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高光谱相机和成像光谱仪有什么区别 高光谱相机怎么分类

来源:赛斯拜克 发表时间:2023-06-21 浏览量:751 作者:awei

摘要:高光谱成像仪是一种用于获取目标物体在不同波段上的光谱信息的设备。它通常包括一个高分辨率的图像传感器和一个光谱分离器,可以同时采集多个离散波长的图像。高光谱成像仪在成像过程中能够记录目标物体在数十个或上百个连续波段上的反射、辐射或发射光谱数据。那么高光谱相机和成像光谱仪有什么区别以及高光谱相机怎么分类呢?一起到文中来看看吧!

一、什么是高光谱相机与成像光谱仪

高光谱相机:高光谱相机是一种具备高光谱成像功能的相机。高光谱相机通常包括一个高分辨率的图像传感器和一个光谱分离器,可以同时获取多个连续波段上的图像。高光谱相机通过使用多个离散的光谱带通滤波器或光谱分散元件来获取物体在多个连续窄波段下的光谱信息。


成像光谱仪:成像光谱仪(也称为光谱成像仪)是一种专门用于获取目标物体在不同波段上的光谱信息的仪器。它通常由一个光学系统和一个光谱分离器组成。成像光谱仪通过使用一维或二维光谱传感器,以每个像素位置获取连续的光谱信息。


二、高光谱相机和成像光谱仪有什么区别

  1. 区别一:工作原理

    高光谱相机通过同时采集多个离散波长的图像来获取光谱信息,然后将它们组合成一个完整的光谱图像。成像光谱仪则是通过使用光谱仪仪器,以连续的方式获取光谱的全息图像。


  2. 区别二:光谱分辨率

    高光谱相机通常具有较低的光谱分辨率,即不能细分和分辨出过多的波长信息。成像光谱仪则具有较高的光谱分辨率,可以提供更精细和详细的光谱信息。

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  3. 区别三:数据量和处理

    高光谱相机会产生大量的图像数据,需要进行后期处理和分析,以提取有用的光谱信息。成像光谱仪的数据量相对较小,因为它直接生成光谱图像,不需要进一步处理。


  4. 区别四:应用领域

    高光谱相机广泛应用于农业、环境监测、地质勘探、医学等领域,特别适用于需要获取空间和光谱信息的应用场景。成像光谱仪更多用于研究实验室、光谱分析、材料研究等应用,对高精度的光谱数据有较高要求。


三、高光谱相机怎么分类

前文已经简单了解了高光谱相机和成像光谱仪两者的不同,接着再来重点看看高光谱相机怎么分类吧!


根据分光原理的不同,高光谱相机大体可以分为:色散型高光谱相机、干涉型高光谱相机、滤光片型高光谱相机。

1.色散型

色散高光谱相机通常使用色散元件(光栅或棱镜)进行分光,然后通过成像系统在探测器上成像。如果我们想测量树叶每个点的高光谱数据,通过在光栅表面反射入射光,将该点的入射光分解成不同波长的能量分布,然后通过多个传感器象元测量不同波长的特定能量。


特点:价格便宜,光谱分辨率高,可以同时成像所有波长,但同时只能成像一条线。


2.干涉型


干涉式高光谱相机主要利用干涉图与光谱图之间的对应关系,借助干涉仪测量光谱线元的干涉强度,并逆傅里叶转换干涉图以获得目标光谱图。


特点是:价格昂贵,光谱分辨率高,一个时刻就能对整个图像形成波长,不能同时形成所有波长。


3.滤光片型

滤光片型高光谱相机的原理就是在普通的相机前面加滤光片,就像人眼戴墨镜一样。如果这个滤光片它的带宽或者说允许通过的光谱范围足够窄,那么就可以对允许通过的光进行光谱测量。


特点是:便宜,但是光谱分辨率不高,一个时刻可以对整幅图像成像一个波长, 不能所有波长同时成像。


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