高光譜圖像是由一系列連續(xù)波段圖像組成的三維圖像數(shù)據(jù)，既具有某個特定波長下的圖像信息，又有針對 XY平面內(nèi)某個特定像素的光譜信息。圖像信息即空間像素點的位置，每個像素點中又包含了全波段的光譜信息。那么，高光譜成像儀的高光譜圖像數(shù)據(jù)怎么處理？下文為大家做了介紹。

高光譜圖像數(shù)據(jù)處理的一般流程如下圖所示。由于高光譜圖像既包含光譜信息，又包括圖像信息，因此，高光譜圖像數(shù)據(jù)的分析方法很多。歸納起來，可以分為以下幾個步驟。

第一，數(shù)據(jù)校正與預(yù)處理

原始高光譜圖像數(shù)據(jù)是光子強度信息，需進行反射校正獲取相對反射率。對于一些球狀或類球狀待測物，其形狀差異會使高光譜圖像數(shù)據(jù)存在空間差異，可在圖像維采用曲率校正方法或者在光譜維采用光譜預(yù)處理方法減弱或消除該影響。此外，由于高光譜圖像的數(shù)據(jù)量較大（可達數(shù)個GB），可通過裁剪、合并等方法減少無用信息從而降低數(shù)據(jù)量。

第二，數(shù)據(jù)降維

在圖像維，可根據(jù)待測物的光譜特性，直接提取反映待測物品質(zhì)的一個或幾個波長下的圖像，也可通過一些數(shù)據(jù)降維方法如主成分分析法（PCA）、獨立成分分析法或最小噪聲分離法等獲取關(guān)鍵的特征圖像；還可在上述特征波段基礎(chǔ)上，采用波段比算法、差分算法等計算特征圖像。圖像維的處理方法常見于被測對象的表面缺陷檢測研究。在光譜維，在剔除了異常像元后，可對指定像元區(qū)域的光譜或者所有像元的光譜進行平均，計算平均光譜或偏差光譜進行分析；也可提取每個像元的光譜信息，用于像素級的分類分析。光譜維的處理方法可用于被測物內(nèi)部品質(zhì)和外部缺陷檢測等。

第三，模型建立

在圖像維，可采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對圖像進行分割處理從而獲取目標(biāo)，提取特征參數(shù)建立相關(guān)模型；在光譜維，可將平均光譜或偏差光譜與待測品質(zhì)關(guān)聯(lián)，通過一些化學(xué)計量學(xué)方法如偏最小二乘法（PLS）、支持向量機、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，建立待測物品質(zhì)的定量或定性分析模型。

第四，目標(biāo)分類

根據(jù)建立的模型對待測物品質(zhì)進行可視化預(yù)測研究，建立組分含量分布圖像或分類圖像。