光谱成像技术的分类

8.4.3.1　基于波段数量和光谱分辨率的分类

按照波谱段的数量和光谱分辨率，光谱成像技术大致可以被分为3类:①多光谱成像技术(Multispectral Imaging)具有10～50个光谱通道;②高光谱成像技术(Hyper－spectral Imaging)具有50～1000个光谱通道;③超光谱成像技术(Ultraspectral Imaging)具有10－100个光谱通道。

8.4.3.2　基于分光器件的分类

光谱成像系统的分光元件，经历了从色散棱镜到衍射光栅的演化，以及采用干涉调制元件和信息变换技术的发展历程。根据成像光谱仪使用的分光器件的不同，可以将其分为基于声光可调谐滤波器(Acousto－optic Tunable Filter，AOTF)、液晶可调谐滤波器(Liquid Crystal Tunable Filter，LCTF)，以及可变干涉滤波器(Variable interface filter，VIF)等。

AOTF是一种电光调制器件，通过控制施加在AOTF上的射频频率来控制AOTF对入射窄带光的衍射，而透过AOTF的衍射光强度可以通过改变射频信号的功率来进行精密、快速的调节。它的光谱分辨率在某些范围很高，而且无机械移动部件，波长调节速度快、灵活性高，比较容易实现与某些医学上现有的光学检测设备的集成(如显微镜、内窥镜等)。有学者研制了基于AOTF的从紫外到近红外范围的高光谱成像仪并分析了其医学应用前景;并对AOTF研制光谱成像仪的具体设计和参数选择方法进行了论证。但是AOTF滤光有一定的色散，会造成成像模糊，这些对光谱成像是有害的，我们需要进一步研究相应的补偿和改善方法以提高成像的光谱分辨率和空间分辨率。

LCTF基于偏振光的干涉原理而制成，可以在较宽的范围内控制透过的波长，实现对入射光的滤波功能。将1317×1035像素4096灰度级的CCD与400～720 nm波长选择范围的LCTF相结合研制了高光谱成像仪，光谱分辨率为5 nm，并将其用于肿瘤切片的观察;Balas研制了基于LCTF的多光谱成像仪并用于宫颈病变的研究;目前基于LCTF的医学成像光谱仪的光谱成像范围基本都是可见光范围，根据其工作原理可以发现，其光谱范围还有进一步拓展的余地。

VIF利用多层介质膜中光的干涉，得到给定波长为中心的窄带通。当介质膜片相对光束作倾斜时，带通中心波长会随倾斜角度作一定范围的调谐。因此，利用中心波长不同的干涉滤光片组可达到对光束顺序分光的目的。基于VIF的显微高光谱成像仪亦研制成功，其光谱范围为400～1000 nm，光谱分辨率为2.4～2.6 nm，他们使用该设备对病理分析中常用染色剂的光谱进行了初步分析，找出了部分染色剂的光谱特征。

8.4.3.3　基于光谱响应类型的分类

根据系统探测器接收被测物光谱的类型不同，光谱成像系统分为透射和反射式光谱成像系统。在透射式光谱成像系统中探测器接收物体的透射光，光谱图像反映了物体的透射光谱特征;在反射式光谱成像系统中探测器接收物体的反射光，光谱图像反映了物体的反射光谱特征。