高光譜成像是一門使用專用傳感器同時(shí)捕獲多個(gè)窄波長(zhǎng)數(shù)據(jù)的學(xué)科。高光譜數(shù)據(jù)通常表示為圖像立方體，其中每個(gè)圖像代表數(shù)十或數(shù)百個(gè)窄波長(zhǎng)范圍或光譜帶之一。高光譜成像可以測(cè)量和分析區(qū)域或物體的光譜特征，用于農(nóng)作物健康評(píng)估、環(huán)境退化監(jiān)測(cè)和組織病理學(xué)等應(yīng)用。

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在哪里使用高光譜成像?

高光譜成像用于遙感、監(jiān)視、機(jī)器視覺(jué)和醫(yī)學(xué)成像等應(yīng)用，主要目的是識(shí)別材料和檢測(cè)物體、異常和過(guò)程。例如，遙感中的高光譜成像涉及使用衛(wèi)星或航拍圖像檢測(cè)和識(shí)別礦物、陸地植被和人造結(jié)構(gòu)。

使用基于衛(wèi)星的高光譜數(shù)據(jù)，根據(jù)物質(zhì)類型，使用最大豐度分類來(lái)識(shí)別不同的陸地區(qū)域。

在醫(yī)學(xué)成像中，組織表面的高光譜成像分析可以為組織病理學(xué)提供有見(jiàn)地的診斷信息。

高光譜圖像，通過(guò)將光線照射在組織表面并準(zhǔn)確測(cè)量氧氣水平并生成血氧飽和度圖而得出，以方便臨床研究人員和醫(yī)生的工作。

高光譜圖像處理如何工作?

高光譜成像首先使用高光譜圖像傳感器捕獲一組圖像，并將它們表示為三維高光譜數(shù)據(jù)立方體。然后可以使用各種圖像處理算法對(duì)該數(shù)據(jù)立方體進(jìn)行分析和處理，主要用于涉及分類、光譜匹配和分解的工作流程。

例如，一種常見(jiàn)的高光譜圖像處理技術(shù)，即最大豐度分類 (MAC)，用于根據(jù)像素的光譜特征對(duì)圖像中的像素進(jìn)行分類，并將它們與對(duì)象或區(qū)域類(也稱為端元類)相關(guān)聯(lián)。

使用具有九個(gè)端元類別的高光譜圖像的最大豐度分類生成的豐度圖：瀝青、草地、礫石、樹(shù)木、彩繪金屬板、裸土、瀝青、自阻塞磚和陰影。

另一個(gè)常見(jiàn)任務(wù)涉及使用植被區(qū)域高光譜圖像的歸一化差異植被指數(shù)或NDVI值，并對(duì)該值應(yīng)用閾值來(lái)衡量該區(qū)域植被的相對(duì)健康狀況。NDVI 值越高，該地區(qū)的植被越健康、越茂密。

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高光譜成像庫(kù)包含用于預(yù)處理、分析和解釋高光譜數(shù)據(jù)的內(nèi)置函數(shù)。它支持降維、光譜解混、光譜匹配和分類工作流程，包括波段選擇、端元提取、豐度圖估計(jì)和異常檢測(cè)等技術(shù)。