高光譜成像儀在采集樣品光譜數(shù)據(jù)時(shí)，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(duì)光譜曲線進(jìn)行去噪和信息提取。本文對(duì)高光譜成像儀高光譜數(shù)據(jù)的預(yù)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(zhǎng)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(xué)現(xiàn)象，不同物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)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(xué)指紋”。高光譜成像技術(shù)通過(guò)光譜成像鏡頭記錄物體在多個(gè)波段下的反射率，獲得每個(gè)像素點(diǎn)在多個(gè)波段下的反射率數(shù)值，進(jìn)而構(gòu)建出高光譜圖像。每個(gè)像素點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著一條包含多個(gè)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(jìn)行高精度的區(qū)分和識(shí)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(guò)這些步驟，可以對(duì)高光譜圖像進(jìn)行預(yù)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(shí)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(píng)估。這些步驟的詳細(xì)說(shuō)明如下：

首先，需要光譜數(shù)據(jù)提取，在經(jīng)過(guò)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(gè)像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的光譜信息，這個(gè)過(guò)程通常需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，例如去噪、背景校正、定標(biāo)等，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)處理是指對(duì)提取出的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和提取特征，這個(gè)包括對(duì)圖像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)和糾正等操作。然后，需要對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如去除噪聲、背景校正和光譜定標(biāo)等，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

接下來(lái)是建立和評(píng)估模型的過(guò)程。在建立模型之前，通常需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)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(zhǔn)確性。然后，需要對(duì)高光譜圖像進(jìn)行采集和校正，以保證數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。在進(jìn)行模型建立之前，需要進(jìn)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并通過(guò)可視化方式展現(xiàn)結(jié)果。

高光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法：

光譜預(yù)處理方法是在采集樣品光譜數(shù)據(jù)時(shí)，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(duì)光譜曲線進(jìn)行去噪和信息提取的過(guò)程。常用的光譜預(yù)處理方法包括一階導(dǎo)數(shù)法（Der1）、二階導(dǎo)數(shù)法（Der2）、S-G 平滑、多元散射校正（MSC）、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量法（SNV）等。導(dǎo)數(shù)法是通過(guò)求解樣品光譜曲線的一階、二階等導(dǎo)數(shù)，去除光譜曲線中的基線漂移和測(cè)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(guò)對(duì)光譜曲線進(jìn)行局部加權(quán)回歸平滑處理，實(shí)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(guò)引入散射校正矩陣，消除樣品中的多元散射效應(yīng)，提高樣品光譜數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。小波變換是通過(guò)分解信號(hào)并在不同尺度上對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)光譜曲線中的信號(hào)特征的提取和噪聲的去除。標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量法通過(guò)對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)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。