¿Qué es la imagen hiperespectral?
La imagen hiperespectral es una técnica que agrega una colorida tercera dimensión a una imagen reflejada que contiene los datos espectrales del objetivo. Se puede utilizar en aplicaciones como el análisis topográfico de depósitos minerales o granjas, vigilancia militar, análisis de tejidos médicos y mapeo arqueológico. La imagen hiperespectral proporciona una gran cantidad de datos de luz y composición de sensores de imágenes en el campo, en el laboratorio e incluso en el espacio.
La imagen espectral analiza los espectros de reflectancia, o datos de longitud de onda de luz. Podría usar tecnología como reflejar espejos, prismas, lentes y sensores de luz, al igual que los componentes y los chips de dispositivo acoplado a carga (CCD) dentro de una cámara digital. Combinado con la tecnología de imagen remota, las imágenes espectrales se usan para medir las longitudes de onda del espectro electromagnético disperso por un material objetivo. Los dispositivos llamados espectrómetros y espectroradiómetros notan las variaciones en la longitud de onda de energía de la luz reflejada en un objetivo y permiten a los observadores DLa composición compositiva de etermina del material o paisaje.
La imagen hiperespectral utiliza potencia informática moderna para combinar datos de muchas imágenes y agregar la tercera dimensión de los datos espectrales directamente a la imagen. Este conjunto de datos se apila en un "cubo hiperespectral", como una pila de instantáneas, en la que cada píxel contiene sus datos espectrales. La imagen multiespectral combina datos de decenas o cientos de bandas electromagnéticas (EM), pero los cubos hiperespectrales pueden procesar datos de miles de bandas.
La imagen multiespectral normalmente utiliza datos de múltiples sensores, mientras que los datos hiperespectrales a menudo se recopilan como un conjunto de bandas contiguas de un solo sensor. Cuantos más datos, más claro sea la imagen. Cuanto más clara sea la imagen, más fácil de determinar a partir de qué sustancias o sustancias se hace el sujeto.
Algunas aplicaciones de imágenes hiperespectrales incluyen análisis químico, micro de fluorescenciaScopy, imágenes térmicas, descubrimiento arqueológico e investigación forense. La imagen hiperespectral médica extrae longitudes de onda visuales de una región espacial y sintetiza las cortes en un "mapa topográfico" listos para un análisis médico claro de las propiedades del tejido para varios diagnósticos o fines de investigación. Esta tecnología de imágenes puede capturar más de la banda EM que la luz visible, incluidas las longitudes de onda infrarrojas y ultravioletas, por lo que puede mejorar la información que de otro modo podría ser invisible a simple vista. Todos los materiales contienen firmas espectrales que pueden proporcionar pistas vitales para una gran cantidad de aplicaciones en muchos campos.
Por ejemplo, al comprender las diferencias en la composición química del crecimiento del suelo y las plantas, los investigadores forenses pueden identificar tumbas desconocidas. Esto se debe a que la descomposición diferencia los espectros de reflectancia del crecimiento de las plantas de su entorno. En pocas palabras, la clorofila adicional contenida en plantas fertilizadas por descomposición mLos se destacan mucho más visiblemente en los datos hiperespectrales que a simple vista.
Sensación remota e imágenes digitales encuentran nuevas aplicaciones de manera continua. Bibliotecas especiales que albergan datos espectrales conocidos de materiales se han puesto cada vez más a disposición de los investigadores y civiles por organizaciones como la Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio (NASA) de los Estados Unidos. Las nuevas aplicaciones para esta técnica se han desarrollado continuamente en muchas industrias. Los usos agrícolas pueden incluir la determinación de las variedades vegetales, las afecciones de agua y nutrientes y la detección temprana de la enfermedad. A medida que la tecnología se vuelve más disponible para el público, se espera que las nuevas aplicaciones se desarrollen continuamente para obtener una gran ventaja sobre el poder analítico relativamente limitado de la espectroscopía de un solo punto.
La tecnología de imágenes térmicas se ha utilizado durante mucho tiempo en vigilancia militar o en el aire. Por esta razón, se han desarrollado técnicas especiales diseñadas para frustrar esta tecnología,Para enmascarar las firmas de calor de las fuerzas terrestres del aire. La imagen hiperespectral podría derrotar estas contramedidas con su multitud de mediciones de banda espectral, ofreciendo un análisis de precisión que puede desenterrar las "huellas digitales" espectrales del objetivo.
Se recopila todo el espectro para cada píxel de información, por lo que el observador no requiere conocimiento previo de un material para realizar un análisis. El procesamiento de la computadora puede incluir todos los datos disponibles para un análisis completo de una muestra. Esto requiere recursos informáticos dedicados, incluidos equipos confidenciales costosos y una gran capacidad de almacenamiento de datos. Un cubo hiperespectral representa conjuntos de datos multidimensionales que requieren cientos de megabytes cada uno.