高光譜成像技術(shù)作為一種無損檢測(cè)技術(shù)，它不僅可以獲取目標(biāo)的二維空間信息，同時(shí)還能獲得目標(biāo)的光譜信息，形成一個(gè)三維數(shù)據(jù)立方體，完成對(duì)目標(biāo)特性的綜合探測(cè)。其根據(jù)光譜分辨率、分光方式及掃描方式等的不同，可以分為不同的類型。本文對(duì)高光譜成像儀的不同類型及各自特點(diǎn)作了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
基于光譜分辨率的分類：
按照不同光譜分辨率，成像光譜技術(shù)可以分為超光譜成像技術(shù)、高光譜成像技術(shù)以及多光譜成像技術(shù)。多光譜成像技術(shù)的通道數(shù)一般有幾十個(gè)，其光譜分辨率為波長(zhǎng)的十分之一量級(jí)；高光譜成像技術(shù)為幾百個(gè)，其光譜分辨率為百分之一個(gè)波長(zhǎng)量級(jí)；而超光譜成像技術(shù)的通道數(shù)卻可以達(dá)到幾千個(gè)，其光譜分辨率也可以達(dá)到千分之一波長(zhǎng)量級(jí)。
基于分光方式的分類：
光譜成像技術(shù)按照不同的分光方式可以分為干涉型光譜成像技術(shù)、濾光片型光譜成像技術(shù)和色散型光譜成像技術(shù)。色散型光譜成像技術(shù)一般先通過棱鏡或者光柵分光，然后被成像系統(tǒng)成像在探測(cè)器上，干涉型成像光譜技術(shù)通過干涉儀探測(cè)目標(biāo)的干涉圖并利用傅里葉變換計(jì)算獲得光譜信息，濾光片型成像光譜技術(shù)是在成像系統(tǒng)中加入濾光片分光，與其相比色散型和干涉型成像光譜技術(shù)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。濾光片型光譜成像技術(shù)可細(xì)分為多相機(jī)加濾光片式、單相機(jī)加濾光片輪式、單面陣CCD加濾光片式等，前兩者由于多個(gè)相機(jī)的存在以及濾光片輪的布置，導(dǎo)致整個(gè)光譜成像系統(tǒng)質(zhì)量和體積增大。
1.干涉型光譜成像技術(shù)
它起源于上世紀(jì)80年代末，其通過結(jié)合雙光束干涉技術(shù)與望遠(yuǎn)成像技術(shù)，利用干涉圖與像元輻射譜的傅里葉變換關(guān)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的干涉圖進(jìn)行處理得到目標(biāo)的光譜信息，所以又名為傅里葉變換成像光譜儀。
干涉型光譜成像技術(shù)根據(jù)干涉圖獲取方式的不同，可以分為時(shí)間調(diào)制型、空間調(diào)制型以及時(shí)空混合調(diào)制型。時(shí)間調(diào)制型光譜成像技術(shù)采用的是Michelson干涉原理，如下圖所示，通過動(dòng)鏡掃描獲得目標(biāo)物體的干涉信息。
空間調(diào)制型成像光譜儀獲取干涉圖的原理采用的是剪切干涉與楊氏雙縫干涉原理相結(jié)合，其采用三角共光路干涉成像系統(tǒng)，如下圖所示，由于狹縫的存在，不需要?jiǎng)隅R掃描即可獲取目標(biāo)的干涉圖信息，又稱為靜態(tài)干涉成像光譜儀。
時(shí)空聯(lián)合調(diào)制聯(lián)合調(diào)制型傅里葉變換成像光譜儀是基于像面干涉成像原理，獲得的是經(jīng)干涉圖調(diào)制后的目標(biāo)物體的全景圖像。
2.色散型光譜成像技術(shù)
色散型成像光譜儀獲取光譜的方式是通過光柵或者棱鏡的分光來實(shí)現(xiàn)。其工作原理為：地面目標(biāo)物體發(fā)出的光經(jīng)前置成像系統(tǒng)后，成像在狹縫處。然后經(jīng)過色散元件分光之后由后置成像系統(tǒng)成像在探測(cè)器上，從而獲得關(guān)于目標(biāo)物體各個(gè)譜段的信息。棱鏡是根據(jù)光頻率不同在介質(zhì)傳播速度不同而實(shí)現(xiàn)分光的；光柵則是通過衍射原理將復(fù)色光分散。兩者分光原理不相同，存在各自特點(diǎn)，具體如下：
光柵：優(yōu)點(diǎn)：線性度高、有效孔徑大；色散率高、重量輕。缺點(diǎn)：譜線彎曲、多級(jí)衍射干擾；光譜范圍較小、能量損失較大。
棱鏡：優(yōu)點(diǎn)：雜光少、光譜范圍寬；能量利用率高。缺點(diǎn)：譜線彎曲、色散非線性、色散率低；有效孔徑大較小、體積大。
3.濾光片型光譜成像技術(shù)
濾光片型成像光譜儀按照濾光片的不同，濾光片成像光譜儀主要可以分為一下三種類型：旋轉(zhuǎn)濾光片型成像光譜儀、楔形濾光片型成像光譜儀和可調(diào)諧濾光片型成像光譜儀。
旋轉(zhuǎn)濾光片型成像光譜儀分光主要是通過旋轉(zhuǎn)濾光片輪實(shí)現(xiàn)，即一組不同波長(zhǎng)的濾光片組成輪子，然后依靠輪子旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)光譜圖的獲取。
可調(diào)諧濾光片成像光譜儀是通過可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)分光，該成像光譜儀的研制方面，可調(diào)諧濾光片是一種特殊的物理材料，按照調(diào)節(jié)方式的不同可以分為兩類：聲光可調(diào)諧濾光片，液晶可調(diào)諧濾光片。
楔形濾光片型成像光譜儀核心結(jié)構(gòu)是在系統(tǒng)所使用焦平面探測(cè)器的前面耦合的楔形濾光片，該楔形濾光片可以隨位置不同透過波長(zhǎng)不同。該成像光譜儀采用面陣探測(cè)器，在一次曝光的時(shí)間里可以獲得一組不同波長(zhǎng)和不同位置的高光譜圖像，通過推掃可獲得整個(gè)成像光譜儀的數(shù)據(jù)立方體。
基于掃描方式分類：
成像光譜儀一般需要通過掃描建立三維“數(shù)據(jù)立方”，其掃描方式主要有掃擺式、推掃式、畫幅式及快照式等。
掃擺式掃描主要是對(duì)單點(diǎn)進(jìn)行光譜測(cè)量，然后通過二維掃描獲取完整的二維空間信息與一維光譜信息。
推掃式掃描是對(duì)一維單線（垂直軌道方向）進(jìn)行光譜測(cè)量，然后另一維掃描（即沿軌方向）獲取完整的二維空間信息。
畫幅式是同時(shí)對(duì)二維視場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)，不用通過光機(jī)掃描。探測(cè)器采用二維面陣探測(cè)器，探測(cè)靶與二維視場(chǎng)一致。整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積減小、功耗降低，改善了掃描方式，使得系統(tǒng)不被掃描速度限制，只受探測(cè)器時(shí)間常數(shù)的影響，另外對(duì)目標(biāo)輻射探測(cè)的相應(yīng)靈敏度也有相應(yīng)提高。
與之相似的還有一種掃描方式是窗口式掃描，畫幅式完全不需要掃描，每次探測(cè)皆為同一目標(biāo)位置的準(zhǔn)單色圖譜信息，后期處理較為簡(jiǎn)單；而窗口式則需要掃描，每次獲取的是目標(biāo)的不同位置的不同譜段信息，后期需要較為復(fù)雜的圖像重構(gòu)過程。
快照式掃描作為一個(gè)新型的圖像信息獲取方式，其三維數(shù)據(jù)立方的建立無需進(jìn)行掃描。主要通過3種形式獲得：一種是視場(chǎng)分割技術(shù)；二是計(jì)算層析的方式；三種是孔徑編碼技術(shù)。
