Las imágenes espectrales son imágenes que utilizan múltiples bandas a lo largo del espectro electromagnético . [1] Mientras que una cámara normal captura luz en tres bandas de longitud de onda en el espectro visible, rojo, verde y azul (RGB), las imágenes espectrales abarcan una amplia variedad de técnicas que van más allá del RGB. Las imágenes espectrales pueden utilizar el infrarrojo , el espectro visible, el ultravioleta , los rayos X o alguna combinación de los anteriores. Puede incluir la adquisición de datos de imágenes en bandas visibles y no visibles simultáneamente, iluminación desde fuera del rango visible o el uso de filtros ópticos para capturar un rango espectral específico. También es posible capturar cientos de bandas de longitud de onda para cada píxel de una imagen.
Las imágenes multiespectrales capturan una pequeña cantidad de bandas espectrales, generalmente de tres a quince, mediante el uso de diferentes filtros e iluminación. Muchos sensores de cámara RGB disponibles en el mercado pueden detectar longitudes de onda de luz de 300 nm a 1200 nm. [2] Se puede iluminar una escena con luz NIR y, simultáneamente, se puede usar un filtro de paso de infrarrojos en la cámara para garantizar que la luz visible se bloquee y solo se capture NIR en la imagen. Sin embargo, el trabajo industrial, militar y científico utiliza sensores construidos para ese propósito.
Las imágenes hiperespectrales son otra subcategoría de imágenes espectrales, que combina espectroscopia y fotografía digital . En las imágenes hiperespectrales , se recopila un espectro completoo cierta información espectral (como el desplazamiento Doppler o la división Zeeman de una línea espectral ) en cada píxel de un plano de imagen . Una cámara hiperespectral utiliza un hardware especial para capturar cientos de bandas de longitud de onda para cada píxel, que pueden interpretarse como un espectro completo. En otras palabras, la cámara tiene una alta resolución espectral. La frase "imágenes espectrales" se utiliza a veces como una forma abreviada de referirse a esta técnica, pero es preferible utilizar el término "imágenes hiperespectrales" en lugares donde pueda surgir ambigüedad. Las imágenes hiperespectrales a menudo se representan como un cubo de imágenes, que es un tipo de cubo de datos . [3]
Las aplicaciones de las imágenes espectrales [4] incluyen la conservación del arte , la astronomía , la física solar , la planetología y la teledetección de la Tierra . También se aplica a la reproducción digital e impresa y al diseño de iluminación de exposiciones para pequeñas y medianas instituciones culturales. [5]
Los sistemas de imágenes espectrales son aquellos sistemas que mediante la adquisición de una o más imágenes de un sujeto son capaces de devolver un espectro por cada píxel de las imágenes originales.
Hay una serie de parámetros para caracterizar los datos obtenidos:
La forma más utilizada de lograr imágenes espectrales es tomar una imagen para cada banda deseada, utilizando filtros de banda estrecha. Esto conduce a una gran cantidad de imágenes y un gran banco de filtros cuando se requiere una resolución espectral significativa.
Existe otra técnica, mucho más eficiente y basada en filtros paso multibanda, que permite obtener un número de bandas finales a partir de un número limitado de imágenes. Las imágenes tomadas construyen una base matemática con información suficiente para reconstruir datos de cada píxel con una alta resolución espectral. Este es el enfoque seguido por el sistema Hypercolorimetric Multispectral Imaging [6] (HMI) de Profilocolore [7] SRL.
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