高光譜相機（Hyperspectral Camera）
高光譜相機：是一種可以采集連續、多達上百個窄波段的光譜信息的成像設備。它的核心特征是：每個像素點都擁有一個完整的光譜曲線，類似于“像素級別的光譜儀”。
舉例：
普通彩色相機采集 R/G/B（3個通道）
多光譜相機采集 ~4–10 個通道（如紅光、綠光、紅邊、NIR）
高光譜相機采集?幾十到幾百個波段，每個波段寬度很窄（<10nm）
高光譜 vs 多光譜：
項目 | 多光譜（Multispectral） | 高光譜（Hyperspectral） |
|---|---|---|
📈 波段數量 | 3–10 個（典型：5/6/8 個） | 幾十至幾百個（如 50–300） ?? |
🎯 波段間隔 | 離散波段（選擇性） | 連續、等間隔的窄帶 ? |
📷 主要應用 | 精準農業、植被指數、地形分析 | 物質識別、分類、反演、異常檢測 ?? |
🧪 數據結構 | 多通道圖像柵格 | 光譜立方（Hypercube） |
💾 數據體量 | 小，易處理 | 非常大（GB 級/幀） |
💻 AI可訓練性 | 一般，適合分類 | 強，適合光譜特征識別 ? |
🎯 精細程度 | 粗分類（健康/病害） | 細分類（病種/污染類型） ? |
💰 成本 | 較低（$2k–$10k） | 較高（$7k–$100k+） ? |
高光譜相機的常見結構類型
類型 | 原理 | 優缺點 |
|---|---|---|
| 推掃式（Line-Scan） | 類似衛星推掃，從一條線逐幀掃描 | 畫質極高、需平臺穩定、后處理復雜 |
| 快照式（Snapshot） | 像素點通過馬賽克濾光片獲得不同波段 | 體積小、實時性強、分辨率略損失 |
| 濾波輪式 | 光路上旋轉多個濾光片拍攝 | 成本低，但慢且不適合動態場景 |
| 可調濾光片（如AOTF） | 通過電壓調節波段 | 精度高，但價格貴、操作復雜 |
高光譜成像的典型應用
應用領域 | 描述 |
|---|---|
🌾 精準農業 | 植被健康、病害識別、水分含量分析、作物分類 |
🧱 建筑與文化遺產 | 壁畫顏料識別、退化分析、修復輔助 |
🛢? 地質與礦產 | 礦石識別、土壤類型分析 |
🔬 醫療診斷 | 皮膚癌檢測、組織成分分析 |
🛫 無人機航測 | 地表材質識別、污染物追蹤、目標分類 |
🧠 AI 模型訓練 | 利用光譜曲線訓練物質識別模型 |
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