¿Cuáles son las diferencias entre las cámaras hiperespectrales y las cámaras ordinarias?

I. Diferencias en los principios de trabajo

El principio de funcionamiento de una cámara

El principio es sencillo y directo: captura la luz a través de la lente, y después de que la luz es enfocada por la lente, se proyecta en el sensor de imagen.Los píxeles en el sensor de imagen generan señales eléctricas correspondientes basadas en la intensidad de luz recibidaEstas señales eléctricas, después de una serie de procesamiento y conversión, finalmente forman la imagen que vemos.Se centran principalmente en las características básicas de los objetos, como la forma, color y textura, para presentar una imagen clara que se ajuste a los hábitos visuales del ojo humano.

Principio de funcionamiento de las cámaras hiperespectral

El principio es mucho más complejo. No sólo puede capturar la información de un objeto en la región de luz visible,pero también simultáneamente obtener información espectral en múltiples bandas como el infrarrojo cercano y el infrarrojo medioCuando una cámara hiperespectral está en funcionamiento,Descompone la luz en componentes espectrales de diferentes longitudes de onda y luego imágenes de la luz reflejada o emitida por los objetos en cada longitud de onda por separadoEste método de imagen es similar a la realización de un "escaneo espectral" en un objeto, que puede obtener información rica sobre el objeto en diferentes bandas espectrales.Podemos obtener una comprensión profunda de las propiedades físicas y químicas de los objetos, e incluso identificar su composición y estructura.

II. Diferencias en las capacidades de adquisición de datos
En términos de adquisición de datos, hay un mundo de diferencias entre cámaras ordinarias y cámaras hiperspectrales.con cada píxel que contiene sólo información limitada como color y brilloUna foto en color común suele tener cada píxel compuesto por tres canales de color: rojo, verde y azul.Aunque las cámaras ordinarias pueden obtener fotos con diferentes efectos ajustando parámetros de disparo como ISOEn general, las dimensiones de datos que obtienen son relativamente bajas, centrándose principalmente en la presentación visual de la imagen.

Las cámaras hiperespectral pueden obtener cubos de datos de alta dimensión. Además de la información espacial bidimensional, también contiene información espectral unidimensional.Cada píxel en este cubo de datos corresponde a una curva espectral completa, registrando las características de reflexión o emisión del objeto a diferentes longitudes de onda.Estos datos de alta dimensión proporcionan recursos de información extremadamente ricos para su posterior análisis y procesamiento.Por ejemplo, en el sector agrícola, mediante el análisis de las características espectrales en las imágenes hiperespectral, se puededeterminar con precisión el estado de crecimiento de los cultivos, la situación de las plagas y enfermedades, así como la fertilidad del suelo y otra información.Las cámaras hiperespectrales pueden detectar los componentes y las concentraciones de contaminantes en las masas de agua, así como los cambios en los componentes gaseosos de la atmósfera, etc.

Iii. Diferencias en los campos de aplicación
Debido a las diferencias en los principios de trabajo y las capacidades de adquisición de datos, las cámaras hiperespectrales y las cámaras ordinarias también tienen sus propios enfoques en campos de aplicación.

Las cámaras ordinarias se utilizan ampliamente en diversos aspectos de la vida cotidiana, como los entusiastas de la fotografía que capturan momentos hermosos, los medios de comunicación que toman fotos de noticias,y fotografía comercial para la promoción de productos, etc. Juega un papel importante en escenarios como las redes sociales, el turismo y los monumentos conmemorativos familiares, principalmente para satisfacer las demandas de las personas por la estética visual y documentar sus vidas.Las cámaras ordinarias también tienen ciertas aplicaciones en algunos campos de investigación científica básica, como la observación de formas biológicas macroscópicas en biología y el registro de fenómenos experimentales simples en física.

Las cámaras hiperspectrales se aplican principalmente en la investigación científica profesional, en los campos industrial y militar.proporciona herramientas poderosas para el estudio de disciplinas como la astronomíaPor ejemplo, los astrónomos pueden utilizar cámaras hiperespectral para analizar las características espectrales de los cuerpos celestes,de esta manera se entiende su composición química y estado físicoLos geólogos pueden identificar diferentes tipos de rocas y recursos minerales a través de imágenes hiperespectrales. En el campo industrial, las cámaras hiperespectrales se pueden utilizar para la inspección de la calidad del producto,análisis de los componentes de los alimentosPor ejemplo, en la industria alimentaria, puede detectar impurezas, contenido de humedad y componentes nutricionales en los alimentos, garantizando la calidad y seguridad de los mismos.En el campo militar, las cámaras hiperspectrales pueden utilizarse para tareas tales como reconocimiento de objetivos, reconocimiento de camuflaje y monitoreo ambiental.proporcionando un importante apoyo de inteligencia para la toma de decisiones militares.

IV. Características de los efectos de imagen
En términos de efecto de imagen, las cámaras ordinarias buscan efectos visuales con colores brillantes, alto contraste y buena claridad para satisfacer las necesidades de apreciación de las personas para imágenes hermosas.Las cámaras ordinarias se esfuerzan por presentar escenas realistas y vívidas en las fotos optimizando el rendimiento óptico de las lentes, tecnología de sensores de imagen y algoritmos de procesamiento de imágenes, haciendo que los colores y detalles de los objetos sean más realistas.

El efecto de imagen de las cámaras hiperespectrales se centra más en la precisión y la integridad de la información espectral.Las imágenes que captura pueden no ser tan brillantes y llamativas a la vista como las fotos normalesCada píxel en una imagen hiperespectral representa la respuesta espectral de un objeto a una longitud de onda específica.Se pueden obtener varias características del objetoPor ejemplo, en las imágenes hiperespectrales, diferentes sustancias pueden mostrar curvas espectrales características distintas.Aún pueden distinguirse con precisión mediante análisis espectral.Este efecto de imagen tiene una importancia crucial para los escenarios de aplicación que requieren una identificación y análisis precisos de los componentes del objeto.

V. Costo y complejidad del equipo
La complejidad técnica de las cámaras hiperspectrales determina que son mucho más caras en términos de costo del equipo y dificultad operativa que las cámaras ordinarias.La investigación y el desarrollo de cámaras hiperspectrales implican tecnologías avanzadas de múltiples campos como la óptica.Su proceso de fabricación requiere el uso de componentes ópticos de alta precisión y detectores avanzados.y el costo de estas piezas es relativamente altoAdemás, para garantizar que las cámaras hiperspectrales puedan obtener y procesar con precisión la información espectral, también deben estar equipadas con software y algoritmos profesionales.que aumenta aún más sus costes de investigación y desarrollo y producción.

Por el contrario, la tecnología de las cámaras ordinarias se ha vuelto relativamente madura y la competencia en el mercado es feroz.y los precios también son más asequiblesEl funcionamiento de una cámara normal es relativamente simple. Los usuarios sólo necesitan dominar algunas habilidades básicas de disparo para comenzar fácilmente con ella.El funcionamiento de las cámaras hiperspectrales requiere conocimientos y habilidades profesionalesLos operadores deben comprender los principios básicos de la espectroscopia y los métodos de procesamiento de datos relacionados para aprovechar plenamente sus ventajas y obtener información precisa y valiosa.