光譜分辨率和空間分辨率有著本質的區別。光譜分辨率是指識別出光信號的細節的能力,而空間分辨率是指能夠精確測量出物體的尺寸的能力。光譜分辨率和空間分辨率的高低是不同的概念。
光譜分辨率含義
CIE將人類視覺響應定義為在380nm到780nm光的范圍內,并提供權重表,以便用戶可以通過將某個波長的儀器測量值乘以該波長的相應人類視覺響應權重,然后將所有測量值的數據相加,從光譜曲線中確定顏色波長。這些表格以1nm、5nm和10nm的間隔提供。對于非關鍵測量,采用了更大的間隔,如20nm至133nm,并使用了簡化的加權表。
光譜分辨率可以進一步定義為光譜結果中有多少測量點。如果使用固定陣列檢測器,那么測量光譜中有多少陣列元素(像素)。假設400nm范圍(380nm-780nm)可能有例如256或128個像素,導致1.56nm/像素或3.125nm/像素。
空間分辨率含義
空間分辨率,是指遙感圖像上能夠詳細區分的最小單元的尺寸或大小,是用來表征影像分辨地面目標細節的指標。通常用像元大小、像解率或視場角來表示。
空間分辨率和光譜分辨率的區別:
空間分辨率是大多數人在聽到“分辨率”一詞時通常會想到的。分辨率是指單個像素的一側的長度。圖像的分辨率越高,捕獲和處理該圖像的成本就越高。在望遠鏡和照相機等設備中,空間分辨率來自角度分辨率。雷達設備、遙感設備和衛星圖像等其他儀器具有與拓撲和地球表面更密切相關的采樣布局。
相比之下,光譜分辨率通過記錄光譜帶來測量顏色波長。光譜分辨率由波長中每個波段的寬度決定。圖像中的條紋越多,顏色就越復雜。例如,黑白照片只包含一個黑色波長,而彩色RGB圖像包含紅色、綠色和藍色三個波段。陸地衛星8號(Landsat8)照片使用11個總波段來捕捉圖像,由于波長較寬,它們的波段之間還有一段距離。
光譜分辨率允許您區分需要精細波長范圍比較的寬波長范圍。最終,空間分辨率有助于科學家在視覺細節上對圖像進行分析,而光譜分辨率可以讓圖像具有逼真的色彩??臻g和光譜分辨率對于在產品質量保證程序、醫學樣品測試和法醫樣品測試中徹底分析測試樣品至關重要。
通常情況下,光譜分辨率要高于空間分辨率。例如,我們可以得到非常高的光譜分辨率,即可以區分出很多顏色,但由于我們所看到的圖像都是由很多不同方向上拍攝而成,所以對于不同方向上的圖像信息傳遞差異并不大。相反,如果我們看一幅豎直方向上的圖像,那么對于不同位置之間的信息傳遞差異就會很大。
光譜分辨率和空間分辨率的差異:
光譜分辨率是指能夠區分兩個物體所發出的不同波長的能力,或者說是指光譜圖中各個波長之間的間隔;而空間分辨率是指能夠區分兩個物體所在的不同位置的能力。通常來說,光譜分辨率要大于空間分辨率。這是因為,人眼對于不同顏色的波長具有不同的感受量(也就是說,人眼對于不同顏色的波長具有不同的敏感度),而對于相同顏色的波長,人眼可以感受到的差異并不大。所以,如果想要使得圖像中出現的每一個物體都能夠得到很好的區域定位(即使在圖像中有很多物體存在時也是如此),就必須要保證圖像中所有物體都具有很好的空間分辨率。
例如,如果使用一個根據RGB三原色映射而生成的24位True Color圖像作為例子來進行理解(每一個像素都由三個8位數字字符表示):如果想要區分出圖像上幾乎所有物體所發出來的光波長之間的差異(即使是在圖像中有很多物體存在時也是如此),就必須要使用一個具有相當大的光譜分辨率的傳感器或者儀器來采集圖像數據。然而,這樣做會造成傳感器或者儀器采集數據時所占用帶寬相當大、耗電量相當大、以及價格昂貴。
光譜分辨率和空間分辨率的應用
光譜分辨率和空間分辨率是檢測儀器中的兩個重要參數。光譜分辨率用于表征儀器的光學系統分辨能力,而空間分辨率則是指儀器對目標的分辨能力。
通常情況下,光譜分辨率高于空間分辨率。因此,如果要對小目標進行準確測量,需要使用高分辨率的儀器。例如,在測定混合物的成分時,可以使用高光譜分辨率的NIR光譜儀來減少誤差。
當然,也有一些情況下,高光譜分辨率并不 always necessary。 例如,當對目標進行大幅度位姿變化時,就會引入誤差,導致測得的數據不準確。