高光谱图像分析简要原理

高光谱图像是将成像技术和光谱技术相结合的多维信息检测技术，它能够同时探测目标的二维几何空间与一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。和以往的多光谱、多波段成像光谱技术相比，高光谱图像技术的优势，主要体现在高空间分辨率、高光谱分辨率和高信息质量等方面。

正是由于高光谱图像的高光谱分辨率，其波段分辨率非常高，因此，想要获某种物质的光谱特征将变得非常精确，实际中，计算某些特征指数时，也将有更加精确的结果，比如NDVI。本文中要用的是花青素指数。

应用分析流程

一、应用背景

有用户带来一些蓝莓制品，制成方式有蓝莓片、蓝莓胶囊和蓝莓制剂，并且制成年份和含糖量有所不同，想知道每种样品的花青素含量情况。

二、实际分析

1.为了保证拍摄条件尽量一致，我们进行了三次采集（图像采集时间为2015年11月份左右）：

                        a.蓝莓胶囊和蓝莓片                       b.蓝莓制剂带瓶

                                  c.蓝莓制剂

图1 三组样品

2.对拍摄到的图像进行预处理,并提取光谱曲线：

图2 图1-a对应预处理结果及光谱曲线

图3 图1-b对应预处理结果及光谱曲线

                                 
                                          图4 图1-c对应预处理结果及光谱曲线

单从每副图像相应样品的光谱曲线来看，成分应当是有差别的（光谱曲线的走势并不完全相同），需要进一步分析。

3.花青素含量分析：

根据花青素指数对图像进行运算处理，获取图像的花青素指数图（该图像是灰度图像，指数越大的地方，图像的像元值越大，相应的图像越亮），文中为了强调不同，采用了阈值分割进行上色（不同的颜色代表不同的花青素指数范围）。

图5 蓝莓片及蓝莓胶囊花青素含量及分布

图6 蓝莓制剂（带瓶测）花青素含量及分布

图7  蓝莓制剂花青素含量及分布

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