lèi)方法，使機(jī)器能夠執(zhí)行人類(lèi)難以完成的復(fù)雜任務(wù)。

圖1：農(nóng)場(chǎng)的高光譜假彩色圖像（左），區(qū)域的反射光譜曲線（右）

什么是高光譜成像儀？

高光譜成像技術(shù)指的是測(cè)量二維圖像中每個(gè)像素的高分辨率光譜數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)在每個(gè)像素上提供三個(gè)光譜數(shù)據(jù)通道：紅、綠、藍(lán)（RGB），視的大腦輸入了這三種顏色的混合顏色，并將它們解釋為一種的顏色。在高光譜圖像中，材料的反射光譜是連續(xù)的波長(zhǎng)曲線，每個(gè)像素上有數(shù)百個(gè)光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)，它是光譜學(xué)的一種，標(biāo)準(zhǔn)光譜儀只提供一個(gè)“像素”的光譜測(cè)量-沒(méi)有成像信息。多光譜成像儀指的是每個(gè)像素提供幾個(gè)光譜數(shù)據(jù)通道的照相機(jī)，通道數(shù)通常在4-12之間。“高光譜”這個(gè)術(shù)語(yǔ)指的是：許多光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)，它們產(chǎn)生一個(gè)近乎連續(xù)的光譜曲線，通常在每條曲線上有數(shù)百個(gè)光譜數(shù)據(jù)通道。然而，高光譜成像儀的設(shè)計(jì)和制造要比非成像光譜儀復(fù)雜得多，因?yàn)槎S圖像中每個(gè)像素點(diǎn)都需要有連續(xù)的光譜曲線，而且最小化光譜失真一直是一個(gè)非常困難的光學(xué)問(wèn)題。

圖1顯示了一個(gè)農(nóng)場(chǎng)的高光譜假彩色圖像以及區(qū)域像素的高光譜曲線；圖2顯示了相同的高光譜數(shù)據(jù)，但是光譜通道數(shù)降低至4個(gè)，4個(gè)光譜通道的數(shù)據(jù)類(lèi)似于Landsat衛(wèi)星獲得的數(shù)據(jù)，可以直觀的看出圖1的數(shù)據(jù)比圖2包含了更多的光譜信息，從而能夠?qū)?chǎng)景中的對(duì)象進(jìn)行更加精準(zhǔn)、可靠的分類(lèi)。

圖2：與圖1相同像素區(qū)域的多光譜數(shù)據(jù)，光譜波段與Landsat衛(wèi)星影像波段一致 

高光譜成像儀越來(lái)越受歡迎的主要原因：

1. 隨著科技發(fā)展，相機(jī)越來(lái)越普及，而且拍照速度越來(lái)越快；

2. 計(jì)算機(jī)可以提供足夠的計(jì)算能力來(lái)處理大量數(shù)據(jù)；

3. 結(jié)合現(xiàn)代的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，科學(xué)家可以利用高光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確識(shí)別材料，甚至那些看起來(lái)非常相似的材料。

基于不同的材料具有不同的反射光譜這個(gè)事實(shí)，使得這項(xiàng)技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)用性，在研究和工業(yè)應(yīng)用中發(fā)展迅速。