多光譜與高光譜成像性能數(shù)據(jù)有哪些?
發(fā)布時(shí)間:2023-06-21
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當(dāng)多光譜成像方法提供至少幾個(gè)不同的波長通道時(shí),它們被稱為多光譜成像。通常,這些沒有實(shí)質(zhì)性的重疊(例如,與RGB圖像傳感器相反),并且它們通常不是連續(xù)的,即在波長通道之間存在響應(yīng)性可以忽略不計(jì)的光譜區(qū)域。
(例如,人們可以選擇不使用大氣透射率較差的光譜波段。不同的波長波段在寬度和所達(dá)到的靈敏度方面可能有很大不同。通常,一個(gè)包括可見光譜區(qū)域之外的一些波長波段,即在紅外或紫外線區(qū)域中。
術(shù)語高光譜成像適用于通常具有大量或多或少等距波長通道的情況,通常形成連續(xù)波段,從而獲得完整的光學(xué)光譜。但是,這兩類方法之間的邊界尚未完全定義。
多光譜和高光譜成像的比較。高光譜成像儀器通常具有大量等距和連續(xù)波長通道,為每個(gè)像素提供光譜
在下文中,我們將討論光譜成像儀器最重要的性能數(shù)據(jù)。
空間和光譜分辨率
與任何成像儀器一樣,光譜成像儀器的空間分辨率有限 - 通常由某種圖像傳感器的像素?cái)?shù)決定。
第二個(gè)關(guān)鍵性能參數(shù)是光譜分辨率。雖然多光譜成像設(shè)備通常具有相對(duì)較寬的波長波段,例如寬度為20nm甚至100nm,但高光譜成像儀可以提供更好的波長分辨率,例如幾納米甚至更小。
為了限制要處理的數(shù)據(jù)量,人們通常會(huì)接受一些關(guān)于空間和/或光譜分辨率的妥協(xié)。
敏感性
靈敏度通常至關(guān)重要,特別是在具有許多光譜通道的情況下。
儀器在靈敏度方面存在很大差異,即它們以有限量的光輸入記錄光譜分辨圖像的能力。請(qǐng)注意,在使用大量光譜通道的情況下,靈敏度暫時(shí)變得更加關(guān)鍵。假設(shè)寬帶輸入光,則在每個(gè)波長信道中獲得較少的光功率。
天文學(xué)需要特別高的靈敏度,以限制所需的觀測(cè)時(shí)間。然后,人們經(jīng)常嘗試實(shí)現(xiàn)可以盡可能多地利用入射光的儀器。這可能需要的不僅僅是使用高靈敏度的光電探測(cè)器。例如,人們?cè)噲D避免掃描操作,其中光僅從一條線收集,甚至一次只收集一個(gè)點(diǎn)。
運(yùn)動(dòng)偽像
根據(jù)圖像采集方法的不同,當(dāng)物體或成像儀器移動(dòng)時(shí),可能會(huì)發(fā)生各種類型的運(yùn)動(dòng)偽像。這些偽像最好使用快照成像器來抑制,該成像器可在相當(dāng)有限的曝光時(shí)間內(nèi)拍攝整個(gè)光譜圖像。
在曝光時(shí)間較長且可能連續(xù)采集(例如不同波長波段)的情況下,有時(shí)可以通過計(jì)算消除運(yùn)動(dòng)偽影 - 特別是如果例如成像儀器的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的并且眾所周知。
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