高光譜成像儀在采集樣品光譜數(shù)據(jù)時，由于儀器自身因素、人為操作誤差和環(huán)境的差異等因素引起的噪聲和干擾信息，就需要對光譜曲線進行去噪和信息提取。本文對高光譜成像儀高光譜數(shù)據(jù)的預處理方法做了介紹。

高光譜成像技術(shù)原理：

高光譜成像技術(shù)是一種利用高光譜成像儀獲取物體在不同波長下反射率數(shù)據(jù)，并加以處理以獲取物體各種特征信息的技術(shù)。該技術(shù)的原理是基于物體表面的反射、散射、吸收和發(fā)射等光學現(xiàn)象，不同物質(zhì)對不同波長的光具有不同的反射率、吸收率和散射率，從而形成了物體的“光學指紋”。高光譜成像技術(shù)通過光譜成像鏡頭記錄物體在多個波段下的反射率，獲得每個像素點在多個波段下的反射率數(shù)值，進而構(gòu)建出高光譜圖像。每個像素點都對應著一條包含多個波段的光譜，使得高光譜成像技術(shù)能夠?qū)ξ矬w的不同成分、結(jié)構(gòu)和特征進行高精度的區(qū)分和識別。數(shù)據(jù)的處理和分析是高光譜成像技術(shù)的關(guān)鍵，包括光譜反演、光譜分析、特征提取和數(shù)據(jù)降維等步驟。通過這些步驟，可以對高光譜圖像進行預處理和優(yōu)化，得到更加精確的數(shù)據(jù)結(jié)果。

高光譜成像技術(shù)實現(xiàn)流程：

高光譜圖像數(shù)據(jù)是一種包含豐富空間和光譜信息的數(shù)據(jù)形式。高光譜數(shù)據(jù)的處理流程通常包括光譜數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)處理以及模型的建立和評估。這些步驟的詳細說明如下：

首先，需要光譜數(shù)據(jù)提取，在經(jīng)過黑白板校正后的高光譜圖像上光譜數(shù)據(jù)提取是指從高光譜圖像數(shù)據(jù)中提取出每個像素點所對應的光譜信息，這個過程通常需要對原始數(shù)據(jù)進行預處理，例如去噪、背景校正、定標等，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和準確性。數(shù)據(jù)處理是指對提取出的光譜數(shù)據(jù)進行分析、處理和提取特征，這個包括對圖像進行去噪、增強和糾正等操作。然后，需要對光譜數(shù)據(jù)進行預處理，如去除噪聲、背景校正和光譜定標等，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和準確性。

接下來是建立和評估模型的過程。在建立模型之前，通常需要對樣品進行預處理，如樣品制備、樣品收集和樣品分析等。這些步驟可以消除樣品之間的差異，并提高分析結(jié)果的準確性。然后，需要對高光譜圖像進行采集和校正，以保證數(shù)據(jù)的可靠性和準確性。在進行模型建立之前，需要進行圖像數(shù)據(jù)處理和光譜數(shù)據(jù)處理，以提取出關(guān)鍵的信息和特征。

最后，可以使用回歸和分類模型對數(shù)據(jù)進行分析和處理，并通過可視化方式展現(xiàn)結(jié)果。

高光譜數(shù)據(jù)的預處理方法：

光譜預處理方法是在采集樣品光譜數(shù)據(jù)時，由于儀器自身因素、人為操作誤差和環(huán)境的差異等因素引起的噪聲和干擾信息，需要對光譜曲線進行去噪和信息提取的過程。常用的光譜預處理方法包括一階導數(shù)法（Der1）、二階導數(shù)法（Der2）、S-G 平滑、多元散射校正（MSC）、標準正態(tài)變量法（SNV）等。導數(shù)法是通過求解樣品光譜曲線的一階、二階等導數(shù)，去除光譜曲線中的基線漂移和測量誤差等噪聲干擾，突出譜線中的特征波峰。S_G平滑法則是一種光譜光滑方法，通過對光譜曲線進行局部加權(quán)回歸平滑處理，實現(xiàn)去除光譜中的噪聲和干擾信息。多元散射校正方法是通過引入散射校正矩陣，消除樣品中的多元散射效應，提高樣品光譜數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。小波變換是通過分解信號并在不同尺度上對信號進行分析，實現(xiàn)對光譜曲線中的信號特征的提取和噪聲的去除。標準正態(tài)變量法通過對樣本數(shù)據(jù)進行標準化，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為均值為0、方差為1的正態(tài)分布，使得不同樣本之間具有可比性。