光谱成像的炒作

Gerrit低地^一个和Aoife高恩^b

^一个瓦赫宁根大学和研究,荷兰瓦赫宁根
^b光谱成像研究小组,生物与食品工程学院,爱尔兰都柏林大学学院

DOI:https://doi.org/10.1255/sew.2021.a12
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光谱成像技术是目前一个非常著名的和用于测量功能在不同的领域,如化学、地质学、医学、食品和农业、星载(卫星)、空气(无人机)或在附近(例如场扫描、工业整理线或显微镜)。其背景是双重的,它可以被视为一种特殊情况的光谱学(“成像光谱”)或成像的一种特殊情况(“光谱成像”)。半岛综合体育官方APP下载德甲当前实践是使用形容词,比如多和超光谱成像”以特征波长带的数量。在本文中,我们提出了社区使用科学合理的术语,就像“成像光谱”或“光谱成像”,不使用模棱两可的形容词。半岛综合体育官方APP下载德甲进一步,我们鼓励社区定义和明确的形容词来描述变量的数量达成一致的命名我们的成像技术。

历史记录

半岛综合体育官方APP下载德甲光谱都有它的起源在17岁^th世纪牛顿证明来自太阳的白光可以分散成一系列连续的颜色,压印频谱这个词来描述这一现象。后来,Kirschoff和本生灯¹发现的化学物质之间的关系和特定的气体燃烧时所释放的光频谱。传统上,单(“点”)光谱测量在一个空间区域,然而,这种技术已经扩展到扫描多个光谱空间保存的方式,导致成像光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲相反,光谱成像发现成像的背景。第一个照片只描述不同值的灰色,一个像素的灰度值表示在整个可见光谱的光反射。每个像素的颜色成像,由红色、绿色和蓝色像素,类似于人眼的光受体。通过扩展的数量每像素波段光谱成像技术诞生了。

“高光谱成像”一词起源于1980年代中期从遥感社区的发展机载成像光谱仪(AIS)美国宇航局喷气推进实验室的一种机载仪器能够成像地球的大部分地区,在短波红外(短波红外成像)波长范围(1200 - 2400海里)。^2、3美国宇航局的后续发展机载可见光/红外成像光谱仪(AVIRIS)扩展光谱成像的应用范围广泛的任务,从植被监测到地球表面的矿物映射。“成像光谱”这个词现在是优先于“高光半岛综合体育官方APP下载德甲谱成像”由美国宇航局。⁴然而,使用术语“高光谱成像”坚持和发展科学和非科学方言。事实上,最近的一篇论文标题搜索在网络科学表明,超过三倍的文章已发表在过去的10年里写着“高光谱成像”的头衔,而不是“成像光谱”。半岛综合体育官方APP下载德甲图1描述了冲击的数量两个方面作为时间的函数。从这张图我们清楚地看到,尽管“成像光谱”比“高光谱成像”更早,后者呈指数增加,并在2005年取代“成像光谱”半岛综合体育官方APP下载德甲。

图1所示。网络科学的标题搜索点击“高光谱成像”,“多光谱成像”和“成像光谱”。半岛综合体育官方APP下载德甲从参考14更新。

讨论

目前,常见的做法是细分光谱成像与几个波段多光谱成像的图像值和高光谱成像图像由数以百计的波段值。在我们看来这个细分是容易主观主义,由这一事实证明一些论文用25个波段的多光谱图像⁵而其他使用相同的高光谱波段。⁶在文献中“高光谱”主要与成像,但有一些例子“高光谱分析”是指纯光谱,半岛综合体育官方APP下载德甲⁷添加进一步模棱两可的术语。让它更有迷惑性“superspectral”用于10 - 20的乐队。^8、9这个问题也出现了:几百个波段之外是什么?在文学中,术语“ultraspectral”是用于512波段图像¹⁰而另一些人用它来图片超过2000。¹¹

虽然关于数据处理的设想在出版物,表明光谱变量的数量的名义成像技术都有其优点。例如:算法的复杂性和适用性的不同分析方法(如化学计量学、图像分析或混合方法)根据波段的数量可能有所不同。然而,使用模棱两可的条款,正如上面提到的,不清晰的研究出版物。

使用术语高光谱成像技术的一个副作用是,通常这个词超立方体是高光谱图像数据作为参考。科学从Web搜索在2015 - 2019年期间,我们发现38文章有“高光谱”标题标题中提到的“超立方体”这个词,抽象的或关键字。一个典型的例子是卷积稀疏编码技术的发展,高光谱图像。¹²

在超立方体是一个几何n维模拟广场(n= 2)和一个立方体(n= 3)。¹³光谱图像数据一般是一个三维数组第一二维空间信息和光谱信息在第三维度(图2)。它很少是一个立方体,空间和光谱维度通常不同于对方。因此,超立方体并不是一个合适的词来描述光谱图像数据。

图2。光谱图像描绘成三维数据数组。

结论

最后,我们建议社区推广使用科学合理的术语,如“成像光谱”或“光谱成像”,不使用夸张的形容词。半岛综合体育官方APP下载德甲此外,我们建议不要使用不恰当的术语,如超立方体三维(x, y,λ)数据数组或高光谱分析光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲

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