Quais são as diferenças entre câmaras hiperespectrais e câmaras comuns?

I. Diferenças nos princípios de trabalho

O princípio de funcionamento de uma câmara

O princípio é simples e direto: capta a luz através da lente e, depois de focada pela lente, é projetada no sensor de imagem.Os pixels no sensor de imagem geram sinais elétricos correspondentes com base na intensidade de luz recebidaEsses sinais elétricos, após uma série de processamento e conversão, eventualmente formam a imagem que vemos.O seu foco está principalmente nas características básicas dos objetos, tais como a forma, cor e textura, a fim de apresentar uma imagem clara que esteja em conformidade com os hábitos visuais do olho humano.

O princípio de funcionamento das câmaras hiperspectral

O princípio é muito mais complexo, não só pode capturar a informação de um objeto na região da luz visível,Mas também simultaneamente obter informações espectrais em várias faixas como infravermelho próximo e infravermelho médioQuando uma câmara hiperespectral estiver em funcionamento,Ele decompõe a luz em componentes espectrais de diferentes comprimentos de onda e, em seguida, imagens da luz refletida ou emitida por objetos em cada comprimento de onda separadamenteEste método de imagem é semelhante à realização de uma "varredura espectral" em um objeto, que pode obter informações ricas sobre o objeto em diferentes faixas espectral.Podemos obter uma compreensão profunda das propriedades físicas e químicas dos objetos, e até mesmo identificar a sua composição e estrutura.

II. Diferenças nas capacidades de aquisição de dados
Em termos de aquisição de dados, há uma grande diferença entre câmaras comuns e câmaras hiperspectrais.com cada pixel contendo apenas informações limitadas como cor e brilhoUma foto em cores comum geralmente tem cada pixel composto por três canais de cores: vermelho, verde e azul.Embora as câmeras comuns possam obter fotos com efeitos diferentes ajustando parâmetros de disparo como ISO, velocidade do obturador, abertura, etc., em geral, as dimensões de dados que obtêm são relativamente baixas, concentrando-se principalmente na apresentação visual da imagem.

As câmeras hiperespectrais podem obter cubos de dados de alta dimensão. Além de informações espaciais bidimensionais, também contém informações espectrais unidimensionais.Cada pixel neste cubo de dados corresponde a uma curva espectral completa, registando as características de reflexo ou de emissão do objeto em diferentes comprimentos de onda.Estes dados de alta dimensão fornecem recursos de informação extremamente ricos para análise e processamento subsequentesPor exemplo, no sector agrícola, através da análise das características espectral nas imagens hiperspectral, pode-sedeterminar com precisão o estado de crescimento das culturas, a situação das pragas e doenças, bem como a fertilidade do solo e outras informações.As câmaras hiperspectral podem detectar os componentes e as concentrações de poluentes nas massas de água, bem como alterações dos componentes gasosos na atmosfera, etc.

III. Diferenças nos domínios de aplicação
Devido às diferenças nos princípios de funcionamento e nas capacidades de aquisição de dados, as câmaras hiperspectrais e as câmaras comuns também têm os seus próprios focos em campos de aplicação.

As câmaras comuns são amplamente utilizadas em vários aspectos da vida diária, tais como os entusiastas da fotografia capturando momentos bonitos, a mídia de notícias tirando fotos de notícias,e fotografia comercial para promoção de produtos, etc. Ele desempenha um papel significativo em cenários como mídias sociais, turismo e memoriais familiares, principalmente atendendo às demandas das pessoas por estética visual e documentando suas vidas.As câmaras comuns também têm certas aplicações em alguns campos de investigação científica básica, como a observação de formas biológicas macroscópicas na biologia e o registro de fenômenos experimentais simples na física.

As câmaras hiperespectrais são aplicadas principalmente na investigação científica profissional, nos campos industrial e militar.fornece ferramentas poderosas para o estudo de disciplinas como astronomiaPor exemplo, os astrónomos podem utilizar câmaras hiperespectral para analisar as características espectral dos corpos celestes,compreendendo assim a sua composição química e estado físicoOs geólogos podem identificar diferentes tipos de rochas e recursos minerais através de imagens hiperespectrais.Análise dos componentes alimentares, identificação de materiais, etc. Por exemplo, na indústria de transformação de alimentos, pode detectar impurezas, teor de umidade e componentes nutricionais nos alimentos, garantindo a qualidade e segurança dos alimentos.No campo militar, as câmaras hiperespectrais podem ser utilizadas para tarefas como reconhecimento de alvos, reconhecimento de camuflagem e monitorização do ambiente.fornecendo um importante apoio de inteligência para a tomada de decisões militares.

IV. Características dos efeitos de imagem
Em termos de efeito de imagem, as câmeras comuns buscam efeitos visuais com cores brilhantes, alto contraste e boa clareza para atender às necessidades de apreciação das pessoas por imagens bonitas.As câmeras comuns se esforçam para apresentar cenas realistas e vívidas nas fotos, otimizando o desempenho óptico das lentes, tecnologia de sensores de imagem e algoritmos de processamento de imagem, tornando as cores e os detalhes dos objetos mais realistas.

O efeito de imagem das câmeras hiperespectrais concentra-se mais na precisão e na integridade das informações espectrais.As imagens capturadas podem não ser tão brilhantes e atraentes visuais quanto as fotos comunsCada pixel numa imagem hiperespectral representa a resposta espectral de um objeto a um comprimento de onda específico.podem ser obtidas várias características do objetoPor exemplo, em imagens hiperespectrais, diferentes substâncias podem exibir curvas espectrais características distintas.Ainda podem ser distinguidos com precisão através da análise espectral.Este efeito de imagem é de importância crucial para cenários de aplicação que exigem a identificação e análise precisas dos componentes do objeto.

V. Custo e complexidade dos equipamentos
A complexidade técnica das câmaras hiperespectrais determina que são muito mais caras em termos de custo do equipamento e dificuldade de funcionamento do que as câmaras comuns.A investigação e o desenvolvimento de câmaras hiperspectral envolvem tecnologias avançadas de vários campos, como a óptica.O seu processo de fabrico requer a utilização de componentes ópticos de alta precisão e detectores avançados.e o custo dessas peças é relativamente elevadoAlém disso, para garantir que as câmaras hiperspectral possam obter e processar com precisão informações espectral, elas também precisam ser equipadas com software e algoritmos profissionais,que aumentam ainda mais os custos de investigação e desenvolvimento e de produção.

Em contrapartida, a tecnologia das câmaras comuns tornou-se relativamente madura e a concorrência no mercado é acirrada.e os preços também são mais acessíveisA operação de uma câmera normal é relativamente simples. Os usuários só precisam dominar algumas habilidades básicas de fotografar para começar facilmente com ela.O funcionamento de câmaras hiperspectral requer conhecimentos e habilidades profissionaisOs operadores devem compreender os princípios básicos da espectroscopia e dos métodos de processamento de dados relacionados, a fim de aproveitar plenamente as suas vantagens e obter informações precisas e valiosas.