Indian_pines 高光谱图像

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mob64ca1407216b 2024-09-18 18:18:05

文章标签 Indian_pines 高光谱图像高光谱 Data 数据 文章分类 架构后端开发

Introduction to Hyperspectral Imaging 高光谱成像的介绍
高光谱成像指具有多光谱分辨率的数字图像，每个高光谱图像中的空间点（pixel）包含了一条连续的曲线用于记录不同波段下的光强（light intensity）。如下图所示，红、绿、蓝三条曲线记录了三个pixel分别在不同波段下的值。高光谱图像数据也能理解为堆砌不同波段的图像（stack of images）。

Indian_pines 高光谱图像_高光谱

高光谱图像所提供的额外的信息能帮助区分不同物质，这有时在RGB图像中是很难区分的。高光谱已经在遥感、食品检测、分类、医学中取得的成功应用效果。
Resonon Inc. 所研发的高光谱相机均采用的是线扫描式 Line-scan（一次只获得一条线的数据）。这也通常需要一个扫描装置（scanning system）来帮助完成多线的采集而完成一张图像的采样。

Indian_pines 高光谱图像_Data_02

为了获取高光谱数据，每个pxiel所反射（或折射）的光被分散为不同的光谱区段光，如下图中的使用棱镜分光。所有pixel（下图中的红色矩阵）分出的光被采样到焦平面阵列上，这种方法的一个好处就是可以同时对不同波段的信号采样。
System Overview 系统概述
工作台主要包括一个高光谱相机、一个线形平移平台（linear translation stage）、装配塔（mounting tower）、灯源（lighting assembly）和软件系统（Spectronon，下载地址如下www.resonon.com，其中也包括了一些高光谱数据）。

Indian_pines 高光谱图像_高光谱_03

Benchtop System Assembly 工作台组装
Basic Data Acquisition 基础的数据获取
http://docs.resonon.com/spectronon/SpectrononUserManual/html/BasicDataAcquisition.html4.1 Data Modes 数据类型
Resonon成像系统可以采集三种类型的数据：
（1）Raw Data 原始数据
原始数据只经过光谱校准但包括了仪器传感器响应、样本反射率和照明函数，光谱曲线不代表实际数值和物理意义，所以是没有使用价值的，其单位是DIgital Number（DN）。
（2）Radiance 辐射度
通过原始数据的辐射度校准得到，该数据是不包括传感器响应，是照明度和样本反射率的乘积。具有实际物理意义和单位（1 Microfilcks = 每单位弧度每平方厘米1微瓦的表面波长每微米的波长）
（3）Reflectivity / Reflectance 反射率
在这种模式下，不包括仪器传感器响应和照明函数，只是单独的反射率。数据可以通过一下四种方式转化为反射率：
i. White reference
ii. Known spectral refrenence in scene
iii. Downwelling irradiance sensor
iiii. Atmospheric Correction
Advanced Data Acquisition 进阶的数据获取
（1）控制相机
（2）平台控制
（3）其他设置
Basic Data Analysis 基础数据分析
Advanced Data Analysis 进阶数据分析
Advanced Data Analysis2：Hyperspectral Classification 高光谱分类
http://docs.resonon.com/spectronon/SpectrononUserManual/html/HyperspectralClassification.html
**Advanced Data Analysis3: Hyperspectral Vegetation Indices **
Batch Processing 批量处理
Focusing & Calibtration Sheets 对焦和校准
Applendix: Built-in Plugins
Glossary of Hyperspectral Imager Terminology 专业术语
Datacude
两个空间维度和一个光谱维度组成。
Spectral Range
Spectral Channels
波段的数量。
Spectral Resolution
光谱分辨率用于衡量最小的光谱特征（nm为单位），换句话说，这是每个光谱通道的宽度。
Spectral Pixels
采集到的光谱信号中pixels的数量。
Spectral Smapling
等于Spectral Range / Spectral Pixels。通常比spectral resolution更小。
Spatial Channels
在线扫描式中为线的pixels数量
f-number
用于衡量lens度量。
Average RMS Spot Radius
这是对高光谱成像仪分辨率的度量，是整个成像仪光谱范围内的平均值。
Smile (peak to peak)
是与高光谱成像仪相关的光学失真，当来自单个波长的光落在焦平面阵列的不同光谱列（针对不同的空间通道）时会出现。