一、高光譜相機(jī)的光譜范圍

光譜范圍：

(1)多光譜：光譜分辨率在10-1λ數(shù)量級范圍內(nèi)稱為多光譜(Multi-spectral)。包括：可見光、紫外光、紅外光

(2)高光譜：光譜分辨率在10-2λ數(shù)量級范圍內(nèi)稱為高光譜(Hyper-spectral)。在電磁波譜的紫外、可見光、近紅外和中紅外區(qū)域，以數(shù)十至數(shù)百個(gè)連續(xù)且細(xì)分的光譜波段對目標(biāo)區(qū)域同時(shí)成像

(3)紅外光譜：通常將紅外光譜分為三個(gè)區(qū)域：近紅外區(qū)(0.75-2.5μm)、中紅外區(qū)(2.5-25μm)和遠(yuǎn)紅外區(qū)(25-1000μm)。一般說來，近紅外光譜是由分子的倍頻、合頻產(chǎn)生的；中紅外光譜屬于分子的基頻振動光譜；遠(yuǎn)紅外光譜則屬于分子的轉(zhuǎn)動光譜和某些基團(tuán)的振動光譜。

由于絕大多數(shù)有機(jī)物和無機(jī)物的基頻吸收帶都出現(xiàn)在中紅外區(qū)，因此中紅外區(qū)是研究和應(yīng)用最多的區(qū)域，積累的資料也最多，儀器技術(shù)最為成熟。通常所說的紅外光譜即指中紅外光譜。

高光譜相機(jī)的光譜范圍通常在可見光譜范圍 (380-780 nm) 和近紅外光譜范圍 (780 nm - 2500 nm) 之間。高光譜相機(jī)通過在多個(gè)波長下捕捉圖像，可以獲取物體的光譜信息，從而能夠捕捉到不同物質(zhì)的獨(dú)特光譜特征。這些光譜特征可以用于物質(zhì)的識別、分類和分析。

二、傳感器的光譜范圍

傳感器的波譜范圍，一般來說識別某種波譜的范圍窄，則相應(yīng)光譜分辨率高。 舉個(gè)例子：可以分辨紅外、紅橙黃綠青藍(lán)紫紫外的傳感器的光譜分辨率就比只能分辨紅綠藍(lán)的傳感器的光譜分辨率高。

一般來說，傳感器的波段數(shù)越多波段寬度越窄，地面物體的信息越容易區(qū)分和識別，針對性越強(qiáng)。

三、光譜范圍的應(yīng)用場合：

(1)多光譜：多光譜圖像是指包含很多帶的圖像，有時(shí)只有3個(gè)帶(彩色圖像就是一個(gè)例子)但有時(shí)要多得多，甚至上百個(gè)。每個(gè)帶是一幅灰度圖像，它表示根據(jù)用來產(chǎn)生該帶的傳感器的敏感度得到的場景亮度。在這樣一幅圖像中，每個(gè)像素都與一個(gè)由像素在不同帶的數(shù)值串，即一個(gè)矢量相關(guān)。這個(gè)數(shù)串就被稱為像素的光譜標(biāo)記。圖像處理

(2)高光譜：目前高光譜成像技術(shù)發(fā)展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調(diào)諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。可以應(yīng)用在食品安全、醫(yī)學(xué)診斷、航天領(lǐng)域等領(lǐng)域。

(3)紅外光譜：紅外光譜對樣品的適用性相當(dāng)廣泛，固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)樣品都能應(yīng)用，無機(jī)、有機(jī)、高分子化合物都可檢測。此外，紅外光譜還具有測試迅速，操作方便，重復(fù)性好，靈敏度高，試樣用量少，儀器結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，因此，它已成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化學(xué)和分析化學(xué)最常用和不可缺少的工具。紅外光譜在高聚物的構(gòu)型、構(gòu)象、力學(xué)性質(zhì)的研究以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用

四、高光譜相機(jī)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

生物組織成像

高光譜相機(jī)可以用于生物組織的成像和分析。由于不同組織具有不同的光譜特征，高光譜相機(jī)可以捕捉到這些特征，從而可以對組織進(jìn)行識別和分類。例如，高光譜相機(jī)可以用于腫瘤檢測和分析，通過對腫瘤組織的光譜成像和分析，可以更好地了解腫瘤的組織結(jié)構(gòu)和分子成分，從而為臨床治療提供更加準(zhǔn)確的指導(dǎo)。

疾病診斷和治療

高光譜相機(jī)還可以用于疾病的診斷和治療。例如，高光譜相機(jī)可以用于皮膚癌的診斷和治療。皮膚癌是一種常見的癌癥，高光譜相機(jī)可以通過捕捉皮膚組織的光譜特征，對皮膚癌進(jìn)行識別和分類，從而為臨床治療提供更加準(zhǔn)確的指導(dǎo)。此外，高光譜相機(jī)還可以用于監(jiān)測藥物治療效果，通過對藥物治療前后的光譜成像和分析，可以更好地了解藥物治療效果。

生物醫(yī)學(xué)研究

高光譜相機(jī)還可以用于生物醫(yī)學(xué)研究。例如，高光譜相機(jī)可以用于研究生物體內(nèi)的分子相互作用和代謝過程。通過捕捉生物體內(nèi)的光譜特征，可以了解生物體內(nèi)的分子相互作用和代謝過程，從而為生物醫(yī)學(xué)研究提供更加準(zhǔn)確的信息和數(shù)據(jù)。

五、補(bǔ)充知識點(diǎn)：

(1)可見光譜：380—780nm

(2)紫外光是電磁波譜中波長從0.01-0.40微米輻射的總稱，不能引起人們的視覺。電磁譜中波長0.01-0.40微米輻射，既可見光紫端到X射線間的輻射。具有殺菌的功能。

(3)遙感反射率是指如果假定衛(wèi)星處于天頂，并且不考慮大氣的散射和吸收作用，衛(wèi)星上的傳感器接收到被遙感物體的反射輻亮度，與被遙感物體本身接收的太陽輻亮度的比值

(4)DN值（Digital Number ）是遙感影像像元亮度值，記錄的地物的灰度值。無單位，是一個(gè)整數(shù)值，值大小與傳感器的輻射分辨率、地物發(fā)射率、大氣透過率和散射率等有關(guān)。

(5)從DN值計(jì)算大氣頂?shù)姆瓷渎适褂枚?biāo)公式，一般表示為：P(toa)=DN*gain+offset，其中，gain是增益，offset是偏移值。從大氣頂?shù)姆瓷渎视?jì)算地面反射率的過程稱為大氣校正。

高光譜相機(jī)的光譜范圍廣泛，可以捕捉到不同物質(zhì)的獨(dú)特光譜特征，其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和研究。隨著高光譜相機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用將會更加廣泛和深入。