高光谱遥感技术是近年来发展起来的一种新型光谱技术,高光谱技术使得人们认识世界和事物的能力有了质的提高。“图谱合一”的高光谱数据不仅包含样品的空间信息,还能提取样品的光谱信息。这样高光谱图像就具有信息量大、光谱分辨率高等特性,因此它不仅能够提供丰富的物质表面信息,而且还能提供反映物质组成特性等更为丰富的光谱信息。因此,基于高光谱图像数据潜在特性的研究受到了国内外学者的广泛关注。其应用领域涉及如精细农业、大气研究、环境监测、医学等。目前国内使用高光谱技术在珠宝种类识别和真伪鉴别方面处于研究阶段,具有光谱的应用前景和技术优势。本文主要采用北京卓立汉光GaiaSorter高光谱分选仪对知珠网提供的17种标准珠宝样品和待检测珠宝样品进行采集和数据提取。探讨了对珠宝高光谱数据进行图像预处理、图像特征提取与特征选择、珠宝光谱匹配方法等内容。在本论文中,我们按照以下流程进行操作和论述:首先,对高光谱图像各种预处理方法做了较为详细的论述和比较,采用Savitzky-Golay平滑方法对原始光谱曲线进行平滑处理,详细论述了高光谱图像的特征提取和特征选择的若干种方法,将预处理后和特征提取的珠宝样品光谱数据建立了珠宝光谱数据库。最后,采用常用和组合光谱匹配方法对彩色珠宝、水晶类和玛瑙类珠宝进行了匹配实验和效果比对。结果表明组合测度算法在匹配不同族类珠宝样品时可显著提高识别精度:(1)传统的单一光谱相似性测度算法如欧式距离(ED)、光谱角(SAM)、相关系数(SCC)等只能在测度珠宝光谱曲线幅度或形状特征中的单个特征等表现出较好的分类效果,如欧式距离算法在玛瑙族类珠宝中识别度较高,彩色珠宝类光谱形状特征差异较大,选择应用光谱角余弦和相关系数方法时识别效果较好。(2)本文也对多种组合相似性测度算法进行研究,实验结果表明:欧式距离-光谱角余弦测度算法(SAM-ED)既对曲线幅度特征较敏感,也能正确匹配形状特征相似的珠宝光谱曲线;欧式距离-相关系数测度算法(SCC-ED)在放大值域范围后,可以放大不同类型珠宝的特征差异;光谱角余弦-光谱信息散度组合测度算法(SID-SAM)弥补了光谱角算法不能测度光谱幅值特征的缺陷,同时也能测度光谱概率。