高光譜成像儀作為精密的光學儀器，它融合了傳統(tǒng)的成像和光譜技術的優(yōu)點，可以同時獲取被檢測物體的空間信息和光譜信息，具有圖譜合一的特點，被廣泛應用于工業(yè)分選、精準農業(yè)、色差檢測、食品檢測、醫(yī)學制藥、文物保護、刑偵檢測、環(huán)境監(jiān)測等領域。本文對高光譜儀的組成及獲取高普圖像的方式做了介紹。

高光譜成像儀的構成：

下圖為一個典型的高光譜成像系統(tǒng)結構示意圖，系統(tǒng)主要由面陣相機、分光設備、光源、傳輸機構、及計算機軟硬件等五部分構成。

光源是高光譜成像系統(tǒng)的一個重要部分，它為整個成像系統(tǒng)提供照明。分光設備是高光譜成像系統(tǒng)的核心元件之一，分光設備通過光學元件把寬波長的混合光分散為不同頻率的單波長光，并把分散光投射到面陣相機上。相機是高光譜成像系統(tǒng)的另一個核心元件。光源產(chǎn)生的光與被檢測對象作用后成為物理或化學信息的載體，然后通過分光元件投射到面陣相機。計算機軟件和硬件用來控制高光譜成像系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，針對特定的應用進行圖像和光譜數(shù)據(jù)的處理與分析，同時還可以為高光譜圖像提供存儲空間。

高光譜成像儀獲取圖譜的方式：

根據(jù)高光譜圖像采集和形成方式的不同，高光譜圖像的獲取方式可以分為點掃描、線掃描和面掃描三種方式。三種掃描方式的示意圖如圖所示。

點掃描方式圖（a）每次只能獲取一個像素點的光譜，為獲取高光譜圖像頻繁的移動光譜相機或檢測對象，不利于快速檢測，因此點掃描方式常用于微觀對象的檢測。

線掃描方式（b）每次可以獲取掃描線上所有點的光譜，因此該方式特別適合于傳送帶上方的物體的動態(tài)檢測，因此該方式是水果和蔬菜品質檢測時最為常用的圖像獲取方式。點掃描和線掃描方式是在空間域進行掃描的方式，不同于點掃描和線掃描方式，面掃描是在光譜域進行掃描的方式。

面掃描方式（c）每次可以獲取單個波長下完整的空間圖像，通過面掃描獲取高光譜圖像時需要轉動濾光片切換輪或調節(jié)可調濾波器，因此面掃描方式一般用于所需波長圖像數(shù)目較少的多光譜成像系統(tǒng)中。

根據(jù)光源和光譜相機之間的位置關系不同，高光譜圖像的獲取方式又可以分為反射、透射和漫透射三種方式。三種高光譜圖像獲取方式如下圖所示。

三種不同的獲取方式反映了光和檢測對象之間的作用關系，經(jīng)過不同形式作用后的光承載了豐富的內部和外部信息，根據(jù)這些信息便可以對樣品進行快速無損檢測。