概念解析 | 高光谱图像:揭开自然世界的神秘面纱

注1:本文系“概念解析”系列之一,致力于简洁清晰地解释、辨析复杂而专业的概念。本次辨析的概念是:高光谱图像

高光谱图像:揭开自然世界的神秘面纱

Hyperspectral imaging - Wikipedia

背景介绍

我们生活的世界充满了丰富多彩的颜色。这些颜色来源于各种物体反射或吸收不同波长的可见光。传统的RGB图像只记录红、绿、蓝三种颜色通道,而高光谱图像可以捕捉更为丰富的光谱信息,从而识别出物体的微小差异。

高光谱图像一般指同一场景在数百个连续波段的光谱图像,它揭示了物体表面在不同光谱下的响应特征。与人眼只能看到约380-780nm的可见光相比,高光谱图像可覆盖更宽的波段,从而呈现人眼无法感知的“ Colors beyond colors”。

随着高光谱成像技术的进步,高光谱图像在农业监测、材料检测、医学诊断等领域得到广泛应用。它成为揭开自然世界神秘面纱的利器,给人们提供了一种新的“视角”。

原理介绍

高光谱图像的形成遵循以下物理原理:

当光线照射到一个物体时,该物体会吸收特定波长的光,同时反射或传递其他波长的光。该物体对不同波长光的吸收和反射特性构成该物体的光谱特征。

高光谱成像系统会从不同角度、在不同的光谱带(一般为400-2500nm)采集该物体的响应图像。然后将这些图像叠加在一起,就形成了该物体的高光谱数据立