一文帶你讀懂「高光譜影像」的應用與發展
高光譜影像概述 高光譜影像 (hyperspectral imaging) 是收集及處理寬廣光譜的影像資訊。不同的物質有其專屬的反射光譜，根據物質的光譜來鑑別物質種類，確定它的化學組成和相對含量的方法叫光譜分析，具有靈敏、迅速的優點。 高光譜影像之特點 可見光譜（Visible spectrum）是電磁波譜中人眼可以看見（感受得到）的部分，而高光譜的接觸機制，如 雀尾螳螂蝦 的眼睛可接收到的光譜能夠接觸到紅外線延伸到紫外線的範圍。高光譜的能力能夠使雀尾螳螂蝦分辨出不同的珊瑚、獵物，或獵食者，而這些正是人類所缺少的，人類的眼睛感受不到可見光以外的光譜反射，但可以利用精密的電子感光元件，透過光電效應記錄在電子儀器裡，此記錄反射光譜的儀器便稱為 光譜儀 ，已記錄的資料便稱為光譜反射圖記。由於每一種物體的光譜反射圖記都不一樣，光譜圖記可說是用來分辨地物的辨識密碼。光譜儀所儲存的影像就稱為 光譜影像 。 高光譜影像為儲存多個波段影像的圖像數據，高光譜影像可以儲存幾十個至數百個波段，可分割的波段越小，存取的數據越多，解析度也跟著上升可達到奈米等級。 工程師們已經製造出可用於 農業 、礦業、物理以及監控領域的傳感器及處理系統。高光譜傳感器通過大量的、不同波段的電磁頻譜來探測物體。實際物體會在電磁頻譜中留下具有唯一的「指紋」。這些「指紋」被稱為光譜特性並可用來確認被識別物體的組成成分。例如得知石油的光譜特性便可以用來幫助礦質學家們找到油田。 高光譜影像的應用 高光譜影像因含有較細緻且豐富的光譜資訊，因此以前利用多光譜影像無法辨識的部分，現在都可以利用 高光譜影像 來解決。近年來，許多國內外學者針對高光譜影像的特性，提出了許多光譜分析及影像分類的方法，並衍生出眾多高光譜影像的應用，例如製作地質圖、自動辨識金屬和礦物、辨別森林樹種、 農業物種 ， 農地土壤成分比例 等。其他還包括在生態保護、水質檢測、大氣科學、環境監測、土地測量、 刑事鑑定 、 食品科學 等方面的應用。 國內大學及研究所，每年也發表了許多關於高光譜影像處理及分析方法的論文，此研究領域仍在蓬勃的發展，尚有許多技術進步、提升之空間，期望未來能繼續突破，幫助更多產業轉型。 高光譜在高科技產業的品質檢測應用 半導體產業是目前國內重要的發展項目，隨著技術的