光谱分析作为自然科学分析的重要手段，常常用来检测物体的物理结构、化学成分等指标。

传统光谱分析，都是通过待测物自发光或者与光源的相互作用而进行分析物体的，从空间维度上看，传统光谱分析大多是针对一个单点位置。而图像光谱测量则是结合了光谱技术和成像技术，将光谱分辨能力和图形分辨能力相结合，造就了空间维度上的面光谱分析，也就是现在的多光谱成像和高光谱成像技术。

今天就来讨论光谱、多光谱和高光谱之间的区别？

光谱（Spectrum） ：是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散分离成的单色光，通过成像系统，投射在探测器上成为按波长（或频率）大小依次排列的图案，既称为光学频谱。

光波根据波长不同，又有不同的称谓：波长处于380和780nm之间的光波称为可见光，短于380nm的称之为紫外光；而长于780nm的则为红外光（红外光又分为近红外、中红外、远红外等等）。

多光谱技术（Multispectral）：是指能同时获取多个光学频谱波段（通常大于等于3个），并在可见光的基础上向红外光和紫外光两个方向扩展的光谱探测技术。常见实现方法是通过各种滤光片或分光器与数字图像传感器的组合的组合，使其在同一时刻分别接收同一目标在不同窄光谱波段范围内辐射或反射的光信号，得到目标在几张不同光谱带的照片。

身边最常见的多光谱照片是彩色相机拍摄的照片，如下图，从频谱上看，其包含了红色（1），绿色（2）和蓝色（3）三个光学频谱波段的信息。如果在相机或者探测器上，增加更多的频带如频带（4）和（5），就可以获得一个含多个频带的多光谱照片了。

多光谱技术结合成像硬件，即可图像形式呈现多光谱信息。当然也可以仅使用探测器进行单个空间点位的光谱信息获取。

高光谱成像（Hypespectral）：是一种可以捕获和分析一片空间区域内逐点上光谱的精细技术，由于可以检测到单个对象不同空间位置上的独特光谱“特征”因此可以检测到在视觉上无法区分的物质。

高光谱示例：图像由更窄的波段（10-20 nm）组成。高光谱成像可能有数百或数千个波段。例如：人眼只能接收三个光谱频段中物体的光能量信号：红色，绿色和蓝色。也就是我们常称的发光三原色，但我们并不不能区分纯黄色和红绿二色混合色的差异，这也称之为“同色异谱”。高光谱成像却可以轻松分辨其中的区别。

上图，两种黄色，一种是“纯色”，另一种是红色和绿色的混合物，在视觉上可能无法区分，但由于它们的光谱差异，使用光谱设备却可以将其区分。

高光谱成像技术由于其高精度、多波段、信息丰富等特点被广泛应用于科学研究、精准农业、生态环境、工业检测、智能探测、食品安全、便携鉴伪、消费电子等领域，给各领域的研究和应用开辟了新的途径。

        那么多光谱和高光谱成像的区别究竟在哪里？总结如下：

第一、波段数不同

多光谱图像通常指3到20个波段；高光谱图像可能有数百或数千个波段。

第二、光谱分辨率不同

多光谱的光谱分辨率较低，由于波段较宽，能捕获信息量相对较少；而高光谱由更窄的波段（10-20 nm）组成，具有较高的光谱分辨率，可以检测物体的光谱特效，可提供丰富的信息量，具有较大的应用开发空间。

第三、采集速度不同

多光谱成像采集速度相对较快，高光谱成像因其采集的波段较多，采集速度稍微较慢。

第四、复杂程度不同

由于波段数量的限制，多光谱复杂性较低，更容易理解和应用，而高光谱则需要较多工作来处理。

多光谱和高光谱成像是捕获光谱分辨率高于人眼感知图像的两种主要方法。高光谱成像涉及狭窄的、通常是连续的光谱带，包括数百或数千个光谱，而多光谱成像涉及不同带宽的光谱带——不一定是连续的。多光谱成像可以被认为是高光谱成像的简化子集。这两种互补的技术不存在竞争关系，因此可根据实际应用需求在两者之间进行选择。