高光譜成像儀的光譜數據立方體怎么使用？

高光譜成像儀是一種將成像技術和光譜技術有機結合的一種光電儀器，它既能獲取二維空間信息又能獲取一維光譜信息，基于這種三維光譜數據立方體，能夠檢測、識別出各種傳統成像技術難以探測識別的目標。那么，高光譜成像儀的光譜數據立方體怎么使用？本文為大作了介紹。

高光譜成像儀光譜數據立方體的使用，通常有兩類方法：

1.基于二維空間圖像的檢測識別方法

以一幅一幅窄帶光譜圖像為處理對象，或以主成分分析PCA、獨立成分分析ICA等方法提取的特征圖像為對象，用特征提取的方法針對每幅圖像進行處理，最后將每幅圖像的檢測識別結果進行融合得到最終結果。這類方法可充分利用傳統圖像處理的基本方法，但計算量大，難以檢測識別亞像元小目標。

2.基于一維光譜矢量的檢測識別方法

以像素的光譜矢量為處理對象，根據像素之間光譜矢量的相似性或差異性進行檢測處理。這種方法不利用圖像的幾何特征，可以檢測識別亞像元小目標；充分利用像素的光譜特性，能極大提升檢測識別能力?；谝痪S光譜矢量的檢測識別方法是目前光譜信息處理的主流。

二維空間的每個像素均包含一條光譜曲線，如果像素中只有一種對象，像素光譜曲線則是該對象的“純凈光譜”曲線；如果像素中包含幾個對象，像素光譜曲線則是每個對象的光譜曲線按貢獻率組合而成的“混合光譜”。由于大氣散射效應，實際上不存在真正的“純凈光譜”曲線。

針對產品的高光譜數據立方體，將像素中對應合格品的光譜向量視為“純凈光譜”像素，將像素中對應不合格品的光譜向量視為“另類光譜”像素，將既有合格成分又有不合格成分的像素視為“混合光譜”像素。通過光譜矢量相似性計算，如歐氏距離ED、光譜角SA、光譜信息散度SID、正交投影散度OPD，可以有效區分純凈光譜、另類光譜與混合光譜。根據有無另類光譜像素、混合光譜像素，可以分析出產品是否合格；根據另類像素、混合像素的個數，可以分析產品的質量等級；根據另類像素、混合像素的區域分布，可以分析產品的損壞區域。