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光譜、多光譜和高光譜之間的區別介紹
閱讀：3872 發布時間：2021-9-9
光譜分析作為自然科學分析的重要手段，光譜技術常常用來檢測物體的物理結構、化學成分等指標。
傳統光譜分析，都是通過待測物自發光或者與光源的相互作用而進行分析的物體的，從空間維度上看，傳統光譜分析大多是針對一個單點位置。而圖像光譜測量則是結合了光譜技術和成像技術，將光譜分辨能力和圖形分辨能力相結合，造就了空間維度上的面光譜分析，也就是現在的多光譜成像和高光譜成像技術。
光譜、多光譜和高光譜之間的區別？
光譜（Spectrum）：是復色光經過色散系統（如棱鏡、光柵）分光后，被色散分離成的單色光，通過成像系統，投射在探測器上成為按波長（或頻率）大小依次排列的圖案，既稱為光學頻譜。
海洋光學的光譜儀正是基于這樣的原理設計制造的。
光波根據波長不同，又有不同的稱謂：波長處于380和780nm之間的光波稱為可見光，短于380nm的稱之為紫外光；而長于780nm的則為紅外光（紅外光又分為近紅外、中紅外、遠紅外等等）。
多光譜技術（Multispectral）：是指能同時獲取多個光學頻譜波段（通常大于等于3個），并在可見光的基礎上向紅外光和紫外光兩個方向擴展的光譜探測技術。常見實現方法是通過各種濾光片或分光器與多種感光膠片的組合，使其在同一時刻分別接收同一目標在不同窄光譜波段范圍內輻射或反射的光信號，得到目標在幾張不同光譜帶的照片。
身邊最常見的多光譜照片是彩色相機拍攝的照片，如下圖，從頻譜上看，其包含了紅色（1），綠色（2）和藍色（3）三個光學頻譜波段的信息。如果在相機或者探測器上，增加更多的頻帶如頻帶（4）和（5），就可以獲得一個含多個頻帶的多光譜照片了。
多光譜技術結合成像硬件，即可圖像形式呈現多光譜信息。
當然也可以僅使用探測器進行單個空間點位的光譜信息獲取。海洋光學旗下品牌Pixelteq以*的芯片濾光技術，可以實現在9*9cm的芯片上獲取8個通道的光譜信息，特別適用于空間和成本要求*的應用場合。
高光譜成像（Hypespectral）：是一種可以捕獲和分析一片空間區域內逐點上光譜的精細技術，由于可以檢測到單個對象不同空間位置上的*光譜“特征”因此可以檢測到在視覺上無法區分的物質。
物體與光源的光相互作用并被非成像光譜分析設備（比如光譜儀）接收后，設備可以精確地反應出接收到的光信號在光譜頻帶上分布的強度差異也就是光譜信息。
而使用高光譜設備時，從成像特性角度看，可以了解到樣品各個位置的光譜信息，從光譜特性角度看，可以了解在特定光譜帶內的信號位置分布，也就是說，高光譜設備可以獲取更加豐富的細節信息。
例如：人眼只能接收三個光譜頻段中物體的光能量信號：紅色，綠色和藍色。也就是我們常稱的發光三原色，但是事實上我們能夠看到由這三種顏色的組合產生的橙色，紫色，青綠色等等的更細微的色彩。但是，我們并不不能區分純黃色和紅綠二色的混合色的差異，這也稱之為“同色異譜”。但是高光譜成像卻可以輕松分辨其中的區別。
高光譜成像主要用于測量光與物質相互作用后的反射光，因此也是一種表面測量技術。Headwall的Hyperspec®HSI屬于線掃描設備，可通過稱為儀器狹縫的狹長入光口觀察場景。狹縫一次捕獲一行場景，并通過傳感器獲取對應一行場景中每個點的光譜信息。通過將儀器狹縫瞄準到感興趣的區域，或將移動物體掃過儀器的前面（例如，裝有產品的傳送帶），進而可以對整個場景進行成像，并獲取整個場景內逐個點的光譜信息。